低技策略在非线性参数化景观装置设计中的应用研究
赵二保
摘要：本文通过对现行设计发展阶段下低技策略与非线性参数化景观的理解分析，以及对当下“高技”背景下非线性参数化景观装置案例的分析论证，阐述低技策略在非线性参数化景观装置设计中的应用意义，并通过实例探讨低技策略在非线性参数化景观装置设计中的应用策略。以期对低技策略在非线性参数化景观装置设计的运用提供一定借鉴。
关键词：低技策略;非线性参数化;景观装置设计;应用
中图分类号：TU986 文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2021）04-0099-02
1低技策略
“低技策略”一词最早由我国建筑师刘家琨提出。低技策略理念下的景观装置设计具有经济性、生态性、高效性、个性化和人文内涵的特征。相对于高技策略复杂的施工工艺，需通过数字化机器设备以定制化实现产品的操作过程而言，低技策略有着简易的施工程序和较低的能耗，更倾向于粗放式的手工操作技术，具有较低的资源消耗及维护成本。因此，在景观设计行业具有较高的可行性，且具有可持续性意义。文中所述的低技策略在景观装置设计中的应用，是通过对材料的创造性使用，将传统造园的审美理念与现实功能相结合，从而巧妙地将传统理念与地域特色向现代延伸，以达到对场所环境的最优选择。
2非线性参数化景观设计概述
非线性参数化景观设计是基于非线性思维和参数化控制生成景观规划结果的过程。非线性设计思想和参数化设计技术的结合，强调对影响因素的综合分析，是自上而下的生成设计过程，为景观设计提供了一种分析、思考、处理问题的新方式。20世纪中期，随着生产技术的提高，非线性科学应运而生。非线性科学作为远离平衡状态下动态的稳定化有序结构，充分挖掘了自然界的万般形态，并拓宽了线性科学还原论的局限性。在景观设计领域，非线性科学表现为在满足使用功能的前提下形式至上，即呈现为一种连续流动状形体。所以非线性景观是设计研究、分析发展后的生成物。它的生成过程决定着自身在形式上不可再生的属性，呈现出非标准的形体，是不规则的、特殊且陌生的，这时视觉形象被切换为非核心因素，不再有特定的形式与风格。例如，景观设计师古斯塔夫森善于将土地视为不同力的集合，基于前期对模型的推敲，在土地“受力”后演变为折叠、褶皱、隆起等异形体。在她所设计的莫不拉斯的贮水池和公园项目中，将露天剧场、野外郊游区、沼泽区等各功能区整合在场地中的同时，运用較为感性的方式，对公路旁蓄水池中的泥土进行处理，将其塑造为抽象的艺术地形，阐释了非线性的流动地表特性。
参数化是技术、方法、算法，更是一个系统。众多学科间通过参数化语言，使相互间的交叉点得以汇聚，进而转换为计算机通用语言进行应用。参数化设计作为新型技术手段，近年来被引入景观设计中，并取得一定成效。在景观设计领域，参数化设计以传统基本理论为基础，基于地形、水体、植物、建筑、道路、铺装等要素类别，筛选出影响诸要素的具体因素，并将其参数化，通过对因素的分析，理性地量化景观要素的变化规律，最后利用人的感性分析对整体设计进行把握。从而以多样化手法实现景观要素的预期发展，以此提高对要素的准确把控。
3低技策略在非线性参数化景观装置设计中的应用意义
非线性参数化设计作为“数字设计”的一种，在参与景观装置设计方案建造过程中会经常使用激光切割、数控弯曲成形、多轴数控铣床、3D打印、机械臂建造、快速成型等成本高昂的“数字建造”技术。例如，澳大利亚设计师AR-MA设计的 “三叶草亭（trifolium）”景观装置，是由三个连续的无缝的弧形拱顶组成，相互组合成一种流线型、连续性的空间，表皮结构由自承重的人造大理石构成，内侧饰面由黑色镜面不锈钢板拼贴而成，形状各异的模块总数多达3000种，两部分表皮由452个独特的不锈钢支架支撑，通过数字计算与数控切割，使各部件之间的误差控制在1mm以内，整体外观宛若一件璀璨的珠宝盒。在当下我国的景观设计领域，从单位面积造价来看，远不及建筑设计的成本预算空间，在使用高成本数字建造技术方面则会较为困难，这就必然会影响部分设计的实施落地。此外，通常甲方单位对景观项目的施工工期要求相较于建筑要短得多。因此，低成本、低技术、短工期成为现如今景观设计行业的现状，而低技术在作为“高科技”的非线性参数化景观营造上，则会同时起到降低成本和缩短工期的作用。由于低技术所具备的误差调节机制可较好地提高作品的完成度，从而也可为创意丰富的景观设计师们提供更加多样且广阔的施展空间。
