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研究生:諶雨萱
研究生(外文):CHEN,YU-XUAN
論文名稱:以形狀語法探討自動化設計建築造型與立面之研究—以中國福州市“三坊七巷”歷史街區為例
論文名稱(外文):Research on Automated Design Building Modeling and Facade with Shape Grammar——Taking “Sanfang Qixiang” Historical Street in Fuzhou, China as an Example
指導教授:張效通張效通引用關係
指導教授(外文):Chang,Hsiao
口試委員:吳聿淇李芝瑜
口試委員(外文):WU,YU-CILI,JHIH-YU
口試日期:2020-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:建築及都市設計學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:96
中文關鍵詞:形狀語法歷史街區Grasshopper三坊七巷自動化設計
外文關鍵詞:Shape grammarGrasshopperHistorical blockSanfangqixiangParametric design
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隨著信息技術的發展,科技的更新,數位化時代已經到來,如何系統定
義歷史街區風貌,將信息技術引進建築造型與立面設計中,是目前建築界不
斷探索不斷追求的一個問題。形狀語法作爲一種以形狀爲基礎,結合自我界
定的生成規則,在自動化生成建築造型與立面設計過程中提供强有力的幫助,
從而得到符合原有歷史街區風貌要求的設計結果。
本文主要通過梳理形狀語法的起源及規則制定方法,使用此方法,對“三
坊七巷”歷史街區的建築造型與立面參數自動化設計方法進行實驗。
首先,通過實地調查法,將“三坊七巷”內具有代表性的建築進行詳細調
查與瞭解。其次,通過文獻整理與專家討論,將“三坊七巷”分為傳統民居與
更新民居,傳統建築造型分為:“一”字型、“T”字型、“=”字型、“工”字型、“立”
字型、“日”字型、“曰”字型、“U”字型、“回”字型、園林進型歸納);通過詳細
案例將其立面組成部分為:入口、天井、主座、厢房、回廊、亭子等;最後
說明其立面的組成元素:馬鞍墻、灰塑、雕花、灰瓦、木格栅、木欄杆、木
紋花等。同時也對更新民居進行總結歸納。
最後,建立“三坊七巷”歷史街區建築造型與立面相關形狀語法,在此基礎
下引進參數式設計,將技術手段與設計風格融合,主要用Rhino 中的
Grasshopper 進行可視化調控模擬,並通過調整其參數最終達到自動化生成
“三坊七巷”歷史街區建築建築造型與立面目的。
通過本研究,展現了建築造型與立面參數式與自動化生成的可行性。最
終進行設計後檢討,總結此方法對建築造型及立面設計過程中的利弊,以供
後續研究深化的可能性。
With the development of information technology, the update of technology,
and the digital age has arrived, how to systematically define the appearance of
historical blocks and introduce information technology into architectural modeling
and facade design is a problem that the construction industry is constantly exploring
and pursuing. Shape grammar, as a form-based, combined with self-defined
generation rules, provides powerful help in the process of automatically generating
architectural shapes and facade design, so as to obtain design results that meet the
requirements of the original historical street style.
This article mainly combs the origin of the shape grammar and the rule-making
method. Using this method, the experiment of the automatic design method of the
architectural modeling and facade parameters of the "Three Squares and Seven
Alleys" historical block is carried out.
First, through the field survey method, the representative buildings in the
"Three Squares and Seven Alleys" will be investigated and understood in detail.
Secondly, through literature collation and expert discussion, the "Three Squares and
Seven Alleys" are divided into traditional houses and renovated houses, and the
traditional architectural shapes are divided into: "One" font, "T" font, "="" font,
"work" "Font, "li" font, "day" font, "yue" font, "U" font, "hui" font, garden
advancement type); through detailed cases, the facade components are: : Entrances,
patios, main seats, cabins, cloisters, pavilions, etc.; finally, the elements of its facade
are explained: saddle walls, gray plastic, carved, gray tiles, wooden grilles, wooden
railings, wood grain flowers, etc. At the same time, it also summarizes the renewal
of residential houses.
