基于非线性设计理论的建筑设计方法初探

随着建筑行业不断发展，人们的生活水平不断提升，对于建筑的要求逐渐改变，从线性设计，转向了非线性设计。城市、环境等都是一个比较复杂的非线性系统，在数字特征比较明显的信息时代，建筑设计需要在计算机技术下，充分利用非线性思维，解决建筑与城市思维中的问题，共建生态化城市。基于此，在本中对非线性设计理念进行研究，并提出相应的建筑设计方法。

前言

非线性的建筑设计理念，突破了线性科学在人们思想中的束缚，为人们提供的全新的视角来接近自然规律。非线性设计理念在建筑设计上的应用，能够为城市建设的可持续发展开辟道路，为此，笔者系统通过对非线性设计理念的研究，来促进建筑设计发展。

非线性设计理论概述

非线性设计理论是科学发展的一个分支，在人的思维上具有引导作用，非线性理论的诞生，打破了人们思想的局限性。非线性设计理念所包含的内容比较多，在人们的生活中得以广泛应用。实现对非线性设计理念的分析，首先对线性设计理念进行分析，线性原指数学上的线性函数，其中因变量与自变量之间成比例变化，而线性系统是指元素之间的相互作用时，相互的元素独立，且元素之间可以相加。对于相对应的非线性理念，面向自然中已知系统，具有一定复杂性、自发性以及自我相似性。

非线性设计理论的建筑方法分析

1.建筑设计思路

第一，建筑方案分析调研。将非线性设计理论应用到建筑设计方法中，首先需要对方案进行比较详细的分析，对实际的建筑进行资料分析，其中所涉及的资料中包含很多内容，主要为：建筑产地选择、建筑环境、气候、交通情况以及建筑 功能性分析以及实际的使用要求。经过对这些因素的分析，因而提取出建筑设计的中的矛盾因素。然后对建筑设计的图解表达进行分析，图解表达是非线性建筑设计中所不能缺少的环节，设计者需要将思路、概念以及设计中的相互关系。

第二，在非线性建筑设计中，选择比较适合的计算机软件，以直观的视觉刻画，帮助人们理解建筑空间的形式。在实际设计中，需要以拓扑学为设计原则，将建筑元素进行分类，将抽象的点、线、面三要素进行形象化，其中点就是建筑设计的定位，线的含义是指建筑设计的分隔，而面的含义是指建筑分区。

第三，建筑形体确定。在非线性建筑设计基础上，需要对建筑的结构进行合理选择，合理的建筑设计能够降低结构形式选择上的难度，在建筑的水电、以及相应硬件设计选择上比较便利。

2.非线性在建筑设计中的表达

动态曲线。在非线性的建筑设计表达中，最为突出的就是动态趋向的表达。由于实际的非线性建筑设计能够为人们呈现出一种流动性，视觉效果比较柔和，例如伦敦中部的花街上空，建筑一个“灵感之桥”，该桥的形状为螺旋形，该建筑的亮点在于能够向人们展示建筑的完整性以及灵动性。在蜿蜒的形态上给人以无限的遐想。另外，非线性建筑设计的折叠性与形态融合性。在计算机技术支持下，对建筑进行折叠手法的设计，能够将地板、墙面以及屋顶设计成一个连续的界面空间，以设计的流动性增加空间的非水平面化。

3.建筑中的分形构建

非线性的建筑设计来源于大自然无序性、以及逻辑性，在分形理念下，云彩并不是球体，山脉并不是圆锥形，自然事物变换莫测、参差不齐。而将分形理论应用到非建筑设计中，其特点比较突出，从结构上进行分析，分形的建筑设计更加注重的是精细化的结构设计，关注小比例细节设计。并且其设计形状非常不规整，建筑设计的整体以及局部不能在传统几何语言下进行描述。从科学理论上进行分析，具有较强的自相似形式，一般情况下的分形维数都大于拓扑维数。分形建筑理论中最为关键的就是自相似性，换言之，在实际的建筑设计中，整体的建筑部分与局部之间存在着相似的形状、在结构上相互呼应，在功能上相互互补。基于分形的这种理论，在自然界中比较广泛，例如，植物的不规则根系、大地的龟裂、起伏的山峦、飘忽不定的云层以及银河系的星星等。这些不同类型的自相似性，在非线性的建筑设计中能够展现出一种对称性，也就说建筑系统中的每一个元素，都包含在大环境中。基于分形的非线性建筑设计不存在特征尺度，在简单语言描绘下不能展现出其特质。

结论

综上所述，在本中对非线性设计理念进行论述，并研究基于非线性建筑设计的建筑方法。在方法研究中，首先对非线性建筑设计思路进行分析，然后分析了非线性在建筑设计中的表达，最后论述了建筑中的分形构建。非线性建筑是信息时代的产物，在实际的生活中以其开放性、动态性，将建筑的时代感自由展现。

（作者单位：重庆大学建筑城规学院）

作者简介：赵紫晔（1991-），女，湖南长沙，2009年9月-2014年6月，重庆大学建筑学专业本科在读，且获得重庆大学建筑学学士学位，2014年9月至今重庆大学建筑学专业硕士在读，研究方向：建筑设计及理论。