三角几何元素在特征场景中的营造方法

李 昂，张 楠

（中南大学建筑与艺术学院，湖南 长沙 410000）

0 引言

三角几何元素在建筑中的应用，指利用三角形这种几何元素，来进行建筑设计的应用。在建筑设计过程中，由三角形所组成的平面、体块均可以作为建筑的基本元素。目前来看，三角形的应用多体现在建筑的场地设计、整体形态设计、立面设计、结构设计等方面。

三角形建筑的外观形式新颖独特，在视觉上易产生较强的吸引力及冲击力，常用于城市地标性建筑设计中。但不可置否，三角形建筑在设计阶段往往存在一定困难，如场地不易布置、建筑内部空间易造成浪费等，因此日常生活中方形建筑占城市建筑的大多数，三角形建筑较为少见。

1 三角几何元素在建筑中的优劣势分析

1.1 三角几何元素的优点分析

1.1.1 视觉冲击力强

三角形在表达上有着尖锐、稳定、均衡的象征[1]，三角形的建筑外形，往往在视觉上有较强的冲击力，如金字塔、中银大厦、诺亚大厦等建筑，其庞大的建筑体量在三点透视关系的影响下，会给人带来具有冲击力的视觉体验。

1.1.2 稳重感强

三角形建筑具有较强的稳重感和雕塑感，视觉整体性强。由于三角形是具有强稳定性的平面图形，因此以三角几何元素为主要设计元素的建筑往往具有较强的稳重感和雕塑感，如美国国家美术馆东馆、玻璃金字塔等建筑，相较于周边建筑来说，其稳重感更强。

1.1.3 导向性强

三角形具有较好的导向性。在建筑空间内部，锐角三角形可提供给建筑内的人群较强的方向感，指引人群步行方向，交通导向性较强。如美国国家美术馆东馆，其主要交通流线位于建筑的等腰三角形中轴线处，行人可由最短边进入，向该三角形最小角度前行。

1.2 三角几何元素的不足分析

1.2.1 场地设计困难

城市中的场地往往为四边形的较规则场地，若在其中放置三角形建筑，不容易处理建筑本身与场地之间的关系以及建筑与城市周围其他建筑的关系。但是如果设计妥当，也可成为城市的亮点所在。

1.2.2 空间浪费

三角形建筑由于锐角的存在，如果建筑内部没有对功能进行合理的划分，容易造成空间浪费的问题，因此需要对建筑内部空间进行合理布局。在利用三角几何元素进行建筑设计的过程中，需要对不足之处进行规避。

2 特征场景营造

2.1 特征场景的概念

特征场景指具有一定特征的建筑场景，体现不同的建筑风格和美学特征；不同的特征场景，其表达方式不尽相同。在本文中特征场景指由三角几何元素构成的建筑客体所形成的具有一定特征的空间场景。

2.2 营造特征场景的意义

每个城市都有特色区域，而特色区域往往也存在着特征场景，如北京的特色区域故宫，其存在着特征场景——“中轴线”“阴阳五行、象天立宫”，体现了故宫的庄严肃穆和尊卑秩序。特征场景体现了建筑或周边片区的价值观念及文化内涵。营造特征场景的意义在于，对建筑本体来说，特征场景增强了建筑创意，通过讲述建筑故事来表达空间意义，提升空间品味；对使用者来说，特征场景增强了人们的体验感和建筑认同感。利用三角几何元素进行特征场景营造，可以充分发挥三角形的优势，形成各具特色的空间场景。

2.3 营造特征场景的基本方法

利用三角几何元素进行特征场景营造有多种方法，笔者将其概括为以下五种：建筑的功能空间与象征意义分离、利用三角形的稳定性进行结构设计、利用三角几何元素迎合城市文脉、三角几何元素营造的功能空间与象征意义并置、三角几何元素串联建筑设计主线。在对应的建筑资料分析中，考虑到著名建筑大师贝聿铭先生的建筑作品多以三角几何元素为主要设计元素，其代表性较强。因此选用贝聿铭先生的部分建筑案例，进行三角几何元素的特征场景营造相关分析。

