浅谈景观建筑中非线性设计的新趋向

贾重阳/Jia Chongyang

一、景观建筑与非线性风格

1.景观建筑

在字面意义上，景观建筑是一个广义的建筑词汇。从景观两字来解析，所有可观赏的事物皆可成为有景可观，后者的建筑无非是人工建立的土木构筑物，因此，大环境下所有建筑物在视觉审美的角度，都可以认为是景观的建筑。当然，在细分的建筑类型下，景观的建筑是风景园林的建筑小品。清末民初时期的苏州工匠姚承祖编著的《营造法原》就着重记录了江浙园林各型建筑的实例做法，其中，亭、台、楼、榭多有涉及，由此可知此类的景观建筑是与园林绿化相搭配的小型建筑体。在当代，室外工程中的构筑物在构成主义和人文关怀的理念下，创造出了新风格的栈道与天桥，并把传统的坐凳等服务性构件在造型与功能上变得更加系统化，成为一个综合的实体，这也是本文所探讨的景观建筑的范畴。

2.非线性设计

非线性是一个理性的数学概念，它区别于线性的定数比例关系（即一次函数所呈现的直线图像状态），它的线状分布是不确定的自由状态。例如，“定义非线性算符N（φ）为对一些a、b或φ（弗爱）、ψ（普赛）不满足L（aφ+bψ）=aL（φ）+bL（ψ）的算符”，即叠加原理不成立，这意味着φ与ψ间存在着耦合，［1］通俗可理解为，两个可变的数项其自身所代表的值并不一样，是随机变化的。在设计里，非线性的形态是比例失调的，但内部不规则的力矩结构需要多元化的函数平衡公式来解答。产品的创造是受美学、人机工程学以及社会学等多学科交织影响，有美感的异态形体是可接受的，因其需要性，非线性体的存在就具有了必然性。在方法论上，可单纯地把非线性体视为三维空间内不同体表定位点在意识形态指导下耦合性的连接与整合，非线性的分布特征便由此而生了。

二、景观建筑非线性设计理论的渊源

1.混沌理论下的形体转换

混沌理论由来已久，古时的中西方学者就从宇宙的起源到当前的发展过程演绎为无规律的自由变换，但归结于有条不紊的“规律社会”。混沌理论也认为是一个不同性质的多元素组成的集合，它的表象不是某一特定个体所决定的，而是所有不定元素交集关系的总和，它的属性因此也是无规律的，非线性的。在本土的景观设计中，就有老子提出的“道可道，非常道”和“道法自然”的学说，并以其指导修园治水，成为最初的园林设计之法。太湖石的堆叠精巧于临摹自然的形式，每块石头的形状又是各不相同，营造出一种模糊的意境。

2.分形学说的衍变

分形学说的提出使非线性设计在图形上得到展示，是原始思潮的混沌理论在多维空间中的图形升华。数学家伯努瓦·曼德勃罗由拉丁词语“frangere”得来现代的英文分形名词“fractional”，是取拉丁词之头，并结合英文之尾，两者皆是不规则、破碎的意思。分形学说是图像学分支的辩证解析，它非同于传统的规则图形，其线条走势和结构布局是自然的、无序的，也就有了非线性的特征。从发展过程看，分形学是基于视觉传达的图像，而构成之下的非线性在与分形学有着共同非规则视觉特征的同时，构成法则所产生的非线性则更有艺术美感与和谐感。非线性可以说是分形学在设计理论中的应用与衍变。

3.产品流线型风格的美学追求

进入20世纪，科技的发展也带来了产品造型领域的质变，空气动力学让行动的物体以最小的空气阻力穿梭于风阻之中，随之而出的各型交通工具也以圆滑、线条流畅的理念来设计外形就证明了此点。而在大工业生产趋势下，消费和商业主义主导的流线体席卷了整个产品行当，无论是交通工具还是咖啡机等生活用品皆赢得了市场的好评，其中，人的视觉审美和使用的便利性是其重要的影响因素。在那时，是新艺术和装饰艺术风格使设计者把流线形式的观念变成了正统主流的创意理念，这也是传统非线性设计的最初尝试，其可行性也在各领域得到充分的证实。建筑师柯布西耶设计的具有浓厚浪漫主义色彩的朗香教堂，也跟风了当时的流线风格，在当代建筑中，它同样也是非线性的经典之作。

三、非线性景观建筑的视觉审美

1.源于自然形态的曲线之美

曲线源于自然。无论是河流、山川，还是奇石、古树，其蜿蜒的走势与弧线的形态表达出了对自然的崇拜。在人为的景观建筑设计中，拱起的飞檐、穹顶的欧式景亭，是在土木力学的前提下其形式与视觉美学的不谋而合。圆形的窗棂透雕以及装饰花纹，也是对生动自然的孜孜追求。扎哈提出了“人造地景”的概念，人造地景是遵循着自己的独特法则：他反对理想化的精确与规矩，通过极富变化的曲线而不是僵硬的边缘来表现空间，从而创造出无限的空间变化。［2］到后来的装饰艺术运动，对植物形态的模仿设计依旧追捧，而在当代，后现代主义风格影响下的环形铁艺廊道和景亭，依稀可以看到模仿自然形态的曲线形体，可以说是对前者的回溯。如静安寺广场上的“韧山水”装置艺术设计（图1），下设座椅也可作为景亭使用，整体的竹钢线条勾勒出自然山脉的轮廓。

