我们生活在这样一个时代：计算能力正在重新定义企业的盈利方式，以及人们体验周围环境的方式。大数据和复杂的计算使企业领导者能够对未来做出更明智的判断。同样，建筑师、工程师、规划师和设计师运用最新的计算方法，设计出更智能、更具创新性的环境。
拥抱计算式设计（即参数化设计）工具的建筑师正在改变设计科学。计算式设计使建筑师能够更深入地理解其构想在现实中的运作方式，无论是在城市尺度、单体建筑层面，还是在一个人走进建筑的具体体验层面。它有助于量化各类可衡量因素，从成本、能耗到社会影响等，同时也兼顾艺术性与意义等审美层面的考量。
请看以下三个例子：
建筑是能源的重要消耗者。几乎所有估算都表明，建筑占全球能源总使用量的33%以上；若计入建筑内所有耗费资源的设备和系统，这一比例最高可达67%。计算式设计可以通过科学预测“被动式设计方案”的效果来降低这一影响。所谓“被动式设计方案”，是指能够减少能耗的各类因素，例如能够保持或散发热量的材料，或能够遮挡阳光、减少空调使用需求的设备。建筑师若未以被动方式认真考虑能源管理，便无法为其设计建筑找到任何正当理由。而且，由于能源成本即时降低，其回报极为可观，并可在建筑的整个生命周期中加以计算。
计算还能推动建筑材料的高效利用。例如，我所在的NBBJ公司在为中国一座体育场设计时，运用参数化设计工具计算出最高效的结构体系，与同类设施相比，钢材用量减少了65%。面对全球范围内对钢材的高需求，以这种方式节约资源，不仅从可持续发展的角度看具有伦理意义，在经济上也十分合理。
设计师正处于运用参数化工具的早期阶段，以在单体建筑的微观尺度和整座城市的宏观尺度上提升当地社区的品质。建筑师可以在计算机模型中构建一个假设性的城市规划，然后调整参数（如街区尺寸、分区规定）以及公共空间（如公园）的分布，运行模拟，以预测未来投资的可能性及其格局。通过调整这些参数，规划者可以对规划方案进行精细化调整，以促进经济发展和创新，同时使人们更容易相互结识、建立社会联系。计算式设计决定的不仅是如何分配资源，还包括如何构建一座城市的社会结构，使其健康、安全、富有意义并能激发灵感。而这正是该工具真正具有变革性的时刻。
人们常说，建筑行业的演变十分缓慢，但如今，设计公司如何保持相关性并创造价值，正在经历一场深刻的变革。建筑师在解读计算式设计的结果时，创造性的直觉始终会发挥作用。但未来引领打造更美好明天的建筑公司，将是那些能够将设计的艺术与设计的科学相结合的公司。
作者：Steve McConnell是NBBJ的管理合伙人，也是世界经济论坛“全球成长型企业社群”的成员 全球成长型企业。
图片：一名设计师在旧金山使用电脑工作。路透社/Robert Galbraith。