3 代表性三角形建筑的特征场景营造分析

3.1 建筑的功能空间与象征意义分离

建筑的功能空间指建筑的实际使用空间，倾向于人们修建建筑时所蕴含的目的性和使用需求；建筑的象征意义指建筑体现的建筑感情、建筑思想和建筑反映的社会文化现象，是创造主体深层次的审美感性意识与高度理性认知和谐交融的结果[2]。三角几何元素本身包含着一些情感，比如象征着权利与荣耀、稳定与均衡、尖锐与进取等。所以利用三角几何元素，将其作为建筑表皮、建筑壳体的形式存在，可以使建筑充分表达内在情感，体现建筑精神象征[3]。

以贝聿铭先生的卢浮宫玻璃金字塔（图1）为例，玻璃金字塔是卢浮宫的入口，以建筑表皮形式存在。金字塔自古便是财富的象征，卢浮宫内部珍藏着数量众多的世界级瑰宝。在这种财富的氛围中，玻璃金字塔完美契合所处的建筑环境与人文环境，利用其自身的财富象征烘托出卢浮宫的豪华富贵，二者相得益彰。

图1 卢浮宫玻璃金字塔

在建筑功能上，玻璃金字塔仅作为博物馆的入口存在，与地下空间互通。位于地下的建筑内部空间与顶部三角玻璃面没有本质上的关联，以此来看，玻璃金字塔的建筑的功能空间与建筑象征意义是分离的。利用这种设计手法，可以使建筑融合于所处环境的同时，满足自身的功能需求。

3.2 利用三角形的稳定性进行结构设计

三角形在几何特征上有着很强的稳定性，由于角度的固定，所以建筑结构很难变形。在超高层建筑中，三角形作为建筑桁架式的外部结构，可以增强建筑的整体稳定性，减少建筑的建设成本。同时，三角形有着尖锐进取之意，在建筑设计中，外露的结构往往可以凸显建筑昂扬向上的态势，体现更强的视觉冲击力。

贝聿铭先生设计的香港中银大厦，考虑到当地的地质条件——处于地震带且用地狭小，所以采用巨型空间桁架支撑结构，即建筑整体采用以三角桁架结构体系，底部用大型墩座来支撑建筑重量，来达到力学上的稳定效果。

在建筑形式上，中银大厦整体由四根不同的三棱柱侧面彼此相贴，螺旋排列形成。建筑呈现出向上生长、节节攀升的态势，体现了三角几何元素蕴含的“生长”“昂扬向上”之意。利用三角形的稳定性进行结构设计，既增强了建筑稳定性，也丰富了建筑精神内涵。

3.3 利用三角几何元素迎合城市文脉

“文脉”一词起源于语言学，指语言的上下逻辑关系、事物发生的背景条件。将“文脉”一词引入城市领域，指在一定社会背景下的人、自然环境和建成环境的动态联系[4]。文脉是城市记忆的延续，尊重场地的现状和特征，进行建筑的场地设计，体现城市文脉。在平面组成上，多个三角几何元素可以组成丰富的建筑形体。在地块划分上，参照城市轴线或者周边建筑走向，利用三角几何元素分割场地，使建筑的每个单元体块与场地融合更为密切，形成建筑与场地之间的连续性，并增强场地与周边环境的联系性，尊重城市整体形态，迎合城市文脉。不规则的平面场地同样可以通过切割、重叠、拼贴等方法，达到更加自然的地块划分效果。

以美国国家美术馆东馆为例，考虑到其所处的地块为不规则的梯形地块，贝聿铭先生推翻了上一稿方形美术馆方案，利用平行于城市西南——东北方向轴线作为地块分割的辅助线，将东馆分为等腰三角形及直角三角形两部分（图2），提高了该梯形用地的利用率。这种切割方式考虑到了城市文脉的延续——建筑的形态与城市轴线交相呼应，保持平行关系。东馆为了与传统对称式的古典主义西馆做出形态和风格上的呼应，其等腰三角形的中轴线与西馆的东西方向中轴线位于同一直线上，并且东馆空间立面风格与西馆保持了一致，保证了新老美术馆建筑的统一性和城市文脉的延续性。

