建筑设计原理三内容摘要分析.docx
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建筑设计原理三内容摘要分析
建筑设计原理（三）讲义
（建筑形式与空间设计理论）
李世芬张宇编撰
第一章系统的设计观念与方法
第二章建筑群体设计理论与方法
第三章外部空间设计理论与方法
第四章建筑细部设计及其技术与艺术表达
第五章既有建筑的保护与改造、更新
第一章系统的设计观念与方法
·系统观念
·基于系统思维的结构主义方法
·反叛：
解构主义的观念与方法
·开放系统：
非线性观念与方法
·系统建筑的观念
一、系统观念
观念决定成败，一个成熟的建筑师都有自己的设计哲学。
系统论创始人是贝塔朗菲，认为系统是“处于一定的关系中并与环境发生联系的各组成部分（要素）的总体（集合）”。
系统论的基本原则：
整体性原则
相互联系的原则
有序性原则
动态原则最根本，具有方法论因素，源于生命科学
钱学森：
“系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体”。
系统论要点
⏹生物有一个有条不紊的原则（社会亦如此），有目的地发展。
系统强调其开放性，即每个系统要同其周围的环境有能量和物质交换，走向更稳定的系统结构。
如结构主义建筑
⏹系统结构——系统内部个组成要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩序，即各要素之间在时间或空间上排列和组合的具体形式。
结构具有功能。
⏹空间结构——同时态的稳定结构，数量上一定的比例关系（原子、建筑）
⏹时间结构——历时态的变动结构，具变动、流动性如生物钟、耗散结构
二、基于系统思维的结构主义方法（construction）
1、列维·斯特劳斯《结构人类学》（1958版）观点：
1）结构是各种关系的特定总和；
2）整个结构把各种特定成分联结在一起，而成分是其恰当的组成部分；
3）属于同一系统中的不同结构都存在一种和谐的关系。
2、皮亚杰《论结构主义》观点：
结构是一种特定关系的总和，各个成分以整个关系为依据互相依赖。
整体—有序性转换—动态性自调—平衡性
3、建筑结构主义观念与方法
５０年代末，以“十次小组”为开端，新一代建筑师对现代建筑产生了质疑（史密逊夫妇等），１９５３年滑铁卢会议上，他们向雅典宪章的四项功能分类（居住，工作，娱乐与交通）发起挑战，ＣＩＡＭ解体，“社会与建筑相互关系的研究小组”成立，建筑结构主义从此诞生。
1）建筑结构主义的代表人物有Teamten、赫兹伯格、范．埃克（ＶａｎＥｉｐｋ）
2）Teamten提出：
“以人为核心”和“人际结合”——认同感。
⏹“人+自然+人对自然的观念”
⏹建立“住宅—街道—地区—城市”纵向场所层次结构，替代雅典宪章的横向功能结构
认为Place与Site,应最小冲突，hansheng协同行动——非激进式的转化
⏹生态学原则——基地条件
⏹当地历史、地区情感需求、传统手工艺、特殊材料等；政治、经济背景
建筑结构主义的代表人物有赫兹伯格、范．埃克（ＶａｎＥｉｐｋ）
3）范．埃克（ＶａｎＥｉｐｋ）的结构主义观点：
·成双现象是一种基本现象（存在主义和结构主义是共同作用的二元体）
·关于行为原型（人总是在任何地方都有其相同的基础，相同的智力、精神特征，我们能到处碰到我们自己……）
·“场所”的概念（城市是场的集合，空间环境应具有易识别性、多义多价、随机性）
·中间领域的概念（中介空间—调和冲突、对立）
·数量美学（数的连续感代表人性，数在动中取得协调）
·延伸，内聚，一致性（聚集性、互换性、衍生性、机动性）
·网格（一种基本秩序）
·城市簇--城市的理想（ClusterCity—簇集—整体结构的完整性）
4）典型案例与方法：
创作围绕上述观点进行。
典型案例分析：
