数字时代建筑形态与建筑美学

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2011-02-11 08:25 热度:

  摘要:今天的美学已发展成为一个开放的体系,人们可以从不同层次,不同角度,不同途径去研究发现它。既可以是哲学的追问,也可以是历史的考量,更可以是科学的发现。本文把建筑美学摆在科学发现的位置上,从技术美学角度对其加以分析,研究建筑的材料、结构、功能、形态和建筑审美的关系,研究技术因素对它们的作用,从而揭示数字时代人们在创造和感受建筑的美的活动中所遵循的规律,把握数字时代设计理念的更新与发展。
  关键词:数字时代,建筑形态,建筑美学
  众所周知,建筑是一种三维空间艺术。但长期以来,建筑师的设计受制于二维的绘图工具:绘图板、圆规、三角板和丁字尺。建筑师对三维空间、形式的想象力无论有多丰富,都必须将其设想转化为二维的图形信息──即绘制成建筑图纸,传递给建筑构件制造方和建筑施工方,最终建筑才能在三维世界中得以实施。数字时代计算机技术给建筑师的设计手段带来了革命性的影响,给建筑形态带来巨大的变化。目前对于数字时代建筑形态的研究已有相当数量,总的可以归纳为三大方面,即新材料——新形态、新功能——新形态、新思维——新形态。本章将在这些研究成果的基础上,从计算机在建筑设计中发挥作用的发展促进建筑形态变化的角度,总结数字时代建筑形态的特征。
  1从传统手工时代、机器化大生产时代到数字时代
  在手工生产时代,建筑形态呈现出手工产品形态,建筑形态的最大特点就是作品本身具有一定的艺术表现力。传统建筑建造技术相对简单、技术发展相对缓慢。各种建造技术、技巧很大程度上建立在直接经验和直观感受基础上,这些纯熟的技巧都可以看作是一种艺术。此时,技术与艺术天然的融为一体。
  机器大批量生产时代初期,工业设计和手工制作彻底分离,建筑形态失去了了传统手工作品那种与生俱来的艺术气质。“需要一群有广泛全面文化素养人员,既精通实际操作和机械方面的设计,又精通理论和形式创造方面的规律。”对于传统的教学方法——把公认为典范的作品当作样本来模写学习,通过大量的表象的积累,进而学会变通的本领,在新的生产时代下得到了全面的更新。1919年德国包豪斯把基本造型、结构练习,以及构成课教育作为形式创作方面的基础训练科目,进行几何形态、体积、色彩与设计的研究,形成了全新的形态构成原理。构成是现代设计的基本方法,受认为物质是无限可分的现代物理学,系统论的现代方法学等近现代理论的影响,设计领域形成新的思想。新思想认为把各种事物分析为基本因素,再找出新的连接关系是创造性思维的关键,这种思想和方法就是构成。所谓构成就是将要素进行组合。构成的建筑设计方法适应了现代工业生产方式,迅速普及到世界各地,使建筑与城市的形态发生巨大的变革。
  如果说现代建筑产生于工业技术的迅猛发展的社会大背景之下,并且蓬勃发展了一个多世纪,那么今天种种迹象表面历史正在展开新的篇章:计算机技术的突飞猛进正在建筑设计、制造和建造领域掀起新的革命。在新的技术推动下新的思维不断涌现,建筑形式发生更大的变化,其未来的发展深度和广度非我们目前能够把握,这里旨在整理目前日渐清晰的脉络。
  2计算机辅助设计时期的建筑形式的特征
  2.1数字时代早期人们对计算机的使用仅仅限于过程性的工作之中,其作用主要表现在绘图、储存图纸和技术分析两个方面。计算机在建筑师眼里更多的被看作是设计的辅助手段,如绘图、储存图纸信息、技术分析;在构思创意方面它是不适用的。计算机对于建筑师来说主要解决了如何将头脑中的构思表达出来,或者利用计算机完善建筑师的构思。F•盖里是最早关注利用计算机作为设计手段的建筑师之一。他本人甚至不会使用计算机,计算机对他的帮助是将他的构思草图精确的转变为物理模型,以及作为建筑技术分析的手段。
  随着计算机在三维辅助设计上的发展,人们开始利用计算机致力于新的建筑形态的探究。如利用数码技术对传统建筑空间加以变异,改变建筑的围合界面达到解放建筑形体的目的。仍以F•盖里的设计方法为例,建筑在设计之初建筑师已经形成了意向造型如徒手草图、工作模型等,设计结果是对雏形的修正、完善和具体化。F•盖里的团队还对快速定型技术进行实验,模型、模型的局部都由数字模型中制作出来,通过这种方式明显显示出了数字信息准确性高的优势,因为成果模型要直接用材料制作产生,将计算机用于创作过程模型的混合型创作方法使成果模型的精确性得到了数字技术的补充。图1说明的是F•盖里事务所经典的设计流程。
