非線性建筑設理念初析

蔡 靜

（四川交通職業(yè)技術(shù)學院，四川 成都 611130）

非線性建筑設計理念打破了以往人們在線性科學思想中的束縛，人們可以從新的視角發(fā)現(xiàn)更多自然規(guī)律。建筑設計中應用非線性理論可以為建筑物帶來新的設計思路，人們可從中發(fā)現(xiàn)的新的規(guī)律指導建筑行業(yè)未來發(fā)展。

1 非線性設計理論概述

一直以來，人類的思維有著引導性作用，而非線性理論的出現(xiàn)打破了思想的局限性。分析非線性設計理念之前需要對線性設計理念加以闡述，線性原本是數(shù)學領(lǐng)域內(nèi)的線性函數(shù)，因變量與自變量成比例發(fā)生變化。非線性理念有著復雜性與自發(fā)性特點。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使人們對計算機在設計領(lǐng)域有了新的角色定位，受哲學家們的影響，人們對非線性建筑也有了新的認識。非線性建筑在理論上遵循了非線性復雜科學理論，人們試著從非線性視角展開建筑設計，北京鳳凰傳媒中心與鄂爾多斯博物館就是非線性建筑的典型代表。這些建筑物的成功建造彰顯了我國建筑師與國際接軌的實力[1]。

2 非線性建筑設計方法分析

2.1 建筑設計思路

從非線性理論角度出發(fā)，分析建筑設計思路，具體如下：1） 建筑方案的分析與調(diào)研。非線性建筑設計中，人們需要對方案展開詳細分析，通過對建筑資料的研究，了解建筑產(chǎn)地選擇、環(huán)境氣候與交通情況，針對建筑功能性詳細分析，明確建筑物的使用需求。結(jié)合各項影響因素，將非線性建筑設計中可能存在的矛盾因素提取出來，以圖解的方式加以表達。圖解表達是非線性建筑設計中不能缺失的環(huán)節(jié)，要求設計師將設計思路與非線性設計具體闡述，同時明確方案與設計的關(guān)系。2） 應用計算機軟件進行非線性建筑設計。軟件可以幫助人們更容易理解建筑空間，以直觀的視覺刻畫與拓撲學為原則，對非線性建筑元素分類，使抽象的點線面形象化。點是非線性建筑設計的定位，線是分隔，面是分區(qū)。3） 建筑形體的確定。以非線性設計理論為基礎(chǔ)，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)，降低結(jié)構(gòu)上對建筑設計帶來的影響，使非線性建筑水電與硬件設施相互適應。

非線性建筑設計中，動態(tài)曲線是最突出的表達方式。因為非線性建筑可以呈現(xiàn)出流動性視覺效果，比如倫敦花街上空的“靈感之橋”，橋?qū)儆诼菪?，人們可以看到建筑物的完整性，并從蜿蜒的曲線形態(tài)中展開遐想。計算機軟件應用下，非線性建筑可以展開折疊設計，屋頂、墻面與地板處的設計可以成為連續(xù)性界面空間，非線性建筑設計的流動性更強，空間非水平面化更加明顯。

2.2 建筑中的分形構(gòu)建

人們從自然中的無序性與邏輯性中尋找到非線性建筑設計理念。分形理念中，云彩并不是球體形狀的，山脈也不是圓錐形的，萬事萬物呈現(xiàn)出參差不齊的生長態(tài)勢。立足于分形理論展開建筑設計，分形建筑設計更強調(diào)精細化結(jié)構(gòu)設計與小比例的細節(jié)設計，它不能從傳統(tǒng)幾何中找到描述方法。正常情況下，非線性建筑的分形維數(shù)是超過拓撲維數(shù)的，自相似性是分形建筑設計的關(guān)鍵性理論，建筑局部與整體間有著相似的形狀，且結(jié)構(gòu)上可以相呼應，功能上能互補。分形理論下，設計師可以從自然界中發(fā)現(xiàn)靈感，比如連綿起伏的山巒與銀河系的星星，甚至是植物不規(guī)則的根系，這些食物都有著自相似性，并在非線性建筑設計中可以表現(xiàn)為對稱性。將這些元素用于建筑系統(tǒng)，人們無需拘泥于尺寸，簡單的語言描述是無法突出分形理論下的建筑設計的?；诜蔷€性理論的建筑分形構(gòu)建，建筑物結(jié)構(gòu)將會打破傳統(tǒng)，使我國建筑設計更快與國際接軌，并彰顯中華民族的建筑文化特色。

2.3 后理性與先理性策略的融合

先理性建筑設計應用數(shù)字圖解的方式，后理性建筑設計采取圖解思維方式，由于設計產(chǎn)生的內(nèi)在驅(qū)動力不同，非線性建筑設計的結(jié)果也會有所不同。后理性設計模式和常規(guī)設計方式更加相似，大規(guī)模項目應用該設計方式的參考價值較大，方便設計人員掌控全局。先理性設計模式打破了以往人們對建筑空間與功能的認知，對設計師的個人能力水平提出了較高的要求。從不同的視角來看，這兩種設計模式可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，將兩種策略結(jié)合，非線性建筑設計方法的創(chuàng)新如下：

1） 以理性為標準，在重視客觀分類的基礎(chǔ)上，強化非線性建筑設計的感性因素與人的主觀能動性。人是設計的主體，計算機系統(tǒng)無法取代人的作用，探索算法進步的同時也要以解決實際問題的目的，證實設計思路的實際價值。

2） 開拓新的可能性。非線性建筑材料的選擇不僅要結(jié)合建筑物自身塑性情況，還要考慮建筑的文化屬性與設計師的設計理念，力求二者之間達到某種契合度。比如石材不是可以被輕易塑造的材料，但人們?yōu)榱送晟品蔷€性建筑的整體設計理念，也會選擇石材，或者開發(fā)傳統(tǒng)建筑材料新的性能，使其與非線性建筑形態(tài)配合，豐富材料的內(nèi)涵。比如2010年世博會西班牙館就是使用編織藤條覆蓋外表皮，使建筑物帶有鄉(xiāng)土氣息。再比如2015年米蘭世博會中，中國館在建筑設計中將竹子材料編織的表皮與建筑整體相契合，建筑物充滿了質(zhì)樸和純真的東方思想[2]。

3 結(jié)語

總?cè)搜灾?，通過對非線性設計理念的分析，探究基于該理念下的建筑設計方法，使非線性建筑設計具有動態(tài)性和開放性效果，滿足大眾日益增長的建筑設計需求。作為信息化時代下的產(chǎn)物，非線性建筑更適合用于人們的生活中，將非線性理念與分形構(gòu)建相結(jié)合，使后理性和先理性設計策略相融合，將非線性建筑的時代感突出展現(xiàn)。