荷兰社会事物部（MSA）、贝布亚保险公司、阿波罗小学、阿姆斯特丹的儿童之家……
三、反叛：
解构主义的观念与方法（de-construction）
结构主义注重建立某种秩序;
解构建筑则刻意破坏秩序，并在破坏中追求一种新秩序。
通过对旧有秩序的颠覆、肢解，对各个隐含的、显在的因素的关联强化和个性夸张，在高度自主状态下实现新的、动态的、自由与秩序混成的时空构成。
反古典、反现代、反后现代，追求散乱动势残缺奇艳突变
伯纳德.屈米（BERNARDTSCHUMI）的疯狂“游戏”；埃森曼PeterEisenman的消解和颠覆构成；丹尼尔.李布斯金（DanielLibeskind）的虚空表演；弗兰克·盖里（FrankGehry）的非线性操作……
四、开放系统：
非线性观念与方法
1、非线性科学
与线性科学相对应（线性指量与量之间的正比关系-用直角坐标画出来是一条直线）
线性系统非线性系统
关系部分之和等于整体部分之和不等于整体
描述方程遵从叠加原理，不遵从叠加原理，
（如傅立叶变换）（无统一的方法可循）
物理表现平滑运动，从规则向不规则的转化和跃变
正常，缓慢、成比例反常，涡旋、突变面，性质改变
计算机的应用----复杂的运算，从共性的角度探讨各种非线性行为，并打破了原有的学科界限。
非线性研究贯穿信息、生命、空间、地球、环境科学等多门学科。
1-1混沌学（Chaos）
在微观、宏观两个层次上，由确定方程描述的简单系统可以出现极为复杂的、貌似无规的运动，强调随机性和复杂性。
气象学家劳伦兹1963提出的“蝴蝶效应”，表明简单原因可能产生复杂后果。
混沌理论是20世纪物理学的第三次革命。
混沌无所不在，无所不包：
我们生活在一个混沌的世界里，从宇宙星系的运行到人体心脏的脉动，乃至微观世界的粒子运动：
世界是混沌与有序深度结合的辨证统一体；
宇宙是变化、进化并相互关联的；
时空是不可分的、非线性的，不受决定论支配的；
运动的系统具有复杂性、随机性和自组织性；
整体大于部分之和。
混沌理论的意义
1）混沌理论改变了人类的自然观，揭示了物质世界更为真实的形态和结构。
2）混沌打破了自牛顿以来一直占据统治地位的决定论的思维定式，使机械的宇宙论转向有机主义。
3）混沌学的引入为建筑复杂空间的探索注入了活力，非线性思维与分形理论拓展了人们的观念和手法，自然的类比是建筑创作的丰富源泉。
混沌的系统:
三大系统:
人类系统、环境系统以及建筑系统
建筑系统:
一个独立的非线性系统，它的组成不仅仅是建筑实体，还包括所有从事建筑活动的人。
建筑系统需要与其他两大系统进行信息与能量的交换才能维持自身的发展与活力。
1-2分形几何（fractal）
混沌学是从时间和空间两个方面去研究对象；分形侧重于从空间结构去研究对象。
1、概念：
自然界的许多事物具有自相似的层次结构，在理想的模型中，可能存在着无穷的内在层次，层次之间存在着“自相似性”或“不尽相似”，适当地放大或缩小几何尺寸，整个结构并不改变，具有这类结构的几何体成为分形。
（曲折的海岸线、边沿参差不齐的云彩）。
首先，分形是一种几何形式，它通过各种尺度表现出自相似性。
所谓自相似，指形式的递归，在一个图形内还有相似的图形。
自然界的许多事物具有自相似的层次结构（曲折的海岸线、边沿参差不齐的云彩等）。
KOCH曲线是分形的典型例子。
2、分形的特性：
自相似性：
局部与整体的相似
无尺度性（具有精细结构）：
有任意小比例的细节，有无穷多重复的层次结构（hierarchy）
分数维（fractaldimension）：
具有非整数维
2、意义：
批评和设计的量化工具
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。
分形几何引导人们去研究那些不能用通常的长度、面积、体积表示的非规则几何物体的性质。
与欧几里德几何相比，分形几何更接近实际，它开阔了人们对自然界结构形式的认识。
