建筑設計中經典幾何形態下的意象呈現

張墅陽

王 揚

1 意象與經典幾何

意象，作為將設計思維與感覺相統一的媒介[1]，是一把能夠聯通真實世界與感知世界的鑰匙。創作性思維往往都是從意象的出現開始的[2]，雖然意象產生于創作者的直觀感知和知覺體驗，但很大程度上又受其生活和所處環境的影響。

經典幾何，包括歐幾里得幾何（簡稱“歐式幾何”）、解析幾何、畫法幾何和投影幾何等[3]。其中歐式幾何作為建筑幾何的一個分支，是輔助建筑創作的經典手段，現代主義和極簡主義建筑，往往以其建筑形態中簡潔的歐式幾何元素，而具有極強的辨識度。例如法國建筑師布雷在牛頓紀念堂方案中（圖1），通過圓球體的純粹形式傳達出象征著萬有引力的向心感和秩序感[4]。隨著幾何學的發展，笛卡爾坐標系建立，解析幾何出現。數學家開始用代數的方法來研究幾何。圓錐曲線①、二次曲面②等平面解析幾何與立體解析幾何的深入研究，為建筑的空間形態設計提供了全新的視角。而畫法幾何和投影幾何則為建筑的三維透視和二維表達（平面、立面、剖面、軸側、透視）及其相互轉化建立了固定的信息交換標準[3]。

圖1 牛頓紀念堂方案（a 平面；b 剖面）

圖2 “山中綠洲”溫泉浴場（a 外部透視；b 建筑師構思草圖）

圖3 沙特阿拉伯達蘭機場候機樓

圖4 臺灣路思義教堂（a 立面；b 內部透視）

綜上，以建筑形體、空間、細部和結構為載體的意象，往往聯系著抽象、感性的因素，為建筑與場所之間提供內在精神與文化聯系；而蘊含經典幾何美學的建筑則大多具有理性、簡潔、純粹的特征。當兩者高度協調統一的時候，建筑的幾何形態因意象的精神性或文化性而具有靈魂，意象也因幾何形態的純粹表現而更加深入人心。

2 意象的類型

意象是人類文明長期積淀的產物，無論是埃及的象形文字還是蘇美爾人的楔形文字，都是文明發展到一定階段的符號化體現。諸如十字架、新月都已被賦予獨有的意義。而傷痕與白鴿這樣特定的意象甚至象征著戰爭與和平。有的意象根植于當地的文化土壤，具有濃厚的地域性和民族性，不可隨意嫁接。有的意象作為人類普遍的認知，跨越地域與文化的隔閡，可以被人們廣泛地接受和理解。不同民族、不同宗教的人們有著其獨有的文化語言。越是貼近原始的意象，越是能夠激發人們更為廣泛的情感共鳴。其類型主要可分為自然意象、文化意象、器物意象和行為意象四種。但建筑設計中不論因借何種意象，都應當與建筑所在場所的特質密切聯系。

2.1 自然意象

相對于人類社會的文化意象而言，自然意象是人們利用自然事物作為“象”，根據某些普遍的認知或實際交往的需要賦予意義之后而形成的。例如給心上人送的一束玫瑰花，本只是一種植物，不代表任何意義，當被人們賦予它“愛情”的含義之后，它便成為一個浪漫的自然意象。自然意象往往伴隨著世界的普遍認知，不太受到地域和文化限制。建筑中自然意象的使用往往使得建筑與環境相融合。

譬如建筑師博塔設計的“山中綠洲”溫泉浴場（圖2），以阿爾卑斯山的杉樹作為幾何化的自然意象，通過雙曲面殼體塑造浴場上部豎立的葉形天窗，使建筑與周圍的自然環境相映成趣。

而在位于臺灣宜蘭縣頭城鄉烏石港遺址沼澤濕地旁的蘭陽博物館方案中，建筑師姚仁喜利用建筑整體簡潔的三棱錐造型，使其如同一座浮出水面的巨大的礁石，既回應了烏石港的港口意象，又與周圍的濕地自然地景相融合，上演了自然與人文的協奏。

