關于非線性建筑的思考

倪 韜

20世紀初產生的現代建筑體系統治世界近半個世紀，歷史進入了一個多元共存、共發展的嶄新時代，各種學科的交叉融會，為建筑理論的發展與建筑設計的創新提供了理論與技術支持，各種各樣的建筑理論與形式不斷涌現。在可持續發展、回歸自然理念成為人類實踐主題的當今世界，建筑師們總是渴望能為建筑學的發展找到正確的方向。符合當代人們精神與心理訴求的建筑，必定是運用最新的科學理論與建筑技術，符合人類社會的發展趨勢并體現時代精神特色的。

1 非線性建筑概念的產生及其特征

自20世紀中葉開始，非線性科學理論的不斷發展完善，突破了線性科學對人類長期以來的束縛，模糊理論、混沌學、非標準數學分析等理論的建立，使建筑物也像其他人造物一樣，不可避免的受這些新科學理論的影響，逐漸開始擺脫規則標準幾何形體的枷鎖，走向非線性的發展道路。

1997年，英國AD雜志129期序言以“非線性建筑:新科學=新建筑?”為標題，揭開了非線性建筑概念的序幕，查爾斯·詹克斯應邀作為客座主編，其在文中簡述了科學界新的復雜科學(即非線性科學)，已經取代了發源于牛頓經典理論的舊的現代線性科學，盡管科學家們對非線性理論仍未形成完全一致的共識，但是，非線性科學所揭示出的關于宇宙的事實，讓人類更加深刻地認識到，宇宙其實要比我們設想的更具活力、更自由、更開放、更具自組織性。文章還指出了新的非線性科學在建筑界已有相對等的新的建筑形式，如畢爾巴鄂古根海姆博物館，辛辛納提阿羅諾夫中心，柏林猶太人博物館擴建;并預言，非線性建筑將在復雜科學的引導下，成為下一個千年的一場重要的建筑運動?？梢婋S著非線性科學的發展，在計算機參數化設計技術的支持下，人們自覺或不自覺地已經開始了非線性建筑的嘗試。

從非線性建筑概念誕生至今也不過十余年的時間，在建筑領域尚未達成完全一致的共識，人們正在積極地研究探索，在尋求屬于其自身的理論依據，德勒茲的“褶子”哲學受到普遍關注，他提出，彎曲(Inflection)是褶子形成的理想基本元素，并闡述了物體形成的規則:物體是在由內向外及由外向內的雙向折疊中形成的，因此，物體本質上沒有內外之分，空間與時間共存于物質的折疊中，外觀就是物體自身組織的體現。當建筑表皮具備結構和材料的雙重特性時，表皮就可以代替空間結構成為建筑自身，并成為空間和時間的主導。物體的生成是在空間中，從一個時刻到另一時刻的時間延時過程中發生的，因而，它是動態連續的，從而“消解了外立面作為內外空間之間對立產物的固定模式”，打破了內外、時空、人工與自然之間的疆界，“折疊”作為建筑的邏輯呈現了個體與文脈之間的連續性，從哲學的角度奠定了非線性建筑的理論基礎。在徐衛國教授看來:非線性建筑是把復雜科學理論應用在建筑設計上，同時依靠計算機技術來生成設計。生成的方法和原來的設計方法完全不同，非線性建筑具有不規則的、動態的、隨機的、流動的、非標準的、柔軟的特征。它是一種自由形態的建筑。非線性建筑和標準型建筑之間的區別在于，非線性建筑更實用。比如，標準型建筑的教室是一個方方正正的，但是實用性差，需要室內裝修做成階梯狀地面以保證看得見，吊頂做成折面以保證聲音反射，靠裝修來完善其功能。非線性建筑是通過建筑形體設計滿足使用功能的，不需要通過室內裝修來完善。非線性建筑設計是希望建筑形態既符合自身性能又適應于環境影響。

2 非線性建筑分析

非線性建筑尚處在發展研究階段，尚沒有統一的認識，目前還很難界定哪一個建筑是公認的純粹的非線性建筑，但是在非線性科學的引導下，在計算機參數化設計的技術支持下，許多具有非線性建筑特征的代表作，如雨后春筍展現了勃勃生機。

