非线性ppt

非线性理论与建筑密切关联的核心内容：混沌理论与方法、分形几何、自组织演化
混沌学研究将从确定 性与随机性、局部与整体、 有序与无序、简单与复杂、 稳定与不稳定等特性研究 对建筑决策、设计过程的 应用性，并重点探讨其思 维模式对建筑创作主体的 影响。
分形理论研究主要 从分形几何特性如自相 似性、层次性、递归性 展开。分析其在建筑空 间、结构与形式生成的 几何潜力。
非线性建筑不仅在理论上遵循非线性复杂科学理论，并且在思想上以非线性哲学 思想为基础。伟大的后现代哲学家吉尔·德勒兹(Gilles Deleuze)的去中心学说、非整体 化思想、推崇即刻性与偶然性的观念为非线性建筑找到思想依据，特别是德勒兹对 “褶子”、“平滑”、“图解”、“生成”等概念的哲学解释，更是直接给非线性建 筑提供了形体创造的途径。甚至可以说，德勒兹理论是当今非线性建筑的“圣经”。
广州歌剧院总建筑面积约 70000平方米，最大长度约120米， 最大高度43米。整个歌剧院包括大剧 场36400平方米、多功能剧场7400平 方米、其它配套建筑26100平方米， 总占地面积约42000平方米。其中， “大砾石”是1800座的大剧场和录音 棚、艺术展览厅等，“小砾石”则是 400座的多功能剧场等。
在这里，德勒兹阐述了物体形成的规则：首先，它是在内外双向折叠中生成的， 因而生成的物体没有内外之分；其次，物体的生成是在空间中，从一个时刻到另一时 刻的时间延时过程中发生的，因而，它是动态连续的。如果我们用这一哲学概念来思 考非线性建筑问题，其实德勒兹的“物体”可以看作非线性建筑的非线性体，反过来 说，非线性体也就找到了形体概念定义的理论基础。事实上，褶子思想定义了非线性 体并说明了它的特性。 FOA 设计的日本横滨码头是这一思想的典型实例。在这个项目中，表皮成为了地 形的延续，建筑中的屋顶、楼板和墙体，城市中的道路、建筑和基础设施都被混合在 一起，形成了一个连续和转换的表皮结构，从而“消解了外立面作为内外空间之间对 立产物的固定模式”，打破了内外、时空、人工与自然之间的疆界，“折叠”作为建 筑的逻辑呈现了个体与文脉之间的连续性。
分形几何是真正描述大自然的几何学，它要给粒状、流体状、丘疹状、麻窝状、树 枝状、海草状、波形状、折皱状等形状以确切的定义。“分形”（Fractal）一词具有 “破碎”和“不规则”两种含义。分形几何学认为，客观事物具有自相似的层次结构， 局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有相似性。分形是一种具有自相 似特性的现象、图像或者物理过程。也就是说，在分形中，每一组成部分都在特征上和 整体相似，只是尺度不同而已。
非线性设计
2011.09
目录
一、非线性科学基本理论 二、非线性建筑基本理论 三、非线性建筑主要创作手法 四、非线性建筑相关著作 五、非线性建筑代表人物、代表作品 六、非线性建筑主要应用软件
一、非线性科学基本理论
非线性科学是一门研究非线性现象共性的基础学科，它是20世纪六十年代以 来在多门以非线性为特征的分支学科的基础上发展起来的综合学科与横断学科， 被誉为20世纪自然科学的“第三次大革命”。 美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室非线性中心主任康贝尔(D．K 。Campbell)说： “非线性科学是研究那些不是线性的数学系统和自然现象的学科。”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
建筑造型力图体现歌剧院建筑的开 放、浪漫和雍容华贵。其形态上， 是由一个舒展的弯月形的体形、围 绕着由5个花瓣形的墙体组成的歌 剧院主体。钻石形屋面天窗有利于 将室内灯光折射向夜空，同时照明 设计着重于对整体造型的烘托。夜 晚大厅内的灯光透过透明的玻璃和 金色的格栅，把歌剧院高雅而热烈 的气氛传达给城市的人们，与珠江 夜景相互映衬，浪漫且富于诗意
《褶子：莱布尼茨和巴洛克》
德勒兹
德勒兹是法国后现代哲学家，“被公认为是创造概念的大师，他创造概念的方式 独特，在不同领域之间追踪概念，让这些领域既保持相互沟通，又有相互间的差异”。 褶子思想是德勒兹通过巴洛克风格的启示，对莱布尼茨单子理论创造性阅读及诠 释而创造出来的哲学概念。1986年，德勒兹出版了《褶子：莱布尼茨和巴洛克》一书。 德勒兹在书中提出了一个褶子的世界，在这个世界中，时间和空间随着物质的折叠 （Folding）、展开和再折叠而生成。他提出，弯曲（Inflection）是褶子形成的理想 基本元素，可被视为“纯粹的关于线或者点的事件”。同时指出，物体是在由内向外 及由外向内的双向折叠中形成的，因此，物体本质上没有内外之分，空间与时间共存 于物质的折叠中，外观就是物体自组织的体现。他又进一步引申到，当建筑表皮具备 结构和材料的双重特性时，表皮就可以代替空间结构成为建筑自身，并成为空间和时 间的主导。
四、非线性建筑相关著作
《非线性建筑：新科学=新建筑？》
查尔斯·詹克斯
