绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇建筑文化论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
1.1布局形式
巴渝传统建筑总体布局依山就势,尊重地形地物,很少大挖大填破坏自然地貌,其哲学思想不讲究礼制的约束,而是注重依附自然、顺应自然,寻求建筑形态与自然环境之间的平衡。建筑群鳞次栉比,逐级而上,顺应等高线的起伏与走向,与原始自然地貌和谐统一。单体建筑处理灵活多变,以长短不一的脚柱为支撑,减少建筑主体与地面的接触,提高建筑对坡地的适应性。此外,巴渝传统建筑还可附贴于崖壁,与崖壁紧密相联,利用崖壁的承载能力支撑部分建筑荷载,节约材料,增强建筑稳定性。
1.2外观形态
巴渝地区地形以山地丘陵为主,加上长江和嘉陵江两江环绕,在长期的历史进程中形成了富有地域文化特色的建筑形式,如吊脚楼等。山地地形起伏有致,体感强,赋予巴渝传统建筑别具一格的艺术感染力,表现出一种轻盈、灵活的建筑形态。巴渝传统建筑屋面举折,屋顶反翘,呈现出飞升飘逸之势,减轻了因吊脚楼底层架空带来的头重脚轻之感;而出檐深远的檐下通过设置柱廊,形成了一条为过往行人遮风避雨的过道,同时也是联系室内外的过渡空间;建筑色彩以当地原材料本色为主,青瓦白墙,屋架构件通常为栗色。在绿茵植被的环抱之下,鲜明的色彩对比凸显了独特的建筑形象。
1.3结构体系
巴渝传统建筑结构方式主要分为木框架穿斗式、土石墙搁檩式和捆绑连接式3种。木框架穿斗式是继承干栏式梁柱木架承重结构体系的产物,构架组合灵活多变,受力传递明确,各结构构件既相互联系又相互独立,对山地地形有很强的适应性。土石墙搁檩式直接用柱承接檩椽,梁使用较少,檩椽一端搭在斜坡或峭壁上,另一端搭在用楠木或杉木搭成的架子上,柱脚之间用竹木作横向或三角形固定。捆绑连接式是采用竹木材料捆绑作为房屋构架的一种临时性结构体系,主要应用于沿河一带吊脚楼。捆绑连接方式自由灵活,具有较好的稳定性,对于河岸陡坡悬台适应性较强,也可用于修建多层房屋。此外,吊脚楼底层架空的结构体系能有效缓解巴渝地区潮热气候条件下建筑的通风、防潮、隔热、遮阳问题,在经济条件受限的情况下提高建筑舒适度。
2巴渝传统建筑设计理念在现代建筑中的应用
巴渝传统建筑所涵盖的尊重生态环境、高效利用空间和降低成本的建筑理念与我国倡导节约土地资源和建造绿色建筑的理念一脉相承,在今天仍可借鉴和运用。在建筑创作过程中,用时代的眼光审视巴渝传统建筑,寻求现代与传统的相通之处,将巴渝传统建筑设计理念融入现代设计中,不仅有助于保护生态环境、节约土地资源,而且能使建筑作品具有更强的地域特色和民族文化内涵,对继承和发扬传统建筑文化也十分有意义。
2.1体现环境特征的适应性设计
在全球经济一体化、文化发展多元化的今天,城市大众文化形态随着时间的推移相应发生改变,而具有鲜明地域特征的自然环境几乎恒定不变。因此,建筑创作可通过对地区自然环境的适应性设计来表达建筑的地域性特征。相对于环境气候、建筑材料而言,地形高差是巴渝地区城市建设一个无法逾越的话题,同时也是设计过程中首要考虑的问题。建筑布局与场地地形条件、周边道路交通情况等有直接关联,因此,应对地形高差采取的设计手法和构筑方式显得尤为重要。首先,应注重对场地的高差分析和剖面分析;其次,为提高大型综合体建筑对复杂地形的适应性,可将大体量建筑化整为零,使建筑室内外空间和功能相互协调统一。如重庆融汇丽笙酒店,坐落于歌乐山脚下融汇国际温泉城内,场地北靠山,南临河,地形高差达数十米。为保持场地原有地貌特征,减少大挖大填,通过对地形高差和剖面分析,综合朝向、景观因素,最终确定建筑总体布局、功能定位以及与场地的结合方式。建筑的主要造型部分集中在场地南侧临河的缓坡上,采用层层退台的处理方式沿等高线逐一展开。引用巴渝传统建筑“占天不占地”的建筑思想,通过底层局部架空形成酒店主要出入口。酒店没有过多的修饰,而是顺应山体走势,与山体浑然一体,形成山体—建筑—水体相互交融、和谐共生的良好景观。
2.2构建独特的城市建筑空间
近10年来,巴渝地区的城市发展在不断进步中仍面临一些问题,归结起来主要是城市快速发展引起的城市风貌趋同和公共活动空间不足的问题。城市公共活动空间作为完善和延续人们日常生活的主要场所,在城市发展中具有不可或缺的作用。因此,通过整合建筑空间与城市公共活动空间可以有效缓解山地城市公共活动空间资源不足的问题。
2.2.1城市公共活动空间的建筑化
城市公共活动空间的建筑化即通过建筑的构筑方式在坡地条件下建造出新的城市公共活动空间。可借鉴巴渝传统建筑“占天不占地”、“天平地不平”的建筑思想,在坡地构筑水平基面,提高单位用地面积使用率。如重庆三峡广场就是利用建筑屋顶形成商业步行街,通过建筑的构筑方式克服地形高差带来的不利影响,在保证商业建筑面积的同时又获得了更多的城市公共活动空间。除此之外,三峡广场还利用自然水体,结合地形高差,借鉴三峡大坝外在形态,建成半下沉式喷泉广场,得到了市民的广泛认可,同时也取得了显著的社会效益和经济价值。
2.2.2建筑内部空间的公共化
随着我国城市化进程的不断加快,城镇人口不断增多,城市压力不断增大,城市公共建筑正大步朝着大型化、功能复合化发展。大型商业综合体的出现,不仅缓解了城市公共空间不足的压力,而且将建筑内部公共空间室外化,使城市公共开放空间功能更完善、体系更完整,同时也给商业建筑内部带来更大商业价值。如重庆杨家坪龙湖西城天街,将建筑内部各楼层步行通道与室外不同标高的广场相连,同时将内部步行外廊作为供市民活动的公共开放空间,使建筑内部空间室外化、公共化。这样,不仅缓解了城市快速化发展带来的城市公共空间不足的问题,而且也为商业建筑带来了更多消费人流和商业价值。
2.2.3建筑剖面设计的灵活化
巴渝传统建筑受地形条件约束,建筑规模通常较小。为尽可能地提高狭窄用地的使用价值,在节约土地和方便交通两大主要因素的影响下,城市布局通常比较紧凑,各功能体往往采用混合模式。商住楼是混合模式的典型代表,即将办公空间和居住空间相叠合,形成上部居住、下部商业或者办公的模式,有助于减轻城市交通压力,提高工作效率。在山地地形复杂地段,建筑用地时常处在两条高差悬殊的城市道路之间,为节约土地资源,提高土地利用率,常常在不同方向、不同高差处分别设置出入口,通过楼梯或坡道将两块不同标高的地块联系起来,提高山地城市的可达性,同时方便市民出行。
二、数学对称原理在传统建筑文化符号中的应用