上海世博會英國國家館競賽方案，由一組樹形構筑單體組成，每個“樹”內是完全不同的展覽內容，參觀者可以根據不同單體內的展覽內容，個性化的參觀路線，從樹根進入，沿旋轉樓梯一直通向英式花園的屋頂，體現非線性建筑仿生、柔美的特征。

世博奧地利館是一棟由紅白雙色馬賽克貼面的船形建筑，遠觀又像一把平放的陶瓷吉他。方案的設計師團隊以音樂為靈感，巧妙結合中奧兩國的文化元素，以曲線拓撲體為基礎，將建筑造型和內部空間緊密聯合在一起，由無數看似無序的點和曲線組成的曲面形體，從拓撲體的內部—主要的空間—觀眾大廳展開，一直延伸至外表皮，洋溢著非線性建筑特質。

扎哈哈迪德競賽作品“意大利卡利亞里Nuragic和當代藝術博物館”獲得2007年國際競賽第一名，博物館像一個珊瑚礁，中空，外表面堅硬而多孔。建筑用一種與外界連續滲透交換的方式，在一個活潑變幻的環境中容納各種文化活動。建筑既與地面相似形成一道新的景觀，又獲得強大的體量來定義新的天際線。開放和動感的形狀同樣也是建筑內部所追求的，一連串洞穴中的體積可以用作開放的展覽空間，內部的洞穴允許兩個連續表面的源頭互相融合和包容。博物館項目建造在立面系統的“外殼”和“內殼”之間，其表皮特有的曲面形態讓人們領略了非線性建筑的風采。

著名建筑師蓋里在設計畢爾巴鄂古根海姆博物館時，巧妙的利用幾何學與仿生學形成的曲面及各種不同形態扭轉組合體，通過螺旋式上升結構，將建筑表皮巧妙的處理成各個方向扭曲的雙曲面，隨著陽光入射角的變化，建筑的各個表面都會產生不斷變化的光影效果，達到獨特的設計境界，并與周圍環境有機的融合在一起，形成一個頗具非線性建筑特征的完美杰作。

上述建筑都是在非線性科學引導下，在新技術的支持下創造出來的，體現了非線性建筑不規則的、動態的、隨機的、流動的、非標準的、柔美的特征。由此可見，非線性建筑對空間的處理手法已經不再是對點、線、面構成的模數化空間的追求，傳統的歐幾里德幾何概念也已經不再是主導建筑空間唯一的金鑰匙，由于計算機參數化設計技術的支持，建筑空間已經能夠以一種非歐、拓撲的空間姿態展現，空間形態也已經不再是單一的、均質的空間語言，呈現出多元化、復雜化的趨勢。非線性建筑模糊了面與面之間的分隔界限，整個建筑融為一體，不再是傳統意義上的六面圍合空間，空間要素之間關系模糊了，空間中的各種要素可以是連續的，相互穿插與滲透的，墻面可以是部分樓面的延伸，樓面也可以說是部分墻面的拓展，這一點是十分重要的，因為，界面的消解更適合空間功能的表達，界面可以隨空間功能的需要而設置，不同空間形態的差異替代了建筑內部的裝飾，界面與功能直接銜接的處理手法，是對傳統建筑風格的挑戰與革命，是人類尊重自然、回歸自然情感的表達。這也正是非線性建筑的生命力之所在。

3 結語

非線性建筑不是對自然簡單的模仿，而是人們回歸自然情感的表達手法之一，是建筑師對自然理解與情感的表達，在我國，非線性建筑還處在剛剛起步階段，把非線性科學理論、實踐與設計方法和有機建筑、地域性建筑研究相結合，將非線性建筑的研究、發展同我國尊重自然、適應自然、天人合一傳統哲學思想相結合，探索、創造具有中華民族傳統文化符號的非線性建筑，是當代建筑師的職責所在。

［1］ 徐衛國.褶子思想，游牧空間——關于非線性建筑參數化設計的訪談［J］.世界建筑，2009(8):16-17.

［2］ 熊 靚.徐衛國與非線性建筑［J］.中國科技財富，2006(11):9.

［3］ 高 巖.參數化設計——更高效的設計技術和技法［J］.世界建筑，2008(5):28-33.

［4］ 朱 曄.談空間形象與建筑創新［J］.山西建筑，2010，36(16):16-17.