非线性建筑设计中建筑表皮的表现性与逻辑性分析研究

　　摘要：在非线性建筑设计中，表皮设计对其呈现的哲学观点――表现性和逻辑性结合作用是通常会产生冲突，而这种冲突对于非线性设计是有影响甚至是不利的，如何去了解这个冲突矛盾，并且找到合适并且高效的方法去解决，是本文所讨论的重点。

　　关键词： 非线性设计；建筑表皮；表现性；逻辑性
　　Abstract: In the nonlinear architectural design, skin design usually produces conflict with their philosophical views presented - the role of performance and logic combination, such conflict for the nonlinear design is influential or even detrimental. How to understand this conflict and contradiction, and find a suitable and efficient method to solve the problem is the focus of discussion in this article.
　　Key words: nonlinear design; building skin; performance; logic

　　0 引言
　　在当今科技发展的影响下非线性建筑设计的研究获得了极大的发展。其中，非线性建筑设计的表皮也逐渐成为建筑师所关注的问题。其应用给人们视觉和心理带来的感受也越来越直观和彻底。表皮应用的合理与否更是直接影响到非线性建筑与环境的互动关系，从而也进一步影响建筑物的建造意义。而在非线性建筑设计中表皮的表现性和逻辑性相互作用所产生的矛盾冲突应怎样化解，是深入分析和研究的关键所在。
　　1.表现性与逻辑性
　　非线性是相对于线性而言的，线性是非线性的特例。非线性原本是数学方面的研究。在数学领域范畴中，非线性系统往往是由大量子系统组成的，由于子系统之间的非线性相互作用，系统不再满足叠加原理，系统整体表现出来的现象也不再是个体行为的简单叠加，而是一种个体表现不出来的行为。【1】
　　对于“表皮”一词，当前建筑理论研究通常释有两层含义:一是物体的最外一层;二是物体的表面。而对应着其在哲学上的定义，“表皮”又可以有着不同的释义：一是“表面”，在这个层面上所谈论的“表皮”实际上是一种二维的物质概念――没有厚度，也不牵涉具体的构造形式，但是具有色彩、质感等基本的物质属性，是一种基于视觉感知的平面图像；二是“表层”，表层是“表皮”的另一个物理指涉，属于三维概念。
　　表现性(Presentation)是指一种直接显现，直接表达的，它是一种人对于美的鉴赏与感受性，如材料的质感、色彩、硬度，以及各构件的几何构成关系等。【2】表现性强调的是建筑本体的表现，并不是符号的、象征的或图像的表现。
　　建筑的物质性决定了它是由实在的材料经过一定的组织而形成的实体，作为支撑加围护的表皮也具有这种实体性，它也要依据材料的物理性能按一定方式组织起来，建立起自己的秩序，这种秩序就是逻辑性（logicality）。【3】
　　2.非线性建筑设计中建筑表皮的表现性和逻辑性
　　2.1 表现性
　　非线性建筑中，建筑表皮的表现性直白来说是材料的表现。从远古时期开始，材料的选择和运用就是建筑设计的不可或缺的组成部分，对于非线性建筑这种特殊的建筑，材料所形成的建筑表皮的表现，至关重要。
　　“轻盈如薄膜的木地板，厚重的石块，柔软的植物，抛光的花岗岩，柔韧的皮革，生硬的钢铁，光滑的花心木，水晶般的玻璃，被阳光烤的得暖暖的沥青……所有这些都是建筑师的材料，是我们的材料。” 【4】表皮的应用会给非线性建筑的设计带来怎么样的诠释，是现代建筑师关注的焦点。
　　2.2 逻辑性
　　对于当代建筑师而言，以图案性的装饰重现建筑表皮显然是比较肤浅的。在进行建筑表皮的建构时，如何将表皮的装饰性统一在建造的逻辑之中是一个不容回避的问题。
　　表皮的生成需要内在逻辑的支撑。建筑形式的生成需要逻辑，同样作为建筑中最能够被人们感受到的界面――建筑表皮的生成也是如此。没有逻辑支撑的建筑表皮设计是没有深度的，所以逻辑也就是非线性建筑表皮设计的依据和理由，它指引着设计过程的推进。一览建筑文库wk.yl1001.com/jz/同时，逻辑性不仅体现在材料上，还体现在结构和建造上。
　　3.非线性建筑设计中表皮的表现性与逻辑性冲突
　　3.1 表现性与逻辑性的矛盾原因
　　建筑表皮的表现性与逻辑性有着怎样的关系?符合逻辑的表皮就一定有表现力吗?是否可以为了表皮的表现性而违反逻辑?这两者能不冲突地共存吗?
　　在一定程度和范围讲，表现性和逻辑性是相互矛盾的。如中国传统建筑中的斗�，用非常复杂的构件来传递梁到柱子的荷载，远没有一根斜撑来的直接，从逻辑角度来说，斜撑是最有效、最经济的减小跨度的手段，但是试想一下，如果造型丰富的斗�被一根细杆所代替，中国传统建筑就会失去神韵，也失去了其伦理功能。
　　通常情况下，建筑本身的复杂性决定了建筑结构与构造不能完全替代建筑本身，由于建筑有很深刻的人文因素，人的感情和意识在很大程度上也影响了人们对建筑的认知。比如很符合力学逻辑的三铰拱在地面附近由于没有弯矩，构件截面很小，会给人以不安全的感觉。此时的结构构件虽具有逻辑性，但是它并没有表现出强壮有力的支撑感，给人以错误的直观感受。而往往不完全符合或违反逻辑的构件却有预期的表现力。所以，应充分利用现代材料加工技术，对材料和结构进行“真实与清晰”的表达，体现材料自身的美，或者用新的加工手段创造材料以往从未有过的感官体验。这样我们既忠实了材料和构造，也没有放弃对美的追求，并且能更有效地推动建筑的发展。【5】
　　3.2 表现性与逻辑性矛盾的解决方法
　　关于讨论非线性建筑中表皮的表现性与逻辑性的关系问题，我们会首先想到2010年上海世博会，各国带来的“建筑盛宴”。外部观察每一个国家馆的建造，每一座非线性建筑中表皮的表现与逻辑是非常融洽的，怎样做到这种平衡关系？以下就以世博为主要实例来分析这种关系。
　　（1）视觉表现的逻辑性
　　材料本体的表现是一种永恒的、实在的表现，可以抵抗建筑在意义上的阐释和形象上的象征，使建筑在这个纷繁瞬变的图像时代里成为人们实在的、可以依托的处所。通过材料有序或者是有秩的组织塑造，给非线性建筑赋予非同一般的特点，使得视觉表现淋漓尽致。
　　2010年上海世博会的万科馆（见图1、图2），昵称“麦垛”。从名字上就知道这座建筑是用秸秆作为结构材料，万科馆是由多相工作室设计，并以材料――结构――空间的推演逻辑结构为基础生成建筑的形态。最终实施的“麦垛”是由表皮为秸秆板的3个正圆台与4个倒圆台交错组成，它们围合而成的半室外空间四周通透，顶部通过透明采光膜连成一体。圆台内部是独立的展厅与后勤办公间，建筑外部环绕着景观水池。万科馆的通过自然材料所呈现出的表征，在设计过程中也是符合逻辑性的，通过结合来表达对自然的尊重，并唤起人们接受、欣赏、尊重自然的观念和信心。

