基于非線性設(shè)計(jì)理論的建筑設(shè)計(jì)方法初探

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提升，對于建筑的要求逐漸改變，從線性設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向了非線性設(shè)計(jì)。城市、環(huán)境等都是一個(gè)比較復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，在數(shù)字特征比較明顯的信息時(shí)代，建筑設(shè)計(jì)需要在計(jì)算機(jī)技術(shù)下，充分利用非線性思維，解決建筑與城市思維中的問題，共建生態(tài)化城市?；诖?，在本中對非線性設(shè)計(jì)理念進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)方法。

前言

非線性的建筑設(shè)計(jì)理念，突破了線性科學(xué)在人們思想中的束縛，為人們提供的全新的視角來接近自然規(guī)律。非線性設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，能夠?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)的可持續(xù)發(fā)展開辟道路，為此，筆者系統(tǒng)通過對非線性設(shè)計(jì)理念的研究，來促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展。

非線性設(shè)計(jì)理論概述

非線性設(shè)計(jì)理論是科學(xué)發(fā)展的一個(gè)分支，在人的思維上具有引導(dǎo)作用，非線性理論的誕生，打破了人們思想的局限性。非線性設(shè)計(jì)理念所包含的內(nèi)容比較多，在人們的生活中得以廣泛應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)對非線性設(shè)計(jì)理念的分析，首先對線性設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，線性原指數(shù)學(xué)上的線性函數(shù)，其中因變量與自變量之間成比例變化，而線性系統(tǒng)是指元素之間的相互作用時(shí)，相互的元素獨(dú)立，且元素之間可以相加。對于相對應(yīng)的非線性理念，面向自然中已知系統(tǒng)，具有一定復(fù)雜性、自發(fā)性以及自我相似性。

非線性設(shè)計(jì)理論的建筑方法分析

1.建筑設(shè)計(jì)思路

第一，建筑方案分析調(diào)研。將非線性設(shè)計(jì)理論應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)方法中，首先需要對方案進(jìn)行比較詳細(xì)的分析，對實(shí)際的建筑進(jìn)行資料分析，其中所涉及的資料中包含很多內(nèi)容，主要為：建筑產(chǎn)地選擇、建筑環(huán)境、氣候、交通情況以及建筑 功能性分析以及實(shí)際的使用要求。經(jīng)過對這些因素的分析，因而提取出建筑設(shè)計(jì)的中的矛盾因素。然后對建筑設(shè)計(jì)的圖解表達(dá)進(jìn)行分析，圖解表達(dá)是非線性建筑設(shè)計(jì)中所不能缺少的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)者需要將思路、概念以及設(shè)計(jì)中的相互關(guān)系。

第二，在非線性建筑設(shè)計(jì)中，選擇比較適合的計(jì)算機(jī)軟件，以直觀的視覺刻畫，幫助人們理解建筑空間的形式。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要以拓?fù)鋵W(xué)為設(shè)計(jì)原則，將建筑元素進(jìn)行分類，將抽象的點(diǎn)、線、面三要素進(jìn)行形象化，其中點(diǎn)就是建筑設(shè)計(jì)的定位，線的含義是指建筑設(shè)計(jì)的分隔，而面的含義是指建筑分區(qū)。

第三，建筑形體確定。在非線性建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，需要對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選擇，合理的建筑設(shè)計(jì)能夠降低結(jié)構(gòu)形式選擇上的難度，在建筑的水電、以及相應(yīng)硬件設(shè)計(jì)選擇上比較便利。

2.非線性在建筑設(shè)計(jì)中的表達(dá)

動態(tài)曲線。在非線性的建筑設(shè)計(jì)表達(dá)中，最為突出的就是動態(tài)趨向的表達(dá)。由于實(shí)際的非線性建筑設(shè)計(jì)能夠?yàn)槿藗兂尸F(xiàn)出一種流動性，視覺效果比較柔和，例如倫敦中部的花街上空，建筑一個(gè)“靈感之橋”，該橋的形狀為螺旋形，該建筑的亮點(diǎn)在于能夠向人們展示建筑的完整性以及靈動性。在蜿蜒的形態(tài)上給人以無限的遐想。另外，非線性建筑設(shè)計(jì)的折疊性與形態(tài)融合性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，對建筑進(jìn)行折疊手法的設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒌匕?、墻面以及屋頂設(shè)計(jì)成一個(gè)連續(xù)的界面空間，以設(shè)計(jì)的流動性增加空間的非水平面化。

3.建筑中的分形構(gòu)建

非線性的建筑設(shè)計(jì)來源于大自然無序性、以及邏輯性，在分形理念下，云彩并不是球體，山脈并不是圓錐形，自然事物變換莫測、參差不齊。而將分形理論應(yīng)用到非建筑設(shè)計(jì)中，其特點(diǎn)比較突出，從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析，分形的建筑設(shè)計(jì)更加注重的是精細(xì)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，關(guān)注小比例細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。并且其設(shè)計(jì)形狀非常不規(guī)整，建筑設(shè)計(jì)的整體以及局部不能在傳統(tǒng)幾何語言下進(jìn)行描述。從科學(xué)理論上進(jìn)行分析，具有較強(qiáng)的自相似形式，一般情況下的分形維數(shù)都大于拓?fù)渚S數(shù)。分形建筑理論中最為關(guān)鍵的就是自相似性，換言之，在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中，整體的建筑部分與局部之間存在著相似的形狀、在結(jié)構(gòu)上相互呼應(yīng)，在功能上相互互補(bǔ)。基于分形的這種理論，在自然界中比較廣泛，例如，植物的不規(guī)則根系、大地的龜裂、起伏的山巒、飄忽不定的云層以及銀河系的星星等。這些不同類型的自相似性，在非線性的建筑設(shè)計(jì)中能夠展現(xiàn)出一種對稱性，也就說建筑系統(tǒng)中的每一個(gè)元素，都包含在大環(huán)境中?；诜中蔚姆蔷€性建筑設(shè)計(jì)不存在特征尺度，在簡單語言描繪下不能展現(xiàn)出其特質(zhì)。

結(jié)論

綜上所述，在本中對非線性設(shè)計(jì)理念進(jìn)行論述，并研究基于非線性建筑設(shè)計(jì)的建筑方法。在方法研究中，首先對非線性建筑設(shè)計(jì)思路進(jìn)行分析，然后分析了非線性在建筑設(shè)計(jì)中的表達(dá)，最后論述了建筑中的分形構(gòu)建。非線性建筑是信息時(shí)代的產(chǎn)物，在實(shí)際的生活中以其開放性、動態(tài)性，將建筑的時(shí)代感自由展現(xiàn)。

（作者單位：重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院）

作者簡介：趙紫曄（1991-），女，湖南長沙，2009年9月-2014年6月，重慶大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)本科在讀，且獲得重慶大學(xué)建筑學(xué)學(xué)士學(xué)位，2014年9月至今重慶大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)碩士在讀，研究方向：建筑設(shè)計(jì)及理論。