建筑的非線性設計研究要點構架

（北京建工建筑設計研究院，北京 100037）

新時代背景下，新技術、新材料普遍應用于建筑中，但其本質仍未突破線性設計思維，建筑創作主體線性建筑占主導位置，不利于建筑從源頭改革發展。非線性科學突破單一學科瓶頸，涉及多方面領域，包含社會學、哲學、生態學等，促進人類與自然環境連接更緊密。該設計理念誕生，突破人們固有思維模式，以非線性方法為核心，構建創新型的建筑系統，便于滿足人們時代不同需求的深化及擴展建筑理論，明確新時代建筑設計方法，成為新時代建筑發展趨勢，具有一定的推廣及應用價值。

1 當代非線性建筑特點

立足非線性本質層面分析，建筑可作為表達載體，體現在部分外在特征方面，又可作為傳播介質，與環境具有密切相關性，形成一定的社會影響力，共同構成非線性建筑特點。首先，非線性建筑外在形式特征，主要包含三方面，即動態性、自相似性和不確定性。其中，動態性即所有事物均處于動態，但現實中部分運動人們難以體驗，事物動態改變具有一定速度，但其具有一定的穩定及均衡性，難以表現其運動狀態；自相似性主要是事物發展中連續差異性，整體與局部構成整體，但并未凸顯其中心性，突破傳統以具體為中心的瓶頸，更強調各元素間的相互作用。非線性形態最終著力點具有一定的復雜性，其相似性促進內在有序性，相似性具有多種表現方式，如布局、表皮等；從運動方面分析，不確定性具有一定的突發性，更強調松弛隨性狀態，為不受確定性邊界，由有序轉變為無序，形成新的秩序。其次，非線性建筑內部空間特征。（1）豐富的知覺體驗。非線性建筑內部空間，為人們呈現良好銜接的平滑面，并無傳統墻體、屋面感受，形成動態、柔軟的空間狀態，豐富人們知覺感受。（2）流動性是非線性建筑核心特征之一，易引起人們對流動知覺的體驗，內部空間更具深層次流動性[1]。

2 非線性建筑設計總體思路

對傳統建筑設計而言，設計人員更傾向于建筑功能實現，為人們提供良好的生活及工作區域。經濟技術高速發展背景下，人們重視建筑使用功能基礎上，更強調精神層面需求。新時期建筑設計理念中，設計人員需立足社會環境背景以及環境發展趨勢，將其進行有效融合，為人們創設更多的建筑形體。非線性設計理念與新時期設計理念相符合，將建筑作為核心載體，通過建筑有效實現人類與環境高度統一，確保三者良好發展。非線性建筑設計理念，以多個理論及方法為基礎，依托計算機各項功能，實現各方面工作內容，包含參數解析、建筑形體形成，最終確保建筑空間形態唯一性，保證非線性建筑空間與外觀形態，均滿足現代人們實際需求。

非線性建筑設計過程中，設計人員需將周圍環境作為切入點，進行全方位分析，獲取多個有價值的環境因素，在此基礎上完成轉換，創設最終的建筑形體，在設計方案中體現人類、環境結合理念。非線性建筑設計方案，對于建筑外部風格及形式并無過多要求，主要從周圍環境著手，強調個性化、獨特性，呈現為不規格的外觀及空間造型。

3 非線性建筑設計關鍵要點

3.1 建筑外觀的合理設計

非線性建筑，其整體外觀輪廓以空間感知體現，空間感知形成主要是基于非線性建筑與周圍環境對比形成，若建筑與環境整體邊界未明晰，非線性建筑形態程度被削弱，非線性建筑外觀整體則更模糊。因此，設計人員進行非線性建筑設計時，需強調其外部整體的模糊性，凸顯非線性建筑特征及優勢，通過提取建筑形態中與自然環境可融合的元素，將其與城市肌理、自然環境高度融合。以邊界不明晰的建筑形態，突破建筑物與周圍環境的不協調感，促進其集成一體，從外觀至內部功能得以實現，均可滿足人們對非線性建筑要求。如MAD事務所，提出“山水城市”設計理念，其主要借鑒我國水墨畫山水，更強調其意境。

3.2 建筑空間的合理設計

非線性建筑設計過程中，其內部空間合理性十分關鍵，空間設計的合理性主要以空間扭轉實現，通過折疊、錯位等方式形成創新型的建筑空間結構，展示不規則但具有動態變化感的非線性建筑形態，為建筑賦予新的生命力，使人們精神需求得以滿足。如瑪麗蓮·夢露大廈，設計人員進行非線性設計過程中，以錯疊、持續性向上的方式，促使其建筑外部出現動態變化，符合瑪麗蓮·夢露翩翩起舞的魅力，展示設計人員對其特征的解讀。該建筑物設計過程中，建筑層旋轉角度不盡相同，呈現層層遞進感受，由旋轉從小至大再至小旋轉方式，反映非線性建筑動態成效[2]。