Finally, the building shape and facade related grammar of the "Three Squares
and Seven Alleys" historical block were established. On this basis, parametric
design was introduced to integrate technical methods and design styles. The main
IV
use of Grasshopper in Rhino was used for visual control simulation and passed
Adjust its parameters to achieve the purpose of automatically generating the
architectural shapes and facades of the "Three Squares and Seven Alleys" historical
blocks.
Through this study, the feasibility of building modeling and facade
parameterization and automatic generation was demonstrated. Finally, a postdesign
review was conducted to summarize the pros and cons of this method in the
process of building modeling and facade design for the possibility of further
research.
目錄
中文摘要 I
ABSTRACT II
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
第一節 研究背景 1
第二節 研究目的 1
第三節 研究對象 2
一、 形狀語法與“三坊七巷”歷史街區 2
二、 自動化生成的參數式設計 3
第四節 研究方法與框架 3
一、 研究方法 3
二、 研究架構 6
第二章 形狀語法理論發展綜述 7
第五節 形狀語法理論概況 7
一、 形狀語法的概念 7
二、 語法算法的規則 8
第六節 形狀語法在建築設計領域的應用 9
一、 研究範圍 9
二、 研究重點 10
(一) 語法界定 10
(二) 參數式設計方法 10
(三) 自動化生成 11
1、 建築體塊 11
2、 建築立面 14
3、 建築構造模型 15
第七節 形狀語法與參數化設計的契合性 15
一、 參數化設計的概念 15
二、 形狀語法與參數式設計契合的特徵 16
(一) “工具” 參數式設計 16
(二) “思維”參數式設計 17
三、 相關參數化設計軟體 18
四、 Grasshopper的介紹 21
第八節 形狀語法相關自動化生成數位設計軟體 23
第九節 小結 26
第三章 “三坊七巷”歷史街區建築造型與立面的形狀語法界定和運用 27
第一節 “三坊七巷” 歷史街區概況 27
一、 傳統民居概況 29
二、 更新民居概況 34
(一) 南後街更新建築概況 35
(二) 安泰河光祿坊更新建築概況 35
(三) 八一七路更新建築概況 36
第二節 “三坊七巷”建築造型之院落形態——形狀語法形狀集 36
一、 “三坊七巷”傳統民居院落形態 37
二、 更新民居(南後街、光祿坊爲主) 38
第三節 “三坊七巷”院落組合規則——形狀語法規則 39
一、 “三坊七巷”傳統民居院落形態形狀語法規則的界定 40
二、 “三坊七巷”更新民居院落形態形狀語法規則的界定 45
第四節 “三坊七巷”歷史建築立面特徵——形狀集的層次再分解 49
一、 三坊七巷”傳統民居院落組成規則概況 49
二、 三坊七巷”傳統民居立面形態 51
三、 “三坊七巷”更新民居立面形態 56
四、 “三坊七巷” 民居建築立面形狀語法規則的界定 57
第五節 小結 58
第四章 “三坊七巷” 民居建築造型與立面自動化設計方法 60
第一節 “三坊七巷” 歷史街區基地篩選 60
第二節 相關Grasshopper規則的建構 62
第三節 Grasshopper步驟分解 64
一、 基地線框部分詳解 66
二、 院落類型電池詳解 67
(一) 外墻的生成 68
1、 出入口的生成 68
2、 馬鞍墻與普通外墻的生成 69
(二) 主座的生成 69
1、 臺基的生成 70
2、 立面的生成 71
3、 屋頂的生成 72
(三) 廂房的生成 73
1、 臺基生成 73
2、 立面的生成 73
3、 屋頂的生成 73
第四節 結果生成 74
第五節 小結 78
第五章 結論與展望 79
第一節 研究結論 79
第二節 存在問題 79
一、 語法規則問題 79
二、 參數化軟體問題 80
第三節 未來展望 80
附錄 83


參考文獻
一、中文參考文獻
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