探析建筑设计中的重复式几何元素

王思锴 刘琼春 吕鹏飞

1海南大学美术与设计学院 海南 海口 570228 2清华大学建筑设计研究院 北京 100084

一、重复式几何元素的出现

几何学是建筑的重要基础之一，可以说建筑的实体就是经过数学严谨计算得出的结果。当生产力发展为建筑的进一步探索铺平道路后，不同地域、不同时期、不同阶级的人便开始以最能满足自己当时需求的方式营造不同属性的建筑。基本的几何形体如方形、圆形、三角形，是在世界建筑范围内被广泛采用的几何元素，它们经立体化后又可变为立方体、球体和棱锥。这些简单而经典的几何元素不仅在建筑中应用广泛、沿用至今，不断丰富演变并在建筑设计中有着不容忽视的重要作用，分析掌握并合理运用这些几何元素，建筑的内外空间便可更具科学性、实用性、审美性和韵律感，对设计研究也具有一定参考价值。

二、重复式几何元素的多重作用

一间最简单的屋子，一般也是由众多重复的几何元素构成。以海口市定安民居屋顶为例，传统民居一般成对称结构，其屋顶的每片瓦片便可算作是一个单独的几何元素，延伸至屋檐下整齐排列的一根根檩条，以及左右对称的两面山形屋墙，处处可见对几何元素的重复使用。大量的建筑实例和建造经验表明，中外建筑的形式在大跨度的历史中存在着巨大的差异，但就其底层逻辑构成而言是一致的，这也为探讨重复式几何元素的运用提供了理论依据。

（一）功能需求

1.稳固结构。古罗马建筑师维特鲁威在著名的《建筑十书》中说，建筑要满足“强（坚固）”“用（实用）”“美（美观）”三要素，其中“强”“用”就属于此节探讨的功能范畴。在西方进入工业化社会之前，欧洲的古典主义建筑——尤以大教堂为甚——往往从开工到竣工需要几十年以至数百年，大多能够屹立至今，可见其坚固程度。而我国的宫殿因以木结构为主，其建造速度世界领先，以中国规模最大的故宫建筑群为例，建筑面积约为15万平方米，建造时间仅用了14年。细究中西古代建筑能够久存于世的原因，对几何元素的重复使用是不可忽视的一个重要因素。

2.节省成本。在现代主义语境下，功能的作用被进一步强调，同时约束着建筑的形式。很多现代主义建筑摆脱了古典主义建筑的对称式结构布局，使得空间的组织更加灵活，动线规划也更合理，但是功能主义同时要求对成本进行控制，以最为经济的方式完成一栋建筑。于今年十月开始运营的广东和美术馆展厅内，用于支撑楼层结构的立柱呈环状排布，每一根立柱的大小相同，形状相同。那么是否能在不影响建筑整体的稳定性的前提下将每一根立柱设计成不同的几何形态呢？以当代的技术条件实际上是可以实现的，不这么做的原因是为了遵循实用主义节约成本。同理，大学宿舍或写字楼的每扇房门可以设计成尺寸大小不同的形状，但从功能需求来说，却是没有必要的，同时也会影响对于空间的整体规划。

（二）秩序感的营造

近代社会以前，中西方的审美观念中秉持着一个重要的概念，即一座建筑必须具有秩序感，建筑的规格等级越高，秩序感就越是强烈。这不仅是因为人们处于一个秩序性的社会，更因为秩序感会使人的精神安定，人们处在这样的空间感觉是稳定的。现代主义建筑虽然从形式上颠覆了古典建筑，但其建筑形式整体而言仍旧呈现出规整、舒适的状态。

例如位于巴西利亚的巴西联邦最高法院，其重复排列的立柱形式可以看作是萨伏伊别墅的变形，更加优雅、富于线条感，观察者通过行进路线和视角的转变感受到的是建筑的层次感，由此从视觉和精神上获得一种几何形体被规律安排的舒适感，亦即秩序感。

