三角幾何元素在特征場景中的營造方法

李 昂，張 楠

（中南大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410000）

0 引言

三角幾何元素在建筑中的應(yīng)用，指利用三角形這種幾何元素，來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)過程中，由三角形所組成的平面、體塊均可以作為建筑的基本元素。目前來看，三角形的應(yīng)用多體現(xiàn)在建筑的場地設(shè)計(jì)、整體形態(tài)設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面。

三角形建筑的外觀形式新穎獨(dú)特，在視覺上易產(chǎn)生較強(qiáng)的吸引力及沖擊力，常用于城市地標(biāo)性建筑設(shè)計(jì)中。但不可置否，三角形建筑在設(shè)計(jì)階段往往存在一定困難，如場地不易布置、建筑內(nèi)部空間易造成浪費(fèi)等，因此日常生活中方形建筑占城市建筑的大多數(shù)，三角形建筑較為少見。

1 三角幾何元素在建筑中的優(yōu)劣勢分析

1.1 三角幾何元素的優(yōu)點(diǎn)分析

1.1.1 視覺沖擊力強(qiáng)

三角形在表達(dá)上有著尖銳、穩(wěn)定、均衡的象征[1]，三角形的建筑外形，往往在視覺上有較強(qiáng)的沖擊力，如金字塔、中銀大廈、諾亞大廈等建筑，其龐大的建筑體量在三點(diǎn)透視關(guān)系的影響下，會(huì)給人帶來具有沖擊力的視覺體驗(yàn)。

1.1.2 穩(wěn)重感強(qiáng)

三角形建筑具有較強(qiáng)的穩(wěn)重感和雕塑感，視覺整體性強(qiáng)。由于三角形是具有強(qiáng)穩(wěn)定性的平面圖形，因此以三角幾何元素為主要設(shè)計(jì)元素的建筑往往具有較強(qiáng)的穩(wěn)重感和雕塑感，如美國國家美術(shù)館東館、玻璃金字塔等建筑，相較于周邊建筑來說，其穩(wěn)重感更強(qiáng)。

1.1.3 導(dǎo)向性強(qiáng)

三角形具有較好的導(dǎo)向性。在建筑空間內(nèi)部，銳角三角形可提供給建筑內(nèi)的人群較強(qiáng)的方向感，指引人群步行方向，交通導(dǎo)向性較強(qiáng)。如美國國家美術(shù)館東館，其主要交通流線位于建筑的等腰三角形中軸線處，行人可由最短邊進(jìn)入，向該三角形最小角度前行。

1.2 三角幾何元素的不足分析

1.2.1 場地設(shè)計(jì)困難

城市中的場地往往為四邊形的較規(guī)則場地，若在其中放置三角形建筑，不容易處理建筑本身與場地之間的關(guān)系以及建筑與城市周圍其他建筑的關(guān)系。但是如果設(shè)計(jì)妥當(dāng)，也可成為城市的亮點(diǎn)所在。

1.2.2 空間浪費(fèi)

三角形建筑由于銳角的存在，如果建筑內(nèi)部沒有對功能進(jìn)行合理的劃分，容易造成空間浪費(fèi)的問題，因此需要對建筑內(nèi)部空間進(jìn)行合理布局。在利用三角幾何元素進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，需要對不足之處進(jìn)行規(guī)避。

2 特征場景營造

2.1 特征場景的概念

特征場景指具有一定特征的建筑場景，體現(xiàn)不同的建筑風(fēng)格和美學(xué)特征；不同的特征場景，其表達(dá)方式不盡相同。在本文中特征場景指由三角幾何元素構(gòu)成的建筑客體所形成的具有一定特征的空間場景。

2.2 營造特征場景的意義

每個(gè)城市都有特色區(qū)域，而特色區(qū)域往往也存在著特征場景，如北京的特色區(qū)域故宮，其存在著特征場景——“中軸線”“陰陽五行、象天立宮”，體現(xiàn)了故宮的莊嚴(yán)肅穆和尊卑秩序。特征場景體現(xiàn)了建筑或周邊片區(qū)的價(jià)值觀念及文化內(nèi)涵。營造特征場景的意義在于，對建筑本體來說，特征場景增強(qiáng)了建筑創(chuàng)意，通過講述建筑故事來表達(dá)空間意義，提升空間品味；對使用者來說，特征場景增強(qiáng)了人們的體驗(yàn)感和建筑認(rèn)同感。利用三角幾何元素進(jìn)行特征場景營造，可以充分發(fā)揮三角形的優(yōu)勢，形成各具特色的空間場景。