3、建筑是一个不同尺度层次的分形系统。
当一个人接近或进入一栋建筑时，随着距离的不同，只有存在下一个更小的尺度（细部）时，才具有吸引力、趣味性和丰满度。
否则，建筑会枯燥无味。
因此，建筑的组织与体验其过程的尺度层次有关。
有趣的细部表达了整体的创作意图，这是建筑分形的结果，也是创作必不可少的部分。
尺度层级（HierarchyofScales）是分析建筑视觉信息层级性的最佳切入点。
视觉信息层级与尺度层级。
建筑传递给人的视觉信息包括很多方面：
形状、大小、色彩、质感、光影……其中最能反映视觉信息层级性的因素是——尺度信息,建筑形体变化越丰富则尺度层级越连续、丰富。
连续性与协调性取决于跨尺度细部级数（progressionindetailacrossscale）
五、系统建筑的观念
⏹系统建筑
⏹生命建筑
⏹和合建筑
1、系统建筑。
“人-建筑-环境”系统，混沌有机的同一整体；
有机建筑：
好的建筑，应该从大地中生长出来，由内而外，不仅形似自然的貌相，更遵循自然的秩序及其运行的机理和律动，会伴着自然的琴弦——共舞。
2、生命建筑
建筑如人，具有生命体的系统特性
1）每个单体自成体系。
空间（腔体）、表皮、结构（骨骼）、交通（神经）、设备（循环）等等，每一个体系都有自己的“章法”（自组织），只有遵循她的“章法”，才能做出美妙和谐的建筑，比如交通体系就遵循着“通则不痛”的医理。
2）分形体系。
不仅建筑自身，而且规划-建筑-细部是一系列不同尺度层级的有机分形体系，设计的关键在于每个尺度层级的把握，连续性与自相似性又是至关重要的。
3）和合建筑
天地万物，阴阳和合，建筑也不例外,方圆、曲直、高低的同构……
第二章建筑群体设计理论与方法
群—人们集聚的生存、生活、工作、休憩的地方。
群—是一种群落共生的关系
一、群体分析理论（城市空间三大基础理论）
1、图底理论（Figure-groundtheory）
•图底理论研究作为建筑实体的“图”和作为开敞空间（开放虚体）的“底”的相互关系（相对比例关系）．关键在于城市实体与空间的控制和组成，实体和空间的对话应是完整和可感的。
处理好图底关系的积极作用：
♦
（1）化空间的“无”为“有”．例如
♦（a）可利用楼房下层腾空作为广场．
♦（b）外部空间广场置于建筑物底层以上的二~三层．
♦（c）设置中庭．
♦（d） 增加建筑与街道间的中间地带的空间．
♦
（2）图、底互逆，外部空间处于“图”的位置，或“图”与“底”模棱两可状态．
♦（3）化消极空间为积极空间．不使外部空间成为剩余空间，而成为物化的空间（SpaceasObject），使开敞空间得到完形（configuration）．
♦（4）化大空间为小空间．
2、联系理论
•联系理论致力于分析联系各个元素的“线路”，强调交通图解．它研究各部分线的组织，以及由这些线把建筑和空间联系起来的空间基线设计．空间基线可以是场地线、运动的导向线、组织轴线或建筑边缘．
•为组成联系各个元素的“线路”，可组成表现城市特征性线型空间的“城市轴”，或称“空间轴”．它可以是城市道路交通轴、景观轴、绿化轴、河流轴以及步行为主的文化业轴，还可以成为一座城市的中轴．城市轴又可分为工业轴、居住轴、商业轴、综合轴（是由公建、商业、文化、居住等组成的具有综合性的服务带形中心）．城市轴可以体现一个城市的个性．
•G.卡伦在《城市景观艺术》一书中根据联系理论提出“视觉连续”（Serialvision）的概念．提出“可以把城镇按人们的设想编排成一出连贯完整的戏剧”，将无序的因素组织成能够引发情感的层次清晰的环境．
3、场所理论
二、群体组合的原则
1、单体建筑协调（体量、尺度、材料、色彩、风格等彼此呼应，互相制约）
2、各外部空间（各单体所限定的）既完整统一又互相联系，构成整体
3、内部空间和外部空间互相交织穿插、和谐共生
