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建筑构图解析:立体形态构成方法及实例

【摘要】:立体形态构成的对象可以是单一形体或复合形体。形态构成手法可归纳为以下几类:排列与整合、局部替换、体量的增加与消减、划分、变形、拆分与重组。该建筑由三个间距相等、大小不一、但外形相似的体块水平排列而成,形成整体,产生均等排列关系。古代建筑中常见的塔就是在较小的基地内垂直向上建造的构筑物,且塔的分级也正体现了建筑中相同要素层层堆积的构图手法。建筑构图中的堆积手法正是对建筑高度拔高的一种构图手法。

立体形态构成的对象可以是单一形体或复合形体。形态构成手法可归纳为以下几类:排列与整合、局部替换、体量的增加与消减、划分、变形、拆分与重组(图5-56)。其中划分、变形、局部替换的对象是单一形体或复合形体,而排列与整合、体量的增加与消减、拆分与重组则可以实现单一形体与复合形体间的互相转换。

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5-56 基本立体构成手法

a)划分 b)性质转变 c)体量增加 d)体量消减

1.排列与整合

排列与整合的构成手法在建筑立体构图中主要对象是复合形体,多个元素可以按均等排列、集中排列、分散排列的方式整合为完整的复合形体,这几种排列组合间通常也可以发生互换(图5-57)。

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5-57 形体的排列与整合

均等排列是指构成元素按照一定的间距有次序地重复或者韵律排列,其规律使其成为一个整体。而集中和分散排列是较为笼统的概念,是指元素间距给人的疏密感,通过构图手段使其达到特有的位置关系(详情见上一节第一部分关于立体构图位置关系的论述)。如图5-58所示建筑是坐落于俄罗斯莫斯科市朱可夫街的行政办公中心,由俄罗斯本土设计师达利亚·扎瓦洛娃主持设计建造。该建筑由三个间距相等、大小不一、但外形相似的体块水平排列而成,形成整体,产生均等排列关系。

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5-58 行政办公中心

2.局部替换

完整形体局部性质发生变化。可能被替换的性质包括:形状、材质、颜色、质感、体积。局部替换并非一般意义的元素组合、排列或穿插,而是具有传统印象的形体发生整体或局部的性质变化而产生的形态差异,打破人们对其原有形象的认识,产生思维上的反差。如图5-59所示建筑是由Hok建筑师事务所设计建造的萨尔瓦多·达利博物馆,萨尔瓦多·达利是20世纪艺术领域先锋,其作品具有里程碑意义,它的艺术作品充满对所处时代的反思和对传统的颠覆,该建筑的立体构图中运用局部替换的手法,意图展现对固有的打破,将一个规整的水泥立方体局部破开,用弧线玻璃体代替,从材质、形状、质感、体积等多方面进行替换,多重对比中体现“打破”和“重建”的意象。

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5-59 萨尔瓦多·达利博物馆

3.体量的增加与消减

这是形体变化中的常用构图手法,而且这两种形式产生的结果不仅体现在立体形态上,更体现在建筑的功能、空间上的变化(在下一节关于空间的内容中会进行详细讲解)。在立体构图中体量的增减可导致形体的形状发生改变;形状发生改变的程度与增加或者消减体量的程度有关,增加或者消减体量的程度越大形变越大;增加与消减体量的方式可以分别进行,也可以同时作用于同一形体上;在立体构图中,增加与消减体量的方式都可能出现在形体的内部或者外表面。

形体的体积增减既适用于建筑构图也适用于城市规划构图和景观构图。规划与景观中对地形的高差控制都可以看作对基地的体积增减。建筑设计中,人视觉的认知存在一定惯性,因此对惯常所见的形体尤其是几何体进行局部削减时,根据完形心理学的封闭性原则,视觉会习惯性地将其默认为原有的形体(图5-60),但是在进行体积增减处理时应注意削减的程度,如果体积削减过度,可能使其整体体态发生改变,此时的封闭性原则无法成立。

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5-60 体量的增加与消减

a)、b)消减 c)增加

(1)体积增加 对体积的增加应遵循适度的原则,可以分为局部增加或者整体增加。局部增加是指在现有建筑体量上局部增加体积或形体,根据完形心理的整体与封闭原则,建筑原有的形状与功能并未发生改变,例如增加凸窗、平台或者过廊等。而整体增加则是多建筑形体和功能的一种完全拓展,会对建筑立体构图产生更明显的影响。如图5-61所示,2011年莫斯科建筑双年展(А RCH Moscow)中获得二等奖的寄生办公室设计是由俄罗斯本土建筑事务所扎布尔建筑(za borarchitects)设计修建,该方案是对莫斯科城市空间再利用的有效尝试,莫斯科现存的大量赫鲁晓夫时期多层建筑,这些建筑立面形态呆板,且山墙间过道过宽,该设计方案利用这些建筑上墙间隙建造夹缝中创意工作空间,通过整体增加体积的方式连接现有体量,使之成为整体,并对原有建筑功能进行拓展(居住空间中增设办公空间)。