2.3 營造特征場景的基本方法

利用三角幾何元素進(jìn)行特征場景營造有多種方法，筆者將其概括為以下五種：建筑的功能空間與象征意義分離、利用三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、利用三角幾何元素迎合城市文脈、三角幾何元素營造的功能空間與象征意義并置、三角幾何元素串聯(lián)建筑設(shè)計(jì)主線。在對應(yīng)的建筑資料分析中，考慮到著名建筑大師貝聿銘先生的建筑作品多以三角幾何元素為主要設(shè)計(jì)元素，其代表性較強(qiáng)。因此選用貝聿銘先生的部分建筑案例，進(jìn)行三角幾何元素的特征場景營造相關(guān)分析。

3 代表性三角形建筑的特征場景營造分析

3.1 建筑的功能空間與象征意義分離

建筑的功能空間指建筑的實(shí)際使用空間，傾向于人們修建建筑時(shí)所蘊(yùn)含的目的性和使用需求；建筑的象征意義指建筑體現(xiàn)的建筑感情、建筑思想和建筑反映的社會(huì)文化現(xiàn)象，是創(chuàng)造主體深層次的審美感性意識(shí)與高度理性認(rèn)知和諧交融的結(jié)果[2]。三角幾何元素本身包含著一些情感，比如象征著權(quán)利與榮耀、穩(wěn)定與均衡、尖銳與進(jìn)取等。所以利用三角幾何元素，將其作為建筑表皮、建筑殼體的形式存在，可以使建筑充分表達(dá)內(nèi)在情感，體現(xiàn)建筑精神象征[3]。

以貝聿銘先生的盧浮宮玻璃金字塔（圖1）為例，玻璃金字塔是盧浮宮的入口，以建筑表皮形式存在。金字塔自古便是財(cái)富的象征，盧浮宮內(nèi)部珍藏著數(shù)量眾多的世界級瑰寶。在這種財(cái)富的氛圍中，玻璃金字塔完美契合所處的建筑環(huán)境與人文環(huán)境，利用其自身的財(cái)富象征烘托出盧浮宮的豪華富貴，二者相得益彰。

圖1 盧浮宮玻璃金字塔

在建筑功能上，玻璃金字塔僅作為博物館的入口存在，與地下空間互通。位于地下的建筑內(nèi)部空間與頂部三角玻璃面沒有本質(zhì)上的關(guān)聯(lián)，以此來看，玻璃金字塔的建筑的功能空間與建筑象征意義是分離的。利用這種設(shè)計(jì)手法，可以使建筑融合于所處環(huán)境的同時(shí)，滿足自身的功能需求。

3.2 利用三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

三角形在幾何特征上有著很強(qiáng)的穩(wěn)定性，由于角度的固定，所以建筑結(jié)構(gòu)很難變形。在超高層建筑中，三角形作為建筑桁架式的外部結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)建筑的整體穩(wěn)定性，減少建筑的建設(shè)成本。同時(shí)，三角形有著尖銳進(jìn)取之意，在建筑設(shè)計(jì)中，外露的結(jié)構(gòu)往往可以凸顯建筑昂揚(yáng)向上的態(tài)勢，體現(xiàn)更強(qiáng)的視覺沖擊力。

貝聿銘先生設(shè)計(jì)的香港中銀大廈，考慮到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件——處于地震帶且用地狹小，所以采用巨型空間桁架支撐結(jié)構(gòu)，即建筑整體采用以三角桁架結(jié)構(gòu)體系，底部用大型墩座來支撐建筑重量，來達(dá)到力學(xué)上的穩(wěn)定效果。

在建筑形式上，中銀大廈整體由四根不同的三棱柱側(cè)面彼此相貼，螺旋排列形成。建筑呈現(xiàn)出向上生長、節(jié)節(jié)攀升的態(tài)勢，體現(xiàn)了三角幾何元素蘊(yùn)含的“生長”“昂揚(yáng)向上”之意。利用三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既增強(qiáng)了建筑穩(wěn)定性，也豐富了建筑精神內(nèi)涵。

