中國古建筑施工圖參數化設計探討

本文對建筑參數化設計的概念,參數化設計的初始化設置,古建筑臺基部分的參數化設計以及古建筑屋身部分的參數化設計進行分析和研究。

  一、建筑參數化設計的概念
  一種建筑設計的方法就是參數化設計。將建筑設計的全要素都變成某個函數的變量,通過對函數的改變,或者說對算法的改變,人們能夠對不同的古建筑設計方案進行獲得,簡單理解為一種可以通過計算機技術自動生成設計方案的方法就是這個方法的核心思想。
  二、參數化設計的初始化設置
  1、基本繪圖參數
  不管是對機械加工圖、建筑施工圖進行繪制,還是對服裝剪裁圖進行繪制,比例、線形、圖紙幅面、文字樣式等內容都會存在于圖中,我們一般就會統稱這些內容是繪圖環境。古人在建筑設計中,圖畫圖樣就已經開始進行運用了,這種方式是在春秋和戰國時期進行采取的;而使用百分之一比例尺的圖樣和木制模型,這種方式是在隋唐的時候開始使用的。在《營造法式》中,“殿閣地盤分槽圖”就是平面圖的名稱(如圖1)。圖中有很清晰的柱網,對于柱子立的位置要有明確的位置,也就是建筑平面的布置,“地盤”就是這里指建筑所占有的面積。
  圖1
  
  2、臺基放線定位
  對古建筑臺基的放線方法進行研究,就可以對古建筑平面的朝向和總體布置進行確定,也就只能是在把計算機參數化方法進行引入的時候,才可以將基礎的坐標參照系建立起來。長方形、六邊形、八邊形、五邊形、圓形以及復合形都是包含在古建筑的平面形式中,下面就介紹其中幾種放線方法:
  2.1長方形臺基
  古建筑中最常用的平面形式就是長方形臺基,也是較為重要方法。它的放線步驟如下:
  2.1.1把臺基所有尺寸包括灰土壓槽的總尺寸作為依據,對建筑平面的大致位置進行確定,并且將放線用的“海將子”或者下“龍門樁”、釘上“龍門板”,在適當的位置進行砌筑。其中,應該保持龍門板的上皮水平,并且保持一個高度與臺基的平水;
  2.1.2把建筑群的“中”作為依據,對這個建筑的“中”進行確定,然后,再對通面闊和通進深的“中”以及各間的面闊、進深“中”進行確定,并且在龍門板上用小釘釘上這些“中”,用筆標識清楚;
  2.1.3根據面闊、進深“中”,將里包金、外包金、出山、下出以及灰土壓槽的位置找出來,并且把它釘在龍門板上;
  2.1.4把所需要的點用墜子引至灰土表面,隨著基礎的砌筑,把需要的點逐漸引至基礎墻體上,并且隨之將標記畫出。把這些標記馬磉、包砌臺明和安裝柱頂石作為依據。
  2.2六邊形臺基
  2.2.1對中心點進行確定;
  2.2.2將十字線彈出;
  2.2.3以十字線為中心將兩個矩形彈出,矩形的短邊和面闊相同;
  2.2.4將兩個矩形連接成八邊形。
  三、古建筑臺基部分的參數化設計
  1、臺基的建造方法
  從建筑結構的角度進行分析,基礎就是在屋身以下的建筑部分,建筑物的地下結構部分就是基礎,它對于建筑物的壓力進行承擔并且傳遞,是對周圍穩固的重要部分的保證,它又分為以下三個部分:
  1.1地基。建筑物基礎以下的土層就是地基,它對于全部建筑物的重量進行承擔,可以分為人工地基和自然地基;
  1.2基礎。木柱以下的部分就是古建筑的基礎,它的構成由柱礎、磉墩以及磉墩下面的人工地基;
  1.3臺基。建筑物的基座就是臺基,也就是建造在地面以上的方座部分。室內地平就是臺基的上平,“臺幫”就是四周邊,在臺內包砌柱礎、磉墩、攔土墻,將臺基構成。
  2、軸線網的參數化
  在古建筑的建造過程中,在嚴格的模數制度上,建立一切建筑尺寸,要對古建筑的平面設計進行完成,首先必須對古建筑平面軸線的組成關系進行掌握,但是這些平面尺寸又都在其臺基的設計之中進行反映,所以,對臺基的參數化設計進行完成是整個建筑參數化設計過程中相當重要的一步。
  四、古建筑屋身部分的參數化設計
  古建筑的垂直受力構件就是柱子,用于支撐梁架。在所有落地的柱子上,屋頂梁架上的重要全部分散傳遞,再由柱子向柱頂石上進行傳遞,最后傳遞到基礎上,還有一類不落地的短柱,安裝在梁與梁之間,也是傳遞力的構件。這些柱子的名稱是以柱子的位置確定的。
  1、柱子的名稱和尺度
  1.1檐柱。它的位置一般在房屋前、后檐最外一排,前檐柱和后檐柱是其分為的兩個形式。檐柱所處于的位置就是確定每個檐柱名稱的依據;
  1.2角柱。方形在大多數的古建筑平面中都會運用到,至于“角柱”,就是處于四角位置的柱子;
  1.3金柱。它的位置在檐柱以內,平行于檐柱,梁架是其上面所要承受的,但是建筑中線上的一列柱子也不處于,這就是“金柱”?!扒伴芙鹬本褪窃谇伴艿闹?,“后檐金柱”就是在后檐的柱子,若是建筑的進深比較大,則有外圍金柱和里圍金柱之分。
  2、柱式的參數化生成
  在中國古建筑中,我們最容易發現的就是其柱子的三大組成部分會與古希臘和古羅馬的柱式定義及其相似,因此,我們就對古代歐洲對柱子構件整體的稱呼進行借用,盡管,會比較明確古今柱式的名稱位置和尺寸的規定,但是,針對于計算機來講,想要進行處理困難那是相當大的,所以,我們一定要簡化對它進行處理,以便可以把計算機處理的難度和錯誤發生的幾率降低到最小。我們通過認真的分析,認為從構成成分上看古建筑柱子是尤為簡便的,柱礎、柱身和斗拱是組成每一根柱子的三個部分,但是構建它的直徑位置和長短尺寸,都要把古時的構造規律作為依據來進行。