  1.jpg
  图1F•盖里事务所设计流程
  资料来源:朱涛,《计算推进建筑革命》•新地产,2/2004
  如本章开头所述,在计算机辅助设计时期,建筑形式变化呈现出两种趋势:
  第一种趋势是建筑形式复杂化,与传统建筑形式相比显得比较随性,如美国麻萨诸塞州麻省理工学院斯塔特中心。设计师F•盖里曾说,“如果你按赋格曲的秩序感、结构完善性和正统的定义出发来理解我的作品,你就会陷入完全的混乱。”
  第二种趋势是建筑的外形并不复杂,但它的某些技术分析的手段离不开计算机。如在波士顿大学的一个天窗设计中,传统的媒介就无法满足其几何复杂性的要求了。它横跨一个天井并在一幢新的矩形建筑物和现存的回旋镖形建筑之间投下阴影。设计中Ericson说:“为了横跨不同的建筑物,天窗不得不在每一个维度上都进行扭曲。几何形式过于复杂,就是没法组合到一起。”最后,在MicroStation软件的帮助下,Ericson用十余种不同的方式天窗构造进行研究,而结果看起来出奇的简单。它类似一个金属网格,而不象是一种多向交叉的结构系统。在阳光明媚的日子,网格架会在天井庭院的墙壁和地板上投下阴影。利用专业软件的太阳光源定位功能,能够通过建模的构架直接投射阴影,产生一系列阴影透视。“这些研究帮助我们理解自己究竟需要怎样的表面装饰,以及我们能在多大程度上用阳光装饰空间。”这样,对光线的研究就如同构造几何形式一样,成为设计的判断依据。
  案例:水上展览馆WaterPavilion
  1993-1997年荷兰NOX
  计算机作用:形态生成、结构计算、构配件定制等;建筑形态特征:有机化;
  2.jpg
  该项目由荷兰运输部、公共工程部、水利资源部共同委托,位于荷兰西南部的一个人工岛屿上。这一建筑是娱乐性的多媒体展览建筑,用以展示和说明建筑、交互式媒体技术和其他高科技之间共同工作的状况。设计人员用三年多的时间,将项目设计成集建筑、展览与环境为一体的巨型交互装置,用以说明建筑设计、交互式多媒体和信息技术与人之间的相互交织关系。
  水展馆(WaterPavilion,1997,图2)是NOX事务所实现的第一个“液态建筑”。NOX认为现在的世界,语言、性别以及身体都体验到外界的流动化,信息以混合的形式渗透到所有的形态中去。NOX把液体理解为可以变化的实体,以显示它的中性和方向性,外界的影响和内在的结合力形成它的有形状态。
  在某种意义上,展览馆是一栋“聪明”的建筑,有着自身的内部逻辑和感觉能力,会对参观者的行为活动做出反应,以达到与参观者互动交流的目的。设计利用先进的动画软件和模拟软件构造了一个复杂的结构模型,整个结构由相互交织的16根样条(spline),半圆形和椭圆形的可伸缩钢制截面沿着样条构成蠕虫状的建筑。这些样条不是一般构成曲面的固定轨迹,而是活性的、具有反应能力的样条,样条按照预先编制的程序统一变形,并由此带动建筑内部空间发生变化,地板、墙面和天花板无缝地联合在一起,没有明确的界限和水平、垂直面之分。在室内,经过精心定位的感应器与一排65米长的声控蓝灯相连,室内地面隆起地带的灯光和声像会随着来访者的运动不断地、有节奏地发生变化。因此,在这个建筑中,来访者始终处于有方向的不平衡状态,人们需要依靠人体的运动神经系统和触觉本能来保持平衡。
  2.2由“计算机辅助设计”到“计算机设计”是指上个世纪90年代计算机技术飞跃发展,随着影像处理、电脑仿真和动画能力的日趋健全,计算机在许多领域已经不再是“工具”,而成为思考和呈现设计理念与操作方式的“媒介”,成为了设计师大脑的延伸。正如DouglasGarofalo所说的:“先进的建模软件影响了建筑师的视野——他们提示我们应该在设计中解决哪些问题,以及如何能够建造得更加精确。”
  此时的计算机软件已经决不仅仅局限于造型的推敲和设计效果的再现,CATIA、eifform、L系统、(图3)细胞自动控制、遗传算法等其他科研领域的程序被借用到建筑领域,用来产生崭新的形式。例如eifForm软件就是一种优化生成的计算机程序,它可以在保持结构有效性的同时增加、删除或修改原始点及其连接性。通过在设计无规则部位的无规则反复运用,该软件可以确定无限的结构形式,生成的结果可以通过一种名为“模拟退火”(SimulatedAnnealing)的优化技术来测定其性能,并选择接近最优的一个。应用eiForm软件可以设计所有的单层网架结构的整体形式,还可以用三角形将其分解成结构原件和节点,并最终确定每一元件的尺寸。它还可以不断反复修改设计,改进已有结构的性能。