3.3 利用三角幾何元素迎合城市文脈

“文脈”一詞起源于語言學(xué)，指語言的上下邏輯關(guān)系、事物發(fā)生的背景條件。將“文脈”一詞引入城市領(lǐng)域，指在一定社會(huì)背景下的人、自然環(huán)境和建成環(huán)境的動(dòng)態(tài)聯(lián)系[4]。文脈是城市記憶的延續(xù)，尊重場地的現(xiàn)狀和特征，進(jìn)行建筑的場地設(shè)計(jì)，體現(xiàn)城市文脈。在平面組成上，多個(gè)三角幾何元素可以組成豐富的建筑形體。在地塊劃分上，參照城市軸線或者周邊建筑走向，利用三角幾何元素分割場地，使建筑的每個(gè)單元體塊與場地融合更為密切，形成建筑與場地之間的連續(xù)性，并增強(qiáng)場地與周邊環(huán)境的聯(lián)系性，尊重城市整體形態(tài)，迎合城市文脈。不規(guī)則的平面場地同樣可以通過切割、重疊、拼貼等方法，達(dá)到更加自然的地塊劃分效果。

以美國國家美術(shù)館東館為例，考慮到其所處的地塊為不規(guī)則的梯形地塊，貝聿銘先生推翻了上一稿方形美術(shù)館方案，利用平行于城市西南——東北方向軸線作為地塊分割的輔助線，將東館分為等腰三角形及直角三角形兩部分（圖2），提高了該梯形用地的利用率。這種切割方式考慮到了城市文脈的延續(xù)——建筑的形態(tài)與城市軸線交相呼應(yīng)，保持平行關(guān)系。東館為了與傳統(tǒng)對稱式的古典主義西館做出形態(tài)和風(fēng)格上的呼應(yīng)，其等腰三角形的中軸線與西館的東西方向中軸線位于同一直線上，并且東館空間立面風(fēng)格與西館保持了一致，保證了新老美術(shù)館建筑的統(tǒng)一性和城市文脈的延續(xù)性。

圖2 美國國家美術(shù)館東館空間形成

3.4 三角幾何元素營造的功能空間與象征意義并置

功能空間與象征意義并置指建筑的功能空間與象征意義融為一體。三角幾何元素除了單純作為建筑的表皮、殼體以外，也可以作為建筑功能空間的主要表達(dá)形式，賦予建筑意義和情感色彩的同時(shí)，也承擔(dān)一定的建筑功能。在中國古代，古人往往利用三角形建造坡屋頂和房屋構(gòu)架，除了滿足建筑功能需求之外，也使建筑成為文化的一種載體——呈現(xiàn)中國古建筑飄逸、靈動(dòng)的獨(dú)特韻律。在建筑設(shè)計(jì)中，利用三角幾何元素作為建筑構(gòu)件的形態(tài)，融入建筑功能之中，使三角幾何元素既承擔(dān)建筑功能需求，又體現(xiàn)一定的文化意蘊(yùn)。三角幾何元素含有豐富文化意義，當(dāng)建筑局部設(shè)計(jì)引入三角幾何元素之后，往往可以體現(xiàn)出超越建筑本體功能的象征意義，使建筑表達(dá)方式和表達(dá)內(nèi)容多元化。

以三角形坡頂?shù)拿佬悴┪镳^為例，建筑原型提取于日本的地域性元素，具有日本江戶時(shí)代農(nóng)舍的影子。貝聿銘先生利用穿插的設(shè)計(jì)手法，對三角幾何元素排列組合。他將屋頂設(shè)計(jì)為大體量的三角形玻璃網(wǎng)格，使光線穿透而入時(shí)，投射出動(dòng)態(tài)的光影變化，展現(xiàn)出時(shí)光的流動(dòng)感和幾何的動(dòng)態(tài)感。純粹的三角形屋頂設(shè)計(jì)，使該博物館建筑富有現(xiàn)代感；起伏的三角形玻璃，呼應(yīng)周邊山巒起伏的山地環(huán)境。三角幾何元素在該建筑中，既是建筑功能空間的載體，又呈現(xiàn)出一定的象征意義，屬于功能空間與象征意義并置的做法。利用這種設(shè)計(jì)手法，既可以建筑空間既滿足功能需求，又能引發(fā)人們的共鳴。

