建筑概念方案的快速设计和快速建模
前段时间有读者问怎么快速提高建筑设计的能力，我回答说：提高设计能力是可以的，但并没有什么快速提高的方法——建筑设计知识体系非常繁杂，怎么快得起来呢？
但事后转念一想，其实也不完全如此。如果按照很多学校沿用的、陈旧而脱离实践情况的建筑教育体系，那么会特别慢；但如果从产业需求实践的角度出发，借由科学合理的方法，还是可以相对快速的提升设计能力、并达到就业要求的，这是相对部分落后体系的快速。
据个人经验，建筑设计学习的速度通常很缓慢，这是学科特性决定的。但我们相信，大体上，一定存在某种效率最高的学习方法，而且一定有明确的路径能实现，这点我们正在逐步探索。
但是快速设计和快速表现，则显然是可以实现的，并且可以快速提升快速设计的能力，干起来快的事情，学起来也快，这很合理。在我年轻的时候，快速表现主要是钢笔和马克笔绘图，现在考研还用这种完全落后于时代的方法。现在的快速表现，则已经主要是快速电脑建模和即时渲染，以后还可能有别的方法，这里不多说。
实际上目前的绝大部分实际项目，都要求快，很快，非常快。但快速设计对团队管理、技术培训和质量控制都提出了更高的要求，这也是本文的主要目的：
在保障核心品质的情况下，解决快速设计和快速建模的方法问题。
（全文13000字，漫长实用且枯燥，预计阅读耗时约26分钟）
我们正常做设计要做到及时、可靠、合格的设计成果。总结起来很简单：
产业界很少提特别荒诞、天马行空的目标。以上只是正常工作的过程中，必须要达到基本要求，达不到就要付出惨痛代价。
要正常达到基本合格的设计成果，作为公司就要有严格的流程控制。在法规上我们有内部三重内审（校对审核审定），外部有外审。但普遍情况是很多公司的质量控制流程形同虚设，外审也只关心强制规范，而对设计本身的质量和错漏并不关心。实际上在施工现场出问题之前，只有直接设计人能知晓设计里的种种问题隐患，所以行业的自律是非常重要的，等到出了问题再追责，基本上就来不及了。
流程控制一般按照五步来做：
针对每件事的每个环节要有计划，且留有余量。计划本身就是针对设计过程的一个设计。计划必须由项目负责人（亲自盖章的注册建筑师）亲自确认。
设计过程中，任何环节出现拖延，就需要向负责人预警，负责人要及时解决。不能越拖越大，积重难返，否则就出大问题。
最终成果必须由项目责任人最终把关，并且要给修改留出时间。这个时间往往很长。仓促出图，必出事故。
不乐观的讲，年轻设计师正常要留有三遍以上的修改时间余量。不合格的图一定不能放出去，改多少遍也得改，这很考验人的意志和责任感。但不改好就放出去，也是死。
设计过程不可能现学现卖，每个环节的设计师应当本就具备胜任能力。否则就是改一百遍也改不出来。技能要在事前就培训到位。主创建筑师要把造型和功能解决好，总工控制总体和技术难点，营销经理负责客户沟通和进度监管。助理设计师层面要能完成一部分设计，并具备完整的文本能力。人员能力胜任是决定性的。
熟悉所有设计套路，能完成所有设计任务，能搞定客户任何需求。关键是，搞不定时能承担损失。
能完成主要方案，功能造型兼备。设计亮点不足或不能承担损失时，由合伙人救援。
能完成主要功能和技术方案，允许造型或总体能力、客户沟通能力有不足，需由主创支持。
能实现主创意图，完成局部深化设计工作，至少要能完成全部文本编排等事务性工作。如果有实习生，要求更低一些，能完成文本编排工作和部分建模工作即可，不需要设计能力。
通常对于正常的建筑师，总是要不断提高专业能力，最终达到至少主创建筑师的程度。当然也有一些情况追求的是某些专项类型的能力。