（三）搭载文化信息和情感信息

几何元素包括图案、图形，它们是传递信息的载体。现代主义建筑兴起之前，因为技术的局限性以及人们的生活方式不同，建筑具有很强的地域性，建筑的整体造型和细部风格以及用材用料中都体现着鲜明的地域文化特色或凝聚着建造者、委托方的美好情感祈愿，是文化实体化的一个重要缩影。

1.从国内建筑实例看。在我国明清皇家宫殿中，不同门窗的几何纹饰就能明显划分不同房屋的等级规格，并且根据不同等级和组织样式的区分，不同几何图案搭载着不同的情感寓意和文化信息。例如清朝皇家内院的门上镶嵌有“横九纵九”共计81颗金钉，属于最高礼制，而亲王府则规定门钉“纵九横七”，贝勒府则是“纵横皆七”。九在古代阳数中最大的数，象征着至尊皇权，皇家大门的81颗金钉既搭载着传统建筑中以建筑装饰构件划分尊卑等级的文化信息，又因金色的“门钉”与“门丁”谐音，搭载着九五之尊祈愿国家吉祥安定，子孙繁荣昌盛的情感寓意。

2.从国外建筑实例看。在国外建筑中，可以英国白金汉宫的金色鸢尾花装饰构件为代表。鸢尾花最早被法兰克部落作为象征其部落的几何元素，随着法国的建立一路被提升至皇家图案，一方面英国将此图案继承用作皇权的象征，是英国王室皇权文化的体现，另一方面，鸢尾花高贵典雅的形象也是耶稣的母亲玛利亚的象征，它象征着纯洁信仰、圣洁母爱、善良与希望等美好情感。

3.从文化融合的趋势看。这种搭载文化信息与情感信息的几何图案运用，在现代建筑中更因文化的交融产生了文化融合的趋势。我国建筑大师何镜堂先生在河北设计的伊斯兰式建筑——“民族宫”中，以象征中华民族的五十六个石拱作为建筑的外壳，拱既是伊斯兰建筑中重要的文化元素，同时也是中国天圆地方哲学思想的体现。建筑的布局呈现外圆内方与中国传统哲学思想相契合，同时又突出表现了伊斯兰风格建筑的圣洁、宁静、整肃的特点。先生通过现代设计手法，将这些文化符号融合，并简约化、序列化，使之搭载的文化信息和情感信息鲜明而丰富，大气而统一。

三、色彩在重复式几何元素中的作用

色彩在建筑的重复式几何元素运用中充当着视觉调节作用，光色合一能有效调节单纯使用重复式几何元素在建筑中带来的枯燥秩序感，色彩按照不同建筑的类型和属性能配合重复式几何元素强化建筑的功能作用或精神意义，同时能使建筑视觉效果更具协调性和节奏感。

例如2010年世博会上，中国国家展馆（如图1）用重复式红色方柱组成了简洁大气的斗拱造型，传统建筑符号的运用彰显了中国的文化自信和开放的大国气象，同时用“中国红”赋予“方柱”这一个重复式几何元素浓厚的民族色彩和神圣的精神意义。国家馆中的重复式方柱造型选用7种红由下至上由深至浅，从细节处看在稳重威严的建筑构造中呈现出色彩变换的韵律感和节奏感，从远观整体角度看，方柱的中国红在四季更替、日月变换、人工光照等不同条件影响下又能呈现统一的中国红，使其建筑的精神意义更强化。

图1 中国国家展馆

四、结语

综上所述，几何元素在重复使用时，搭载的文化信息和情感信息是成倍增加的，建筑的内涵就像诗歌一般经由反复咏叹、强调，文化属性得到了进一步明确和丰富。在大航海时代之前，世界上的的主要文明都是“孤岛”，这些“文明孤岛”产生的一些几何元素从文化属性上来说具有唯一性，这也是时至今日在设计建筑时依旧要考虑重复使用几何元素的意义，它关乎着文化独立性，同时也关乎着文化多样性。