对称：建筑、形体与空间

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：对称的概念早在建筑与视觉艺术产生前已被人们所认知。中轴两侧对称分布各类殿宇。中国传统四合院布局也大都遵循对称原则，正房、后罩房位于中轴线，厢房、角院、耳房沿轴线对称布置。我国颁布的《建筑抗震设计规范》中的若干推荐性条文中多处建议使用对称结构体系。如图4-77中的人类头骨，自然界中有机生物的对称形象一般都是镜像对称。维持元素的基本定位，平移对称的发生不限方向、不限距离。

1.对称的认识

对称是指物体、形态的构图关系沿中心或中心轴对立的两部分在大小、形状、数量、色彩、排列方式等属性上具有的一一对应的关系。对称的概念早在建筑与视觉艺术产生前已被人们所认知。例如，人的身体和面部器官沿过鼻尖与肚脐的垂直向轴线分为左右两部分，两部分基本相同，这是人体的对称，如图4-77所示。对称的英文“Symmetry”在《简明不列颠百科全书》卷二中的解释原指：动植物的体外部分有规则地并以可以预告的形式重复出现的现象，尤指在一分割线的相对侧或在中心轴或中心点周围，身体各部分的大小、形状与相对应的位置表现一致的现象（《简明不列颠百科全书》卷二，中国大百科全书出版社，1985.7）。

图4-77 世界各人种各个时期人头骨的对称性对比

古代西方社会认为人是神根据自己的形象创造出来的，认为人体是完美的，因此人体的对称关系使其认识到对称的美感。JayHambdge于1978年编写的《Elemens of Dynamic Symmetry》一书中指出：“一直以来，自然界的一切生物的美都与对称有很大关系。从人的身体结构上可以看到（例如两只眼睛、两个耳朵、两只手、两只脚），在动物及植物身上也能找到。自然界物体的对称，多半是地心引力造成，‘平均’形状则是由繁殖的融合基因信息所产生。”西方建筑史任何时期的建筑都体现出对称的构图关系，古希腊的帕提农神庙立面，哥特式的科隆大教堂，巴洛克的圣卡罗大教堂在立面与平面设计中都采用对称的构图手法。

中国传统建筑通常也讲究中轴对称的关系，故宫的总体布局沿一条中轴贯穿，三大殿、后三宫、御花园都位于这条中轴线上。中轴两侧对称分布各类殿宇。中国传统四合院布局也大都遵循对称原则，正房、后罩房位于中轴线，厢房、角院、耳房沿轴线对称布置。中国传统建筑不仅布局讲究对称，建筑立面设计中也大多采用对称式构图。如图4-78所示建筑为五台山南禅寺大殿，该建筑位于山西省五台县城西南，是我国现存最早的木结构建筑，大殿单檐歇山顶，平面正方形，面阔进深各三间，通面阔11.75m，进深10m。殿四周施檐柱12根，西山施抹楞方柱3根。殿顶举折平缓，总举高为前后撩檐榑之间的1/5.15，即19.4%。檐出部分仅施檐椽一层，不加飞椽。翼角处大角梁通达内外，无子角梁，平直古朴。整座建筑平面布局与立面设计均体现对称原则。

图4-78 建筑的对称性：五台山南禅寺大殿正立面

2.建筑设计中对称构图的产生原因

建筑设计中对称关系的出现有其必然性，建筑的稳定性也绝非只是视觉需求，对称在其基本三要素（形式、结构与功能）中都发挥着重要作用。

（1）结构需求结构静定是建筑稳固的基础，对称的结构是最容易达到静定效果的结构形式，世界各地古典建筑中采用对称形式，也是因为古代建筑技术与材料科学的局限，只有通过对称的形式才能达到结构的稳定与坚固。

在建造技术大大发展的今天，对称结构依然是结构设计的首选。我国颁布的《建筑抗震设计规范》中的若干推荐性条文中多处建议使用对称结构体系。例如，“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，……”（《建筑抗震设计规范》第3.4.2条）；“……框支层的平面布置尚宜对称，且宜设抗震筒体”（《建筑抗震设计规范》第6.1.9条）；“多层砌体房屋的结构体系，纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀”《建筑抗震设计规范》第7.1.7条）。

（2）功能与空间需求芝加哥学派代表人物沙里宁提出“功能决定形式”。功能同样决定空间，合理的功能流线是适宜空间的先决条件。如图4-79a所示建筑是由俄罗斯建筑师叶甫盖尼·科拉西莫夫设计的“玛格丽特”住宅大厦，该建筑坐落于涅瓦河沿岸，设计师形容这座23层住宅建筑：“中心对称的凹字形建筑围合出居民的活动空间，平面中轴线垂直于涅瓦河的一侧河岸，给予大多数住户最佳的观景视角。”从设计师的陈述看出他追求的对称式平面是为了将居住功能更好地置于河岸的最佳位置，创造规整的半围合庭院空间，同时建筑的对称平面使交通疏散空间的布局也更加合理。