但多数实际情况是，每个人都最终会停留在自己无法胜任的岗位上，能力永远是不足/不稳定的。因为如果他能够胜任，通常会继续向上攀爬到更高的岗位，直到不能胜任为止。
当建筑师能力不足/不稳定时，承担任务需提前降级。除非项目有足够时间试错，可按个人能力极限安排。
随着市场饱和，建筑项目的机会越来越少。而信息进步给了多数建筑师成为主创的基本条件，但成功率仍然不高。
近年来建筑业逐步推行EPC总承包制，大型设计单位可能都会融入到施工企业中去，施工企业将逐步包揽施工图设计在内的大部分建设和设计工作。方案设计会倾向于专业的方案事务所，这是方案建筑师的主要方向，更有挑战，也是建筑学的主要任务，但会很艰苦且清贫。这接近于日本的做法。
美国建筑事务所通常承担从设计到监理的大部分工作，有较强的行业协会支撑，这是自由市场+个人主义路线，看来中国不会向这个方向发展。
首先要确定设计标准，才能谈效率提升。
实际工程的最终方案的标准总是以报批要求为准，并联审批推行后，还要结合施工图内容，所以最终方案一定不会太快。
理论上只有过程方案或甲方要求加急的方案，才需要考虑设计标准的降低。
然而实际上，加急的情况非常多，但通常需在后期补足。
不降低标准很难加快速度。但通过降低标准来加快设计，不等于效率提升。在这个过程中，重点是如何恰当的“降低标准”，能有利于效率提升。通常的策略，是舍弃工作量大但对效果影响小的部分，优先完成工作量小而对效果影响大的部分。
对于主创建筑师（通常十年以上工作经验），快速方案意味着短时间（几十分钟内）在脑中生成全部主要方案及大部分细节，或握有足量成熟存货方案。这种情况下，只需要对最终方案/建成效果的进行概括和取舍，然后进行快速表达即可。
把方案主要内容和细节在脑中一次性生成出来，是很复杂的过程，但可以非常快，需要很强的想象力。看完场地后往往就能一次形成具体方案。当然也可以依靠“存货”，当存货方案足够多时，快速设计就很容易。
当不能快速形成方案时，需要对设计标准进行降级后，再进行设计。但仍需达到一些关键要求：
首先是总图规划关系，特别是消防间距和消防车道，此类失误往往是后期不可弥补的。主要机动车交通和建筑-场地的虚实关系也是决定性的，要结合人流和功能以及规划条件，做到基本合理，避免硬伤。
2.内部功能布局基本合理。
当我们降低设计标准的时候，设计程序不能乱，欲速则不达。要按程序步骤依次形成设计的主要内容：
不但方案有套路，如何提升方案能力，也有套路。当然真正好的房子只有很少的套路，这点需要我们针对性分析。
所谓老建筑师的经验，经常是个人无意识的对这些信息的学习；而我们要做的是有意识的对这些信息进行分析和学习。就像最近出现的人机混合围棋，棋手带着个人定制AI计算机和对手博弈，这也像开卷考试——真实项目从来不禁止你利用外部资源，因为问题都是没有答案的，只要你能解决问题。
1.类型
正常情况下我们按照建筑类型进行分类：住宅、商业、办公这些常见的类型占我们常见设计的大部分。当然对每个类型都有相应的不止一种成熟套路，就像围棋的定式，需要熟练掌握。这个比较基本，不赘述。
2.阶段
另一种是按设计阶段分类，不同的设计阶段会有不同的套路，比如在草图阶段、概念阶段，真实方案的各阶段都有自己的套路，每一个阶段的标准和重点都不一样，包括前期选参考案例阶段。每个类型的每阶段组合对应后，就会形成不同的套路。
对于每个类型的每个环节要做不同层级（比如简略/适中/详细，通常至少三个精细层级）的套路准备。当掌握了各个类型的各个阶段的不同深度层级的各几种常用套路之后，基本上就可以应对设计各阶段的不同要求了，这样才能实现快速设计。