　　图12010年上海世博会万科馆图2万科馆的主要建筑材料―秸秆
　　（2）设计逻辑中的材料表现
　　建筑设计不应该只关注表面形式，而生成逻辑才是重点。对于非线性建筑来说这点尤为重要，否则非线性设计的建筑革命将沦为对形式风格的时髦追求，而对建筑表皮这个多年来作为无数建筑师关注焦点和设计出发点的研究，不应只停留在形式的总结和经验的分析层面，更应从设计理念和建构方式的层面进行探索。
　　观其世博会中的英国馆（见图3、图4），似乎开始并没有找到逻辑性在其中的运用。英国馆相对于世博会的“大”，可以以“小”著称。只有200多平米的建筑面积就构成了整个展览空间。这个“小”并不是单纯的缩小，它自身就带有一定的逻辑。“小”可以简化功能与技术，使建筑获得形式上的自由，也可以避免许多不需要被表现的建筑元素。在这座“小”而全面的建筑中，表皮的应用又是一大亮点。英国馆的表皮按形式分为两类：展厅表皮的刺状结构和地形的折板结构。其中，亚克力杆管通过铝制套管穿越并固定在建筑的双层木质盒体上，这一结构保证了亚克力与铝套管的稳定性。每一根管内端部都安置了展馆的主题展品――种子。日间，亚克力管将室外日光导入室内，为内部提供照明并照亮展品；夜晚，安装在亚克力管中部的照明系统，将人工光同时导向室内与室外，构成变换的外部界面。

　　图32010年上海世博会英国馆 图4亚克力管端部的种子
　　（3）逻辑性与表现性结合
　　当代社会生活的各个方面都存在着矛盾。同样，非线性建筑的表皮设计中的表现性与逻辑性相互作用也存在矛盾。建筑师通过表皮围合奇异的空间形式，反映了他们探究矛盾解决的表达方式。在这些表达方式中，充分诠释了非线性建筑中表皮的表现性和逻辑性的结合。这种结合驾驭在矛盾之上，完美地展示了建筑所要传达的哲学精神。
　　除了表皮给非线性建筑带来的直观外部表现是愉悦的之外，其中所具有的实用性也非常符合设计逻辑性。故其建筑表皮表现性和逻辑性的充分结合能够给非线性建筑带来视觉以及心理的享受。
　　4.结语
　　非线性思维建筑语言下的表皮，更多的是展现片段而不是整体，它们描述的是一种过程而不是结果。建筑师运用当代各种材料和技术条件，充分拓展了建筑表皮的选材范围以及材料的组织方式。同时，材料的丰富运用也赋予了表皮日新月异的内涵，使得非线性建筑的设计更加多样化和合理化。
　　总之，人类进入信息化社会以后，随着社会大背景的变化，作为建筑美学主要体现者的建筑表皮已经逐渐地改变从属地位，受到了广泛关注。非线性建筑表皮就是非线性建筑理论在建筑表皮设计上的具体应用，结合多元文化的繁荣，视觉艺术、数字技术的空前发展，以及非线性建筑设计下的表现性与逻辑性完美的结合，使得非线性建筑更具魅力。
　　参考文献
　　[1]哈里尔著，朱义胜译，非线性系统(第3版) [M」.北京:中国建筑工业出版社，2007
　　[2] 《大师》编辑部编.路易斯•康[M〕.武汉:华中科技大学出版社，2007.
　　[3](德)托马斯•施密特著，肖毅强译.建筑形式的逻辑概念[M」.北京:中国建筑工业出版社，2002
　　[4]《大师》编辑部编，彼得・卒姆托传[M」.北京:中国建筑工业出版社，2007
　　[5]褚智勇编，.建筑设计的材料语言[M].北京:中国电力出版社，2006