曲线在建筑上的运用

叶锡铨

摘 要：点动成线，线动成面，面动成体。线在建筑上的使用是非常常见和频繁的，很少有设计师会刻意把线条隐藏，线条可以说几乎是隐藏不了的，它总会以各种各样的形式存在，或直线或曲线或折线。所以，线已经是设计中不可或缺的一环了，研究线条在建筑上的运用是非常有必要而且有意义的。文章通过举例说明曲线在各种建筑中的运用来探讨线条带来的美观和实用性的平衡问题。

关键词：建筑;曲线;外立面

建筑表皮是建筑最外边的立面，作为居住用的建筑一般会使用瓷砖来作为建筑表皮，这些瓷砖可以保护建筑内部的承重结构，减少建筑内部受到自然风沙等的侵蚀伤害。工业革命之后，英国举办第一届世博会，其展览馆水晶宫大部分为钢铁结构，并开创性地使用玻璃材料作为建筑外立面。随后越来越多的建筑外立面开始使用玻璃、钢铁等材料，一方面是因为成本低，另一方面是因为安装方便，功能优异。目前，玻璃和钢筋混凝土框架结构已经成为现代建筑的符号和标记。建筑表面是一棟建筑的“脸蛋”，美观的外表可以吸引人们的注意力，在一些商业建筑中，设计师会设计出与周边建筑有一定对比的建筑表皮来吸引人们进入该空间。而一些有特色建筑表皮的建筑甚至是某些设计师的代名词。建筑表皮中，线条的使用是非常常见的，可以说绝大多数的建筑表皮都会有线条的影子。这些线条多是材料和材料之间拼合的接缝，也有经过特殊设计后产生的不同的线条。这些线条可以分为直线、曲线以及折线。在建筑的外立面中最常见的就是直线和曲线了。下面通过几个建筑的例子来体现曲线在不同层高建筑上的运用。

一、曲线在超高层建筑上的运用

上海中心大厦是一个很好的超高层建筑案例，坐落在上海陆家嘴最繁华的核心商务区，是该地区最高的一座超高层建筑物，也是黄浦江风景线上最亮丽的一景。上海是中国东部沿海城市，台风天气总体上来讲很是频繁。在超高层建筑上，风速给建筑带来的压力会因为高度的提升而剧烈增加。

这栋建筑总高632米，结构高度580米，大体上是一栋内圆外三角的建筑物。有两个玻璃正面，一内一外，通俗来说就像保温杯的双层结构，这样的结构设计可以为大楼内部的空中大厅提供空间，同时，这样的双层结构可以降低大厦对于冷气和暖气的需求，对比单层玻璃结构的大厦能耗节约50%左右，更加绿色环保，还使得这栋大厦的经济性更加好。

从外观上看，上海中心大厦由三条螺旋上升的曲线围绕着，每层楼的平面可以大致看作一个有着圆角的等边三角形，在大厦的北面圆角有一个切口，它垂直于大厦而螺旋上升。建筑物每个楼层平面都有差别。也就是说，每层楼的形状是一样的，但是每楼层在它下层的基础上再旋转大约1%左右，随着楼层的升高，楼层也在不断缩小。每隔一段距离，还会有一圈双层线条环绕楼层，这样螺旋上升的曲线设计能够延缓风速，用旋转而不对称的外立面使得可以有效延缓风流，让它所受的风负载下降24%，减少了风力对大楼结构的负担，减少建造成本。上海中心大厦与其他超高层建筑比较来说，内部圆的设计减少了14%的眩光度，这也是大厦内对于环保的奉献。仔细看上去，那三条螺旋上升的曲线是往内凹陷的，而不是三角形般突出来的，往内凹陷的设计可以减少风压的影响，柔和的角度使得其和周边硬朗的上海环球金融中心和上海世贸大厦相互包容。风在环绕建筑时会形成涡旋脱落效应，会导致大厦剧烈摇晃。在测试人员对上海中心大厦进行等比例缩小后的模型进行风洞测试后，这样的外立面设计能让风的侧力减少24%，对于处于台风区的上海高层建筑来说这非常重要。

二、曲线在高层建筑上的运用

谈到曲线在现代建筑上的运用，那扎哈·哈迪德可谓是在建筑界不可不提的人物，他在北京设计了银河SOHO。该建筑位于北京东二环朝阳门桥西南角，是一座了引人注目的地标性建筑景观。

从建筑造型的角度看，这几个有着中庭的单体建筑甚至没有一个规整的直角，就像小孩子随手做出来的泥巴玩具。建筑间相互独立又相互关联，这种虚实结合、若即若离的空间让人在建筑之间走动的时候感受到多维度的空间体验。

银河SOHO的设计灵感来自规模宏大的北京，由5个连续蜿蜒流动的形体通过桥梁连接在一起，相互协调，成为一个没有死角的曲线流动性组合。设计思想上，银河SOHO以中国院落为主题思想，创作出一个内在的世界。同时，这又是一个完全21世纪的建筑：不再是运用刚硬的矩形街区及街区之间的直线空间，而是通过可塑性强、圆滑的造型相互交融、聚合、分离，并通过拉伸的曲线天桥进行再连接，创造了一个连续而相互交流的形体，而且内部动线也是连续的。

银河SOHO的设计源自自然的启迪，建筑的外观展示了连续流动的深空间。数百米长的景观构成深远的、全角度的视野。访客可以仰望，也可以向前远眺，透过百米长的空间找到下一目标和方向。这里的关键策略是空间的流动性和导向性。当走进建筑的时候，访客会观察到光影的游戏，开放空间和封闭空间的转换。