3.创意
针对创意这件事，同样也有快速应对的方法。我们并不总能期待灵感，创意训练也是有套路的。真正的创新已经很难了，大多数情况下，特别是快速设计阶段，我们能做到的就是对已有的创意库做筛选组合、改头换面后选用。
首先是对已有经典作品进行反向工程，还原其概念模型、草图等。往往最终方案中包含的信息是过量的，要将其抽象还原到概念阶段，只保留其设计重点。
通过相当数量的案例训练（比如几百个），大脑就能建立从建筑到创意的对应，就像人工智能的数据训练，建立“从草图-概念方案-最终方案”的双向映射关系，这样再做概念方案时，能够根据参考案例的最终效果，反推草图概念设计。在正常设计工作中，则再反过来从草图按部就班的发展到完整方案，就变得很简单了。
最后就是针对特色亮点和概念创意做专项训练积累。所谓熟读唐诗三百首，不会写诗也会诌。当然前提是方向不能错，案例选的好。案例质量决定了最终效果，所谓熏陶就是这样。只不过我们可以通过大量高强度训练加快这个过程。
但做不好也不必担心，只要把基础功能形式做扎实，创意的部分可以自由发挥。因为人脑都有产生复杂创意的先天条件，而社会对创意的评价标准也是复杂多样的，反正也说不清楚，也就不需要担心成败，放飞自我就好。
三、快速表现方法
1.人依靠感官认知宇宙
感官信息和真实世界的关系是个深刻的哲学问题，这里不展开。感官本身是不可靠的，但人脑会将其整合成柏拉图式的理念或概念。这显然是大脑虚拟的产物，且并不能终极实证是否为真。
2.感官规律缘于基因，受制于历史
所以我们的认知终究基于感官，而感官从脑神经科学来看源自基因。但人脑的可塑性很强，感官实际上很大程度上受制于外界实际情况，特别是历史积累 。人类进化不是只有个体生理进化，而是社会群体进化，其中大量生存要素都是依靠教育传承的。文明就像手机存储器里的信息，并非生来就有，是后期拷贝进去，并且可以改变的。人类文明这么一代一代的拷贝、写入并且逐步更新。因此按照《复杂的引擎》所述，人类文明不可以中断，一旦断了，就不知道多少万年才能重建，概率小到不可能。文明的薪火相传本身是很困难的，好在中国文化传下来了，很多其他古文明都已经湮灭在历史中。
3.感官是复杂且非匀质的
4.绘画、雕塑和影像
5.从美术史演变中学习抽象、取舍、概括的能力和大局观
当然主流美学只是众多美学体系的一种，但这种目前是经过历史选择后最有生命力的部分，适合大多数人。
从写实到抽象，减少的是细节，但保留的是什么？如何在抽象概括之后，保持视觉的打动力？
这让我想起，在学习素描的时候，老师要求绘画要“整”，我理解就是画面要完整协调和语言统一。
完整说的是各层级要素具备，不能残缺。
要素多了，就要分级取舍和展现，不同部位设置不同的精细级别。有了主次轻重，才有所谓画面的完整。细节太多，容易细碎。
这在电脑游戏中特别明显。
从像素游戏到早期低分辨率游戏，再到现在的高精细度3d游戏，其艺术效果并不是线性提高的。早期经典游戏如街霸因为机器算力有限，里面的人物像素点很少，但动作依旧很生动。现在的新游戏引擎如unreal显然很强，对电脑硬件要求也高，建模也非常精细，但受过美术训练的人都知道，像欧洲当年的古典绘画一样，高精度写实模型消耗了更多的资源，但效果未必成比例的变好。
所以西方在古典写实绘画之后，发明了印象派。中国则很早就从工笔转向了写意，从彩色的青绿山水发展到黑白的水墨画，抛弃写实走向抽象。这个过程相当漫长，如今已不再新奇，但当年这是艺术史的重大创新，更简洁，更抽象，也更有表达效率。