文化符号在构建过程所基于的数学原理与理论分类很多,就数学对称原理而言,可追溯到人类的史前文化。综观人类的艺术史,根据现已被考古发现的大量的记录在岩石上的原始文明、新石器时代的手工陶艺、夏商周的青铜制品、古希腊文明、以及埃及和玛雅文明中,均有发现文化符号基于数学对称思维的例证。本文着重介绍和分析了传统建筑文化符号中所蕴含的数学对称原理。数学意义上的对称在传统建筑文化符号中的应用相当常见,在中西方传统建筑和圣殿的建造过程中都能找到与数学对称有某种关联。在文化和艺术中,对称常与和谐以及形式美感等含义相关联,其根本的原因是,数学对称的灵感源于对宇宙和自然以及人类自身的探索和发现,同时这种数学的生命力完全根植于养育她的文明社会生活之中,对称与中国的文化和哲学思想以及所崇尚的“天地交而万物通”、“天人合一”的哲学精神是吻合一致的。在这种哲学思想的影响下,传统建筑在文化特征、美学追求、建筑风格、形式结构等因素受到影响是必然的。“天人合一”的建筑环境是中国传统建筑文化所推崇的理想境界,把人和天地万物紧密地联系在一起,并视为不可分割的共同体。文化意义上的对称,通常与中庸、秩序、和谐、典雅、庄严以及权威等含义相关联,中国传统建筑十分讲究对称的文化。中国古代帝王的宫殿以及宗教寺庙在建筑布局和结抅中,一般都按照均衡对称的方式,沿着纵轴线与横轴线进行布局及设计。例如北京的故宫就以中轴线为中心轴,图2是北京故宫鸟瞰图,其沿着纵轴线与横轴线进行布局设计。宫殿的布局,一般都以主宫殿位于中轴线上。以宫室为主体,次要建筑位于两侧,左右对称布局,所谓“前朝后市”、“左祖右社”等。这种布局体现了封建社会中简明的组织规律,同时与其宗法和礼教制度密不可分。它是人类智慧的结晶,更是人类文化的重要组成部分,又是一种跨国界和文化的桥梁。因此,常见于人类的建筑、文化和艺术之中。对称在东西方传统建筑文化符号中的表现十分常见。图3是法国的兰斯大教堂,哥特式建筑风格的结构和装饰中到处都能发现基于对称思考的装饰。图4是婆罗浮屠佛塔鸟瞰图,这是世界上最大的佛教遗址——瓜哇島的佛塔群。其基底尺寸为114×14m、高46m,塔结构基于中心及轴的反射对称原理而构筑。人类由于生活在不同的区域和民族文化,虽然在生活与实践过程中都发现和应用对称原理,然而,由于文化背景及所处的民族和区域以及生活环境的不同,显然对对称的理解与应用是有区别的,这种差异体现在文化特征、美学追求以及文化符号的表现、传播、及审美等各层面。例如早期的摩尔人和阿拉伯人,他们在对称图案的装饰风格方面却有着独特的审美观和表现,他们对复杂的数学几何的研究与应用给后人留下深刻印象,如图5,这是分别基于中心及旋转(120及60)对称以及反射轴对称而构成的图案装饰,图6为对称结构示意图,许多穆斯林和伊斯兰教的建筑结构、装饰风格和图案的文化特征给人们留下了深刻印象。可见,对称已不仅仅对建筑师有吸引力,数学家、物理学家、画家、心理学家、考古乃至音乐家都在思考和研究它的意义和影响力。事实证明,数学一直伴随和见证了人类的文明历程,始终是人类文化的重要组成部分。
2建筑文化在生态建筑中重生
近年来,生态建筑潮流是中国传统建筑文化复兴的良机。生态建筑是将建筑本身作为一个生态系统利用技术、建筑学、生态学等将建筑内外的生态因素有机地融合起来,形成建筑生态系统内的自循环,从而解决建筑低耗环保的要求,这与中国建筑文化“天人合一”的观念不谋而合,是一个填补建筑文化缺失的一个契机。古代中国建筑宣扬的是“天人合一”的宇宙观,是在古代中国先贤对大自然的敬畏和敬仰的文化基础上形成的。基于这样的观念,古代匠师从基地的选择到建筑的功能的布局、结构、造型等方面都考虑建筑与环境、建筑与建筑、建筑与人的相互协调与融合,建筑虽由人造,宛若天成。或使建筑顺应自然生态,成为自然生态中的一部分,即适应环境,或使建筑整体自成生态,创造自循环的小生态,即创造环境。这样的建筑观念本身就已经契合了生态建筑的生态学的主体。
2.1中国美术学院象山校区
王澍的作品中充斥着传统低技术的运用,如碎砖瓦片拼凑而成的建筑外墙不拘一格展现了中国传统民居古朴而优雅的质感;建筑的水平发展趋势通过披檐的加入而得到加强,同时竖向层次也丰富了;大面积透明玻璃的应用增加了建筑的透光率,也使建筑通透清心,更加古典雅致。由王澍的作品可以看出他对建筑细部的单纯的植入较少,而是通过创新来塑造建筑氛围和空间趣味使我们能够感觉到传统中国建筑环境的。正如安藤忠雄所提到的,建筑并非模仿形式,而是继承内涵。
2.2吉巴欧文化中心
吉巴欧文化中心是伦佐•皮亚诺的代表作品之一,这个温暖中心的灵感来源于当地人的“棚屋”文化。当地人认为人只是自然界中一个小小的环节,生死是人生命的历程,但是灵魂永恒存在,躯体只是灵魂的一个载体,终究还要尘归尘,土归土。“棚屋”是由自然界中的材料搭建而成的,当地人将他们对生命和自然的理解赋予建筑,使之与人一样同样有类似于生命体生老病死的过程,建筑来源自然,并最终归于自然。皮亚诺在理解了当地的建筑文化后,在利用当地建筑材料的同时采用新型的钢结构结合计算机的精密计算形成建筑编织结构的主体,并且在建筑中运用百叶窗调节自然通风使建筑更加生态节能,而经过精密计算的主体不仅具有形式美,更具有实用性。伦佐•皮亚诺设计的吉巴欧文化中心在当时是一种新的尝试,他使建筑继承了传统建筑文化的同时通过创新更加深化了建筑的文化内涵,建筑的形式完美地融合于周围环境,营造出符合传统建筑文化的氛围,同时又不失时代感,是一次传统建筑文化与生态建筑结合的成功尝试。
2研究方法
2.1哈萨克族传统建筑几何元素资料的调查与整理
从几何的视角对哈萨克族传统建筑结构进行探索性研究,通过野外调查、访谈、文献检索等方式搜集与其传统建筑结构几何元素相关的资料。野外调查主要针对现存的哈萨克族传统建筑,拍摄了一些宝贵的建筑实物图片。研究者在多年中,先后赴伊犁、阿勒泰、塔城等地对哈萨克族传统建筑进行了调查与整理。访谈对象包括:哈萨克族建造人员、哈萨克族建筑文化的传承人;收集他们保存的珍贵历史图片、文字资料;记录他们对历史建筑的口头叙述。文献检索自1991年至今已出版的各种版本的民族文献资料,特别将哈萨克族毡房结构的研究经验和方法[5-6]结合在一起进行整理,形成比较完整的哈萨克民族建筑几何元素资料集。
2.2根据中小学数学教材几何部分内容从哈萨克民族建筑几何元素资料集中选取适合的内容
通过中小学数学教材几何部分的结构内容分析与研究,根据哈萨克民族建筑几何元素资料集,选取相关内容用于少数民族地区中小学几何教学,以求找到有效的教学策略,构建相应教学模式,并在实践的教学中检验、改进。
3哈萨克族传统建筑中的空间图形
3.1传统建筑与对应的空间图形