公共建筑依据功能需要的对称式平面内布局更加常见。运动场地的形式大多为对称式（足球场、篮球场等），因此体育类设施的平面形式大多据此设计为对称式。其他公共建筑很多也都根据功能需求布置为对称式平面，如图4-79b所示建筑是位于郑州市金水路上的河南出版大厦，该建筑由意大利纳塔里尼建筑事务所与郑州大学综合设计研究院共同设计完成，平面布局基础为九宫格，根据出版类办公建筑功能空间需求进行拉伸，形成中轴对称的“工”字形平面，沿轴线划分出四个面积相等的功能分区，每个分区设置对应的竖向交通，与中间的两部交通形成每个分区双向疏散，“工”字对称的四翼拉开足够距离，保证每个区域都能获得自然通风和良好采光。

图4-79 依据功能需求的对称式平面布局实例

a）俄罗斯圣彼得堡“玛格丽特”住宅大厦平面 b）河南出版大厦平面

（3）形式需求上一部分对称的认知中已经提到，建筑形式对称可以给视觉带来稳定感，因此建筑构图的基本形式通常是对称的基本几何形状：矩形、正方形、圆形、椭圆形、等腰三角形。且人视觉上认为美的形式通常也都体现出对称的属性，例如黄金分割矩形、各种根号矩形、埃及三角形等。

3.对称的分类与应用

对称可以分为平面对称（二维对称）和空间对称（三维对称），又可以分为六大类型：镜像对称、平移对称、旋转对称、对角线对称、螺旋对称和组合对称。

（1）镜像对称是最常见的对称类型，是指对象元素沿中轴线或镜像轴线反射出一个与之相反的形象，对象元素与反射出的相反形象产生镜像对称关系（图4-80a）。如图4-77中的人类头骨，自然界中有机生物的对称形象一般都是镜像对称。

（2）平移对称相同元素出现在空间中不同区域，平移对称可看作是两个元素的重复韵律（图4-80b）。维持元素的基本定位，平移对称的发生不限方向、不限距离。

（3）旋转对称是指相同元素绕中心点旋转所产生的重复排列关系（图4-80c）。确定基础元素和对称中心，旋转对称可以不限角度、不限频率产生。旋转对称与其他对称形式的最根本区别是其他对称都是轴线对称，而旋转对称是中心点对称。自然界中也常见旋转对称形式，例如，花瓣的形状。

（4）对角线对称如图4-80d所示，形状被其对角线分割为两部分，两部分属性相同时，该图形称为对角线对称图形，对角线图形通常是内角数量大于4个且为偶数，对边平行相等的图形，如正方形、长方形、正六边形等。通常情况下对角线对称图形同时也是镜像对称图形。

（5）螺旋对称如图4-80e所示，元素沿一条轴线螺旋状旋转移动所产生的排列关系。例如建筑构件中的旋转楼梯是踏步的螺旋对称排列。

（6）组合对称构图中两种以上构图形式同时出现的形式，如图4-80f所示是旋转加平移的组合对称形式，还有例如旋转加镜像、对角线加平移等对称形式。

图4-80 对称的分类

a）镜像对称 b）平移对称 c）旋转对称 d）对角线对称 e）螺旋对称 f）组合对称

4.建筑构图对称实例分析

作为哥特式建筑的代表作，巴黎圣母院已被多次提及。巴黎圣母院的立面设计中除具有完美的构图比例外，还蕴含着多种对称关系（图4-81）：立面两座塔楼沿中轴线镜像对称；立面中心圆形玫瑰窗花纹呈旋转对称；上部的尖劵装饰与尖劵窗则是平移对称形式。

俄罗斯科学院生物有机化学研究院位于莫斯科市，由苏联建筑师米尤里·普拉多诺夫设计于20世纪70年代中期，建筑于1984年竣工，是苏联具有代表性的现代主义建筑，该建筑的设计风格体现建筑师尊重材料自身属性及其质感的表达，建筑主体采用三种基本材料：混凝土、金属和玻璃，整座建筑外墙面不做刻意粉饰，保留混凝土特有的粗糙质感，立面窗洞整齐严谨，衬托建筑尺度感。室内空间通过面砖、金属与玻璃的结合形式，光滑且流线感强，与室外墙体地面的粗野风格形成鲜明对照。如图4-82所示，建筑整体布局秩序井然，轴线分明。建筑沿东西向中轴线镜像对称，围合的三个菱形内庭院（内庭院地面为下层裙房屋顶）被轴线串联，同时呈现对角线对称的格局。除布局外，建筑立面、室内空间和出入口处理均采用中轴镜像对称构图方式。

图4-81 巴黎圣母院立面上的三种对称方式

图4-82 俄罗斯科学院生物有机化学研究院

如图4-83所示为美国内华达州木螺旋体瞭望台，是由ErichRemashArchitect为BurningMan狂欢节设计搭建。该设计采用类似脱氧核糖核酸的双螺旋曲线外形，高7.5m的全木结构构造物。通过普通材料螺旋对称的搭建方式使其成为一个可攀爬的标志性雕塑，不仅提供良好的视野，也成为一个聚集和玩耍的参照点。

图4-83 美国内华达州木螺旋体瞭望台

对称：建筑、形体与空间

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