理解电脑/游戏的建模和渲染逻辑，这对日常建模和以后的自动化设计很有好处，现在建筑设计软件也开始依赖3D游戏引擎，这一点上任天堂特别值得学习，其主机性能一直都偏弱，但艺术效果可以做得很好，对算力的利用率、对东方抽象美学的应用，类似印象派和文人画的思路，不但减轻了硬件压力，也减轻了设计师的建模压力，还可以有更高雅的意境。同样的，我们可以用更抽象、更写意的方法来做建筑建模。
至于建筑方案的统一，则还要有模数化和模块化，如前述这是工程学的方法，是工业时代以来，工业社会最重要的方法之一，且能够带来强烈的统一效果。
3.色与形的算法操作
这些感官规律的背后都有科学原理，但标准的控制则需要我们有艺术经验，而艺术经验本身也是有科学性的。
协调、完整、统一的美学要求，可以被科学+艺术的方法理解并操作。
总体协调的基础上，要突出重点部位，提升其建模精度，其实这也包含设计精度的提升，仅仅提升建模精度往往发现设计内容不够用，对初学者尤其如此。为了提高速度，也只有重点部位值得花时间做精细化处理。
还有些次要的部分，不着急的可以先不做，比如看不到的背面或内部，可以放到以后或者用必做部分或简化模块先代替。
3.3 分级表达的方法
大范围：大地形模型
大地形模型一定要先做，整体环境对设计影响最大，同时地形建模过程也能够加强建筑师对场地的理解。但是精度可以很低，主要是大的地形起伏和天际线，通常有模块体量和谷歌地球的地形模型就够用了，对于后期图面处理也足够参考。
小范围：设计边界清晰
建筑设计不能没有环境设计。但因为时间有限，一定要准确高效的确定需设计的场地的范围。需要根据设计意图、场地分析和时间进度，才能最终确定。环境建模工作量往往不大，精度要求不高，但是对设计效果表达影响很大，因此需要重点强调，认真安排，高效处理。
重点部位：精细建模
通常需要精细建模的重点部位有：主入口，主立面，主入口前的主要场地。其余部分可以弱化抽象处理。
建筑设计通常有一些重点的构件类型，需要精细处理。
常见的有：檐口，门窗，幕墙，地台。
比如檐口和建筑接地的部分，就像人的眉毛和脚，通常都需要重点表达。门窗如同眼镜，幕墙如同脸皮，都是事半功倍的重点。当然不同的建筑类型，重点部位是不一样的，常见类型需要熟练掌握的。
需要强调的是，重点构件一定要模块化，通常都要做关联组件，方便随时提升模型精度，也方便后期的调整。并不是快速就不要推敲，反而是要把次要部分节省出来的时间来推敲关键部位的细节做法。
通常重点构件做个几种模块对比是常见的，也只有模块化的方法，能够在保证进度的情况下达到足够的精细度和设计比选。
次要构件类型都要抽象化、简单化。
设计状态要放松，例如楼梯踏步扶手、屋顶屋脊瓦面之类的。不光是节省工作量，次要部分精度过高会喧宾夺主，效果反而不好，一定要主次分明。
分级抽象简化和表达，同样有多种成熟的套路。
历史上每一种建筑风格，都是一种套路。重要的是创造自己的套路/风格，比如积累不同精度等级的构件库，不同的精细度配置方式。在一些三维软件的参数化组件里，有的也有自动分级控制精度的选项，以后如果实现自动化设计，这些都是需要的。
分级建模的方式，与分级控制设计深度的方式，往往是同步的。特别是设计师习惯于建模的同时进行设计的情况下。
不同类型、不同阶段准备不同精度的套路和构件库，是必要的，不赘述。
大体来说有以下常规的步骤，但跟真实施工步骤是不同的，这是两套理解建筑的系统。如果是BIM模拟建造，则需要跟施工步骤统一。
4.1 空间轴线网格
如果体量是异形块，则需要进行归纳整理，否则会陷于混乱和低速。
