建筑形态在景观中的同构研究——基于一种拓扑网络法的生成策略

摘要

建筑形态与景观之间关联性的特征开拓了各学科之间的交叉与融合，突破了建筑学本位论的束缚，景观成为一种当代城市的媒介。建筑形态与景观的同构趋向于互为图底的关系模糊了建筑与景观的界限，建筑形态基于拓扑网格法的控制中，在景观中呈现出动态的自组织的网格系统，拓扑网格法成为一种设计的策略。
　　 本文第一章从建筑形态与景观环境之间建构的关联，引发了建筑学与城市规划和景观营造学的一系列探讨，从建构表达可持续发展肌理和地形学的介入，网格作为景观生成的一种策略运用到设计中，由各种自然环境和因素相互交织的自组织的网格系统。建筑形态由于缺乏与环境的协调统一发展，建筑与景观之间的联系过于单调。探讨基地景观对建筑形态生成的引导作用。同时还从建筑与景观的图与底的拓扑关系以及建筑与景观的关联性的多重网格方面为主要研究内容，试图建立一种拓扑网格法的设计策略。
　　 本文第二章研究了自然景观与人文景观中网格构成体系的隐性和显性的逻辑关系的解析，自然界的景观结构趋向于分形几何的网格特点，分别从自然界的岛屿、河流、堤岸、灌木丛、树、地形、宇宙间的孔洞等方面，以生成元的原型利用分形几何的数理关系解析其隐含的网格状态。同时，自然界的景观形态涌现一种从混沌到有序的网格原型，从蚁窝、蜂巢、群聚效应所形成的规则与不规则的网格或随机图案的网状都做了详细的分析。表现为与斐波那契序列相关联的自然结构，其中植物的螺旋排列与动物的对数螺旋的贝壳，均表现为黄金比例分割的网格。自然界中的景观在自然系统的相互作用下，形成大地景观的肌理网格、人工改造的路网以及区域网格形态，城市作为人工改造后的景观，历经各个时期的变迁所建立的网格机制是一种历史的沿革。
　　 本文第三章研究了拓扑网格的嬗变，深入探讨一种从自然景观裂变到人工景观的路径，首先从土地内在适应性利用价值的等级标准的建立，对生态自然环境价值的评析，详细地从土地的坡度、水文的地表径流、风向与潮汐等方面做深入的分析。景观网格逻辑的生成机制与拓扑几何学关系密切，地理逻辑的建构是景观网格形成的重要因素，本章分别从物质世界的转换方式、直接的反应结果、相互作用、活动网络路由协议等方面展开论述。以德勒兹哲学理论拓扑变形为基础，并以根状茎与褶子两个重要的哲学思想为依据，分析景观网格的拓扑变形层级的标度，拓扑的同胚、同胚变形、非同胚裂变基于原型的一种拓扑网格的变形，其实现的途径通过关联的弱形式与折叠中的突变以及场域所构造的互联性的集合体而成。
　　 本文第四章是论述建筑形态与景观同构中的控制性网格法的生成策略与实验过程，分别以图解、地图术、地形学为操作工具或形式语言。图解作为抽象的机器，从其基本属性解释性、生成性、数字性方面阐述对现象因素形态转化的发生器。本章接下去对获取图解的可操作性工具，开拓点线面分析模型和GIS的空间分析技术展开讨论，倡导一种原型的、脚本的参数化的模型。关于地图术，科纳提出地图术的力量的概念，网格系统的空间组织层叠的操作。地形学中隐含着现象学与后结构主义思想，地形学的操作其实现的途径从艾森曼的编码地形、拟态化的地形、无定形的地形、连续性的地表中获得解答。
　　 本文第五章是关于分析建筑形态基于景观网格系统的构成，一种技术的现实与参数化的设计，其技术实现的途径是借助计算机为辅助设计的工具，从CAD、CAM到CNC的数字技术，由计算机自动生成设计的数字化显像。同时还列举了巴尔蒙德的非常形的实现手段，通过阿曼拼图、物质的折叠、voronoi图形学演绎而成的网格系统。关于建筑形态网格系统构成的参数化设计，是在参数化控制下的过程设计，形态发生的过程设计涌现了集群效应。本章还从F(O)A的系统发生论和N(O)X的偶然论下的湿网格方面，分析其实践作品的连续网格组织与液态的“羊毛---水”法的网格构成。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