2.2 文化意象

文化意象有著強烈的地域特色和民族特征，是人類長期文明活動而形成的抽象產物。文化意象的使用具有一定的條件，產生交流的雙方必須處于同一頻道。即使是同一事物，不同時代的人理解也會產生差異，例如漢字“ ”（jiǒng），本義為“光明”，在現代網絡用語中則被被賦予“郁悶、悲傷、無奈、尷尬、困窘”之意。

在1961年建成的沙特阿拉伯達蘭機場候機樓中，建筑師雅馬薩奇把伊斯蘭清真寺拱券的文化意象，融入傘柱的幾何結構形態中。相鄰傘柱的傘面和肋兩兩交匯，正好組成伊斯蘭建筑常用的拱形。同時在建筑的墻板上又制作出阿拉伯式的拱形圖案。這些傘柱和墻板為建筑賦予了濃郁的阿拉伯文化氣息，使得這座典雅主義建筑，具有純粹幾何形態和濃厚的地域色彩（圖3）。2018年英國建筑師諾曼·福斯特，將類似的辦法運用在沙特阿拉伯哈拉曼高鐵站這一項目中。

圖5 太原火車南站（a屋頂出挑及飛檐意象；b站房正立面）

在日本茨木市春日丘教會的光之教堂中，建筑師安藤忠雄將教壇后一整面清水混凝土墻鏤空出十字架的形狀，讓外面的光灑進教堂。簡潔的“光之十字”傳遞出神圣、清澈、純凈的空間氛圍。同樣是由安藤忠雄設計的1992年西班牙塞利維亞世博會日本館，簡潔的四棱臺狀外型勾勒出古城門樓的意象，詮釋日本傳統建筑文化，傳遞出東方的建筑韻味。

2.3 器物意象

器物是人類文化活動的產物，器物意象作為其抽象的結果，亦屬于文化意象的一種。

如2008年上海世博會中國館，采用中國傳統木構建筑斗拱中“榫卯穿插”的構造方式，塑造出層層出挑的四棱臺狀形式，整體因借“鼎”的意象，傳遞出“東方之冠，鼎盛中華”的美好寓意。

同樣的，由建筑師朱锫設計的景德鎮御窯博物館，剖面呈拋物線狀的拱殼使人不禁聯想到陶器的外形和古磚窯的拱形窯房空間[5]。

2.4 行為意象

擁抱、握手、輕吻和鞠躬等具有象征性的肢體語言，屬于人與人之間基于情感表達的精神性行為，與需要學習的特定行為語言（如手語、交警的指揮）不同，其意義是存在于人類潛意識中的。

臺灣路思義教堂（陳其寬，臺中，1962年—1963年設計）以圓錐體雙曲面薄殼結構，塑造了建筑柔美而簡潔的幾何造型，在主立面上抽象出雙手合十祈禱狀的行為意象，實現了行為意象與經典幾何美學的高度統一[6]（圖4）。

3 意象幾何化的表現視角

經典幾何美學下的意象呈現往往是純粹的。而這種具有純粹性的美的表現，并不局限于單純的造型和局部的直觀視覺感知，還可以映射到建筑的平面布局、剖面、空間模式之中，達到形式與內涵的統一。

3.1 直觀的視覺感知

直觀的視覺感知包括建筑單體形態、建筑局部、建筑細部三個層次。有時甚至不局限于單個建筑的外形，有的幾何化意象可能放大到整個建筑群。

（1）建筑單體形態

圖6 杜拉斯諾圣彼得大教堂入口立面圖

圖7 多哈伊斯蘭美術館（a 平面幾何元素提??；b 各層平面輪廓）

圖8 改建后德國國會大廈中央穹頂剖面圖

圖9 神奇圣母教堂（a 軸側圖；b 剖面圖； c 雙曲拋物面傘柱變形過程圖解）

圖10 取形于橢球面悉尼歌劇院的拱肋結構

奧斯卡·尼邁耶設計的巴西利亞大教堂，整體輪廓呈雙曲面型，教堂露出地面的玻璃穹頂由16根拋物線狀的支柱支撐，支柱間用大塊的彩色玻璃相接，遠遠望去如同皇冠。教堂主體坐落在地下，人們通過甬道進出。

