試論分形學在建筑設計方面的應用

（溫州市城市規劃設計研究院浙江溫州325000）

【摘要】我國在改革開放以來在不斷提高經濟建設，建筑行業也在加速發展，人們逐漸對建筑外觀的美也有著越來越高的要求，從而促使建筑水平在不斷要求中得到了很大的提高發展。建筑行業設計師們在原來設計思想的基礎上融合現代的風格美，創造出大量新穎的設計方案。在數學中分形學是非線性科學的重要部分，從近幾年的建設中看，在設計方面數學分形學得到了充分的應用。

【關鍵詞】分形學建筑設計探索應用

隨著我國經濟的飛速發展使得建筑行業變成炙手可熱的行業之一，人們不單純的對建筑美觀有著不同的看法，注重建筑的質量以及建筑的視覺美觀。分形學在建筑設計的構造分析的一些方面都有所應用。建筑藝術與其他藝術的不同點在于建筑之美是通過外在表現，讓大眾觀賞建筑的美，喜愛上這種藝術。建筑的發展是反映一個階段時期的經濟狀況和社會文化的變動，也是表示一個階段建筑水平的體現，例如從古代普通茅草房屋的建筑到木屋建筑的變化以及到后來磚石房屋的變遷，表現出建筑水平的逐步提升。

一.分形學的特點和概念

（一）分形學概念

分形學作為非線性科學中重要的概率之一，是現代數學的一個分支點，本質意思可理解為一種新的方法論和世界觀，字面意思可理解為不規則的運動。分形是一種類似自相似形式的幾何學，自相似是指與某個圖形相似的圖形，自然界中海岸線的曲折和山體之間的層層疊嶂都可以解釋為自相似形。無限性和無尺度性性也是分形的形式，分形的物體沒有規定的系列特征，具備重復結構，對象很復雜。在自然界中分型形態是普遍存在的，分形學在利用上可以給建筑提供新的方法和概念。分形學在發展過程中具有廣闊的應用前景，可以解決許多傳統的難題。分形學也在許多領域上作為一種新的概念和方法開展應用探索。

（二）分形學的建筑應用

建筑是以體被稱為三維分形，把建筑體的進過一定的調整的分形操作來設計，把一個簡單的物體經過分形學處理變成多個元素，多步驟組合變成一個高級的元素?？梢岳梅中螌W幾何對物體進行縮放旋轉成適合構造物體的建筑體量，有意識性的表達建筑思想。分形學例如在水立方運動館的應用是非常具有代表性的一次建筑，水立方大方簡介的設計理念給人們留下了很深的影響和好評。這就是分形學中把一個較大的物體經過泡沫化的結構處理，生成一個有中心的奠基的物體進行旋轉，然后將外部空間不需要的泡沫處理掉，將剩下的結構處理成建筑的支撐體。泡沫分形是根據坐標的規律進行的整改結構，預先建立一個建筑模型對模型進行調整測試之后對在水立方的墻體中實際應用，從而給人一種微妙的整體觀賞藝術理念。

（三）建筑設計結構與藝術

建筑藝術是在景觀和質量基礎上的總稱，建筑結構的要素是將建筑美觀進行合理的搭配和重視建筑結構的設計。建筑結構包括建筑的空間色彩以及建筑距離尺度，我國在建筑的美的方面不是太注重，，在保障質量的前提下大部分建筑是通過積累的經驗作出設計，而國外的設計師們敢于創新，他們較早的學習分形學理念設計既具有藝術效果有保障建筑質量，例如比薩斜塔的建立，這就是分形學完美的應用。我國建筑行業設計方面應該充分學習利用分形學的優勢，創造出優秀的具有藝術性的建筑。隨著科學的逐步發展提升，建筑行業對專業要求的程度也越來越高，一個優秀的建筑設計方案可以體現出建筑的質量問題，在對抗地震的設計方面要用非常專業的設計師和負責的團隊建設，達到這些要求才能對建筑可以做出美的藝術的評價。

二.分形學在的作用

（一），分形學在建筑中有著重要的功能，參照有代表性的建筑可以得知一個城市的規劃特色。每種不同的建筑都包含著不同時期的文化，在當今世界各種建筑之間新舊建筑之間的差距會產生不同的信息，給人一種清新的視覺藝術感覺。分形學引領人們進入不同時空的建筑體驗，使人們體會到巨大的視覺思考感受。建筑在歷史的文脈和不同區域的影響下使其規劃得到了不同的程度的改變，讓使用者了解一種新的文化，感受新的愉快體驗，增加分形學應用建筑給城市空間帶來的魅力，使不同時期的建筑能更好的被人們所接受，表達出不同文化的內蘊。

（二）分形學綜合設計

分形學利用幾何進行建筑設計，例如禎文彥建筑師設計出的有名的螺旋大廈，則是以正方形為設計理念進行建設，通過縮放制造出很多大小不一的正方形于一體建成具有藝術性的建筑，達到建筑的分型構造效果，利用異質元素對建筑進行混合接拼作用，體現城市整體與建筑部分的合理構造效果。設計師利用分形學理念展現建筑和城市社會的多元復雜性。

（三）建筑設計

建筑設計是工程建筑的重要步驟，好的設計理念可以使建筑的質量、使用者提供有利的保障，綠色建筑是建筑設計的一個廣泛理念，運用分形學設計對綠色建筑有很大的幫助。當代的建筑設計理念是后現代化的，崇尚個性化和大眾化，是建立在傳統的建筑理念基礎上結合現代先進理念相融合，分形學設計理念則是符合當代建筑的理念。隨著我國經濟的不斷提高，我們國家的建筑設計和景觀設計已經進入了一個激烈性的發展階段，要在復雜的市場中建立屬于自己的地位就要作出優秀的成績，在建筑設計中運用分形學特點創造出符合現代化的理念。

三.小結

現在分形在建筑設計中的應用并不廣泛，在建筑的研究中也并不是被重視，但是分形學在對建筑外觀設計的觀賞性具有重要作用，分形學的廣泛應用會提高人們對建筑審美的欣賞。傳統的建筑形式只應用了一般的數學設計，要達到大眾明確肯定的建筑效果就應該采用分形學設計，分形是以自然界中的不規則物體為對象做出的研究，運用豐富的變換形式給人一種美感，在精細的結構中關聯著數學思維的拓展。自從上個世紀開始世界上各個國家的建筑師們就開始研究分形學在建筑中的應用，尋求在建筑設計方面能有更高的突破策略以及對原有的建筑形式進行創新改革，實現建筑業質的飛躍。實現設計的建筑能符合人們的審美觀念，應該在建筑方面不斷進行探討研究，認清國家經濟發展情況，考慮社會大眾的認知，不要根據自己的思想隨意設計，結合實際注重可操作性，發揮最大的設計能力。在當今中國激烈的行業競爭中，建筑業如果要實現根本性的變動必須進行創新設計策略，抓住每一個可利用機會，提高建筑業更好的發展優勢。

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