图2 美国国家美术馆东馆空间形成

3.4 三角几何元素营造的功能空间与象征意义并置

功能空间与象征意义并置指建筑的功能空间与象征意义融为一体。三角几何元素除了单纯作为建筑的表皮、壳体以外，也可以作为建筑功能空间的主要表达形式，赋予建筑意义和情感色彩的同时，也承担一定的建筑功能。在中国古代，古人往往利用三角形建造坡屋顶和房屋构架，除了满足建筑功能需求之外，也使建筑成为文化的一种载体——呈现中国古建筑飘逸、灵动的独特韵律。在建筑设计中，利用三角几何元素作为建筑构件的形态，融入建筑功能之中，使三角几何元素既承担建筑功能需求，又体现一定的文化意蕴。三角几何元素含有丰富文化意义，当建筑局部设计引入三角几何元素之后，往往可以体现出超越建筑本体功能的象征意义，使建筑表达方式和表达内容多元化。

以三角形坡顶的美秀博物馆为例，建筑原型提取于日本的地域性元素，具有日本江户时代农舍的影子。贝聿铭先生利用穿插的设计手法，对三角几何元素排列组合。他将屋顶设计为大体量的三角形玻璃网格，使光线穿透而入时，投射出动态的光影变化，展现出时光的流动感和几何的动态感。纯粹的三角形屋顶设计，使该博物馆建筑富有现代感；起伏的三角形玻璃，呼应周边山峦起伏的山地环境。三角几何元素在该建筑中，既是建筑功能空间的载体，又呈现出一定的象征意义，属于功能空间与象征意义并置的做法。利用这种设计手法，既可以建筑空间既满足功能需求，又能引发人们的共鸣。

3.5 三角几何元素串联建筑设计主线

三角几何元素串联建筑设计主线，指建筑主线部分均采用三角几何元素开展设计，如建筑场地、建筑外观、建筑细节、建筑结构等方面均使用三角几何元素。

大多数建筑只是在建筑外形、建筑结构或者建筑细节等部分内容利用三角几何元素进行设计，将建筑设计主线内容均利用三角几何元素进行设计是较为罕见的，但不可否认，纯三角形的空间能极大程度上增加建筑的表现力。当建筑无论是外部形体还是内部细节等均采用三角几何元素时，这种建筑完整性、统一性、冲击力、雕塑感是其他建筑无法比拟的。这种建筑富有整体性和统一性，相当于从宏观到微观各个方面的三角几何元素的集合体，容易诱发人们对建筑产生情感[5]。在建筑设计过程中，将整个建筑统一设计为三角形，将其介入建筑整体形态、平面形式、建筑细部等各方面，大轮廓和小细节统一于几何元素，使得建筑浑然一体。

美国国家美术馆东馆便是最典型的例子——通体为两个三棱柱拼合而成的巨型公共建筑，形成似分似合、若即脱离的体量关系。在等腰三角形三个顶点处，高耸的塔楼形成独特的个体，其延长线围合形成同底层轮廓相同的三角形，在功能形态叠加的同时，维护了建筑的整体性。

贝聿铭先生以“三角几何元素”串联东馆建筑设计主线，无论是外部形态还是内部细节均充斥三角几何元素的应用。建筑平面布局上，为呼应城市轴线和周边建筑，将建筑平面分割为等腰三角形和等边三角形。建筑形态上，整体采用三棱柱的形状，浑然一体，使建筑看起来有非常强的雕塑感。内部中庭上，采用大面积三角形顶部采光玻璃，并利用三角形网状框架进行固定，在阳光的投射下，地面产生三角形的网格阴影，与建筑形体呼应。内部交通上，交通空间呈现三角形，由等腰三角形的短边中点进入，联系各功能空间。场地布置上，增加多个三角锥体玻璃构筑物，呼应建筑整体三棱柱形态。可见，美国国家美术馆东馆在建筑设计主线内容上大量采用三角几何元素，建筑各部分产生呼应，提高建筑的整体性和统一性。

4 结语

利用三角几何元素所蕴含特性及象征意义，可以营造富含特征的建筑场景，不管是从建筑功能还是象征意义上，三角几何元素均存在一定价值。不过由于缺少相关认知或是建筑技术受限，三角几何元素目前在建筑中的利用率不高，仅有少数建筑对三角几何元素加以应用。希望通过对三角几何元素在特征场景营造方法的相关分析，可以对设计师进行三角几何元素在建筑设计中的应用提供相应的支持。