原生态的“意象”景观也是非线性的重要一面，景石坐凳等是其突出的类型。在意象的景观建筑中，要素精巧的堆叠或原生的单体包含着质朴的生动感，如组合为假山的太湖石就蕴含着无穷无尽的曲线线条，而毛石面的天然石材在与现代材质的景观搭配中，展示出不修边幅的艺术美感和视觉冲击力。

2.现代艺术构成的形态创意

现代风格的建筑设计是构成艺术指导下的设计。针对建筑形体评价，除考虑政治社会、文化、功能创新等层面上的制约外，在基本的设计法则上，探讨艺术构成的手法也是值得品味的。在此处，赏析一个建筑体的造型好坏变成了视觉感受的不同评判。小体量景观建筑体的构成手法是多样的，相比大体量的工民建类型，结构相对简洁，造型较为繁多，也略显得精致。

很多现代艺术构成手法（如重复、近似、渐变、变异、对比、分割等）都有非线性的基础特征，看似复杂无规律的非线性体，其实皆可用上述的手法进行剖析，也是多个手法相互配合的交集成果，如丹麦EKKO的木廊装置（图2），阵列化的木构条在渐变的走势下，整体形态是扭曲变化的，动势是随意的、自然的，从而整体形态上也有着微妙的对比关系。非线性的设计遵循的是无法则的创意，它不只局限于扎哈风格的圆滑结构，同样也是细部直线线条与块面在哲学意义上的组合，如上海世博会德国馆的设计，变化多端的不规则几何体相互穿插，营造出悬浮于空中的设计主题，具有解构主义的非线性特征。

最后考究非线性与平面构成的关系，可知平面构成的认识源于自然科学和哲学认识论的发展，也是20世纪建立在最新发展的量子力学基础之上的微观认识论，而非线性设计同样是在此认识论的基础上进行的工程创造实践。当然，心理上的美感体验是连接两者的纽带，让非线性的建筑成为建筑意义下的视觉景观。

四、景观建筑非线性设计的原则

1.景观建筑形体的抽象性表达

（1）象征的运用

非线性的景建设计多有主体立意，以求得心理认同感与环境的和谐统一。在景建的设计中，为追求单纯的视觉吸引力，单一地过分强调构成的花样，为构成而构成，其所传达的内容也会经常被使用者所忘却。当代的主题设计是促成非线性风格的一个重要推力要素，它要求对建筑体进行个性的私人定制，以彰显自身的特色。奥雅设计的Tanner Springs Park（图3）就运用了象征手法，其铁艺方管组成的起伏状景墙可认为是海洋的波浪，也可认为是丛林中向不同方向倾倒的树干，形随意动，成为公园的焦点所在。由J. MAYER H. Architects设计的大都市阳伞是木构架穿插组合的建筑综合体，它既有立柱的支撑关系，又有大跨度的穹顶骨架结构，具有典型的景观建筑特征。在大都市阳伞的主题立意上，本人更倾向于6棵参天的古树枝交错在一起，像一张宽大的伞为市民遮阳。

景观建筑因象征手法表达出了形体的复杂性和象征性，其设计过程也就有了非线性的特征，非线性设计呈现的景象是方案立意的抽象表达。

（2）拓扑的关系

“拓扑”（topology）起源于希腊语，形式上是说，“拓扑空间”在“连续的变换”下，保持不变的性质。拓扑学又称形势分析学，目的是研究复变函数和积分的形势变换问题。［3］在拓扑关系中，其中有“等价”这一概念，是研究抽象变换下，不同的物体具有形体的相似性，是强调拓扑结构的等价性。在非线性设计中，无论是单体造型的变换，还是整体形态的整合，也都遵循着拓扑的等价原则，以防止某一景观体产生视觉的突兀感。非线性景观建筑的表达是抽象的，它与传统四方端正的同属物体有着不同的形体结构，或形态夸张变形，或边角圆滑有度，但其有着相同的和谐属性，在类型的认知上，还是可以清晰识别的。例如北京银河SOHO下沉广场里的碗状花池（图4），所有花池单体都是不拘一格的流线体，同时，花池的内部都有种植的土壤空间，“碗边”的边沿都有平坦的台面，可供人停坐，产生一种一样而又不同的感受。本质上，我们可以认为每个“碗”之间存在形体上的拓扑关系，不同的流线起伏也拓展了“碗”的样式。