3.1.1毡房建筑立体图哈萨克族毡房模型都分别与三维空间中的立体图对应,如图1所示。其中图1(a)是哈萨克族传统大毡房(克谊孜宇——Kiyizuy),由不同的4个立体图(从下往上分别为圆柱、球带、圆台、球冠)组成,参见图2;图1(b)是中毡房(霍斯——Hos),由不同的两个立体图(圆台、球冠)组成;图1(c)是小毡房(乌兰海——Uranhay),而图1(d)是临时毡房——人字型小窝棚(依塔尔哈——Iytarha),他们分别与圆锥、三棱柱对应。图1(a)是哈萨克族传统大毡房,它的框架(骨架)从下往上栅栏、撑杆(撑椽)、穹庐(顶圈架)三部分组成,图1(b)是中毡房,它的框架从下往上撑杆、穹庐两部分组成,而图1(c)是小毡房,它的框架由若干个撑杆组成,这些不同哈萨克族毡房的地面投影均为圆(圆盘形或若干个同心圆)。图1(d)是临时毡房,它的框架两张或四张栅栏组成,其地面投影是长方形或正方形。该内容在高中数学2(必修,人教版2008年10月)第一章第1节1.2空间几何体的三视图和直观图的教学中;初中数学九年级上册(人教版2014年6月)第二十四章第3节24.3多边形和圆的教学中;初中数学七年级上册(人教版2014年6月)第四章几何图形初步的教学中和高中数学第三册(选修Ⅱ,2003年6月)第二章,极限的教学中都可以参考。哈萨克族大、中、小毡房的地面投影都是圆形(圆盘形),而临时毡房图1(d)的地面投影是长方形或正方形。大毡房的组装(搭建)比较复杂,围墙由四张或六张木栅栏组成(多用六张木栅栏),其空间形状为圆柱,六张木栅栏即为圆柱的侧面。在图2(a)中阴影部分的左棱为轴,在三维空间中旋转360°后构成的曲面顺序称为(从下往上)圆柱、球带、圆台、球冠。其中球带是球面在两个平行截面之间的部分;球冠是球面被一个平面截得的一部分。从旋转体的角度去看,大毡房也是空间直角坐标系oxyz中oz轴为对称轴的一种旋转体,叫做“哈萨克毡房形旋转体”。该内容在初中数学七年级上册(人教版2003年12月)第三章第1节3.1.1立体图形的教学中;初中数学九年级上册(人教版2007年5月)第二十四章第1节24.1.1圆的教学和第4节24.4.2圆锥的侧面积和全面积的教学中;高中数学2(必修,人教版2008年10月)第一章空间几何体的教学中都可以参考。3.1.2木房建筑立体图图3(a)~(c)是哈萨克族传统木房(屋顶似“人”形的木房),这些木房的下半部分是长方体或正方体,上半部分是三棱柱,这些木房的地面投影为长方形或正方形。图3(c)是保留了传统建筑风格的现代建筑,其由长方体、交叉的三棱柱等几何体组成。该内容在小学数学一年级上册(人教版2014年6月)目录4认识图形(一)和小学数学一年级下册(人教版2013年11月)目录1认识图形(二)的教学中都可参考。3.1.3土房建筑立体图图4(a)是伊山赛提清真寺,它由三部分组成,即长方体、圆柱体和上面的球冠,其地面投影为长方形,长方形里面包含圆形。图4(b)是1773年在伊宁市建成的拜吐拉清真寺,它是四层建筑,最上一层是正六棱柱,它的地面投影为长方形,长方形内包含正方形、正方形内包含正六边形,本寺亭由12根柱子支撑,其空间形状为长方体、正四棱柱和正六棱柱的组合;在第二、三层中的四根柱子即为四棱柱的侧棱;在第四层中的六根柱子即为正六棱柱的侧棱。图4(c)是伊宁县其巴尔吐别克清真寺,它由上下两部分组成,即下半部分是长方体、上半部分是楔形,它的地面投影为长方形,长方形内包含两个等腰三角形和两个等腰梯形,其空间形状为长方体和楔形的组合体。它是保留了哈萨克族传统建筑风格的现代建筑。该内容在高中数学第二册(下B,人教版2001年10月第2版)第九章直线、平面、简单几何体的教学中可参考。
3.2传统建筑中的“点”、“线”、“面”
在中小学《数学》教科书中的几何图形都由“点”、“线”、“面”组成,同样传统建筑中也是如此。比如,哈萨克族传统建筑“毡房”中的木栅栏(围墙)是由“点”、“线”(曲线)组成,圆屋顶是由直线和曲线(撑杆)组成,而穹庐(天窗)是由圆、弧(拱弧)组成;哈萨克族传统木房建筑和土房建筑也由“点”、“线”、“面”形成。如,在建筑中每两个棱或三个棱的交叉处表示一个“点”(或者三个平面的公共交点)、每两面的交叉处表示“直线”。墙面或平面的构成:三个点、相交的两条直线、平行的两条直线、一点和一条直线都构成一个平面。该内容在初中数学七年级上册(人教版2003年12月)第三章第1节3.1.2点、线、面、体的教学中可参考。
3.3传统建筑中的“曲面”
3.3.1传统毡房中的曲面在图1(a)中哈萨克族大毡房的大小是根据木栅栏(房墙)的多少来定,大毡房整套木栅栏的多为偶数,奇数少见。一般的大毡房多用4~6张(块)木栅栏。每张栅栏宽约2.5~3.5m,高约1.5~1.7m;如果人口多,经济条件好,可使用8~10张栅栏,这种大毡房高大而宽敞,被称为宫殿(窝尔达——Orda)。在历史上也有过12~18张栅栏的大毡房,这种大毡房称为白宫殿、洁白的毡房(阿克窝尔达——Ahorda);“根据资料,历史上也用过庞大的30张栅栏的大毡房”[8],这种大毡房称之为金宫殿(阿勒腾窝尔达——Altenorda)。当木栅栏中每一个网格面积无穷小时,该栅栏表示曲面。大毡房的高度随其大小变化,常用大毡房的高度一般在4~5m,占地面积20~30m2,四周是圆柱形的木栅栏(围墙),顶部由圆屋顶和弓形两个曲面组成。常用哈萨克族大毡房的内壁一般4~12段交叉的活动木栅栏(可列格——Kerege)做围墙;毡房的圆屋顶由撑杆(乌俄克——Weh)和顶圈架(强俄拉克——Xangerah)构成,其中房顶是顶圈架(天窗);撑杆上段直,下段60~70cm处弯曲,木栅上拴接数十至百十根撑杆(撑杆多少,视毡房大小而定),一般为60~180根,再将撑杆的另一端插入木制顶圈架的各孔中。哈萨克族大毡房的传统房架从上至下由顶圈架、木撑杆、木栅栏和门(哈语称耶斯克——Esik)等四部分组成,顶圈架位于哈萨克族大、中毡房顶中央。搭建方法:把撑杆的一端插入顶圈架的孔中,其数量与栅栏上端交叉处的叉口数量相等,然后用羊毛绳捆绑,与顶圈架构成一个整体。具有6张木栅栏的哈萨克族传统大毡房盖料一共有7张,即这种房架的外壁盖以4张毡壁(图尔勒克——Twerleh),圆屋顶部盖以2张包毡(吾孜克——Uzik),房顶部盖以1张顶毡(屯勒克——Tunglik)。这样构成一个大毡房的整体曲面。该内容在高中数学第三册(选修Ⅱ,人教版2003年6月)第二章极限的教学中可参考。3.3.2传统建筑美学依据哈萨克牧民现居住毡房,经过测量,它的直径=5m,高度=3.1m,毡房高度与直径比例约为0.62,其比值是510.6182,保留前三位数字的近似值为0.618。此比例被称为黄金分割,这个比值称为黄金分割比(中外比)。因为10.618510.6180.6182,所以黄金分割数是无理数,哈萨克族大毡房构建比例符合黄金分割比,因此看起来显得非常美观庄严。3.4空间中的对称空间轴对称:因为哈萨克族传统建筑的主体形状有圆柱、圆锥、三棱柱、长方体、正方体,所以它们无论属于哪一类建筑都是空间轴对称的。如果将建筑地面投影中心假设为三维空间坐标系oxyz的原点,那么oz轴为空间对称轴。该内容在初中数学八年级上册(人教版2014年6月)第十三章轴对称图形的教学中可参考。
4哈萨克族传统建筑的对称轴截面图
4.1平面上的对称