3.jpg
  图3CATIA、L系统
  它同时考虑众多不同因素的影响,如结构的有效性、材料的经济性、构件之间的协调与美观,同时满足结构可行性的限制。由于该软件随机的本质,任何初始条件都可以产生多样化的,品质一致的设计。
  计算机设计时期计算机技术对建筑业影响主要表现在两个方面:一个方面就是计算机在一些新兴的几何学中的应用,促使了建筑师对欧几里德几何学统治地位产生了质疑,引发先锋建筑师对非线性建筑形式的探索;另一方面是指计算机推动了复杂学科的兴起,改变了人们的时空观和自然观念,从而开阔了人们对建筑的认识。
  有关学者对于数字时代的建筑形式发展趋势有两支并行但时有交叉的新形态走向,这二者都与当代科学技术的发展有着密切的关联,尤其是借助计算机的强大能力来发展形式和辅助设计:
  其一,是以非线性的建筑形态为特征,其主要理论来源于分形几何、拓扑数学和复杂科学理论的研究,其常用的折叠、分形、自相似、奇点等概念直接来源于这些学科。同时,这股潮流还与法国哲学家德勒兹的理论有关,并经由德勒兹与莱布尼茨和伯格森的学说产生关联。
  其二,是受有机形态启发,具有仿生、拟态的手法特征。这种仿生的自然形态建筑不仅在表层形态上借鉴自然界事物的形象,更在设计理念的深层结构中考虑了人与自然的关系。
  这一阶段欧、美、日都涌生出一大批建筑师和建筑团体。和前一阶段建筑师及其作品相比,他们无论在构思、设计还是建造阶段对于计算机的依赖更加强烈,甚至试图将设计过程更多地转化为计算机的自动运算,从而尽量减少主体的预设和干预,获得一种随机的、动态的形式结果。FOA每次介绍方案时都以“我们和FrankGehry不同”作为开场白。虽然FOA与F•盖里都有非线性的建筑形式特征,但从设计的理念来看,前者更多的是把建筑看作一种雕塑,评判的标准也基本上是传统的建筑法则;而后者是一种面向过程的动态设计方法。他们将关于基地的数据、建筑的技术要求、委托人的要求等等一一输入他们的计算机,并且看会发生什么。他们试图忘记自己正在完成一座建筑,寻找一种没有预设的状态。FOA认为把草图作为设计的开始具有很大的局限性。因为“当你画草图的时候,常会依赖于脑海中的虚拟的记忆,但只有当你忘掉这些的时候,你才可能给自己一个惊喜。”
  
  3传统美学原则的局限
  数字时代建筑师常常会抛弃传统的美学标准,代之以一种光滑、柔软、变形的美学价值取向,以至新的建筑形态通常表现为光滑的表面、复杂的曲面,柔软的水滴般的形体,拉伸的表皮等等。他们一般由折叠、软体、变形的盒子(flolds,blobs,morphedboxes)等构成。其中,软体的建构(blobconstructions)可以从凯斯勒(FrederickKiesler)、劳特讷(JohnLautner)、伏勒(BuckminsterFuller)这些先驱者一直追溯到盖里,以及善于软体建筑构的年轻一代人(blobmeisters),包括格雷格林(GregLynn)、噶罗伏娄(DougGarofalo)、司考特(IwamotoScott)、Jakob+MacFarlane,Kolatan/Macdonald,威廉•马斯(WilliamMassie)、SHOP、UNStudio等等。盖里设计的西雅图体验音乐工程(ExperienceMusicProjectinSeattle)曾被约瑟分•罗萨(JosephRosa)当作21世纪软体建构的代表,而把埃森曼1997年设计的Staten岛艺术与科学学院作为折叠建筑的代表。由于传统审美原则诸如比例、尺度、色彩、均衡等已经无法对新建筑的全面评价,这些建筑形式给人们留下难于理解的印象。
  新的时代呼唤新的审美法则,当代包含建筑艺术在内的艺术界隐含着一个强烈的愿望,即希望再有统一的审美理论把纷繁复杂的艺术现象重新纳入到一个新的原则下。新的法则的建立无外乎两种可能性,一种是在传统美学法则下发展而来;另一种是抛弃传统美学原则另起炉灶。无论是哪一种,在数字化的社会背景下都将打破原有的标准,建筑形象的创作不必再刻意追求依据。功能、环境、历史文脉可能是形象产生的源泉,也可能不是。重要的是建筑最终是否使人产生审美愉悦,也正是这种情况,使建筑师的创作获得了更大的自由。

文章标题:数字时代建筑形态与建筑美学

转载请注明来自:http://www.sofabiao.com/fblw/ligong/jianzhusheji/7046.html

相关问题解答

SCI服务

搜论文知识网的海量职称论文范文仅供广大读者免费阅读使用! 冀ICP备15021333号-3