表皮作为建筑给人的第一感知要素,一直以来是建筑师们重点关注的一个部分。近年来,随着参数化建筑设计及相关理论的发展,使得建筑的表皮形式设计打破了传统的设计方法,呈现出越来越丰富的形式,同时也在生态建筑的设计方向上提供了全新的思路和广阔的发展前景。将参数化设计方法和建筑物理环境模拟相结合,通过计算机编程和数据处理,形成的一套表皮形式的生成方法,能够快速生成多种建筑表皮形式,因而能够为建筑师提供大量的选择方案。建筑表皮的细分方式有多种,其中运用几何学作为建筑表皮的细分机制,对于建筑表皮的形式设计起到了非常重要的影响,成为一种重要的表皮设计方法。简单的几何学模式通过现代计算机进行数字转换后,应用于建筑表皮能够产生非常好的艺术效果。本设计中主要涉及到的几何学包括分形几何学、平面镶嵌及其相关理论。本文以基于分形算法的准周期性平面镶嵌作为表皮细分机制,探索从几何形式算法出发、整合了参数化建筑设计和物理模拟分析的建筑表皮形式设计方法。最终成果为基于三种镶嵌原型的系列表皮形式的生成方法,以及其在不同建筑形体上的运用。本设计主要分为以下四个过程：首先是表面网格的生成过程,其中包括两个方面：一是镶嵌原型对表面的划分,主要涉及到的软件为grasshopper中的PanelingTools表面镶嵌插件；二是通过在grasshopper环境下的VB Script进行编程,按照相应的几何规则实现对镶嵌原型进行分解操作,从而形成初始网格。其次是物理模拟阶段,通过物理模拟软件Ecotect及其与grasshopper的接口插件Geco将前面生成的初始网格作为计算网格导入进行日照分析,得出建筑表面每个网格单元的热辐射值。接下来是进行参数控制来实现网格合并的过程,利用日照计算的数据结果来对网格按照几何规则进行合并处理,形成一定的层级关系,以及通过临界值的设定来形成对不同表皮材质的选择。最后是对表皮进行功能适应性处理,通过与由开间和层高形成的规则网格进行叠加,控制一定的开窗率,从功能性的角度来赋予表皮以实际的意义。