4.1.1毡房建筑的对称轴截面图和其他平面图从图2可知,哈萨克族大、中、小毡房在三维空间坐标系oxyz中是轴对称房屋。图5(a)是哈萨克族大毡房模型,以oz为对称轴的截面示意图,它的左半部分和右半部分相等,其中包括两个等面积的矩形、三个曲边梯形、一个等腰梯形、等面积的两个直角梯形和弓形等图形,它说明哈萨克族大毡房是空间轴对称房屋。图5(b)是大毡房两扇木门平面示意图,它也是轴对称。图5(c)为哈萨克族大毡房几何模型对称轴截面(平面)示意图,它包括长方形(矩形)、曲边梯形、等腰梯形、弓形等几何图形。当垂直于对称轴的平面相截毡房模型时,出现无限多个不同圆或相似圆。图5(d)是哈萨克族大毡房的木栅栏,在图中伸展木栅栏的格子(网眼)类似于平面上的菱形或平行四边形。该内容在小学数学四年级上册(人教版2011年6月新疆)目录4平行四边形和梯形的教学中;初中数学八年级上册(人教版2014年6月)第十三章轴对称图形的教学中都可参考。4.1.2土房建筑的对称轴截面图图4是哈萨克族土房建筑,系轴对称房屋。图6是哈萨克族土房建筑以oz为对称轴截面示意图,其左、右部分相等,说明哈萨克族土房建筑是空间轴对称房屋。图6(a)包括长方形、弓形或半圆形、正方形等几何图形;图6(b)包括长方形(矩形)、正方形、三角形等几何图形;图6(c)包括长方形、梯形、三角形等几何图形。当垂直于对称轴的平面相截该建筑模型时,出现无限多个不同长方形、正方形、圆、半圆、正六边形等平面几何图形。该内容在小学数学三年级上册(人教版2014年6月)目录7长方形和正方形的教学中;初中数学八年级上册(人教版2014年6月)第十三章轴对称的教学中都可参考。4.1.3中心对称哈萨克族传统建筑中的门、窗、地面投影、墙面的平面,当垂直于对称轴的平面相截于该建筑模型时得到的平面图都是中心对称图。该内容在初中数学九年级上册(人教版2014年6月)第二十三章,23.2中心对称的教学中可参考。
4.2几何变换
平面图形的构造方式也有初等几何的相似变换。初等几何的全等变换,包括轴反射变换、平移变换、旋转变换,平移变换又有共点平移、共线平移、等距离平移。图5(a)和图6(a)~(c)中的几何图形的构成方式是初等几何全等变换中的轴反射变换。图5(b)中的几何图形的构成方式是初等几何变换中的平移变换;而图5(d)是大毡房木栅栏示意图,它是由菱形共点平移或共线平移或等距离平移等变换得到的。其他木房和土房传统建筑对称轴截面图的构成方式是类似的,在这些平面图形中,图形的轴反射、旋转、平移等变换构成了哈萨克族传统建筑形状的整体美与对称美。
2外来的“和尚”也许会念经
既然我们不能用传统的思维来理解风水学,不妨以外来的“和尚”的认识来理解,用更加现代、简洁的解释更通俗易懂一些。英国传教士伊特尔《风水、古代中国神圣的景观科学》中写道:“在我看来,风水无论如何是自然科学的另一种名称。”伊特尔对古代风水元素中的“理”、“数”、“气”、“形”,归纳为“自然法则”、“自然数值比”、“自然气息”、“自然外形”。通过四个角度解释了风水所依据自然的基本面貌。同时,伊特尔也一针见血的指出了风水发展中的遗憾:“在一代代的传承中,不再通过实践分析来解剖自然,或者真正科学性的研究一直未得到应有的地位”。简单的来说就是初级的、淳朴的认识没能以实验来推导,而是以一种经验的逻辑来无限的推广,是一种没有发展成熟的古老学科。日本学者郭中端在《风水:中国的环境设计》中指出,在中国的农业文明中,人们的生活、耕作、收获与天地间的关系非常紧密,这种天、人之间的关系,并不局限于克服自然界的影响,进行再创造,而是逐渐的产生了对天地万物的信仰和向自然学习的一种生活态度。如果抛开风水理论,就很难理解中国传统建筑的真正奥妙所在。关于风水,我们除了想古人学习有用的东西之外,在风水诞生之初的一种向自然学习的态度,更值得我们继承和发扬。英国近代生物化学家和科学技术史专家李约瑟,一个地道的中国通。他在《中国的科学与文明》中谈到:“中国人不仅根据天象来占卜,也相土或风水来卜地。风水产生的深远影响,已比占星术更为近代学者所注意。风水与占卜不同,从罗盘发明,可以认识风水的重要性。在许多方面,风水对于中国人民是有益的,如它提出种植树木和竹木以防风,强调流水近于房屋的价值。虽然在其他方面十分迷信,但它总是包含着一种美学成分,遍中国农田、居室、乡村之美,不可胜收,都可藉此以说明。”李约瑟谈到了风水对于科技的贡献“当欧洲人甚至连指向性都还没有听说过时,中国人就已在为磁偏角的起因而操心了”,肯定了风水的确在很多方面对于人类史有益的,也清醒的认识到它存在说不清的迷信,并且出人意料的从美学的角度来衡量的风水的作用,从这个角度讲,同样是封建社会,欧洲的中世纪城市,逐步自然发展到了一种有机的城市尺度,场所的感觉适宜人的心理及尺度,但是这是一种自然的发展结果,并未有过实际系统的研究,而在中国在探究居住环境领域却形成了一套相当实用的理论,同时这种理论与儒家、道家思想的结合形成了一种人与自然和谐相处的人文美学,比如我国的古建筑群的布局,古典园林,都有着虽由人作、宛若天开的效果。牧尾良海对风水的定义:“当人们在构筑都城、住宅、坟墓等建筑物时,对构成所择地点环境的大地自然的形式、方位,流泉的有无以及它的形态,地表下的精气(龙脉)的优劣吉凶,整个局面的阴阳调和程度等,进行观察判断,寻求各种条件尽可能优良的佳境胜地,包括上述种种理论和方法的思想的体系,即是风水思想。”牧尾良海的这一定义,把握住了整个风水的思想。
2建筑装饰设计风格对文化的吸收
建筑设计的风格虽然是一种表象的表现形式,但是,其内在却渗透着包括自然情况、人文背景等在内的一系列相关因素,其中有着深刻的内涵。对于现代社会多元的建筑设计风格来说,风格更不是流于形式的呆板艺术品,而是赋予丰富地理和人文内涵的艺术活化石。贝育铭是著名的建筑大师,他曾经说过,一个好的建筑物,不仅要考虑带地点和当地的气候,还要考虑到当地的人文环境、历史状况以及大众的爱好等。所以,好的建筑设计风格的形成,首先是要结合当地的自然、人文情况,还要根据时代特征和地区特色来构思和创造出独特的设计风格。设计师要有一定的专业素养和深厚的文化功底才能设计出优秀的建筑装饰作品,针对特定的建筑物要设计出不同的作品,设计师要有一定的文学常识、历史知识、绘画功底以及现代的设计手法和计算机操作技术。当今的社会发展速度日益加快,人们对于建筑装饰的风格要求也日益多样化,不仅要从材料的选取上,在室内装饰的设备配置上也要能透露出人们对于建筑设计文化观念的改变,他们逐渐将视线转移到有完美的艺术风格的装饰物件上,从而营造一种底蕴深厚的文化氛围。
3文化对建筑装饰设计风格的影响
建筑风格将内在的文化和引进的文化相融合,兼容并蓄,相互融合促进,内在文化中的民族特色和传统的风俗习惯以及人们内心的使得建筑设计风格独具特色,或内敛,或沉稳,或者个性,都从根部影响着建筑装饰风格的设计;社会文化以及时代的文化潮流也为建筑设计风格的形成提供了一些流行元素;而固定不变的地理位置以及气候条件又是风格设计不得不考虑的影响因素。现代的建筑装饰设计风格势必会接受外来的设计元素,这些元素因其具有异域风情而颇受大众的喜爱,这种中西合璧,混搭的装饰风格能够给人一种独特的视觉体验和感官享受,个性的建筑风格使人们内心得到了平衡,最终引领更多大众对于建筑风格的选择。
