山地建筑拓撲演變下的剖面設計思維

蔣孟

山地建筑拓撲演變下的剖面設計思維

蔣孟

山地建筑形態(tài)是建筑幾何形態(tài)和整體存在形式在山地環(huán)境中的重要體現(xiàn)。建筑與環(huán)境之間的“圖形學關系”有效地建立了幾何形態(tài)及整體存在間的秩序，因此“因坡就勢”、“因地制宜”等具有山坡地形特色的描述也應運而生。另外，鑒于秩序本身就富有心理學內(nèi)涵，進而有了“融合、共構、對峙”等與意境相關的描述，并形成山地建筑特質的空間及場所體驗。

一、拓撲演變促使內(nèi)外空間協(xié)調統(tǒng)一

近年來，拓撲學逐漸被引入建筑領域的研究，主要用于建筑形態(tài)與空間結構等方面的研究，以抽象幾何模式的組織方式來闡明建筑的體量、表皮、路徑與空間的拓撲結構。對山地建筑研究而言，拓撲學的引入不僅拓展了傳統(tǒng)研究模式、加深了研究的思維深度，還給山地建筑研究賦予了美學的創(chuàng)意模式，當山地建筑的形態(tài)拓撲演化處于（微分）同胚演變層次時，實際上就具有“分形”的特征和構成方法；而當建筑形態(tài)的演化處于非同胚變化層次時，除拓撲變化外，還會發(fā)生撕裂或割破、粘連等變化，繼而導致建筑整體的拓撲結構遭到破壞，其形態(tài)變化屬于突變，與形態(tài)變化前的原生形態(tài)聯(lián)系不大。

拓撲學應用于山地建筑的研究中，不僅是一種形態(tài)及空間分析的幾何方法，也是在“心理生活空間”中分析人們行為模式和行為心理的一種心理學方法。拓撲空間是均質的數(shù)學概念，它作為幾何學的一個分支，是用非數(shù)量方式所表達的空間關系來研究空間的變換。拓撲心理學與格式塔心理學研究重點不同，是偏重于意志和需要的研究。拓撲學是將數(shù)學幾何空間內(nèi)容與心理學內(nèi)容融合的綜合性學科，其借助圖形分析來描述“心理生活空間”，從而在任何特定的時刻都能表明個體的一切可能有的目標和達到這些目標的所有路徑。結合幾何學研究，拓撲心理學得以在山地建筑中表述空間定性的幾何方向，并將人在山地環(huán)境的心理活動視作具有方向的選擇趨向，其目標不僅僅是塑造山地建筑空間及形態(tài)本身，而是將之視為和主體行為有著聯(lián)系的現(xiàn)象，以闡述主體的某種行為或某種狀態(tài)。顯然，拓撲形態(tài)美學與內(nèi)在空間秩序的高度統(tǒng)一，才是我們應用拓撲學來研究山地建筑的全部意義。

二、山地建筑內(nèi)外空間視點的動感變化

1.外部空間時空體驗的意趣和諧

山地建筑與山地環(huán)境中曲折的道路網(wǎng)絡相關聯(lián)，步行、車行、船行或其他特殊交通方式都有著各自的功能特點和運行高度與速度，能夠滿足在多變的山地環(huán)境中道路網(wǎng)絡需求。另外，隨著山地空間與場景的變化，山地建筑的標高也會不斷變換，而不同標高的建筑又感受著不同的空間界面及其層次。山地建筑與環(huán)境的景觀關聯(lián)，其以山水格局為參照物，是自然環(huán)境下相對恒常的整體尺度。山地建筑的環(huán)境態(tài)勢和自然環(huán)境的整體尺度，又給人以不同的感受：陡坡環(huán)境中，起伏的地形和層巒的山體構成了景觀的主體和背景，使山地建筑的依附感增強；中坡及緩坡環(huán)境，淺伏的山丘、變化的路網(wǎng)與山地建筑三者互相滲透，景觀層次變化無窮；濱水環(huán)境，水體與山地建筑相依相鄰，或包容或內(nèi)含。

山地環(huán)境中行駛路線不同、欣賞角度不同，產(chǎn)生的空間感受也不相同。置身于山地環(huán)境中的人們，自身既是山地空間有機體的組成部分，又是空間中有可活動的“量度”，活動的任意性與自由性將驅使個體獲得額外的外部空間體會。人們借助各種交通工具或因步行而形成的位移變化，致使個體形象、建筑群體與山地環(huán)境組合而成整體景觀發(fā)生變化，這種變化形成的“人·建筑·環(huán)境”一體化空間景觀具有“時空”動態(tài)結合的特性。