1997年，查尔斯·詹克斯应邀作为英国AD杂志129期的客座主编，该期杂志的 序言标题为：“非线性建筑：新科学=新建筑？”，詹克斯在文中简述了科学界新 的复杂科学（即非线性科学），已经取代了发源于牛顿经典理论的旧的现代线性科 学，尽管科学家们对非线性理论还未达成一致的看法，但是，非线性科学所揭示出 的关于宇宙的事实让人类认识到，宇宙其实要比牛顿、达尔文及其他人设想的更具 活力、更自由、更开放、更具自组织性；接着，文章指出了新的非线性科学在建筑 界已有相对等的新的建筑形式，如毕尔巴鄂古根海姆博物馆，辛辛纳提阿罗诺夫中 心，柏林犹太人博物馆扩建；并预言，非线性建筑将在复杂科学的引导下，成为下 一个千年的一场重要的建筑运动。
非线性建筑研究现状： 由于建筑系统本身的特殊性，相对于设计实践的进展，关于非线性空间的理论研究 仍处于一个分散的片段技法探索的水平上，对复杂空间感兴趣的分析论文多，对其历史 性、发展脉络以及特征归纳的优秀专著少，并且缺乏系统的理论研究成果。 在我国，建筑界、规划界关于非线性设计、混沌理论与分形几何的研究论文亦陆续 发表，但多停留在概念探讨层面。 清华大学徐卫国尝试运用计算机建模技术研究非线性建筑，对非线性建筑设计方法 作了一系列归纳并运用到教学过程中。 天津大学张玉坤撰写“从消解到重建”一文，对非线性形式语言进行了初步探索。 总的看来，国内研究层面与国外相比差距甚远，尚来形成系统的应用研究成果，相关实 践很少。
三、非线性建筑主要创作手法
非线性科学观在建筑中体现主要是建筑创作中对非欧几何运用，建筑创作离 不开几何学及其发展。从欧氏几何发展到非欧几何，其对建筑创作都产生了巨大 影响，从而使建筑创作从线性的霸权中解脱出来，非线性建筑得到了空前发展。 建筑创作可从拓扑几何与分形几何中寻找创作灵感，利用近接、分离、连续等拓 扑变换手法，以及分维、自相似、层次性、递归性、多尺度、标度不变性等分形 几何特性进行建筑创作的尝试。
拓扑学（Topology）是研究连续性现象的重要的数学分支。拓扑学是研究基于近 接（proximity）、分离（separation）、继续（succession）、闭合（close）、连续 （continuity）等关系的几何学。换言之，拓扑学是研究几何图形在连续变形下保持不 变的性质（所谓连续变形，形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形，但不允许割断和粘 合）。在拓扑变换下，只要点、线、块的数目仍和原来的数目一样，这就是拓扑等价。
自组织演化研究重点放在 建筑空间进化与自身更新 上，分析建筑空间系统在 与外界进行能量交换过程 中具有自组织形态的非线 性沿革，解析自组织在演 化过程中发展的诱因和途 径、建筑在非线性时空中 的空间意义与演化过程， 从而进一步总结建筑系统 远离平衡态的复杂性特征。
二、非线性建筑基本理论
非线性建筑指的是受现代复杂性科学如模糊理论、混沌学、耗散结构理论、涌 现理论、非标准数学分析影响; 从环境因素和建筑自身性能要求出发得出一种适应不 规则非标准因素的非规则流体、自由曲面建筑形态, 其设计到生产都依靠数字技术。
看着屋顶壳的流动形体和 柔软轮廓，人们可能会想起某 些自然现象，比如冰河运动。 建筑师采用了一流的设计和制 造技术创造了每个车站的流线 型美学。这是扎哈•哈迪德利用 数字设计和施工对全球建筑设 计的最新贡献。
意大利罗马MAXXI博物馆 由扎哈哈迪德设计的MAXXI博物馆于2010年4月正式开放，其位于罗马的弗拉米 尼奥附近。该大厦用了10年的时间才完成。扎哈表示，该博物馆“并不是一个容器，而是 一个艺术品营地”，在这里走廊和天桥相互叠加和连接，创造出来了一个具有生机的动感 空间。尽管该建筑的功能清晰，在平面上组织合理，但寻求空间的灵活使用性仍是该设计 的主要目标。
奥地利阿尔卑斯山索道铁路 项目包括通往因斯布鲁克北部山 脉的索道沿线的4座索道站的设计。设计过 程中，在适应不同海拔高度上特定的场地条 件的同时，清晰的表达出整体一致的建筑语 言成为关键。两个相互对比的元素“壳”和 “影“生成每个站的空间质量，一个轻质有 机屋顶结构浮于混凝土基座之上。人工地形 就像是浮雕，把各种运动和流线雕刻进来。
德勒兹的“平滑”思想是指，用“平滑”形容自由、开放、不受理性束缚的 思想，与之对应的则是“游牧空间”（Nomadic Space），其中的运动可以从任何 一点跳到另一点，其分布的模式是在开放空间里排列自身的规则，变量永远置于变化 的状态之中。游牧空间是游牧民活动的场所，位于草原和荒漠延扩的土地上，具有广 阔无垠、没有边界的特点，游牧民活动的路线具有不确定性，他们运动的方式是驾驭 着差异的烈马在旷野上任意驰骋，因而是自由的、开放的，但他们这种自由的生活方 式也受某种条件的控制，一般认为是地方气候造就了他们的生活。 另一个重要的概念是“生成”，在他看来，“事件”的根本属性就是“生 成”“生成”是一个运动过程，生成是对固化的理论和学说的瓦解，由于任何系统 都是内在异质的、多元化的，因此它的存在状态必然是开放的、时空统一的。 生成的概念对于建筑学的直接影响是，将作为“结果”的建筑转化为作为“过 程”的建筑，将寻求确定解答的设计过程转化为寻求开放系统的设计过程。所有遵 循开放、动态和自下而上的建筑和建筑设计方法都是“生成”，它是相对于以往那 种封闭的、静态的、自上而下的传统设计方法而言的。