2建筑文化遗产保护中点云的应用
建筑文化遗产负载着历史与文化信息,总是以各种形式各种载体体现在现实空间之中。建筑文化遗产不是永存的,随着岁月的变迁和外界环境的变化,建筑文化遗产会慢慢消逝。尤其是当前,随着我国经济社会的快速发展,社会生活的各个方面都在发生急剧变化,特别是城市化进程的加快,使得原有的建筑遗存消失的速度大大加快,如果不能及时加以发掘和保护,则很可能在极短的时间内消逝。而给建筑文化遗产建立档案尤其是数字档案,无疑是保护工作的重要的一个前期环节。随着科技的进步,给建筑文化遗产建立数字档案的手段越来越多,越来越先进。点云作为一种新的测量技术,又被称作“实景复制”,是一种非常适合建筑文化遗产的技术手段。点云技术应用于建筑文化遗产保护有如下优势:首先,非接触的数据获取方式,在不触及文化遗产的条件下进行保护研究,从而减少保护干预中的不必要破坏,提高复原遗产古貌的准确性;其次,扫描速度快,获取数据的外业工作时间大大缩短,提高了工作效率,减少了工作强度,减少了重复测量的次数,节省了人工;第三,三维激光扫描技术获取的数据精度高,减少了传统人工获取数据的偶然性误差;第四,改变了传统的数据采集方式,无需搭建脚手架,直接在地面获取完整数据,提高了工作安全性;第五,数据记录全面翔实,且展示成果多样。由于点云技术在建筑文化遗产保护方面具有上述独特的特性,因此自2000年以来,点云技术逐渐被应用到国内的一些建筑文化遗产的保护研究和实践之中。代表性的有麦积山石窟数字化技术应用研究、颐和园标志建筑———佛香阁精细测绘、中国古建筑精细测绘———晋祠圣母殿精细测绘、中国古建筑精细测绘———山西万荣稷王庙、山西平遥镇国寺天王殿与万佛殿精细测绘、北京先农坛太岁殿古建筑精细测绘、武当山南岩宫两仪殿精细测绘与三维建模技术研究、三维激光扫描测量建模技术研究及在故宫古建筑测绘中的应用(国家测绘局测绘科技进步一等奖)等。另外,长城、敦煌莫高窟、云冈石窟、龙门石窟、乐山大佛、佛光寺、普乐寺、宁波保国寺、开平碉楼等一批国内的历史建筑、石窟、寺庙等建筑文化遗产,都有了点云技术的运用[2~5]。
3点云的精度
作为基础数据,点云的质量直接影响后期处理的成果的精度。点云的精度一般包含了单点测量精度、角度精度、表面模型的精度、标靶的精度、双轴补偿器的精度等。国内学者对于扫描仪的精度指标,已经有了一些探究[6~8]。其中,前三者与数据获取的硬件设备紧密相关;而模型表面精度很大程度上取决于软件的算法。距离精度是指沿着激光发射装置和被测物体的连线的方向上,测量值和真值之间的偏差。点位精度是指垂直于激光发射装置和被测物体的连线的方向上,测量值的与真值之间的偏差。距离精度和点位精度,统称为点云的范围噪音。范围噪音与数据获取的硬件设备的精度直接相关,也与外界环境,比如温度、气压和被测物体本身的反射率相关。并且,由于激光测量的误差始终存在,决定了范围噪音随着硬件技术的提升只能尽可能的减小,不能完全杜绝。图1显示了同一个被测物体(横线代表被测的墙面)的高范围噪音和低范围噪音的数据,其中的小圆点代表了点云数据中的一个点[9]。需要强调的是,范围噪音是一个基于单点测量的精度的概念,它是多次重复测量的单点精度和重复性的度量,不是整体点云的绝对的准确度。这里需要引入一个描述点云的处理结果精度的概念:模型表面精度。所谓模型表面精度,是指利用软件对点云中的大量的散点进行统计分析后,建立表面模型,得到的模型与真值之间的偏差。以图1中的两个数据为例,分别对两个数据进行统计分析建立模型之后,拟合出来的模型平面将非常接近。并且拟合出来的结果与真实墙面之间的偏差要大大小于范围噪音。也就是说,由于模型表面精度是对大量散点统计计算后得出的结果,因此其比范围噪音在数值上更小,也即模型表面精度要优于范围噪音。模型表面精度与点云的质量有关,也与软件中的算法有关。
4点云的数据处理
点云作为基础数据,记录了目标对象的坐标信息、反射率信息和纹理信息。而对点云的处理,主要分为色彩的处理、点状和线状特征的提取和体特征的提取。点云作为客观世界的真实记录,色彩还原是基础的步骤。原始的点云数据一般都是单色或者假彩色。单色是给点云赋予了单一的色彩,而假彩色则是根据一定的规则,比如点云中点的反射率的强弱(返回激光与出射激光之间的能量比值)或是点的高度,有规律的赋予每个点彩色信息。对于建筑文化遗产保护而言,一般需要还原为真彩色的点云数据。通常,采用高分辨率的数码相机记录下真实的色彩和纹理,通过软件,进行纹理映射,将点云还原成真彩色。对于点状和线状特征的提取,一般在现有的点云处理软件都可以实现。点状特征比较容易提取,可直接在点云中捕捉。线状特征可直接通过捕捉关键点生成,也可通过软件中的一些算法实现。比如利用徕卡的基于CAD的CloudWorx插件,可在CAD中打开点云数据,进行切片处理,得到的点云切片可通过软件自带的拟合功能,将直线、圆、弧段等线状特征通过计算自动拟合生成。对于体特征的提取,如果对象是规则的几何体,可通过点、线、平面、柱体、台体、球体等或它们的组合加以实现。而对于建筑文化遗产中的非规则对象,特别是中国古典建筑和雕塑等对象,其表面是复杂曲面,无法通过规则的几何体进行表面建模,就需要专门的软件进行体特征的提取。这类软件主要有Polyworks和Geomagic等。其方法是通过一定的算法,构建对象表面的三角格网,从而形成对象的表面模型。再通过专门的虚拟现实软件,比如3Dmax或Skyline等展示平台,可以将建筑文化遗产数字化的展现。图2显示了点云技术对一座钟亭的数据处理流程和成果形式。
5成果形式
点云在建筑文化遗产保护中的成果形式主要有以下几类[1]:
5.1原始点云
点云数据是实际物体的真实尺寸的复原,是目前最完整、最精细和最快捷的对建筑文化遗产现状进行档案保存的手段。点云数据不但包含了对象物体的空间尺寸信息和反射率信息,还可以精细的保留对象物体的纹理色彩信息;结合其他定位仪器可以将整个对象数据放置在一定的空间坐标系内。通过点云处理软件,我们可以在点云中实现漫游、浏览和对物体尺寸、角度、面积、体积等的量测。彻底替代了传统的用皮尺测量的方法,直接将对象物体移到电脑中,利用点云在电脑中完成传统的数据测绘工作,是完全地将实景复制到了电脑中。
5.2线画图件
作为传统的文化遗产保护尤其是建筑文化遗产的成果之一,是各种的线画图件,包括平面图,立面图和剖面图等。这些图件可以表示建筑物文化内部的结构或构造形式、分层情况,说明建筑物的长、宽、高的尺寸,地面标高,层顶的形式,门窗洞口的位置和形式,外墙装饰的设计形式和各部位的联系、材料及其高度等。利用点云数据,在CAD中使用基于CAD的点云处理插件,可以方便的做出建筑物的平面、立面、剖面图和正射影像图。不但制图速度大大提高,也提高了制图精度,还大大减少了外业人员的工作量。
5.3网络
