非线性建筑设计的发展特点及构造方式

非线性建筑设计的发展特点及构造方式

摘要：目前，伴随着科技的发展与进步、网络化信息化的深入，我国这些年已

经开始着手有关非线性建筑设计的探究，目前仍处于起步阶段，需要不断的借鉴

与学习。非线性是目前建筑学界的探讨焦点。将非线性科学的思维与建筑形态学

探究方式进行融合。鉴于此，本文对非线性建筑设计特点及构造方式进行分析与

探究具有较为深远的意义。

关键词：非线性建筑；发展特点；构造方式

1建筑非线性概述

非线性科学使人类从全新视角认识自然和社会。超越了牛顿原理和线性科学，而属于随机的、模糊的复杂科学领域。非线性建筑，概括地说，就是在其设计过程、方法、结果等方面符合非线性特征的建筑形式。非线性建筑在状态上具有开放、动态、模糊、非平衡特征，在结构上具有去中心、层次、相关特征。受涌现、混沌、模糊、耗散等复杂性、非线性科学理论影响，非线性建筑得出一种自由曲

面建筑形态，它从自身性能要求和周围环境影响出发，试图构建一种新的美学、

科学和哲学框架，从而适应了非标准、不规则的因素。

2非线性建筑设计的发展特点

2.1现代主义以后建筑形态的发展变化

上个世纪的现代主义运动从效果开始，重视效率和科学、当时新型的建筑技

术相融合，有着很强的生存价值，它的影响迅速推广到全世界，把建筑引进了一

个新的时代。包含了柯布的“新建筑五点”与密斯的“少即是多”等现代式的思想成

了建筑设计必须遵守的规定。即便是当前时代，现代主义依旧是现代建筑的主要

思想，有关当前建筑形态非线性特点的探究是以现代主义建筑主要背景下为基础

的分析。

2.2材料分析下的非线性建筑形态出现

在十八世纪之前，砖石构造是主要的建筑形态。因为它们的抗压功能大过其

抗拉性能，所以一般都是用叠加的方式建筑。到了二十世纪，则主要是钢筋混凝

土构造为主，也有着不错的拉压性能，另外还有砖石所没有的可塑造性。但是，

当代建材构建科学的变化让建筑的形态更多的依赖于它所选的构造方法与建筑材料。为此，如何更好的将建筑与材料相协调融合，就是当代非线性建筑的设计特

点所在了。当代的建筑师使用电脑在建材的探究上主要包含了两方面，一是，在

现有的建材隐藏功能上进行深入的挖掘；二是，关于新建材的使用。关于现有建

材的发展和非线性形态的出现。

2.3构造探究下的非线性建筑形态出现

建筑构造指的就是依照一定的顺序规章构建出具有一定空间关联与载荷能力

的实体体制，构造计划的主要目标就是拥有一定载荷力的构造形态。建筑构造形

态与构造科学、构造思想和建材因素相关。这是一种历史的经过，有着双重性。

一方面，这类因素在某些时候给建筑构造的创建带来了积极促进的效果，另一方面，这类因素的长期影响也会构成某种构造固定式，给新构造的出现带来了阻碍

的作用。探究简化的机械理性思想在构造领域中有了突破进展，把现代主义建筑

带上了一条构造理性化的发展之路。这也体现出了笛卡尔精神的本质，当代非线

性科学的兴起，打破了构造理性化的构造固定模式，慢慢的创建了一类非线性的

构造模式。非线性的构造模式是以现实社会为基础，竖直的、简洁的构造方式是

效率最高搭配最正确的构造方式，让人们明白那些表面看去复杂的曲线性的构造

方式或许是最正确的。

3非线性建筑的构造方式

3.1图解生成法

图片语言是建筑设计表述与沟通的通用道具，不管是过去的西方建筑设计还

是现代主义的建筑设计中，或者是目前数字信息时代的建筑语境里，“图片”都是

一类建筑学中独有的语汇，在整个建筑发展历程中都一直存在。然而，过去西方

建筑的设计思想中，“图”只是被当作建筑构想的表述或是建筑实物的图形展示，

但是现在新型的数字技术条件中，它是一类促进设计进步的探究方法，是一类图

示化的思想逻辑推理，给予的是建筑师认为与处置建筑图（包含草图、工程图、

探讨图等）的方法，所以也叫做“图解”。图解作为抽象机器，其思索的目标是怎

样完成建筑中的组织。有组织的图解例往往会包含多种变动的要素，例如立体与

事件、力与阻力、密度、布置与方位等。著名的图解生成法有彼得?埃森曼的图

解和UNStudio的图解。彼得?埃森曼是目前最有名最前卫的建筑师之一，他认为

图解是检测建筑学内部属性过程的部分之一，同时他觉得这类过程不是绝对化的，与具体所在历史时代相关联。埃森曼的图解是一类融合了建筑“内在性”与“外在性”的非静态图解，且与三维数字技术相统一，利用“编码”、“叠置”、“交叉”、“干预”、“旋转”等操作来产生形式，这类变形方式的技巧不仅是分析性的也是综合性的设

计器具。埃森曼把图解的经过当做是编码的编写经过，编写的成分有其认为的建

筑的“先在性”、“内在性”、“外在性”。“先在性”是指建筑留有的先验历史。

3.2计算生成法

MVRDV是目前建筑行业中最受欢迎的事务所之一，以可持续思想与在现代城市化进度加快中的思索和荷兰建筑的理性传统为根本，MVRDV把密度当作设计探讨的关键概念，指出高密度是城市的生命力源泉，约束城市范围的扩建，保证郊

区乡下的低密度。MVRDV坚持理论探讨和设计实际相协调，在探究与实际转变的经过中，研究是他们工作的主要部分，不但是设计理念的起始，也是直接形成设

计的参照。MVRDV创建了一套高效实用的探讨体系，搜集很多的数据，根据实用性的探究，总结出复杂问题中的规律与逻辑，让自己的工作更加精准。把电脑的

使用最大化了，电脑不是辅助性道具，是决定设计结果的主体。就具体的探究方

式来说，MVRDV创建了一套高效实际的研究体系，他们采集了大量的数据，计算机根据既定程序分析这些限制，并最终生成多种可能的数据模型。这些数据模型

就是计算机对建筑复杂限制条件的抽象反应，图表转变成为数据的控制逻辑，并

由此决定了建筑的形式。MVRDV先后研发出来“功能混合”、“区域创造”、“气候

控制器”等计算机软件系统。这些软件构成了数据景观与建筑形态存在的数字数据，可以利用输入相应的数值完成交互式设计。

4设计非线性建筑的新途径

4.1非线性结构

直线受力是牛顿力学中最科学的结构形式。但在非线性科学角度，曲线结构

的优美和合理性是无法取代的。西班牙建筑师Calatrava是建筑结构美学大师，善于将建筑和结构两个层面相结合，来指导建筑设计，进行创作。这种结构美学与

建筑形态美学相结合的方法能够把力学、数学、美学完美结合在一起。基于这种

思想，他创作的一批建筑作品享誉世界，如巴伦西亚科学城中这种把桥梁结构和

建筑结构相结合的形式。