一种理性的建筑设计与评价视角―应用分形的建筑设计尝试.doc

1、一种理性的建筑设计与评价视角应用分形的建筑设计尝试摘要：分形理论是基于数学上的几何体系而存在的，其本质是一种全新的世界观和方法论。在建筑的设计与评价视角上应用分形原理不但可以让建筑设计更加贴近自然以及符合人性化的要求，而且在分形的工程中对建筑进行量化的评价，能够使我们以更科学更理性的视角去对看待建筑的设计和评价。 关键词：建筑设计；分形理论；自相似；建筑评价 中图分类号：TU2 文献标识码： A 文章编号： 1 引言 一棵在夜空下的枯树往往会给人一种唯美的感觉整个画面呈现出来的是一个和谐感，然而在高楼的设计上无论设计师如何绞尽脑汁也不能达到这种感觉，这是为什么呢？这就是自然的分形结构具有比建筑

2、更为复杂的尺度层级的原因。因此分形对建筑设计的影响十分深刻的。 2 建筑中分形设计的内涵 2.1 分形 分形被誉为大自然的几何学，分形理论阐述了局部与整体的关系，局部在一定的条件下能够体现出与整体的相似性，分形理论承认空间的维数的变化既是分散的又是连续的特征，利用分形理论去对建筑进行设计与评价打破了建筑观念的局限性，无疑是一种建筑视野的突破 我们可以从分形的始创人曼德布罗特对其的两个定义中看出其分形的特点： （1）分形的结构是精细的，可以解析为分形任意小的比例尺度上，我们可以看到其包含整体。 （2）分形具有不规则性，因此分形不能利用传统的几何言语对其进行描述。 （3）分形具有自相似性，其表现为

3、在局部与整体之间在很多方面上具有统计意义上的相似性。 （4）分形在某种方式下定义的“分形维数” （Din（A） ）会比其“拓补维数” （din（A） ）要大。Din（A）din（A） （5）分形的定义很简单，或许是递归的。 2.2 建筑与分形 在建筑的设计运用分形能够使我们获得更加明确和更加易于把握的从操作手法。分形理论在建筑的设计与评价上为我们提高了不少的启示。（1）在建筑的设计上，要注重城市、区域、节点、建筑以及建筑局部这五个方面，各个尺度层级逐渐的连续关联性。 （2）在建筑的设计上注重“无尺度性” ， “尺度的思想变换”有利于在建筑设计上拓展其设计思想，以及灵活用其手法。 （3）在建筑的

4、设计上要注重分形的“无限性” ， “无限性”的特征能够在建筑的空间结构设计上更具简明性。 （4）分形的原理不一定能够直接运用在建筑结构的设计上，但是可以根据建筑构成的复杂性以及高度复合型等特征，对分形原理转化应用。分形具有“不尽相似”的特点，而建筑生成的过程也伴随着很多随机因素，因此建筑的分形不一定要具有明确相似的空间形态特征。 （5）分形在建筑学的应用上会利用空间和时间的结合，将过去和现在联系起来，对建筑的体验随着时间的推移是需要相应的尺度层级的支持。在建筑的设计上，丰富的细部以及连续的韵律等都是建筑结构不可缺少的。 3 建筑设计分形探索 3.1 分形强调对建筑环境各要素的关联以及迭代 分形

5、理论很好地诠释了局部与整体的关系，在建筑设计上要从部分过渡到整体需要套找到其关联的媒介。分形的应用十分讲究环境中的各个要素的关联性。分形认为每一个要素都不是独立存在的，不同要素之间其作用是相互的，既相互碰撞又相互联系，每一个要素对于整体来说都具有影响性。在设计上分形强调对建筑环境的各要素的关联以及迭代，重视以前曾经忽略的要素，变“潜”为“显” ，并将不同要素强化、放大，这种结合而生的整体效果绝对会高于各独立要素相加的效果。 3.2 环境文脉的分形 分形具有普遍联系以及交叉渗透的特性，因此分形能够打破科学之间的分割性使其突破只存在单一学科的界限，从而使不同学科之间能够产生交叉跨越。自然与人文是两