利用各种点云软件和三维展示平台,扫描的点云可以在互联网上,让远端用户通过互联网有如置身于真实的现场环境之中。的点云不但可以网上浏览,还可以实现基于互联网的量测、标注等。有利于数据共享和现有文物的网上展示。尤其是对于一些不宜长期向公众开放的文物景点,通过网上的彩色点云数据,可以满足公众的网上虚拟浏览的需求。
5.4数字化模型
点云技术比较适用于建筑文化遗产中的古典建筑、古墓葬、石窟、佛像、雕塑等的虚拟再现。扫描获取的数据可以利用专门的点云处理软件进行建模,构建表面格网模型,再通过纹理映射或是导入到其他三维软件中进行纹理贴图,最终得到建筑文化遗产的数字化的模型。
5.5建筑文化遗产的视频资料
结合点云处理软件的空间漫游和电影动画制作功能,在扫描后的点云中设置漫游路径,可以实现有如真实空间中的漫游效果。通过点云处理软件自带的记录功能,可以将漫游过程录制成视频文件,这是虚拟漫游的很好的工具,也有利于作为成果进行保存、宣传和展示。
1.1情景重现
在楠溪江古村落里,有许多能体现前人对生态资源的利用和人与自然和谐共存的设计理念,这种建筑方法在目前的21世纪生态设计学术界有很高的研究与借鉴价值。比如在古村落里随处可见的四合院内铺设的透水砖地。浙南的夏季漫长而燥热,透水砖地能使地面保持凉爽、清洁、不起尘土。庭院内地面中间微高,两边低,雨季时雨水会顺势流入两旁的阴沟,地面不会积水。砖缝里有可爱的小草挤出,起到防滑的作用,视觉上青石与绿草映衬着,透出清新的气息。蛮石、青砖、青石板等材料在楠溪江随处可见。利用丰富的楠溪江地域材料和传统工艺,不仅降低了成本造价,更多地发挥本地工艺条件的优势;而且大量使用地域材料,进一步强调了材料本身的质感对比,巧妙利用材料原始肌理所具有的独特效果和美感形式,使室内空间环境气氛具有独到的地域魅力(见图1)。几百年前,人们就致力于设计和建造人与自然和谐共存且美学效果极佳的人居环境,这是人类共同的知识财产,作为设计师应尽力将其展示出来。设计师可按古建筑的布置原则将各种历史构件复原,创造出现代空间的历史片段和场景,给空间中的体验者以身临其境、穿越时空的享受。在江南阿二美食坊餐饮空间设计中,通过对具有地域特色的空间形态、色彩和图案的运用,就地取材,构成有地域特色的室内空间环境。这种通过地域性室内设计诱导所散发出来的情感体验,是一种时空场所改变后的再次视觉重现,使体验者无时无刻地感受到浓烈的地域风情的同时,得到淳朴敦实的心灵感受。这也是基于楠溪江古村落建筑文化的生态室内设计最明显的设计方法。
1.2元素提炼
楠溪江古村落建筑的装饰艺术图案简洁朴素、自然灵巧,充满生活气息。各种形式、各种纹饰的石雕柱础、木础和木雕隔扇与斗栱昂头、各种花纹与人物砖雕照门楼、漏花墙等,都是地域文化艺术的集中写照(见图3、图4)。在室内设计中运用传统的装饰图案元素可丰富设计的内容,深化地域文化内涵。但是,如果只是利用各种中式传统装饰图形图案来予以表达就会显得雷同而无意义。比如图5的作品,乍看美轮美奂,细看却难免落入堆砌的俗套,华而不实,真正的奢华应该是质佳、大气的。元素提炼要求设计师运用生态的室内设计手法将具有地域性特征的元素进行分析、概括、吸收和消化,向人们展示出一种具有地域性文化气息的空间氛围。许多地域性的元素特征也有可能是繁冗复杂的,不符合现代生态的的设计理念。设计师要理解其深厚的文化涵蕴,懂得取其精华,适当地进行抽象简化的再创造,使其在传统的基础上更具时代特色,表达更有新意的地域文化。
2行为动“象”
中国古代把空间艺术理解为过程艺术,既注重形象的空间完整性,又着重揭示这个完整性的生成过程,寓动于静,寓时间于空间[3]。空间设计是一个动态的思想过程。一位历史学家这样评论贝聿铭设计的美国华盛顿国立美术馆东楼(见图6)的内部景观:“他展现了诱导访问者穿越充满着视觉诱惑和惊奇、如迷宫般悦人景色的专业技能[4]。”贝聿铭探索了在一个空间中的多重视点的理念,在这个空间中的获得一种既独立又连续的景观,其实这就是我们熟知的中国园林的布局和形态的艺术。不同地域的人们生活习性不同,呈现的空间结构和布局也不同,室内空间布局也就具有明显的地域性特征。楠溪江古村落建筑的空间布局带有明显的地域人文特征,有着简明的组织规律,庭院前后串连,层层递进,这是中国封建社会“长幼有序,内外有别”的思想意识的产物(见图7)。浙南地区人民性格含蓄婉约,这种布局适合地域人民的精神需求,也具备较高的心理舒适度。温州万和•豪生大酒店的整体空间布局借鉴了这种手法(见图8),从前庭穿过隔音门和隔尘门后进入豁然开朗的大堂,南面的玻璃幕墙,保证了大堂的日间自然采光,节约能源。经过左右两个小门,来到中庭,中庭光线幽暗静逸、气氛与大堂截然不同。中庭的中央是一座玲珑剔透的亭榭,体现鲜明的浙南地域建筑形态,但采用现代建筑装饰材料和技术(见图9):小亭的柱子和梁采用黑色烤漆玻璃包面,四周用钢化玻璃进行围合。小亭的四角有四个青石地灯,整个中庭几乎只靠这四个地灯进行照明,体现设计师的节能理念。中庭与露天的后院用玻璃门隔开,后院从整体建筑结构的角度来说是个天井,设计成露天的休闲茶吧,中间是个自然蓄水的月牙形水池(见图10);后院的西面又是一个独立的别苑。前庭、大厅、中庭、后院,层次分明,每一次空间的切换,呈现给人们不同情趣的景象,不断给人新的惊喜。
3意境意“象”
中国古典艺术是以“意境”为核心,以“意象”为纽带,以艺术符号为表现形式的生命体现。中国古典艺术的代表诗歌和绘画,都不约而同地把“意境”作为最高审美范畴。所谓“意境”,就是艺术家借助于艺术符号,通过不同意象的聚合而生成的一种新质。地域文化的精神呈现属于更高的层次,要求设计师在对地域文化深刻理解的基础上吸收精髓,在精神上给人以似曾相识的亲切感,重在其神。这种精神意境的表达是努力地给空间体验者以更积极的方式来参与其中,勾起他们的主观感受。这种手法在室内设计中更侧重于精神性,体现出历史场所不一,情感依旧延续的特点。表现手法的具体运用也很讲究,可以用传统的建筑方式和现代的材料来表现;也可以用传统的设计理念结合现代的处理手法综合表现。总之,需要融合各种要素经过认真思考反复推敲,抽象化提炼并加以运用,以形写神,犹如石涛在绘画中所言:不似之似似之。重在其内而勿以为外,重在其神而勿以为形。在室内设计中应该强调对本土地域文化精华的吸收与提炼,让浓郁文化元素与鲜明时代气息有机结合。没有对地域文化的深入挖掘,不考虑文脉、地域环境、多元化就无法体现出时代性,也就创造不出适合体验者的情感空间。如图11所示,是一家将中国传统茶文化和中国特色美食融合为一体的全新时尚餐饮店,不仅提供传统意义上的味觉享受,更体现一种精致生活的质量追求。空间设计没有繁杂的形式语言,只有低调而恰当的色彩和简化的格子窗花,创造了一个写意的中式空间,一副欲言又止的动人,却是可以让人深刻感受到的,此即意境。意境是一种物我交融的状态,在情景合一中所产生的美感,是通过人们的联想、想象等一系列心理活动获得的。室内设计作品所追求的艺术境界是通过所装饰的空间环境的启示和诱导,获得更为深刻的心灵感受。如图12,兰亭别院餐厅设计中提炼了地域性传统图案竹子为艺术符号,采用简约的表现手法和现代的装饰材料,用现代的装饰技术将竹子图形印制在绿色环保的材质——麻布上,并在过道上排列了方型的石块,自然联想到清新竹林,汀步流水,体现设计师对高古文人雅士的精神认同,营造了一个极富地域性特色的绿色餐饮空间。竹本清秀雅致,古人又赋予它高节亮丽的清高品行,引发人们对它所象征的精神的思考和向往,在情感上产生共鸣。大自然的原始和纯净,在这里以现代人的视角,营造了一个不同于外界的世外桃源,使人的心情也宁静下来,符合现代都市人暂避喧嚣、心灵安逸的需求。