4低技策略在冥想花园景观装置设计中的应用
设计者在“冥想花园”项目中探索式的在装置概念形式推演阶段运用了非线性参数化的设计方式，并尝试利用低技策略应对非线性形式装置在施工过程中遇到的技术限制，以较好地完成方案最初的完整效果，为景观设计行业在非线性参数化景观装置设计的低技策略领域提供借鉴。
4.1方案概述
4.1.1方案初步构思
方案选址位于吉首大学张家界校区的图书馆露天庭院（如图1），在约400平方米的正方形场地内，将低技策略与传统材料相结合，营造出中国古典园林的曲径通幽、柳暗花明的效果。目的是通过该装置的设立为到访图书馆阅读的师生带来安静的室外学习空间，在充满意境的装置空间内能够冥想，故取名为“冥想花园”。
方案的造型灵感源于项目所在地吉首大学校徽标志的概念演变，寓意“凤飞千仞，薪传八方”校训文化的延续，同时对方案设计前的四颗庭院树进行保留，四周靠墙留出装置外的主要活动流线，在一块近似方形的透水地砖铺地上建造一处非永久性的景观装置空间（如图2）。
4.1.2形式空间描述
为增加在景观装置内穿梭的体验感，借鉴传统古典园林的夹景、障景、借景等造景手法，结合幕布的起伏对视线关系进行处理，两侧高立的白色半透明帷幕将游人的视线引导入内，随后迎面一座门洞，门洞内的视线压缩与门洞前的开敞视野形成强烈对比，穿过封闭的门洞空间后豁然开朗，呈现在眼前的只有荷花与倒映着帷幕的曲形水池。同时在这个核心景观节点设置了提供给师生的休闲阅读空间，接下来穿过帷幕直至出口。白色帷幕装置围合出富有节奏的沉浸式体验空间。
4.1.3裝置中的非线性参数化体系
帷幕装置的支撑体系由控制自身弯曲度的铁丝和控制整体起伏翻转的可调节竹竿构成，通过在Rhinoceros中进行曲率分析计算出装置的曲率，在曲率值较高的部分，利用透明的鱼线结合建立在活动底座上的竹竿进行弯度调节，其中的活动底座设计成可单轴转动的钢套，用来调节竹竿。在帷幕拼装上，首先利用Rhinoceros将帷幕进行平铺，计算出面积大小，然后在定做时进行分段生产，随后完成拼接。由此构成“曲面率——结构支撑——生产制作”三部分紧密联系的非线性参数化建造体系。
4.2低技策略的实现途径
4.2.1材料的可塑性
方案中“凤飞千仞”的波动曲线造型为非线性参数化在形式上的主要表现。造型的实现主要依靠钢丝对具有极强可塑性的帷幕边缘的弧度控制，以此来实现丰富有趣的体验空间。此外，装置附属材质所涉及的半透明鱼线、竹材、混凝土等也具有较强的可塑性。
4.2.2“低技”的安装程序
该设计方案在场地的实现主要依靠人工搭建的“低技术”，而非参数化下的“高技”工艺。有着复杂边缘形式的帷幕在软件计算面积的阶段就将其分段，并对各段的衔接处进行标号处理，对生产和拼接都较为便利。安装时无需像一般的非线性参数化需要模型进行VR定位，因帷幕具有可塑延展特性，故仅需工人按照标号进行拼图式缝接即可。接着工人将钢丝包裹至帷幕边缘，按照软件的3D模型进行形体塑造，并配以竹竿在曲面率较高的位置进行固定。
4.2.3误差的中和体系
人工拼接的“低技”途径虽然在成本控制上有很大节约，但在精度控制上远不如现代的“高技”工艺，因此需要通过误差调节体系来确保预期造型的实现。该设计主要通过支撑和牵引两部分实现误差的中和。支撑主要依靠单轴可调节基座来实现对装置起固定作用的竹竿进行角度控制;牵引主要依托可隐藏在环境中的半透明鱼线对帷幕进行微调。二者的弹性配合即可实现施工中“零”误差的现场拟合。
5结语
本文对探讨基于低技策略在非线性参数化景观装置设计中的应用、非线性参数化思维如何与地域性景观装置设计相结合有着重要意义。同时，也为地域文脉、环境、功能、场地的表达提供了新的参考，丰富了景观设计师的创作思维，增加了景观装置的实现途径，对景观行业的发展起到一定的促进作用。
