探析建筑設(shè)計中的重復(fù)式幾何元素

王思鍇 劉瓊春 呂鵬飛

1海南大學(xué)美術(shù)與設(shè)計學(xué)院 海南 ?？?570228 2清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院 北京 100084

一、重復(fù)式幾何元素的出現(xiàn)

幾何學(xué)是建筑的重要基礎(chǔ)之一，可以說建筑的實體就是經(jīng)過數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)計算得出的結(jié)果。當(dāng)生產(chǎn)力發(fā)展為建筑的進一步探索鋪平道路后，不同地域、不同時期、不同階級的人便開始以最能滿足自己當(dāng)時需求的方式營造不同屬性的建筑?；镜膸缀涡误w如方形、圓形、三角形，是在世界建筑范圍內(nèi)被廣泛采用的幾何元素，它們經(jīng)立體化后又可變?yōu)榱⒎襟w、球體和棱錐。這些簡單而經(jīng)典的幾何元素不僅在建筑中應(yīng)用廣泛、沿用至今，不斷豐富演變并在建筑設(shè)計中有著不容忽視的重要作用，分析掌握并合理運用這些幾何元素，建筑的內(nèi)外空間便可更具科學(xué)性、實用性、審美性和韻律感，對設(shè)計研究也具有一定參考價值。

二、重復(fù)式幾何元素的多重作用

一間最簡單的屋子，一般也是由眾多重復(fù)的幾何元素構(gòu)成。以?？谑卸ò裁窬游蓓敒槔?，傳統(tǒng)民居一般成對稱結(jié)構(gòu)，其屋頂?shù)拿科咂憧伤阕魇且粋€單獨的幾何元素，延伸至屋檐下整齊排列的一根根檁條，以及左右對稱的兩面山形屋墻，處處可見對幾何元素的重復(fù)使用。大量的建筑實例和建造經(jīng)驗表明，中外建筑的形式在大跨度的歷史中存在著巨大的差異，但就其底層邏輯構(gòu)成而言是一致的，這也為探討重復(fù)式幾何元素的運用提供了理論依據(jù)。

（一）功能需求

1.穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。古羅馬建筑師維特魯威在著名的《建筑十書》中說，建筑要滿足“強（堅固）”“用（實用）”“美（美觀）”三要素，其中“強”“用”就屬于此節(jié)探討的功能范疇。在西方進入工業(yè)化社會之前，歐洲的古典主義建筑——尤以大教堂為甚——往往從開工到竣工需要幾十年以至數(shù)百年，大多能夠屹立至今，可見其堅固程度。而我國的宮殿因以木結(jié)構(gòu)為主，其建造速度世界領(lǐng)先，以中國規(guī)模最大的故宮建筑群為例，建筑面積約為15萬平方米，建造時間僅用了14年。細(xì)究中西古代建筑能夠久存于世的原因，對幾何元素的重復(fù)使用是不可忽視的一個重要因素。

2.節(jié)省成本。在現(xiàn)代主義語境下，功能的作用被進一步強調(diào)，同時約束著建筑的形式。很多現(xiàn)代主義建筑擺脫了古典主義建筑的對稱式結(jié)構(gòu)布局，使得空間的組織更加靈活，動線規(guī)劃也更合理，但是功能主義同時要求對成本進行控制，以最為經(jīng)濟的方式完成一棟建筑。于今年十月開始運營的廣東和美術(shù)館展廳內(nèi)，用于支撐樓層結(jié)構(gòu)的立柱呈環(huán)狀排布，每一根立柱的大小相同，形狀相同。那么是否能在不影響建筑整體的穩(wěn)定性的前提下將每一根立柱設(shè)計成不同的幾何形態(tài)呢？以當(dāng)代的技術(shù)條件實際上是可以實現(xiàn)的，不這么做的原因是為了遵循實用主義節(jié)約成本。同理，大學(xué)宿舍或?qū)懽謽堑拿可确块T可以設(shè)計成尺寸大小不同的形狀，但從功能需求來說，卻是沒有必要的，同時也會影響對于空間的整體規(guī)劃。

（二）秩序感的營造

近代社會以前，中西方的審美觀念中秉持著一個重要的概念，即一座建筑必須具有秩序感，建筑的規(guī)格等級越高，秩序感就越是強烈。這不僅是因為人們處于一個秩序性的社會，更因為秩序感會使人的精神安定，人們處在這樣的空間感覺是穩(wěn)定的?，F(xiàn)代主義建筑雖然從形式上顛覆了古典建筑，但其建筑形式整體而言仍舊呈現(xiàn)出規(guī)整、舒適的狀態(tài)。

例如位于巴西利亞的巴西聯(lián)邦最高法院，其重復(fù)排列的立柱形式可以看作是薩伏伊別墅的變形，更加優(yōu)雅、富于線條感，觀察者通過行進路線和視角的轉(zhuǎn)變感受到的是建筑的層次感，由此從視覺和精神上獲得一種幾何形體被規(guī)律安排的舒適感，亦即秩序感。

