FoAR2020年度最佳论文（4）｜中国传统院落住宅的参数化：基于传统设计法则下四合院数字化呈现迭代的算法设计框架

FoAR2020年度最佳论文（4）｜中国传统院落住宅的参数化：基于传统设计法则下四合院数字化呈现迭代的算法设计框架

FoAR2020

最佳论文奖

导读：本篇推送为摘录，不可直接引用。原版英文论文发表于《FrontiersofArchitecturalResearch》2020年第4期，并获得“年度最佳论文奖”。为方便大家阅读，本篇摘录采用中文表达。感兴趣的读者，请点击文末左下方“阅读原文“，可免费下载原版英文全文。参考引用格式见文末。

ParametrisinghistoricalChinesecourtyard-dwellings:

Analgorithmicdesignframeworkfor

thedigitalrepresentationofSiheyuaniterations

basedontraditionaldesignprinciples

中国传统院落住宅的参数化：

基于传统设计法则下四合院数字化呈现迭代

的算法设计框架

YuyangWang*,AsteriosAgkathidis,AndrewCrompton

SchoolofArchitecture,UniversityofLiverpool,Liverpool,UnitedKingdom

KEYWORDS:

数字设计/参数化设计/四合院/风水

工程做法则例/算法设计/运算设计

作为一种具有重要文化价值的中国民居类型，很多北京四合院在近几年逐渐消失。针对为数不多的现存四合院实施保护是十分必要的，然而一些当代建筑师们缺乏对其设计法则的理解。基于风水学、《工程做法则例》，以及工匠经验的历史性分析，本文阐述了一种能够在4DCAD环境中生成四合院变体的参数化算法。该算法是由四合院原始设计法则转化而来，有助于了解四合院的类型学及维护。该算法在虚拟脚本环境中实现，以生成精确的历史或现存四合院的虚拟副本，从而揭示了隐含在中国传统建筑背后的运算规则。

△5种寓意吉祥的基址形状&2种寓意不吉祥的基址形状(本文作者)

内容简介

受传统中国社会及文化因素的制约，北京四合院的建造形式体现了中国文化的重要元素。本文在四合院传统设计原则的基础上，采用算法的途径，提出了一种参数化生成四合院变体的交互工具。如今，仅存的传统四合院正面临着被遗忘的命运。由于是木结构，它们特别容易老化，同时也容易遭受火灾、潮湿和虫害等问题。自1949年至2009年，北京四合院中，超过80%的院落已被毁坏，以至于很难找到合适的案例来用于研究。北京四合院不仅正在消失，同时对于四合院设计的理解并没有很好地传递给新一代的建筑师们。研究显示，很多当代建筑师们并不了解中国传统建筑构造原理和空间质感。尽管中外客户都期望可以建造或居住在这样的四合院住宅中，然而，由于建筑的比例和尺度、对称与均衡都并不恰当，大多数这类宅院建筑都不能被称作真正的四合院。北京观堂中式宅院别墅项目就被认为是典型的“假”四合院。该项目的单栋别墅本应依照传统北京四合院的样式进行设计，但其平面排布并非纵轴对称，房间尺寸也不合比例。可以说，该项目缺乏一个正统四合院的核心与灵魂，尽管开发商声称已将清工部《工程做法则例》中所记载的传统建筑尺度纳入项目设计当中。

运算性思维为更好地理解中国传统设计文献及图纸提供了一种新的途径。基于这一目标，我们在一个建筑师们都很熟悉的算法设计界面-Grasshopper中，将四合院设计法则转化为算法。然后，我们通过将该算法所生成的模型与现存的图纸实例进行对比来验证我们的工具。因此，我们希望可以回答以下问题：

△第一步：将基址周边的场地按方向分成8块(本文作者)

△第二步：观察场地内各方位存在哪些环境元素(本文作者)

△第三步：确定场地环境属于风水好还是风水不好(本文作者)

研究过程

△依据庭院位置（前中后）和庭院类型（标准）生成四合院平面布局模型(本文作者)

△用向量算法模拟生成场地中心轴线示例(本文作者)

△基于5个参数的不同取值生成的不同尺度的18个单体建筑变体(本文作者)

本文成果

本研究揭示了若干隐性设计法则，并将其转化为与风水学、《工程做法则例》，以及工匠经验相一致的一种算法。结果表明，本文所提出的算法工具具备生成高精确度的四合院类型的能力，并成功复制了传统四合院的关键特征。

△通过Grasshopper中的算法输入参数就可以生成一个四合院模型(本文作者)

作者简介

YuyangWang王宇扬

利物浦大学建筑学硕士、博士候选人、新加坡国立大学访问学者

他主要从事算法模拟生成设计

AsteriosAgkathidis

利物浦大学建筑学院副教授、建筑硕士项目负责人、a3lab研究中心发起人

他的研究领域主要包括数字化建造和算法生成设计

AndrewCrompton

利物浦大学建筑学院教授、前任院长

论文引用格式

Wang,Y.etal.，ParametrisinghistoricalChinesecourtyard-dwellings:AnalgorithmicdesignframeworkforthedigitalrepresentationofSiheyuaniterationsbasedontraditionaldesignprinciples,FrontiersofArchitecturalResearch,9(4)(2020),pp.751-773