造型再复杂的建筑也可以通过几套简单的模块搭配而成。模块间关系通过垂线、延长线等链接起来，整体就可以被简单的几何形和简单的几何关系进行简单的控制和表达。
空间网格尽可能采用标准尺寸柱网和标准层高，且层高最好和柱网尺寸是简单整数比。角度当然尽量用15/30/60/90几个标准角度，实在不行也要做到整5度模数。但如果能用网格解决角度，则尽量不用角度控制，类似于中国古建筑的卷杀方法。
外立面模块高度依赖于空间网格，通过标准化网格实现标准化的立面模块，模块和网格之间也是标准化的对位关系。
只有这样，设计才能高效快速，并保持整体性。
4.2 结构体系
结构体系经常被建筑师忽略。但恰恰是在快速设计阶段，安排好结构体系对设计效果好处极大。
因为概念方案通常就是简单混凝土/钢结构框架，一套梁柱板而已。但却能够实现丰富空间效果和虚实关系，增强模型的尺度感和真实感，也能帮助解决基本功能的合理性问题。而且在清晰的结构体系下做建筑设计，往往能更快速更高效。
普通人对结构梁柱的尺寸在立面和空间造型上的效果其实很敏感，而且快速设计容易缺乏细节，结构体系可以很容易增加大量真实细节，值得对此建模。
4.3 外壳
这里外壳指的主要是外立面，但不同于表皮，也不同于真实建造的复杂，概念方案阶段将其视为一个有厚度的壳更容易理解和建模操作。
1.壳的厚度
外壳的厚度是真实感和趣味性非常重要的部分。有的设计为了凸显这种厚度，甚至刻意设计超过构造需要的外立面厚度。通常这种厚度都体现在立面构件的洞口截面等处。这些构件绝对尺寸不大，例如窗套、门框、幕墙的立挺等，但感官效果上很重要。不能以扁平的面代替，而且往往要夸大一下厚度。
2.模块制作
相应的，快速建模时模块的制作也至关重要。
整个建筑外壳，根据立面设计，需要哪几种模块，需要慎重筹划。
一个建筑有什么样的模数和模块，本质是由建筑设计本身决定的，但设计是否考虑了模块化，对设计本身也有重要影响。
一般来说，我们会根据立面设计的基本属性，来确定几种基本模块。通常我会考虑8-10对参数来控制立面模块的属性，但简单起见，快速设计只需要有限的几对参数，其核心就是虚实疏密，这也是中国传统画论所关注的感官效果重点。
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疏 |
密 |
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虚 |
幕墙、落地窗 |
玻璃遮阳格栅，金属网 |
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实 |
实体白墙、细缝石材墙 |
清水砖墙、瓦屋面等 |
建模的过程要高效、易修改。
只有通过模块化，才能够快速进行细致的深化和调整。
很重要的一点是，模块基于轴线网格，切忌构件越过轴线，要有四方连续的几何概念，端部和转角用专门模块。
能对称的一定只做半个。
每个模块的做法和组件的层次要简化，要注意控制好群组和组件的选用，用好默认材质。
其中的技巧很多，但并不复杂，在知道了基本思路以后，每个人都可以自己研究，并积累自己的个性化的模块系统库。
如果是慢速设计，则再考虑黑白、冷暖、软硬等近十对参数，每对参数起码三个中间等级，则可以有3^10=59049种基础模块属性。当然其中有很多复合属性并没有实体材料对应，也并不需要这么多种材料，实用的最多百来种。