4、协调建筑群与环境的关系
♦自然环境—保护和利用
♦地域环境文化特色—继承
三、群体组合中达到统一的途径
1、通过对称达到统一
2、轴线的引导、转折
1、向心
2、与地形有机结合
3、相似的体形
4、形式与风格统一
四、新老建筑整体构成的手法
新老建筑的协调应以要素—关系的构成原理为基础，主要追求新老建筑物与环境其它构成要素间的逻辑关系。
从形成环境的系统作用看待新老建筑的关系，系统的作用大于它各个局部的相加的作用，形体环境的整体感和连续感是和谐的标准。
1、与空间要素建立相应的关系
新老建筑，以空间体插入其间形成围合、接续、互迭等拓扑关系或中心、轴线、平行坐标等几何关系时，就能形成良好的整体环境。
如新老建筑在平面上互有进退，可形成一些两边或三边围合的阴角空间。
如果有几何图形上的联系，或形式上的相似，新老建筑的结合感就更强烈
2、与实体要素建立相应的关系
1）用路灯、行道树、连廊等实体小品在一个环境中的连续性使新老建筑纳入一个整体环境之中。
2）在新老建筑中插进天然实体（山丘、大树、湖面）或人工建筑物、构筑物，
3）以回廊围绕空间、以水体围绕建筑群、以雕塑或高大树木或其他景物作为构图中心、以地面或小品协调建筑群等等．
贝聿铭设计的华盛顿美术馆东馆，与旧建筑的联系不但通过几何图形和独线关系，而且通过同样色彩和质感的大理石材料饰面，以及使新老建筑在檐部的高度和总体图形上有联续和呼应，还可以以互迭关系结合新老建筑；
3．通过基面建立各种关系使新旧建筑结台成一个整体．
1）使新旧建筑同处一个标高，使基地对建筑物具有某种程度的围合关系和空间的关系；
2）用同样的铺面材料形成基面的连续性，将新老建筑形成同一环境的整体，尤其是一些为保持基地的原有气氛，而“隐姓埋名”的新建筑，通过空间坐标的呼应与旧建筑联系起来。
《城市景观艺术》的作者卡伦认为：
统一和结合城市的最有力的因素是地面
第三章外部空间设计理论与方法
一、外部空间的限定
1、外部空间的形成
城市空间是从无穷的大自然环境中人为限定的一部分外部空间。
无穷的外部空间以远处的地平线和天际线为界限。
为了取得合用的外部空间，应用基界面和垂直界面进行三度控制。
外部空间常常由建筑物、构筑物、道路、地面、和其它各种界面围合而成，供人们进行户外活动。
例如街道空间、广场空间和居住区空间等。
界面的围闭程度、比例、形状和表面处理决定了基本的空间效果。
与其说空间的界面是视觉的封闭物，不如说是视觉的引导和指示物。
界面与视觉目标的结合，一是成为视觉目标的背景，二是以向心的态势突出中心目标，三是在最好的景观处开口以对准目标。
当建筑物矗立在空间里，它们各自的外立面如果以阳角相交，就有一种体积感；而当它们围绕一个空间布置时，相邻建筑物的立面以阴角相交时则产生一种容积感，形成一种空间体（spacebody），一种反转的空间造型体，实际上就是一个“露天房间”（openroom）。
其中，大地是地板，建筑物是墙面，而天空则是天花板。
当只有一幢建筑物时，该建筑物就成为雕塑式的、纪念碑式的，形成凸空间。
1、外部空间与内部空间的区别
外部空间比内部空间尺度大，要了解不同使用空间的尺度要求，掌握界面高度与距离的比率。
外部空间范围大，结构略显松散，水平向度通常大于垂直向度。
形体的几何性与完整性也不及内部空间，交接不一定很精确。
不规则形状如在室内时会感到不适，但在外部空间有时甚至很有趣味。
人在外部空间识别几何性和坡度的能力不如室内敏感，所以外部空间的组织可以自由一些。
城市空间艺术是知觉艺术，人对城市外部空间的感觉主要通过视觉，加上听、嗅、触觉、冷暖觉、动觉的补充而得到，空间印象也因风、雨、日而不同。
城市外部空间比内部空间多了使用树木、绿地、水、石等条件。
室外雕塑、小品也被运用，并产生向阳、背阳与阴影问题。
创造夜晚光环境的气氛也是重要内容。
二、外部空间的性质
