关于非线性建筑的思考

倪 韬

20世纪初产生的现代建筑体系统治世界近半个世纪，历史进入了一个多元共存、共发展的崭新时代，各种学科的交叉融会，为建筑理论的发展与建筑设计的创新提供了理论与技术支持，各种各样的建筑理论与形式不断涌现。在可持续发展、回归自然理念成为人类实践主题的当今世界，建筑师们总是渴望能为建筑学的发展找到正确的方向。符合当代人们精神与心理诉求的建筑，必定是运用最新的科学理论与建筑技术，符合人类社会的发展趋势并体现时代精神特色的。

1 非线性建筑概念的产生及其特征

自20世纪中叶开始，非线性科学理论的不断发展完善，突破了线性科学对人类长期以来的束缚，模糊理论、混沌学、非标准数学分析等理论的建立，使建筑物也像其他人造物一样，不可避免的受这些新科学理论的影响，逐渐开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路。

1997年，英国AD杂志129期序言以“非线性建筑:新科学=新建筑?”为标题，揭开了非线性建筑概念的序幕，查尔斯·詹克斯应邀作为客座主编，其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仍未形成完全一致的共识，但是，非线性科学所揭示出的关于宇宙的事实，让人类更加深刻地认识到，宇宙其实要比我们设想的更具活力、更自由、更开放、更具自组织性。文章还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。可见随着非线性科学的发展，在计算机参数化设计技术的支持下，人们自觉或不自觉地已经开始了非线性建筑的尝试。

从非线性建筑概念诞生至今也不过十余年的时间，在建筑领域尚未达成完全一致的共识，人们正在积极地研究探索，在寻求属于其自身的理论依据，德勒兹的“褶子”哲学受到普遍关注，他提出，弯曲(Inflection)是褶子形成的理想基本元素，并阐述了物体形成的规则: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，外观就是物体自身组织的体现。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。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，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，从哲学的角度奠定了非线性建筑的理论基础。在徐卫国教授看来:非线性建筑是把复杂科学理论应用在建筑设计上，同时依靠计算机技术来生成设计。生成的方法和原来的设计方法完全不同，非线性建筑具有不规则的、动态的、随机的、流动的、非标准的、柔软的特征。它是一种自由形态的建筑。非线性建筑和标准型建筑之间的区别在于，非线性建筑更实用。比如，标准型建筑的教室是一个方方正正的，但是实用性差，需要室内装修做成阶梯状地面以保证看得见，吊顶做成折面以保证声音反射，靠装修来完善其功能。非线性建筑是通过建筑形体设计满足使用功能的，不需要通过室内装修来完善。非线性建筑设计是希望建筑形态既符合自身性能又适应于环境影响。

2 非线性建筑分析

非线性建筑尚处在发展研究阶段，尚没有统一的认识，目前还很难界定哪一个建筑是公认的纯粹的非线性建筑，但是在非线性科学的引导下，在计算机参数化设计的技术支持下，许多具有非线性建筑特征的代表作，如雨后春笋展现了勃勃生机。

上海世博会英国国家馆竞赛方案，由一组树形构筑单体组成，每个“树”内是完全不同的展览内容，参观者可以根据不同单体内的展览内容，个性化的参观路线，从树根进入，沿旋转楼梯一直通向英式花园的屋顶，体现非线性建筑仿生、柔美的特征。

世博奥地利馆是一栋由红白双色马赛克贴面的船形建筑，远观又像一把平放的陶瓷吉他。方案的设计师团队以音乐为灵感，巧妙结合中奥两国的文化元素，以曲线拓扑体为基础，将建筑造型和内部空间紧密联合在一起，由无数看似无序的点和曲线组成的曲面形体，从拓扑体的内部—主要的空间—观众大厅展开，一直延伸至外表皮，洋溢着非线性建筑特质。

扎哈哈迪德竞赛作品“意大利卡利亚里Nuragic和当代艺术博物馆”获得2007年国际竞赛第一名，博物馆像一个珊瑚礁，中空，外表面坚硬而多孔。建筑用一种与外界连续渗透交换的方式，在一个活泼变幻的环境中容纳各种文化活动。建筑既与地面相似形成一道新的景观，又获得强大的体量来定义新的天际线。开放和动感的形状同样也是建筑内部所追求的，一连串洞穴中的体积可以用作开放的展览空间，内部的洞穴允许两个连续表面的源头互相融合和包容。博物馆项目建造在立面系统的“外壳”和“内壳”之间，其表皮特有的曲面形态让人们领略了非线性建筑的风采。

著名建筑师盖里在设计毕尔巴鄂古根海姆博物馆时，巧妙的利用几何学与仿生学形成的曲面及各种不同形态扭转组合体，通过螺旋式上升结构，将建筑表皮巧妙的处理成各个方向扭曲的双曲面，随着阳光入射角的变化，建筑的各个表面都会产生不断变化的光影效果，达到独特的设计境界，并与周围环境有机的融合在一起，形成一个颇具非线性建筑特征的完美杰作。

上述建筑都是在非线性科学引导下，在新技术的支持下创造出来的，体现了非线性建筑不规则的、动态的、随机的、流动的、非标准的、柔美的特征。由此可见，非线性建筑对空间的处理手法已经不再是对点、线、面构成的模数化空间的追求，传统的欧几里德几何概念也已经不再是主导建筑空间唯一的金钥匙，由于计算机参数化设计技术的支持，建筑空间已经能够以一种非欧、拓扑的空间姿态展现，空间形态也已经不再是单一的、均质的空间语言，呈现出多元化、复杂化的趋势。非线性建筑模糊了面与面之间的分隔界限，整个建筑融为一体，不再是传统意义上的六面围合空间，空间要素之间关系模糊了，空间中的各种要素可以是连续的，相互穿插与渗透的，墙面可以是部分楼面的延伸，楼面也可以说是部分墙面的拓展，这一点是十分重要的，因为，界面的消解更适合空间功能的表达，界面可以随空间功能的需要而设置，不同空间形态的差异替代了建筑内部的装饰，界面与功能直接衔接的处理手法，是对传统建筑风格的挑战与革命，是人类尊重自然、回归自然情感的表达。这也正是非线性建筑的生命力之所在。

3 结语

非线性建筑不是对自然简单的模仿，而是人们回归自然情感的表达手法之一，是建筑师对自然理解与情感的表达，在我国，非线性建筑还处在刚刚起步阶段，把非线性科学理论、实践与设计方法和有机建筑、地域性建筑研究相结合，将非线性建筑的研究、发展同我国尊重自然、适应自然、天人合一传统哲学思想相结合，探索、创造具有中华民族传统文化符号的非线性建筑，是当代建筑师的职责所在。

［1］ 徐卫国.褶子思想，游牧空间——关于非线性建筑参数化设计的访谈［J］.世界建筑，2009(8):16-17.

［2］ 熊 靓.徐卫国与非线性建筑［J］.中国科技财富，2006(11):9.

［3］ 高 岩.参数化设计——更高效的设计技术和技法［J］.世界建筑，2008(5):28-33.

［4］ 朱 晔.谈空间形象与建筑创新［J］.山西建筑，2010，36(16):16-17.