二、绿色建筑材料对城市生态环境保护发展的必要性
1、建筑材料发展趋势的影响
随着全球经济发展不断提高,越来越多的人意识到绿色建筑材料的重要性,强调了健康、环保的必要性,着力研究利用少量自然资源、降低环境污染的良性建筑材料,为保证人与资源环境和谐发展做后盾。因此,人们在建设城市文化时应当不断思考和反思使用建筑的科学性和合理性,从而使建筑材料在生产过程、使用过程和再生过程中造成的环境负荷与材料性能相协调。研究和使用绿色建筑材料是为了使人们在生存发展中减轻对生态环境造成的符合,致力创造绿色建筑文化,进而体现人与自然和谐发展的精神。
2、经济、资源可持续发展的需要
二十一世纪的人类面临着资源、人口、土地。环境等各个方面的压力,为了协调保护环境与利用资源之间的关系,人类需要良性建筑物创造绿色建筑文化。因此,研究和使用绿色建筑材料和设计建造人们事宜生活的生态环境受到了强烈的关注和重视。结合我国的市场经济发展以及我国居民的需求来看,利用高新提高建筑材料的性价比,促进建筑材料产品的更新换代,研究和使用绿色建筑材料能够满足经济可持续发展的需求。
3、满足建筑材料与环境的适应性需要
我国的建筑工业发展自改革开放以后一直持续了资源消耗高、成本投入高、能源消耗高、污染指数高的“四高”路线,传统建筑材料对使用性能的极度追求和建筑材料与环境适应性的严重忽视是导致我国工业发展还严重依赖于水泥、玻璃、陶瓷、塑料等材料。由于我国的传统建筑材料一般都具有较强的针对性,主要针对特别的场合进行研究开发,使得建筑材料具备多样性,因此无法对建筑材料回收和再利用,长期使用传统建筑材料使得环境协调性较差,并且不能以少数绿色建筑材料取代大量传统建筑材料。因此,在今后的建筑设计、建筑材料设计和生产过程中应当更加注重生态环境问题,必须着重保护生态环境平衡,减轻使用传统建筑材料给生态环境带来的负荷,协调建筑材料与环境之间的关系。
三、绿色建筑材料在绿色建筑文化中的应用及重要作用
我国虽然资源占有总量位居世界前茅,但是资源人均占相对较为贫乏,因此,对节能环保的绿色建筑材料的需求相对较高。目前,我国已经在绿色环保节能建筑材料中取得了不菲成绩。
1、绿色建筑材料的应用
(1)新型墙体材料
墙体材料是建筑材料中的重要组成部分,必须以建材绿色化为主导,合理利用有限的资源,将保护土地和环境相结合,通过限制粘土砖、优化墙体材料,使其有利于生态平衡。技能符合国家的政策要求,又能改善建筑物的使用功能。坚持因地制宜、综合利废的原则,充分利用本地资源,综合利用工农业废渣等生产墙体材料。
(2)保温隔热材料
我国大部分地区采用的保温节能墙体可以最大程度地减小墙体的传热活动,外墙的传热活动比例较大,墙体保温根据保温层的不同位置进行划分为外墙外保温、外墙内保温、中空夹心复合墙体保温。目前,我国的外墙保温技术得到了快速发展,成为了节能建筑材料中的重点。
2、绿色建筑材料对建筑发展有主导作用
绿色建筑材料是建筑安全、健康的基础,采取先进的生产技术,减少天然资源和能源的使用,增加对工农业、城市固态废弃物加工生产的无污染、无毒害、无放射性、可回收循环使用、有利于保护人体健康和环境的健康材料是保障绿色建筑文化的基础。随着政府部门对绿色建筑材料的重视程度日益增大,绿色文化在社会发展中的地位呈不断上升的趋势,各级政府为了响应社会对绿色建筑产品需求的呼声,制定了相应的建筑环境安全建设的发展规划,以此满足人们对绿色建筑文化的需要。
一建筑学的“非”进化性脱胎于自然科学的进化论从它拓宽疆土的一开始就受到顽强“狙击”,在艺术和宗教领域更是如此。的确,宗教排斥变异,艺术以变异求存,艺术领域不存在稳定的、明确的价值观,在不同的艺术形式和艺术风格之间我们通常难断优劣。艺术和宗教都显现出某种“非”进化性,这是进化论介入建筑学的一个难点。然而,这其中又有所区别。宗教在它的体系成熟之后就保持着超常的恒定,而艺术在创新过程中不断建构着自己的系统。因此,如果说宗教不具有进化性的话,对艺术我们就不应妄言了。更何况,建筑学兼备科学与艺术两类学科的特点。“建筑学非进化性”还来源于“进化”与“进步”这两种概念的混淆。“进步”概念源于亚里士多德,它断言万事万物向着自我完美的或是由低级向高级的方向发展,这是一种典型的“目的论”。由于它不能解释创造力的来源,现代科学已抛弃了目的论。严谨的生物学者十分注意区分“进化”与“进步”概念的不同含义。这启示我们,建筑上的每一次“变化”都昭示着新事物的出现,但这并不意味它更高级。比如说,我们很难说现代主义建筑就比古典主义建筑高级,只能说它在某些功能方面更加适合于现代生活方式的要求。我们也很难说解构主义建筑思想比现代派建筑思想更加高级,也只能说他更加适合于当代大众心理的需求。因此,如果说在生物学上“进化”与“进步”的概念可能重叠的话,在建筑学上的进化概念就不一定具有进步的含义了。
二软、硬结构模型对设计思维的启示!模型的思想广义进化倚重的模型策略针对的是机器工作的创造性问题,它使用了一些“地形图模型”、“软、硬结构模型”等理论模型的方法对许多自然或文化现象作出了有益的探讨。它希望这些以进化论为基础的模型能代替以“符号主义”和“连接主义”为基础的机器模型,从而创造人工智能,实现人机对话。这种研究方法值得我们借鉴。树立模型分析的方法对于建筑学这种带有模糊判断性质的学科来说,不失为一种良好的分析方法。它不仅使我们的分析过程更加直观,还可以通过定量的数据得出更加明确的结论,并用以指导创造性的设计实践工作。"软、硬结构模型赵南元先生在《认知科学与广义进化论》中提出的软、硬结构理论的基本思路是:在人的认知过程和社会科学中存在着“自举”现象,即前一级的成果对后一级的成果有制约作用,它们是“自我表述系统”(图!)。自我表述系统必须包括相互作用的软、硬两部分结构,其中,硬结构保证系统的存在,软结构在硬结构支持下对硬结构进行建构,完成系统的自举。使用这个概念可以对建筑设计思维过程作出理性的分析#!$。建筑师思维中存在着软、硬结构。建筑师头脑中的知识体系是硬结构,建筑师在学习或与外界时接触得到的新思维可以视作软结构。软结构不断产生新的设计思想,进而优化其知识结构。而硬结构在领会和捕捉新思想上至关重要。建筑师的成功与否视乎软硬结构关系的均衡性。在建筑创作过程中,建筑师通过草图表达思索的轨迹,当其从纷乱的线条中选择出合适的线条时,就完成了一次创造过程。