1、外部空间的五个层次：
（舒尔茨《存在·空间·建筑》）
a、实用空间（pragmaticspace）—肉体行为直接感觉的空间；
b、知觉空间（perceptualspace）—直接定位的空间；
c、存在空间（existentialspace）—人能形成稳定意向的环境空间；
d、认识空间（cognitivespace）—科学认识的客观物理世界的空间；
e、抽象空间（abstractspace）
城市外部空间程度不同地具有以上五类空间的综合特征。
2、虚拟空间
人造环境中的虚拟空间形成于人的活动与场地对应。
虚拟空间的形成有赖于运用以下虚拟手法：
a、中心化：
如树荫、篝火
b、建立基面：
·基面对比
·投光造影
·基面抬高
·基面下沉
c、形成空幕
d、加设顶盖（伞）
3、围合性、占领性
领域空间，中性空间，私密性、半私密性、半公共性、公共性空间
三、外部空间的形状
克莱尔（RobertKrier）罗列了大量的欧洲广场的空间形态，说明空间原形基本上仍为方、圆和三角形的几何变换而成的．他把规则的和不规则的广场都归结为三个基本形的变形、分解、重迭、相加、混合变换（distortion，angling，segment，overlapping，addition，merging）的结果．
四、外部空间的尺度
城市空间尺度包括以下几个方面：
a、人与实体、空间的尺度关系
b、实体与实体的尺度关系（建筑与山峦）
c、空间与实体的尺度关系等（如广场大小与周围建筑高度的比例）
1、尺度影响人的感觉。
两个人之间的距离与感觉关系如下：
1~2米，亲切
12米，能看清对方的面部表情
25米，能认清对方是谁
130米，能辨认对方的姿态
1200米，仍能看得见对方
2、当两个建筑实体的高度为H，间距为D时，则D/H的比值会产生不同的心理反映。
D/H约为1时，有一种内聚、安定又不至于压抑的感觉
D/H约为2时，仍然能产生一种内聚向心的空间，
而不致产生排斥、离散的感觉
D/H约为3时，就会产生两实体排斥、离散的感觉。
（我国古城镇D/H小于0.5甚至0.2并无明显的不舒适。
动态的综合效应，节点）
3、专家的结论
]·西特（CamilloSitte）指出:
（1）欧洲历史上有名的广场平均面积为57．5x140.9平方米；
（2）有围合感但无压迫感的D/H介于1－2之间．
·赫格曼（Hegemann）和庇茨（Peets）指出：
视距与楼高构成的视角为18度~27度。
·吉勃德（Gibberd）认为
在80英尺（24．38米）之内为亲切空间，
最大的城镇空间尺度不能超出450英尺（137米）．
·林奇（Lynch）把亲切距离定在40英尺（12．19米）之内，
80英尺（24．38米）以内为适于人的良好尺度．
最大的尺度也是450英尺（137米），
最佳的D／H值在2－3之间．
·芦原义信认为D／H＝l时空间最为匀称和稳定．他用内部空间尺度放大8—10倍来决定外部空间尺度．提出外部空间的模数为20~25米。
他认为“关于外部空间，每20~25米，或是有重复的节奏感，或是材质有变化，或是地面高差有变化，那么即使在大空间里也可以打破其单调，有时会一下子生动起来。
”
以上这些研究的主要缺陷是孤立地分析空间尺度，没有从形体环境的系统作用和综合体验作深人研究．
五、外部空间的类型与特征
城市空间按空间围合方式分为：
封闭空间、开敞空间、狭长空间（线形空间）、自由组合空间。
封闭空间与开敞空间是最基本的空间组合形式。
空间形式通常是多种型号上的交错综合运用，空间的引导、转换、景物的相互取借，都是重要的空间处理手法。
1、封闭空间
任何空间的形式都取决于它的围合程度。
封闭空间的围合面越多，则其封闭性越强，空间的形式和范围也越明确。
封闭空间的特点是：
1）连续感与协调感；
2）围护感；
3）易于组织主体建筑；
4）安宁感
2、开敞空间
开敞空间的特点是：