（2）建筑局部

CSADI設計的太原火車南站（圖5），其舒展的水平屋頂類似傳統建筑的出檐。局部挑出的屋頂又不禁讓人聯想起中國傳統建筑的飛檐。用現代結構傳達出“唐風晉韻”的意象，使得整座建筑輕盈而大氣，簡潔而莊重[7]。

（3）建筑細部

迪斯特設計的杜拉斯諾圣彼得大教堂，其入口山墻中央的玫瑰窗設計別具一格（圖6）。建筑師將傳統教堂繁復的玫瑰窗花紋簡化為對稱的不規則六邊形，五組同心的六邊形砌塊，不僅保留了傳統教堂玫瑰窗的韻味，還傳遞出一種簡潔、純粹的結構美[8]。

崔愷院士設計的蘇州火車站，運用菱形的元素將花格窗的意象映射在蘇州火車站屋頂的建筑細部設計中，形成富有蘇州地方特色的整體屋頂形態，深遠的出檐使其更具東方建筑舒展的特征。

（4）建筑群

意大利建筑師倫佐·皮亞諾的吉巴歐文化中心，該方案建筑群的整體規劃借鑒了當地卡納克人村落的布局，通過模仿當地聚落棚屋的組織形態，與當地的環境融為一體，體現了對于當地文化的尊重[9]，是建筑群意象幾何化呈現的典型代表。

3.2 平面

美國華盛頓的越戰紀念碑由500英尺長平面呈“V”字型的黑色花崗巖碑體構成，用于紀念越戰時期服役于越南期間戰死的美國士兵和將官，“V”字形的東翼指向推翻英國殖民統治而立的華盛頓紀念碑，西翼指向林肯紀念堂[10]。其簡潔的平面布局映射出戰爭留下的心靈傷痕這一意象。

表1 相關案例意象類型及經典幾何元素歸納

建筑大師貝聿銘設計的多哈伊斯蘭美術館方案，平面上采用簡潔的正方形和八角形形式[11]，以每隔2～3層45°旋轉的方式逐級收縮（圖7），形成一種逐層收分的建筑形態，產生了類似于清真寺的“拱北”③的建筑造型。

3.3 剖面

諾曼·福斯特的德國國會大廈改建項目，用鋼結構重建了建筑的內部結構體系，創造了一個全新的玻璃穹頂。穹頂中央的十二面倒錐體構件塑造出一種神圣、脫俗的室內空間氛圍，其剖面中所傳遞的達摩克利斯之劍的意象④（圖8），作為權責統一的象征，使得建筑富有更深一層的含義。同時該設計利用光的反射進行自然采光，通過透明的穹頂和倒錐體將水平光反射到下面的議會大廳，充分利用了自然光源?？芍^是一座集技術美學、宗教文化意象、幾何美學、空間特色為一身的優秀建筑作品。

4 意象幾何化的美學表現

4.1 純粹美

意象幾何化的根本意義在于其純粹性和極強的辨識度。格式塔心理學認為，純粹的幾何形體便于人們對于建筑作品空間形態的認知[12]。區別于傳統符號語言的簡單轉譯，意象的經典幾何化表現，不僅為建筑注入了意義和靈魂，還使其具有幾何元素簡潔和純粹的美感。劉家琨設計的胡慧珊紀念館，以坡頂救災帳篷為原型，入口立面為一簡潔的五邊形坡屋頂山墻，紀念館融入了“居室”的意象，塑造了一個純粹的精神場所，將日常性與紀念性，個人記憶與集體記憶看似矛盾的特征集中在了一座建筑中。

4.2 結構美

墨西哥建筑師費列克斯·坎德拉設計的神奇圣母教堂，將雙曲拋物面傘柱結構的變形成為獨特建筑形態，使得建筑在具有幾何形式感的同時，還遵從了傳統巴西里卡式教堂的傳統形制，于單純簡潔的幾何結構形態中營造出古典教堂高曠肅穆的氛圍（圖9）。