其后,经历过多次类似的过程,在建筑师的笔下产生出数种甚至许许多多种解决问题的方式和建筑形象。之后,经过一次又一次的选择,选择范围大大缩小,直至最后确定针对特定过程给出的答案。建筑师在设计作品时,常常出于建筑师的职业心,反复勾画,也就是为了给自己多几种选择,以便优化设计方案(图")。我们在进行项目操作时使用的也是软、硬作用机制。方案招投标或方案咨询阶段是项目操作的软结构阶段,经过评标,根据专家或业主综合的价值判断,决定某个方案或结合某几个方案的过程就是项目设计的硬化过程。软结构阶段的思维活动带有相当程度的发散性,在这个阶段非理性的思维模式占主导地位,而后期的判断决定过程则是理性思维的结果。因此,可以认为一个设计的好坏是由理性与非理性思维协同作用的结果(图)。关于评价评价即价值评判。《辞海》对评价的解释为:“泛指衡量任务或事物的价值。”评价包括评价主体和评价客体两个方面。在建筑设计中,主体指的是设计师、业主、城市管理部门等对设计有需要的人,而客体则指设计目标、策略和图形成果等。设计过程本质上就是不断进行评价的过程。评价在软、硬结构模型中起到的是中介作用。在以“求异”为任务的创造性活动中,正确完善的评价活动是“硬化”过程的推动力。因此,广义进化理论的核心是其价值理论体系。
“进化离不开变异与选择,而选择离不开评价,如果没有一个具有客观性的价值理论体系,进化论向生物学领域以外进行推广是缺乏理论基础的。”广义进化关于“负价值”的理论对我们的认知思维带有宏观的指导意义。在这里涉及到“复合地形图模型”的概念。“地形图”是生物与社会进化现象的一种形象化模型,它是由空间和时间要素构成的四维体系。而“复合地形图模型”则是大小两个系统的地形图的叠加。由于价值观是向量而地形图却是非线性的超曲面,与地形图下降梯度一致的价值观,在超过临界点之后必定成为“负价值”。而且,负价值的自我保持性越强,系统越有“逃离”的危险,从而使系统崩溃。例如,从生存竞争的角度出发的价值观是“生育人口”,但是超过一定数量,也会造成人类的生存危机。因此这时“生育人口”就成了“负价值”。在建筑上,思维评价中的负价值主要是由评价主体之间的不均衡性造成的。在设计师、业主或其他相关人员之间存在着明显的制约性,它们有各自不同的价值观,一个好的价值取向也只是在各方价值保持平衡下才有意义,任何一方的独断专行都会导致设计的失败。因此,设计师作为协调性的评判主体应发挥主动性。
三建筑现象的广义进化思考典型江南水道空间的模式由以下因素构成:桥、水道、建筑界面、人的活动方式、尺度。现代生活方式使“建筑界面”、“人的活动方式”和“尺度”这三种因素已发生了变化,因此现在我们不可能再期望简单地通过开河和架桥来获得什么“水乡风情”。同样的情形体现在“岭南骑楼街”模式的演变中。人的活动和合适的尺度感是近代骑楼街空间形态的模式语言。在当代城市中心区的改造建设中,我们采取的常常是一种错误的策略:拆除古建筑、拓宽道路、建沿街高层建筑。为了给大拆大建、破坏文脉寻找出路,骑楼文化被表达为沿街底层(或二层)架空的非连续走廊。事实上,我们很难在失去尺度的骑楼和高耸入云的摩天大厦前找到城市的历史印象。以上例子表明,传统的审美律在很多情况下已不再适用了,社会生活环境赋予了建筑文化新的选择压力。
现代建筑中“以人为本”已逝去,过多地去讨论功能空间人性化也已成了多余,因为这些东西在浪滔之后已经深深赋予建筑本身。中国加入世贸后,给建筑创作带来了新的机遇,也带来了新的挑战,世界经济的全球化,使地域化的问题也日益突出。
1地域文化精神
1.1地域文化的内涵
尔今,在当代建筑理论出现频率最高的字眼莫过于“地域性”和“文化性”,其实简单地说这两者本身就是统一的概念,本不需要将它割裂开来分析又分析。一句话,地域差异只谈文化差异。在特定的地域气候和历史条件下产生的文化是多元化的,是符合当时当地民族特性的,因此,长期以来,必然形成特定地域的特定文化,这样的结果就会产生不同的地域和民族在生活方式、审美标准和价值取向上是不尽相同的,建筑文化也是普遍遵循这个规律的。
1.2地域文化的外延
既是文化就会属于精神文明的范畴,地域文化也是如此,看不见摸不着,又实实在在存在于每个人的心里,本身具有抽象性,因此,人们只能去理解它,体会它。
从更深层来谈,“文化”是为人们所接受且深深影响着人们行为的,单就广泛的人群而言,建筑审美也会因地域文化的差异而有所不同。为什么有些建筑是“公认”优秀的,这不仅仅靠建筑界人士就可以评判定位,最主要的还靠群众,尤其是那些每天抬头可看见或者与之密切联系的人们。
有人不禁会问:那他们对其有何标准呢?其实在每个人的心中都会有一种审美观念,一种不是与生俱来但又需要深厚的地域文化底蕴的精神,会“指引”着他们,“影响”着他们。另一方面,建筑是服务于群众的,因此,优秀的建筑必然需要与“人群”产生共鸣,能够在精神上引起他们的感悟,激发他们一tl,灵深处的情感。因此,优秀的建筑同样应该具备一种地域文化精神。这就是地域文化外延,既存在于人们心底,又表达在建筑中的一种精神。
2建筑性格
通常在谈论一个人的时候,常常会说他是否有性格,有怎样的性格,或腼腆或大方,或开朗或沉闷。建筑也同样具有人的这些特征,或富有情感,或冷若冰霜。
建筑性格与建筑个性是完全不同的两个概念。建筑个性是讲求另类,构思新颖大胆,而建筑性格主要是说它内在的本质,有内涵、有品质,能够给人亲切感和深厚韵味的。然而这些正是当代身边建筑最缺乏的东西。
对于每个建筑作品,当他能够完整地实现矗立在你眼前的时候,它就可以拥有语言了,与周围的人群产生交流,是否能为人们所认可接受,那就看它的性格是否与人们的性格一致。
3地域文化精神与建筑性格
3.1感悟
中国的木构架的几千年的演变发展,在世人堪称是神化,而延续到今天,它却成了在众多建筑师看来是“落后产物”的敷生物种而妄自菲薄起来。更有些建筑师以为拼凑几个天井盖几个大屋顶就使建筑具有了民族性、地域性。这些简单、庸俗的东西,就这样充斥着人们的生活。
很熟悉的日本文化,它的发展多是借鉴于中国,作为代表其建筑特点的“神化”建筑,以木构架和两坡悬山为特征,具有洗练简约的优雅的洒脱;再看日本的“枯山水坪庭”,也是将中国禅宗和中国造园艺术精神揉合,形成了独特的风格。上海金茂大厦是美国人设计的,汲取了中国古塔的神韵,不是简单的模仿,没有玻璃瓦,没有风铃但整个建筑却十分具有中国文化的神韵。
所有这些例子,都足以使那些标榜“地域性”、“文化性”的仿古或复古建筑相形见拙。
3.2呼唤
经济全球化带来巨大经济财富,同时也失去了许多宝贵的文化财富。西方文化的渗透和wto的加入,外来的建筑文化更是充斥着整个建筑市场,“国家歌剧院”、“国家电视台”、“鸟巢体育中心”,以北京为首的,本是中国政治文化中心和历史名城,现在竟成了国外“知名”建筑师们的试验基地与练兵场。不禁会问,我国的本土建筑师哪去了?
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