一、研究的缘起

二、研究的背景

三、研究内容以及切入视角

1．3．1 建筑与景观的图与底的拓扑关系

1．3．2 建筑与景观的关联性的多重网格

四、研究的范围

1．4．1 涉猎的基本范畴

1．4．2 本文力求完成的任务

五、研究的思路与方法

六、研究的困难与预期的创新程度

七、论文初拟框架

第二章 人工景观与自然景观中网格构成体系的隐性和显性逻辑关系解析

第一节 自然景观形态的结构网格——一种趋向于分形几何的自然形态

2．1．1 自然界中岛屿的自相似的网格——生成元随分维数的变化而呈现自然界的不同状态的网格

2．1．2 朱塞佩．皮亚诺曲线网格——自然界中河流、堤岸、灌木丛自重叠的集合

2．1．3 植物树的非均匀的分形网格——自分形树中枝与杆的递进式增长

2．1．4 布朗分形网的地形的全局效应——地球表面地形网格的构成解析

1．5 宇宙星系间有秩序的孔洞网格

第二节 自然景观的涌现从“混沌到有序”的网格原型

2．2．1 结构突现的网格——有机体整体行为大于部分之和的形态表现

2．2．2 与斐波那契序列Fibonacci相关联的自然结构——具有黄金比例分割而成的网格

第三节 人工景观中的网格化的形态特征——自然系统中相互作用的综合体

2．3．1 自然力作用下的大地景观的肌理网格——有序和谐的自然秩序

2．3．2 人工改造作用下的网格形态---网络系统的路径水网与路网

2．3．3 人工改造后的区域网格形态——可控制的发展模式

第四节 人工景观中的城市发展的网格化特征——无意识的历史沿革

2．4．1 网格的控制性作用——建立一种更好秩序的新模式

2．4．2 城市网格的成因——乌托邦的理想城市

2．4．3 城市发展的历史进程中的网格演变

本章小结

第三章 拓扑网格的嬗变——从自然景观裂变到人工景观的路径

第一节 对生态自然环境价值的评析——土地内在适应性利用价值的等级标准的建立

3．1．1 社会价值的架构——自然演进过程的社会价值

3．1．2 自然地理信息的环境评价分析

第二节 景观网格逻辑生成的发生机制与地理学逻辑的构建

3．2．1 数学的拓扑几何学的解析

3．2．2 环境影响是景观网格形成的关键因素(ENVIORONMENTS)

3．2．3 外界物质对景观网格的直接反应的结果(REACTING)

3．2．4 景观网格系统的相互作用(NETWORK)

3．2．5 活动网络路由协议(PROTOCOLS)

第三节 自然景观基于原型的一种拓扑网格

3．3．1 拓扑变形的哲学基础——德勒兹的哲学理论

3．3．2 景观网格的拓扑变形——层级的标度

3．3．3 景观拓扑网格变形的途径

本章小结

第四章 建筑形态与景观同构中的控制性网格法的生成策略与实验过程

第一节 图解作为抽象机器的生成——再现的转变与动态的参变量

4．1．1 图解的生成——解释性或分析性的工具与抽象的内涵

4．1．2 图解作为现象因素的形态转化——后表象形式的发生器

4．1．3 获取图解的可操作工具——开拓的点、线、面分析模型和GIS的空间分析技术

4．1．4 图解与原型、脚本——倡导一种参数化的模型

4．1．5 卡尔朱的基因图解——计算机与生命技术结合的“遗传算法”在建筑设计中的应用

第二节 基于景观网格描摹的地图术(MAPPING)

4．2．1 詹姆斯．科纳关于“地图术的力量——思索、批判与创造”

4．2．2 层叠法——网格系统性的空间组织

4．2．3 后现代拼贴术作为城市网格操作的策略——“实体的危机：肌理的困境”

第三节 一种连接网格组织的功能矩阵——地形学(Topography)

4．3．1 地形学的议题——蕴含着现象学与后结构主义的地形学的思想

4．3．2 关于地形学网格的实现途径以及过程

本章小结

第五章 建筑形态基于景观网格系统的构成——技术现实与参数化设计

第一节 网格化的建筑形态技术实现的途径——一种二元对立的多重解构网格

5．1．1 借助计算机技术为辅助设计的工具——从CAD到CAM、CNC的数字化技术

5．1．2 巴尔蒙德的高级几何下非常形的实现手段

第二节 建筑形态网格系统构成的参数化设计——涌现与生成的建筑形态

5．2．1 参数化控制下的过程设计——建立参变量的模型

5．2．2 FOA系统发生论生成的建筑形态——连续的组织网格

5．2．3 NOX偶然形态论下的湿网格——介于固态和液态之间的一种液晶状态的“羊毛-水”法的网格

本章小结

结论

参考文献

攻读博士期间发表的论文以及获奖情况

后记