（三）搭載文化信息和情感信息

幾何元素包括圖案、圖形，它們是傳遞信息的載體。現(xiàn)代主義建筑興起之前，因為技術(shù)的局限性以及人們的生活方式不同，建筑具有很強的地域性，建筑的整體造型和細(xì)部風(fēng)格以及用材用料中都體現(xiàn)著鮮明的地域文化特色或凝聚著建造者、委托方的美好情感祈愿，是文化實體化的一個重要縮影。

1.從國內(nèi)建筑實例看。在我國明清皇家宮殿中，不同門窗的幾何紋飾就能明顯劃分不同房屋的等級規(guī)格，并且根據(jù)不同等級和組織樣式的區(qū)分，不同幾何圖案搭載著不同的情感寓意和文化信息。例如清朝皇家內(nèi)院的門上鑲嵌有“橫九縱九”共計81顆金釘，屬于最高禮制，而親王府則規(guī)定門釘“縱九橫七”，貝勒府則是“縱橫皆七”。九在古代陽數(shù)中最大的數(shù)，象征著至尊皇權(quán)，皇家大門的81顆金釘既搭載著傳統(tǒng)建筑中以建筑裝飾構(gòu)件劃分尊卑等級的文化信息，又因金色的“門釘”與“門丁”諧音，搭載著九五之尊祈愿國家吉祥安定，子孫繁榮昌盛的情感寓意。

2.從國外建筑實例看。在國外建筑中，可以英國白金漢宮的金色鳶尾花裝飾構(gòu)件為代表。鳶尾花最早被法蘭克部落作為象征其部落的幾何元素，隨著法國的建立一路被提升至皇家圖案，一方面英國將此圖案繼承用作皇權(quán)的象征，是英國王室皇權(quán)文化的體現(xiàn)，另一方面，鳶尾花高貴典雅的形象也是耶穌的母親瑪利亞的象征，它象征著純潔信仰、圣潔母愛、善良與希望等美好情感。

3.從文化融合的趨勢看。這種搭載文化信息與情感信息的幾何圖案運用，在現(xiàn)代建筑中更因文化的交融產(chǎn)生了文化融合的趨勢。我國建筑大師何鏡堂先生在河北設(shè)計的伊斯蘭式建筑——“民族宮”中，以象征中華民族的五十六個石拱作為建筑的外殼，拱既是伊斯蘭建筑中重要的文化元素，同時也是中國天圓地方哲學(xué)思想的體現(xiàn)。建筑的布局呈現(xiàn)外圓內(nèi)方與中國傳統(tǒng)哲學(xué)思想相契合，同時又突出表現(xiàn)了伊斯蘭風(fēng)格建筑的圣潔、寧靜、整肅的特點。先生通過現(xiàn)代設(shè)計手法，將這些文化符號融合，并簡約化、序列化，使之搭載的文化信息和情感信息鮮明而豐富，大氣而統(tǒng)一。

三、色彩在重復(fù)式幾何元素中的作用

色彩在建筑的重復(fù)式幾何元素運用中充當(dāng)著視覺調(diào)節(jié)作用，光色合一能有效調(diào)節(jié)單純使用重復(fù)式幾何元素在建筑中帶來的枯燥秩序感，色彩按照不同建筑的類型和屬性能配合重復(fù)式幾何元素強化建筑的功能作用或精神意義，同時能使建筑視覺效果更具協(xié)調(diào)性和節(jié)奏感。

例如2010年世博會上，中國國家展館（如圖1）用重復(fù)式紅色方柱組成了簡潔大氣的斗拱造型，傳統(tǒng)建筑符號的運用彰顯了中國的文化自信和開放的大國氣象，同時用“中國紅”賦予“方柱”這一個重復(fù)式幾何元素濃厚的民族色彩和神圣的精神意義。國家館中的重復(fù)式方柱造型選用7種紅由下至上由深至淺，從細(xì)節(jié)處看在穩(wěn)重威嚴(yán)的建筑構(gòu)造中呈現(xiàn)出色彩變換的韻律感和節(jié)奏感，從遠(yuǎn)觀整體角度看，方柱的中國紅在四季更替、日月變換、人工光照等不同條件影響下又能呈現(xiàn)統(tǒng)一的中國紅，使其建筑的精神意義更強化。

圖1 中國國家展館

四、結(jié)語

綜上所述，幾何元素在重復(fù)使用時，搭載的文化信息和情感信息是成倍增加的，建筑的內(nèi)涵就像詩歌一般經(jīng)由反復(fù)詠嘆、強調(diào)，文化屬性得到了進一步明確和豐富。在大航海時代之前，世界上的的主要文明都是“孤島”，這些“文明孤島”產(chǎn)生的一些幾何元素從文化屬性上來說具有唯一性，這也是時至今日在設(shè)計建筑時依舊要考慮重復(fù)使用幾何元素的意義，它關(guān)乎著文化獨立性，同時也關(guān)乎著文化多樣性。