试论分形在建筑造型设计中的应用

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  摘  要:在建筑设计工作中,造型设计是重要的构成部分。随着现如今经济和艺术的不断发展,建筑造型设计工作中不断注入新的活力。在此过程中,诸多先进的施工技术也逐渐被应用到建筑设计工作中,为了表现出建筑结构的艺术美,满足人们的审美需求,同时保证建筑结构的稳定性。设计人员往往会将分形技术应用到建筑造型设计工作中。本文中,笔者主要对分形在建筑造型设计中的应用情况进行分析和探讨,希望能够给相关的建筑造型设计工作人员提供参考。
  现如今,城市化的趋势体现比较明显,建筑是城市化发展的主要象征和标准,建筑的造型设计工作的重要性日益突出。由于目前建筑形式类型较多,数量也比较庞大,因此,给建筑设计师带来了较大的难题。在建筑建设中,采用分形技术不仅可以使得建筑的形象和外观得到大幅度地提升,从某种程度上还可以增加建筑的整体美观性。这种技术在应用的过程中就是按照建筑的几何原理,并且融入到设计是的丰富灵感。
  1 建筑造型设计中分形的概述
  1.1 基本概念
  事实上,分形技术是数据的一个重要分支类型,主要是用于充填空间的性质和特点进行描述,属于形态方式的一种。这一技术类型主要是为了对自然的发展规律进行揭示,同时还可以直接对自然的变化秦光进行展示。现如今,分形技术被广泛地应用到建筑设计工作中,并且将其推向了发展的顶峰。在融合数据几何知识的基础上,为建筑造型设计工作提供了重要的理论基础。
  1.2 分析的特点
  具体来说,在建筑造型设计中分析技术的特点可以表现在以下几个方面:
  1.2.1 这种技术在自然界的发展中普遍存在。研究人员在对分形技术进行研究的过程中可以看出,其中涉及到的内容都是自然界中随处可见的内容之一。主要是通过一些几何的形态来进行展现。在实际的研究和分析工作中,应用KOCH曲线的形式是比较常见的。不仅可以促进研究人员对几何体的深入研究,还可以利用大自然中的具体物质形式来推动这一技术的发展。
  1.2.2 分形学在几何体方面体现出一定的自相似性。从这一点上,分形技术的发展主要是以自相似图形为基础。研究人员在应用这一技术的时候可以将其放置到嵌套层次当中来理解。具体来说就是一些公式或者是规则都可以通过计算来实现结果运行的重复性。
  1.2.3 分形学的几何体标度具有一定的不变形。从某种程度上看,在分形上选择某一区域,将其放大之后,图形会体现出原有图形的形态。无论是对图形进行放大还是所限,其形态、复杂程度都没有本质性的变化。无论采用哪种方式,分形的标度都呈现出类似的标度,不变性比较明显。
  2 分形在建筑造型设计中的应用情况分析
  从现如今的建筑造型上看,应用分形技术是一种技术性较强,复杂程度较高的技术类型。只有不断提升研究的力度,才能够在建筑造型设计工作中应用的游刃有余。其中建筑造型模块的设计是采用分形技术的前提和基础,利用分形理论可以将这一特点进行高效体现。在实际的应用中,工作人员需要根据建筑设计造型的特点来采取量化控制的方式。使得建筑设计更加自然化,在实际的工作中,应该表现在以下几个方面:
  2.1 分形理论在建筑设计中的应用
  2.1.1 并置。所谓的并置就是一种特殊形式的空间并存。在建筑设计的过程中,实现不同空间类型的融合,形成一个相互联系的设计整体。
  提高了建筑空间的利用率,同时也满足了人们对空间和个性的要求,在并置的结构中,分形理论为建筑造型设计提供了更多的可能性和实现性。
  2.1.2 嵌套。对空间尺度不同的对象采取相同或相似的重复的空间操作,一达到空间上的嵌套,无论是针对实体的操作、还是针对空间的本身和边界,其都是以空间自相似性的形成为目的。
  2.1.3 拟态。拟态是一种模仿的方式。通过对自然空间分布的模仿,利用分形理论可以设计出符合自然规律的空间分布设计,同时也使得建筑设计更加的具有自然的气息。划分。划分是对建筑空間的合理分布设计。利用分形理论中的几何内容可以对空间进行科学化个、规范化的设计,提高了建筑设计的质量水平。
  2.2 一个建筑物设计中的分形理论的运用步骤
  2.2.1 建筑师要首先对建筑物的整体结构进行设计,尤其是建筑基本外形设计,要充分的利用分形的几何理论进行设计,选择合适的建筑材料来凸显建筑设计的个性化和视觉美。
  2.2.2 建筑师要对建筑物的整体轮廓进行充分的体现。建筑物的整体外形的设计要通过计算机来辅助,通过对绘图然间的应用,结合分形理论的相关内容,描绘出建筑物的整体造型。
  2.2.3 建筑师在进行造型设计的过程中要对注意建筑的对称性,保持其设计的对称性才能保持建筑的稳定性和安全性,这也是每一个建筑设计中必须要注意的工作环节。
  2.2.4 最后还应该注意对建筑的外形线条的设计,每一个建筑物都有其独特的外形,这个外形才是设计的重要部分,代表了该建筑的与众不同之处,一般的建筑外形多为几何规则的图形。
  2.3 具体实例分析
  2.3.1 雅吉里卡雅神庙建筑师卡尔巴维尔在《建筑设计中的分形几何》一书中指出:在建筑学和设计中分形几何主要可以从两个方面得以应用,一方面它可以作为一个有力的建筑批评工具,有助于解释为什么许多现代主义建筑不能够被大众接受的原因——它们过于“单调乏味”。另一方面,在建筑设计中可以利用分形几何生成复杂的韵律,使建筑与周围环境取得协调。而且,对于批评和设计两方面来说分形几何都提供了一种混合确定性和非确定性的量化工具。
  2.3.2 特拉斯沃尔住宅。在突破千篇一律的建筑设计道路上,模仿自然界的生物以及生物的巢穴,是创造复杂、混沌优美的分形体的一条捷径,究其原因:从分形几何理论的角度来看,因为建筑学的分形特征表现之一是建筑在形态上的自相似性,而生物体本身就是一个完美的分形体,模仿它也就不失为一种最有效的手段;其二,从仿生建筑师的角度来看,他们认为“大自然是经济的,每一种物种都有经过数百年的进化,因而它们能以最低限度的方法来满足需要。”
  2.3.3 阿姆斯特丹儿童之家。分形理论创始人曼德尔布诺特曾说过:“艺术满足一个条件,即缺乏尺度”。自相似性就是跨尺度的对称,它意味着递归,在一个花样内部还有一个花样,但其面积不变。
  结束语
  建筑是人们安生立命的根本,同时也使人们日常生活和工作的主要场所,因此,在现代建筑建设中,必须要通过对各种先进技术的充分应用,从而才能够提高建筑的质量和性能,才能够满足人们对现代建筑的需要分形学在建筑设计方面的应用自从上个世纪二十年代开始,世界各国的建筑设计师们就在不断的寻求建筑设计方面的突破,希望能够对原有的建筑语言进行改革与创新。并设计出基于分形理论的建筑造型创新设计系统,将分形理论中的自相似原理应用到建筑造型创新设计之中,使生成的建筑体细节丰富,造型美观新颖。
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