只是理论上所有的建筑都可以用类似解析几何的方法去归纳，并进行参数化设计，要模仿大师的设计手法，就用他惯用的几套参数就可以，这是人工智能的思路，也是智能化设计的努力方向，但实践起来还是比较困难的，目前只能是人工按照类似的思路去理解和手工操作。
3.模块拼装
必须以轴线为基准来做模块拼装，不管是结构柱网还是立面模块。固定将外壳模块的控制点放在轴线网格上，并确定好模块主体和控制点的模数化尺寸，才能高效率拼装。这也是施工图标准的基本规则和方法。
用拼装的方法进行立面设计和调整，才能保证建模速度。这样方案才能够兼具合理性、设计建模效率和精细度。
模型的真实感，正是建立在合理性和精细度的基础上的。就像画家要学人体解剖，了解骨骼和肌肉的拓扑关系，即使有各种变形，也能表现出其真实感。印象派对色和形的概括也是如此。通过网格、结构和外壳的拓扑合理性和精细度，即使整体模型比较简略，也能够给人以真实细致的观感。
4.4 边界
建筑的几何边界非常重要。通常包括檐口、地台、0标高线、层高线、室内外边界、转折的棱、不同材料交接线、虚实边界、场地边界等。比较主要的有：
1.檐口
檐口是最重要的转折线，建模也需要先把构造关系理清楚，如面层、龙骨层、结构板梁和椽，每个层次不用很细，视觉效果也能自然就出现，否则会虚假和粗糙。
2.地台
建筑如何接触地面，也是很敏感但又容易被忽略的位置。支脚、墙裙、散水、室内外高差和踏步无障碍坡道、架空地面等都是增加细致程度和真实感，甚至决定整个建筑观感的要素，尺寸很小，但视觉位置非常重要。平时要积累此类构件库。
3.棱
一般来说，所有转折或者不同材料交接处，都要重点处理。这既是建模要点，也是设计要点。墙的轴线断面不一定是结束面，所以虚实交接的地方通常做一个单独的收头模块，否则断面就暴露了。
4.5 细节
几个主要的细节需要单独设计并且难以模块化的，因为不能模块化，这部分要靠日常积累构件库和架构库，每个构件自身就形成一套可组合系统最佳，配合不同的方案设计。
这通常包括：
1.主入口
主入口本身就有这一整套细节设计，这部分在设计中就是重点，建模当然也不能幸免。门扇、门套、雨篷、门簪、门口的台阶、立柱、抱鼓石、扶手、坡道、招牌等等。至少构件和构造层次要完整，效果就不会差。
2.天窗
如果有天窗，则一定是造型重点，与屋面可以简化不同，天窗基本都需要把翻口、防雨的细节考虑到，造型才能精细。
3.景观物
配景经常是最出效果的部分。而且既然都是现成的模型组件，不用白不用。只要效果好，并没有人会计较是不是套用的现成模型。但太个人化和抽象的配景慎用，比如妹岛的剪影人。其实日常在不忙的时候研发一套有自己特色的配景人车树，效果是最好的。在模型中放三维配景的问题是对硬件消耗太大，通常我们会用渲染器的配景库。
快速设计是一个现实且迫切的问题，既要有速度，也要兼顾基本质量，因此我专门提前把这部分内容写出来，以解决设计公司的日常培训需求。
从快速设计到快速表现、快速建模，不仅仅是目的和工具的关系，实际上工具本身会影响到我们的设计目的和设计方法。本文里，我重点推荐的是模块化的设计/建模方法，这也是我认为最适合工业时代的现代建筑设计的方法，也最适合未来的参数化、自动化设计趋势，希望对读者有所帮助。
作为基础培训教程，我们力求做到清晰、易懂、易用，能够以傻瓜攻略的形式让初学者尽快上手，但也有一些具体操作细节和套路积累库，很难在这里以文字方式表达，也许以后会用视频的方式录制更直观的教程，以开源方式提供模块和套路库。
目前还只是初步版本，以后也会继续优化细化，也欢迎大家提出宝贵意见，谢谢！
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