（1）內(nèi)外空間的層次性：山地建筑外部視景與室內(nèi)空間的互動關聯(lián)實現(xiàn)了“看與被看”，運動中的人在內(nèi)外空間轉換的進程中參與具體功能、事件即可獲得不同的空間感知。

（2）內(nèi)外空間的互動性：當代建筑更為強調內(nèi)外的交流與聯(lián)系，建筑物之間不再是孤立的個體，彼此之間存在著一種相互聯(lián)系或重新組織的隱含意義。甚至可以說在現(xiàn)代建筑美學中，線性建筑結構逐漸被新的空間形式所形成的“場所”所取代，建筑師努力通過各種元素的組合來研究和形成非線性的空間及其美學。

2.山地環(huán)境路徑中時空體驗的誘導與互動

路徑體驗是融合時間維度與空間維度的具象體現(xiàn)，是山地環(huán)境和山地建筑與城市空間布局有機聯(lián)系的重要工具，能夠使位于環(huán)境或建筑內(nèi)的人們獲得自身活動的場所感，是人們動態(tài)感知環(huán)境、建筑的直接途徑。步行系統(tǒng)是路徑體驗的載體，步行系統(tǒng)的組織與建立融合了山地建筑自身特點與外部環(huán)境特色，不僅表現(xiàn)了山地建筑功能的多樣性，同時體現(xiàn)了山地建筑場所的精神感。山地環(huán)境步行系統(tǒng)設計，應主要考慮人的心理承受能力及體驗的獲得。

三、剖面及剖面思維的空間解析

1.剖面的空間內(nèi)涵

建筑空間作為一種客觀存在，被水平和垂直的實體要素所圍合，同時還包括色彩、光影、體積等知覺要素，無論是實體要素還是知覺要素都需要人的體驗來完成建筑空間蘊含信息的傳遞。人們的知覺體驗具有主觀性，圖解則能夠相對客觀地將個體主觀感受濃縮成信息的視覺化工具。剖面作為建筑空間的圖解，是圖示技術對感性認知的知覺體驗的抽象化，由剖斷的實體界面、虛空、投影三部分組成。實體界面反映虛空部分即空間的輪廓、形狀、尺度、組合等屬性，投影則可以側面地反映空間的光影意境。

從狹義上說，剖面是指建筑剖切后內(nèi)部空間正交投影在一個面所形成的圖解，從廣義上說，剖面還包括位置或維度存在差異的普通平面和立面，在山地建筑的研究中，剖面多被界定為建筑豎向的剖切，對建筑的剖面解析則可以理解為是一種建筑設計的空間思維方式。

2.剖面思維與山地建筑設計

山地環(huán)境作為山地建筑的構造基地，同時為營建在其中的建筑提供了垂直延伸，建立在剖面圖解上的剖面思維理念能夠直觀地反映建筑豎向空間以及建筑與環(huán)境之間關系，有助于探索山地建筑的本質特征。

四、結語

總結山地建筑建設成功的經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，山地建筑的成功離不開與地形地貌特征的高度結合，只有高度尊重地形特點、充分發(fā)揮地域特色，才有可能轉變山地環(huán)境的不利因素，從而構建富有特色的山地建筑。單體或群體的建筑設計剖面結合地勢，化不利為有利，形成了建筑造型與空間形式的豐富性和多樣性。以剖面解析的思維進行設計，山地建筑的空間形式與場所特征能夠直觀地表現(xiàn)在各個層面上，能夠在建筑形體塑造、體量組織安排、空間功能實現(xiàn)上發(fā)揮極大的設計優(yōu)勢。除滿足順應地勢特點的基礎要求外，還可以將建筑與場地之間的滲透過渡、從屬關系、地域特色等需求進行更細致、更直觀的分析與探討?；谄拭娼馕龅囊暯沁M行山地建筑設計，不僅能夠形成富有特色的山地建筑群體，還能夠以山地建筑為載體，充分反映山地環(huán)境的地域特色。

建筑現(xiàn)象學的研究最早始于人文地理學對環(huán)境和人地關系的研究，山地建筑設計本質也是追求人、建筑、自然三者的和諧關系。山地建筑作為特殊地域環(huán)境下的設計類型，能夠滿足人們對自然的向往，其發(fā)展是必然的。長期以來，我們都習慣于以平面的思維進行建筑創(chuàng)作。而作為營建建筑的場地，山地為建筑提供了豎向延伸，也同時帶來了復雜的空間組織和界面銜接。剖面研究從豎向維度上反映建筑各構成要素，山地垂直維度上與建筑的復雜結合，通過剖面解析的手段進行設計，是十分直接而有效的。

（作者單位：武漢理工大學土木工程與建筑學院）