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5-61 寄生办公室

堆积是体积增加的其中一种形式,特指在垂直方向的体积增加,可以是部分堆积也可以是整体堆积,可以说一切超过一层的建筑从某种意义上都可看作是层与层之间的堆积,凡是拥有一定高度的建筑也基本都运用堆积的构图手法。

自古以来世界各地的匠师都在挑战建筑高度,作为宗教、权利、地位甚至整体国力的象征,能够建造出高耸的建筑已经成为各地民众孜孜以求追究的目标。古代建筑中常见的塔就是在较小的基地内垂直向上建造的构筑物,且塔的分级也正体现了建筑中相同要素层层堆积的构图手法。如图5-62a所示的嵩岳寺塔从整体形态上的就是由塔身的各级层层堆积而成,形成的竖向挺拔的形体。

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5-62 中外建筑中的堆积式建筑构图手法

a)嵩岳寺塔 b)银座中银舱体大楼

由于用地紧张,地价上涨,近现代建筑拥有一直不断向上发展的趋势,随着材料与技术的不断进步,世界各地,尤其是中国的摩天大楼层出不穷,建筑高度也一直挑战着人们的技术水平。建筑构图中的堆积手法正是对建筑高度拔高的一种构图手法。现代建筑形态的堆积手法运用十分广泛,如图5-62b所示是由黑川纪章设计的银座中银舱体大楼,该建筑无论是建筑形式还是建造方法都采用了堆积的手法,建筑的每个单元都是由工厂预制而成,在现场进行“堆积”,该建筑于1972年设计建造,为了解决日本东京日益紧张的用地矛盾。建筑中的每个舱体为一个单身公寓,配备居住所需基本生活设施。堆砌而成的舱体理论上是可以拆卸更换的,但该理念并不实用,实际中的更换或添加价格昂贵,且过分狭小的空间给居住者带来压抑感和孤独感,过大的窗户又使舱体内部的隐私性降低。

建筑按照堆积的方向可以分为:垂直向的堆积、混合堆积。如上介绍的中国塔式建筑和银座中银舱体大楼就是典型的垂直向的堆积手法,还有高层住宅建筑也多为垂直向堆积方式。混合式堆积方式则是构图元素在水平向与垂直向均存在堆积关系。

按照对象分类,建筑中的堆积按照构成元素的属性可以分为:相同元素的反复堆积、不同元素的堆积。而这里所指的元素属性主要是形式、颜色、肌理等视觉要素,也有功能上的堆积,例如高层住宅的每一层均是相同的户型组合,则这座高层住宅可以看作是居住功能的反复堆积。反之则是不同元素的堆积。参与堆积的元素可能是属性或功能完全不同的形体或空间。

按照形式分类,堆积可以分为重复堆积、错落堆积和随意堆积。一般性板式住宅的每层叠加都是重复堆积的手法。错落堆积在建筑设计中也十分常用,如图5-63所示建筑群是由加拿大建筑师萨迪夫设计建造,“栖息地67”住宅区位于加拿大蒙特利尔圣罗伦斯河畔,是当地政府基于向中低收入阶层提供社会福利住宅的要求,尽量将住宅单元模块化,预制建造现场装配,达到降低建造成本的目的。建筑形体模数化的错落堆积使建筑呈现凹凸错落的立体空间形态,增强立体感。

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5-63 加拿大“栖息地67”住宅区设计

重复和错落堆砌是遵循一定原则的堆砌手法,且这种规则在建筑形体上可见,观察者能从立体构图感受到建筑的排列韵律。而随意堆砌的设计手法则是相对更加自由的,通常情况下,建筑立体构图中的设计原理与规律是视觉观察不宜发现的,这样的构图手法虽然自由,但有时会给人凌乱、无序的感觉。

(2)体积削减(图5-60a、b)立体形体中的体积消减是在三维空间内进行的体块的变形,每次削减的发生都会对形体多个立面的形式发生改变,包括断裂、抽取在内的构型手法也都可以归属于体积消减。古典建筑中的柱廊就可看作是对体积的消减(例如希腊帕提农神庙)。近现代建筑也常使用该手法。如图5-64所示建筑是位于黎巴嫩贝鲁特的法国利瓦特银行总部大厦,该建筑整体形态是一个标准六面体,通过从顶部及中部三个方向的体量消减,创造出三处巨大的室外露台,成为交流与休闲空间。该建筑结构设计斯诺赫塔事务所完成,通过多重钢结构的支撑解决建筑中部消减体量处承重问题。