4.3 視覺張力

視覺張力方面有代表性的如孟建民院士設計的渡江戰役紀念館。在建筑的外形設計中，將渡船這一意象，抽象化地處理成簡潔的三角形幾何形態，具有極強的視覺沖擊力，同時也傳遞出了渡江戰船乘風破浪、勢不可擋的氣勢。而丹麥建筑師約翰·伍重設計的悉尼歌劇院，如一組大海中張開的的白色風帆（圖10）。為了這座富有張力建筑的施工、定位和計算，悉尼歌劇院的每一條拱肋都取形于橢球面，從而解決了結構技術的難題。

4.4 節奏與韻律

SOM設計的上海金茂大廈，依據中國塔的收分和疊澀而設計。平面輪廓及核心筒依據八邊形設計，形成了13節共88層的塔樓，整體富有韻律和美感。其融匯中西的富有節奏和韻律感的設計詮釋了凝固的音樂。

4.5 空間模式

中國福建土樓是客家民居獨特而簡潔的建筑形式。它是用集合住宅的方式，將居住、貯藏、商店、集市、祭祀、公共娛樂等功能集中于一個圓環狀的建筑體量，具有極強的向心感。都市實踐事務所設計的土樓公社，是一座集居住、旅館、商店、圖書館、球場為一體的“集合住宅”，其傳承了傳統土樓的空間形制。公社并不局限于簡單形式的承襲，而是從傳統的土樓空間著手，把它作為當前解決低收入人群住宅問題的方法。通過適應當代生活和現實的設計，將傳統客家土樓的空間模式與低收入住宅相結合，植入當代城市，營造了內向溫馨的居住環境。

劉克成設計的西安大唐西市博物館，以中國古代《周禮·考工記》所載的王城規則制度⑤為設計意象，采用多個不規則棱柱的陣列排列[13]，強烈的秩序感形成了富有西安地域特色的博物館建筑空間布局。

結語

通過擷取歸納上述具有代表性的融匯了意象與經典幾何元素的建筑案例——小至建筑的細部節點大到建筑的整體設計——作為一類建筑，它們都巧妙地將意象的精神性與幾何的純粹性融匯在建筑作品之中（表1）。并因其純粹性和紀念意義，多見于大量的文化性、標志性和紀念性建筑中[14]。

意象的經典幾何化設計是建筑設計師對于文化元素的二次抽象過程，超越了單純模仿和符號拼貼的層次，作為當今藝術創作的重要手法之一，具有更高的藝術價值[15]。它融合統一了感性與理性，傳統與現代的元素，為現代地域建筑抽象形態設計提供了一種可行性策略。

資料來源：

圖1、圖5、圖8：https://www.archdaily.cn；

圖2：http://www.ideamsg.com；

圖3：https://twitter.com；

圖4：http://www.ikuku.cn；

圖7：王豐. 基于建筑類型學的歐式幾何空間秩序研究[D]. 河北工業大學，2015：59；

圖9：http://hiddenarchitecture.net；

圖10：https://images.google.com；

圖6、表1：作者自繪。

注釋

① 圓錐曲線，是由一平面截二次錐面得到的曲線。圓錐曲線包括橢圓（圓為橢圓的特例）、拋物線、雙曲線。起源于2000多年前的古希臘數學家最先開始研究圓錐曲線。

② 二次曲面主要包括橢球面、雙曲面、拋物面和二次柱面等。

③ 一種穆斯林陵墓，多為圓拱形建筑，區別于一般墳墓，用于穆斯林表達對先賢、圣者的尊崇。

④ 源自古希臘傳說，迪奧尼修斯國王請他的大臣達摩克利斯赴宴，命其坐在用一根馬鬃懸掛的一把寒光閃閃的利劍下，由此而產生的這個外國典故，寓意要居安思危，臨絕地而不衰，要做到慎獨。

⑤“匠人營國，方九里，旁三門。國中九經九緯，經涂九軌，左祖右社，面朝后市，市朝一夫?！保ā吨芏Y·考工記》）。