6、个不同的学科，在表面上看这两个不同的方面看似有着很大的区别，实质上其中各种事物却有着许多相似之处。相似性是两种事物存在着联系的固有规律。从中国汉代的董仲舒提出的“天人感应”的哲学理论再到现代的格式塔心理学，都表明了自然与人文有着“异质同构”的关系。在建筑的设计上利用分形能够使建筑与场地文化进行整合构建。 环境文脉的关联也就是文化的分形。将场地文化以及价值取向等方面对建筑进行融合，其文化价值会因建筑而得到弘扬，这就是所谓的文化分形迭代。结合文化分形从建筑设计上将各种隐含的、深层次的文化现象放大，无疑是赋予了建筑文化光环使其更具色彩。 3.3 规划、建筑的尺度层级 从某个意义上来说，我们可以把建筑

7、看作是一个不同尺度层次的分形系统。当一个人走进一个建筑的时候，他的主要感觉会随着距离的变化而变化，只有存在下一个细部的时候，才会吸引到这个人的眼球，使整个建筑更具有吸引力以及丰满度。这是是所谓的层级化，建筑如果缺乏层级化就显得枯燥乏味。建筑的体验随着时间以及距离的变化，需要与之相对应的尺度层级支持，因此连续的韵律以及丰满的细部对于建筑的构成来说尤为重要。 关于建筑的尺度层级的描述，赛灵格勒曾经归纳为建筑尺度层级三大定律： （1）小尺度上的秩序是由程度出现的矛盾元素而组成的，存在着一种视觉上的张力平衡。 （2）大尺度上的秩序是由一定的范围和距离内某一元素与其他元素有着关联的时候，系统通过这种秩序

8、减少熵值。 （3）小尺度秩序和大尺度秩序的关联是通过一种关联的层级结构，其具有一个近似的比例系 e=2718。 因此换个角度说，我们可以举出这样的一个例子，对于 4m 的房间来说，400,150,50,20,7,3,1,0,3cm的尺度层级分布是其理想的尺度层级分布。 3.4 时间维度的运用 时间是人的一种主观上的体验，其体验是很难去进行描述的。时间是人的一种内在体验，当一个人置身在建筑物的空间当中，时间必定是分形展开的。由于不同人他们的性格、学识、经历、素质等的方面不一样，因此在相同的建筑空间内不同人对时间的体验会以不同的分形方式展开，其分形维数不同感情波动也不尽相同。人在建筑空间的体验上会

9、由于主观感的不同以及时间感的不同，在审美上会产生一定的差异。 在建筑的设计上，中国的园林建筑往往会利用园林提名、书法、诗词以及水墨画等形式将人拉进一个时间的分形维度，使置身在建筑空间内的人引起巨大的时间丰度感受，这就是分形的时间维度在建筑设计上的运用。时间分形可以将不同建筑的内涵从不同的时间角度去想观赏者进行诠释，将观赏者带入历史感受这种精神世界。分形理论中的“时间维度” ，从一定的程度上使人们对建筑的审美产生全新的认识。 4 结束语 一种理性的设计与评价视觉应用分形的建筑设计。分形理论在建筑设计生面的应用能够使我们看到了其复杂背后的简单规则。虽则在建筑的设计上分形表现出来的是无限的精细结构，

10、虽则尺度不同但是其自相似的特点，却能够让设计在各种尺度之间进行对比，有利于帮助其合理性的判断。分形能够对建筑进行量化的评价，在很大程度上使其评价标准更具科学性合理性。 参考文献： 1 沈源. 整体系统：建筑空间形式的几何学构成法则D. 天津大学, 2010-12-01. 2 李英伟. 基于分形几何的建筑立面形式分析研究D. 华南理工大学，2010-06-05. 3 邹磊. 当代大空间建筑复杂性形态设计研究D. 哈尔滨工业大学, 2010-12-01. 4 冒亚龙; 何镜堂. 分形建筑审美J. 华南理工大学学报(社会科学版)，2010-08-15. 5 赵远鹏. 分形几何在建筑中的应用D. 大连理工大学，2009-06-01.