3.5 三角幾何元素串聯(lián)建筑設(shè)計(jì)主線

三角幾何元素串聯(lián)建筑設(shè)計(jì)主線，指建筑主線部分均采用三角幾何元素開展設(shè)計(jì)，如建筑場地、建筑外觀、建筑細(xì)節(jié)、建筑結(jié)構(gòu)等方面均使用三角幾何元素。

大多數(shù)建筑只是在建筑外形、建筑結(jié)構(gòu)或者建筑細(xì)節(jié)等部分內(nèi)容利用三角幾何元素進(jìn)行設(shè)計(jì)，將建筑設(shè)計(jì)主線內(nèi)容均利用三角幾何元素進(jìn)行設(shè)計(jì)是較為罕見的，但不可否認(rèn)，純?nèi)切蔚目臻g能極大程度上增加建筑的表現(xiàn)力。當(dāng)建筑無論是外部形體還是內(nèi)部細(xì)節(jié)等均采用三角幾何元素時(shí)，這種建筑完整性、統(tǒng)一性、沖擊力、雕塑感是其他建筑無法比擬的。這種建筑富有整體性和統(tǒng)一性，相當(dāng)于從宏觀到微觀各個(gè)方面的三角幾何元素的集合體，容易誘發(fā)人們對建筑產(chǎn)生情感[5]。在建筑設(shè)計(jì)過程中，將整個(gè)建筑統(tǒng)一設(shè)計(jì)為三角形，將其介入建筑整體形態(tài)、平面形式、建筑細(xì)部等各方面，大輪廓和小細(xì)節(jié)統(tǒng)一于幾何元素，使得建筑渾然一體。

美國國家美術(shù)館東館便是最典型的例子——通體為兩個(gè)三棱柱拼合而成的巨型公共建筑，形成似分似合、若即脫離的體量關(guān)系。在等腰三角形三個(gè)頂點(diǎn)處，高聳的塔樓形成獨(dú)特的個(gè)體，其延長線圍合形成同底層輪廓相同的三角形，在功能形態(tài)疊加的同時(shí)，維護(hù)了建筑的整體性。

貝聿銘先生以“三角幾何元素”串聯(lián)東館建筑設(shè)計(jì)主線，無論是外部形態(tài)還是內(nèi)部細(xì)節(jié)均充斥三角幾何元素的應(yīng)用。建筑平面布局上，為呼應(yīng)城市軸線和周邊建筑，將建筑平面分割為等腰三角形和等邊三角形。建筑形態(tài)上，整體采用三棱柱的形狀，渾然一體，使建筑看起來有非常強(qiáng)的雕塑感。內(nèi)部中庭上，采用大面積三角形頂部采光玻璃，并利用三角形網(wǎng)狀框架進(jìn)行固定，在陽光的投射下，地面產(chǎn)生三角形的網(wǎng)格陰影，與建筑形體呼應(yīng)。內(nèi)部交通上，交通空間呈現(xiàn)三角形，由等腰三角形的短邊中點(diǎn)進(jìn)入，聯(lián)系各功能空間。場地布置上，增加多個(gè)三角錐體玻璃構(gòu)筑物，呼應(yīng)建筑整體三棱柱形態(tài)?？梢姡绹鴩颐佬g(shù)館東館在建筑設(shè)計(jì)主線內(nèi)容上大量采用三角幾何元素，建筑各部分產(chǎn)生呼應(yīng)，提高建筑的整體性和統(tǒng)一性。

4 結(jié)語

利用三角幾何元素所蘊(yùn)含特性及象征意義，可以營造富含特征的建筑場景，不管是從建筑功能還是象征意義上，三角幾何元素均存在一定價(jià)值。不過由于缺少相關(guān)認(rèn)知或是建筑技術(shù)受限，三角幾何元素目前在建筑中的利用率不高，僅有少數(shù)建筑對三角幾何元素加以應(yīng)用。希望通過對三角幾何元素在特征場景營造方法的相關(guān)分析，可以對設(shè)計(jì)師進(jìn)行三角幾何元素在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供相應(yīng)的支持。