3.3 建筑參數的合理設計

非線性建筑設計新型理念，由哲學思想及科學理念有效融合，形成設計靈感，使建筑工程更具豐富性、多元化，需實現建筑與環境高度融合，傳統設計使用工具難以滿足其設計要求，無法完美呈現非線性建筑設計方案。因此，需充分利用各類信息技術，通過信息化、參數化設計，保證全面展示其各項功能及外部輪廓。非線性建筑參數合理設計，主要指設計人員在實際設計過程中，應明確基礎保障，對設計中影響因素進行充分考量，提取相關性較高的元素，完成有效融合，構建各項參數最佳的設計模型，轉換為計算機語言，通過軟件展示非線性建筑基本形態。

實際非線性建筑設計過程中，設計人員應全方位分析建筑影響因素，優化確定最佳非線性合理參數，保證建筑呈現最佳成效。充分應用計算機基礎上，構建相應的建筑模型，設計人員根據實際狀況，將不合理部位通過調整參數進行整體變更，最終實現設計方案最優化，提升設計效率、質量。設計人員在眾多設計方案中，選取經濟性較佳的設計方案，展示非線性建筑更多的美感及多元化特征，為人們提供視覺盛宴。

將計算機技術充分應用于非線性設計中，有助于促進其參數化發展，靈活性更換設計不足，促使非線性設計更規范化、標準化，保持設計創新性，滿足人們實際需求，提升社會發展水平及生活質量。

3.4 開放性及柔性的體現

開放性及柔性是非線性建筑核心特征，設計人員進行非線性建筑時，應展示其柔性及開放性，其中柔性主要指建筑外形具有一定的持續性，與建筑自身結構密切關聯，立足建筑外部整體觀測，并未有明顯的界限將其外表和結構區分。非線性建筑柔性設計過程中，設計人員須注重非線性建筑內部空間消解，充分應用其內部不確定空間，協調垂直、結構以及三維界面關聯，并逐漸將其削弱，以凸顯非線性建筑空間體驗。

開放性在非線性建筑中作為重要的特征之一，本質層面分析突破傳統建筑空間局限性及封閉性，建筑更傾向于開放性、流動性。具體設計過程中避免選取直線設計，增加曲線設計，展示非線性建筑開放性。如迪拜歌劇院設計中，設計人員以曲線將其結構與地面融為一體，實現空間整體感，與周圍環境有效融合，滿足用戶對非線性建筑實際要求。

非線性建筑設計過程中，應加強其整體雕塑感，以曲面及曲線的聯合應用，使建筑更富生命力，為用戶提供直觀的視覺感受。非線性建筑設計中，未來設計人員可應用更多新穎的理念，促使建筑功能更豐富，符合人們對建筑精神、外觀及功能多樣化需求。

4 非線性建筑設計未來發展趨勢

人們的知覺體驗與生態環境以及信息網路密切相關，各類設計核心點不同，在整體框架下，各子系統結構趨于成熟，非線性建筑與該系統框架理念相似，憑借自身開放性、層次性，以全新的設計理念展示，未來發展趨勢主要包含以下幾方面：（1）實際設計過程中，建筑作為主體并非只是人們工作生活場所，而是將人類、外部環境以及社會環境有效融合，賦予建筑生命。建筑設計人員重視人類生活多樣性及豐富性，考量不同群體實際所需，創設具有較強歸屬感的人類家園，形成人、環境以及建筑高度統一。（2）數字建筑思維體系建立。非線性建筑創設，依附于信息網絡以及數字技術，成為時代發展改革趨勢，如數字模型、協同設計等誕生，創新傳統建筑表現方式及手法，改革設計人員對建筑空間及形態固有認知。將建筑作為系統，使內部組織、系統間以及環境進行信息交換，轉變傳統系統模式，對信息進行加工、處理以及應用，確保其有效融合，滿足設計創新理念。（3）交叉學科建筑層次更豐富。建筑設計人員，應突破傳統單一學科瓶頸，不斷解放自我思維模式，從哲學角度出發，與歷史家、社會學家等建立溝通，依托網絡信息時代，創新設計思路，與環境工程師、材料工程師等做好交流，準確把握未來時代審美導向，構建富有深度的非線性建筑。（4）走向詩性設計。詩性的設計作為非線性建筑設計最高境界，設計人員通過簡單的線條，展示宇宙廣闊及生命智慧，體現生命的價值及魅力。詩性設計作品，以特定的場所空間體驗，詩意與形態共存，將其建筑整體詩意展示，促進人類文明發展。

5 結語

非線性建筑設計內容具有一定的復雜性，需設計人員具備專業理論知識以及豐富的實踐，需合理設計非線性建筑外觀、空間及參數，并展示其開放性及柔性，有效促進建筑與環境完美融合，提升建筑美觀性及功能性，促進非線性建筑可持續發展。