图1 上海静安寺广场上的“韧山水”装置作

图2 丹麦EKKO的木廊装置

图3 Tanner Springs Park

图4 北京银河SOHO花池

（3）“加减法”的指导

非线性景建的具体塑形是一个推敲的过程，也像加减法在建筑体积大小、结构中的运算。在设计者的创意思维萌发的时候，就有了形体的雏形，但为了取得更好的视觉效果，不妨会对建筑体采取辩证的体块取舍，夸张更为活跃的部分或缩小雷同的部分，更不用说土木力学、施工工艺等硬性因素也在制约着形体造型。

试举一例，苏州景瑞无双别墅景观的庭院设计，其土建整体是以自然地貌为蓝本，由阶梯排序的石板组成的“梯田群”，大小不一，形态各异，中央并有一条曲径贯穿而过，每一单元的梯田组也是不断地调整平面以及不同层面的竖向形体关系以整合全园的视觉要素。无论是流体还是块面异型的景建结构，“加减法”的运用是保持构件基本功能前提下对常规形体进行的艺术再加工，让使用者赏心悦目的同时，也体会到景观建筑的使用价值。

2.实用功能下的景建设计

景观建筑的属性落脚点最终是风景园林中的小品建筑物，后现代的非线性风格虽然具有形体结构的无序性和自然生动性，表现出艺术品般的品质，但是其是否具有良好的使用功能也是评判非线性景建好坏的一个标准。长沙中航国际社区“山水间”公园里的斜坡木地板（图5）就是以现状地形依坡而建，高低起伏，错落有致，并联为一体，打破了传统鳞次栉比的布局，弯折台面可作为平坐的坐凳，平缓的坡面可供人仰卧。斜坡地板的创新之处是以最精简的实用性表达出非线性的特征，而又不在塑形上矫揉造作。

非线性的景观建筑虽与产品艺术装置共同贴有抽象性和非常态的标签，但是作为建筑体，使用性是区分两者的依据，如北京亦庄广场上的“可乐卷（Cola-Bow）”（图6）就是一个处于临界点的非线性建筑小品，很多人把它作为装置，但是“可乐卷”具有弯曲的顶部，下行的空间，具有建筑体的实用性特征，可把其归为建筑的范畴。景观非线性的设计兼合抽象艺术与实用功能的统一，并且实用性能的评价是决定设计成败的落脚点。并且，夸张地追求形体的变幻也会导致制作成本的高昂，增加施工技术的难度。

3.依托于数字技术的革新

非线性建筑设计是20世纪80年代兴起的风格新潮，应属于后现代主义的一个分支，它的发展得益于计算机技术所引申的三维建模技术，如CAD、3Dmax、revit等，它要求新的立体图像技术可以把曲面或块面中破碎无规律的定位点准确地表达出来。甚至在后来可以利用计算机输入某一常规的数值（如光照系数、创意元素的结构等）为参照，产生适用于建筑设计的参数体系，并结合美学法则，创新纯参数化意义的设计。如毕尔巴鄂的古根海姆博物馆的无序造型，盖里就是利用一套用于V空气动力学的电脑软件逐步设计而成的。

非线性的景观建筑同样如出一辙，实际上，在现实中使用非标准建筑设计手段和大规模定制技术去建造一个简单的“方盒子”是很不理智的，因为此时传统的技术将更适用。［4］但外部空间自上而下的美学复杂性，也必须依托计算机的精确定位技术来确定建造的可实施性，以减少施工中带来的偏差，否则非线性建筑的建造将是一个耗时又耗力的过程，这不禁让人想到了高迪的米拉公寓。成为世界遗产的米拉公寓虽然盖着生物形态主义的戳记，但是它的表象性是非线性结构的，每一块的外墙石材是以高迪的想法而独特磨制，也是独一无二的，而这就表明，在当时，米拉公寓的建造是一个复杂而漫长的过程，其工期有7年之久。本人在泰安市高铁新区英雄山高级中学的校园景观设计中，设计了一不规则碗形树池（图7），施工人员在看过图纸后，提出了主体花岗岩材质的体积过大，不易购买和售价偏高的问题，转而倾向清水混凝土或高强度塑钢的材质选择。因此，非线性景观建筑的设计在科技时效化的大前提下，还要考虑建造成本的经济性等问题。

图5 起伏的地板

图6 北京亦庄广场上的“可乐卷（Cola-Bow）”

图7 校园花岗岩花池

五、总结

非线性设计的出现是时代创新的必然趋势，它是人对建筑空间由方方正正的平面转为相由心生的多维度面域空间，是在工程设计领域，人的情感升华与宣泄。设计者不再按理照搬传统景观建筑的形态，而是运用仿生、破碎重构甚至相关参数指导等手法，展示出建筑体的个性魅力，不再为非线性而去单纯地追求表象的非线性。同时，前卫的塑形结构、新颖的材料也助推了非线性在未来景观设计中的质跃。非线性的景观设计是人性化的设计，是人在生存环境中求得自我、和谐统一的实践。