在建筑设计策略上，此项目通过单体的整合营造出一个壮观的整体。每栋建筑个体均有它的中庭和交通核心，且在不同层面上融合一起，从而创造出丰富流动的空间景致和室外平台。平台的相互交错，造成不同层面对彼此视角的介入。建筑在从下至上的不同层面各个方向展开，所以它是一个360度的建筑世界，没有角落也没有不平滑的过渡。

建筑表皮上，该建筑运用了玻璃幕墙和GRG新型材料的结合，这种材料可以轻而易举地实现设计师天马行空的想象，也正因为这种材料才让设计师的设想可以如水到渠成一般实现出蜿蜒交融曲线的美妙姿态。这些材料在建筑的外立面上组成了分隔有致的线条，运用重复的手法，跟随建筑本身体量的腰线形成曲线。在建筑与建筑连接的天桥处，这些曲线会跟随天桥的路径曲折蜿蜒，在天桥上的人可以看到曲线美观的一面。同时，这些突出的曲线可以在夏季提供比传统直线造型更大面积的遮荫范围，并且这样的设计可以让日光更加柔和地折射，不至于让人产生眩目感。在不同楼层设流体连廊，曲线形的连廊为游客提供遮阳的室外空间和内部空间，具有戏剧性的光影效果。

三、曲线在中层建筑上的运用

在远离中国的西班牙的巴塞罗那，坐落着一栋将曲线运用到极致的建筑，它便是由安东尼奥·高迪设计的米拉之家。当时的米拉先生因非常欣赏高迪为巴特罗先生设计的巴特罗之家，为了和富孀结婚，而请高迪设计的。米拉之家是高迪设计的最后一个私人住宅。

米拉之家的外观非常奇特，从外立面上看，就如同水纹附着在上面一般，在每层楼的楼板连接处有微微凸起如波浪的隆起，在窗户与外立面的连接处，外立面会自然而然地用曲线过渡到窗框处。建筑的屋顶高低错落，一个个忽高忽低的纹理让人感觉整栋建筑外立面如波涛汹涌的海面，极富动感。

米拉之家的顶楼设计十分独特，屋顶是奇形怪状突出物做成的烟囱和通风管道。这些都是高迪在观察自然后，把大自然的曲线元素平面化后再运用在建筑上的体现，是新艺术运动的重要标志性建筑。米拉之家里里外外都显得非常怪异，甚至有些荒诞不经，米拉之家仍被许多人认为是所有现代建筑中最具代表性的，也是最有独创性的建筑，是20世纪世界上最重要的建筑之一。

四、曲线在低层建筑上的运用

在北京，有一个典型的运用曲线的低层建筑，它就是2008年北京奥运会的主体育场——国家体育场鸟巢。该体育场由雅克·赫尔佐格、德梅隆、艾未未以及李興钢等设计。鸟巢的形状让人联想到巢穴或摇篮，滋养着生命，给人们的未来带来美好希望。设计师通过暴露巢穴的主要结构部分，省去没有不必要的外观装饰，达到了自然的效果。

国家体育场在整体建筑的形象上为鸟巢，整体设计上既蕴含了中国传统文化，也融入了先进的科学技术。在外观形式上采取镂空、陶瓷纹路和灿烂的红色，而结构技术使用复杂先进的钢结构支撑，建筑内部没有传统的立柱，宛如一个巨大的鸟巢，带给人们巨大震撼。

从外面看上去，国家体育场就像一个用很多无规则的曲线绕着主体物的“巢”，同鸟类孵化后代的鸟巢有异曲同工之处，但是体育场把树枝换成了钢材，用平面化的手法处理后围绕，便形成了体育场的主体结构。主体结构以承重为主要功能。

鸟巢主要结构材料是一种名为Q460钢材，该钢材厚度达到110毫米厚，在此之前，这样型号的钢材最大厚度只有100毫米，所以说在材料上，鸟巢是一个突破。鸟巢的外立面与建筑构成一个整体。各结构构件之间相互联系、相互支撑，汇聚成一个格子状的编织体，结构的缝隙中衬有一层透光膜，能够防水。这种膜通过漫反射让光线进入体育场内，从而使体育场内的光线变得柔和。漫反射光解决了体育场内的草皮维护问题，同时也起到了保护座椅不受天气影响的作用。由于所有的设施，如餐厅、商店、厕所等，都是独立控制的单元，因此完全没有必要将建筑外墙完全封闭。这样的不封闭曲线结构使得体育场可以自然通风，是体育场环保设计最重要的一个方面。设计师们还运用流体力学设计，模拟观众满场的观赛情况，这样的设计让在体育场内的观众都能有同等的自然光和良好的通风体验。

五、结语

通过上述案例分析，可以看到曲线在不同高度建筑上有其独特的作用。建筑外立面的线条不仅有传统装饰性质的，还有功能性质的。无论是建筑原有的线条还是人为加上去的线条，对于建筑来说都是不可或缺的一部分。

参考文献：

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[3]彭江南.探析女建筑大师扎哈·哈迪德的建筑艺术：以北京银河SOHO为例[J].美与时代（城市版），2019（2）：6-7.

[4]刘泽.体育场馆建筑改造更新与再利用探析[J].艺术与设计（理论），2019（5）：60-61.

作者单位：

广东培正学院