1）动态
2）主体建筑物的组织必须更有力、更强调
3）与周围景色相联系
4）重视开敞面（即开敞空间的入口）的设计以保持空间的完整性
3、狭长式空间（线形空间）
城市中的狭长空间主要指仅有两侧围合或一侧围合、一侧为山体、水体、绿地的街道空间，他们可以被两个平面、曲面或折面所夹峙。
直线型街道空间的景观可一览无余；
曲线型街道空间是在人们行进过程中逐步展开的，它两侧的视觉效果不一样。
凸出部分往往是遮蔽的，凹入部分往往是敞开的（为展示建筑景观的重要场所，转弯处意义消失）。
折线型街道空间景观的转换常常出奇制胜，其景观重心应表现在它的折点处，即最富于表现力的建筑物宜布置在转折处的道路对景线上。
街道空间的规划设计要求是：
a、从属建筑扮演陪衬角色，避免争胜；
b、一般街道分段节。
前奏—高潮--陪衬
c、环行干道，按功能均匀分布主要建筑群
d、滨河路、公园路，在绿带中安排若干建筑群
·自由组合空间
自由组合空间的空间组合比较自由，但要注意处理好主从、均衡、韵律关系以及调和与对比关系。
六、城市空间的表象（道路、边沿、区域、结点和标志）
城市空间的客观形象通过人的感官构成了人的主观意象（image），凯文·林奇根据人们对城市的意象归纳了城市形象的五个要素：
道路（path）；边沿（edge）；区域（district）；结点（node）；标志（landmark）
1、道路：
大多数人是通过在城市大街、小巷车行或不步行过程中使用和体验城市的。
2、边沿：
是指两个不同区之间形成的一条通边。
人从海边观看城市或透过郊区田野观看城市都能看到这种边沿。
3、区域：
指具有某种共同特征的城市区域。
4、结点：
指城市广场、道路交叉口或河道转弯处等非线性空间。
在城市的出入口或城市人流聚集的核心往往出现结点型的空间。
5、标志：
是人们感觉和识别常年故事的重要参照物。
它可能是常年故事中的电视塔，或一座有特征的山，也可能是城市中极有特征的建筑或群体。
标志可以是高大或矮小的，它能引起人们对一个城市的记忆和回想，或是对个一个区或街道产生深刻的印象或留恋。
七、外部空间的体验
城镇空间体验还受到其它因素多方面的综合影响，尤其是环境心理的影响．
（一）移情作用
感觉可分为三级：
“前向感觉”，“后随感觉”，“移人感情”，
第一级名为“前向感觉”，眼睛只注意到对象的光线和颜色，并没有往意到对象的形式．此时主要是知觉神经在运动．
第二级感觉名为“后随感觉”，运动神经的活动占了优势，注意到对象的形式，眼睛肌肉追随着对象的轮廓．
第三级名为“移人感情”，眼睛不满足于追随对象的轮廓线条，试图把它的全部造形的生动性和鲜明性都加以理解．知觉神经和运动神经总合在一起．
情感也分“前向情感”、“后随情感”和“移人情感”。
前向情感的对象也是光和色．如古建筑红色显得热，蓝色显得冷，黑色显得庄重，金色显得富贵．
“后随情感”的对象也是形式轮廓，它们被看成是有生命，能活动的．
最后到了“移人情感”，即“移情作用”（einfuehlung），建筑能将感情状态移人结构形体中，使之人性化而具有生气，观看建筑形象，会发生共鸣而激动起来．审美活动才达到完美阶段．移情现象是直接随知觉来的物我同一．
人们能够理解并能产生移情作用的一般都是美的．
建筑的形式因素对人的精神产生的感染力在艺术上称之为形式感．
利用人的心理效应，如庙宇修茸在高山上，使人攀登疲惫，以加强人的宗教信仰．以寺庙客房作为旅游卧房，空间很小，数量很多，形成“家的气氛”．在大自然里攀登，跋涉了一天的游客，宁住斗室，而不住大厦，宁要亲切质朴而不要繁琐豪华．
（二）感觉空间（PerrceptualSpace）多量度的作用
建筑是多量度的，时间、空间加上其它有关因素构成一个领域．其它因素是：
热量、水
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