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5-64 法国利瓦特银行总部大厦

利瓦特银行总部大厦是建筑体块消减案例,体块的消减规律性极强,而一些建筑本身并不具备明显的体块关系,因而可通过直接的体积消减产生建筑形体的不规则变化。

如图5-65所示是日本建筑师隈研吾设计的第一座北美住宅建筑:阿尔伯尼塔楼住宅。项目要求建筑与周围景观环境以及文化遗产紧密结合,通过融合各种空间感受和世界建筑特点进行建造,而隈研吾在自然光、材质的运用、建筑与自然融合等方面具有独特的敏感性,他也因此成为该设计的不二人选。该建筑位于温哥华市中心,是底层商业,总42层的住宅建筑,该建筑的立体构图基底是一个方形体量,通过底部和上部对角处的两侧消减。在形体上形成两个凹空间,又通过一组完全契合且暴露在外的三维木结构对蜿蜒的外观进行补充强调,使立体切面更加圆润且层次感突出。

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5-65 加拿大阿尔伯尼塔楼住宅

4.划分

本章第一节立面构图中对立面划分进行过介绍,立面划分从视觉上体现为表面肌理的划分,而立体构图中的划分则可以分为表面肌理线形划分和形体体块划分两种。表面肌理划分和形体体块划分互为因果关系。形体体块划分表现在立面构图中成为肌理划分,形体各立面的连续肌理划分构成立体线形划分。

立体与立面表面肌理线形划分的本质区别在于立体划分具有连续性,在多个角度均可以观察。立体划分根据形势可以划分为折线划分与曲线划分两种。立体构图存在空间关系,因此直线划分只作为立面划分的一种类型。

立体构图中的横向划分形式由立面之间的关系决定,如图5-66a所示建筑立面之间存在多种角度关系,因此层与层之间的横向划分的折线角度为立面之间的夹角度数。如图5-66b所示罗马斗兽场整体呈圆柱体,立面是弧形曲面,因此横向划分也是曲线划分。

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5-66 建筑立体线形划分形式

a)折线划分 b)曲线划分

上文讲到的立体构图中的排列、堆砌等组合形体构图方式也可以看作是形体体块的划分。因此功能、结构、空间关系都是影响建筑形体体块划分的重要因素,但只从形式角度入手,立体构图中形体体块的划分可通过以下四种方式完成:通过形状差异进行体块划分;通过体积差异进行体块划分;通过虚实关系进行体块划分;通过相对位置关系进行体块划分。

5.变形

形体的变形是指形体以一个基本形状作为基础,通过构图手段使其形状与基本形状有差异(或视觉差异)的手法。立体构图中的变形可分为弯折、错位、破坏和扭曲。

(1)弯折 顾名思义弯折是指形式发生弯曲或折叠。根据施工要求,传统建筑中的墙体、楼板大多都是直线间的相互垂直或平行关系,因此构成的建筑形体多由规整的几何形体组成,随着建筑结构与材料技术的不断发展,结构与材料的多样化使建筑形式也发生了日新月异的变化,建筑形体的弯折是其中的重要表现。

弯折可以发生在建筑形体的水平向或垂直向。垂直向的形体弯折通常与建筑室内空间形式相关,而水平向的形体弯折程度则由结构工艺所决定(屋面、楼板的弯折)。如图5-67所示的白俄罗斯明斯克体育宫的屋顶就是一个大角度的轻微折线形式(水平向的结构弯折形成的形式折弯),这样的处理手法使整座建筑呈现向上抬头的即视感。而如图5-68所示是位于莫斯科克拉西娜大街的办公建筑,由俄罗斯本土设计师弗拉基米尔·普洛特金设计建造,该建筑被命名为“8°建筑”,其得名原因正是因为在其看似标准六面体的一角朝向正立面方向轻微8°,这种细微的形体弯折使建筑透视中的形体轮廓产生巧妙的折线关系,改善了生硬的城市天际线。

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5-67 白俄罗斯明斯克体育宫

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5-68 莫斯科“8°建筑”

(2)错位 立体构图中的错位主要体现在体块之间。体块错位是建筑体块在XYZ三个坐标上按照一定的量进行错动位移而发生的形体变形。

建筑立体构图中的错位可以分为水平向错位、垂直向错位和多方向错位。水平向错位效果是对立于对称和均衡的构图手法,错位构图的非均衡性使建筑具有动感。水平向错位可以使建筑依照基地状况(地形高差)及周边环境需求建造,是通过建筑各层平面之间的错位关系,使建筑形体整体发生视觉错位,例如图5-69a所示伦敦市政厅的玻璃幕球体结构,其每层平面都向同一方向错位一些,使建筑整体向一侧倾斜,产生非对称、甚至非均衡的错位效果。

垂直向的错位一般沿垂直向轴线形体逐层发生缩减或者增大而产生的形体变化。例如5-69b所示纽约帝国大厦裙房以上的塔楼是逐层缩减的体块堆积,产生垂直向错位效果。

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5-69 体积错位实例

a)伦敦市政厅 b)纽约帝国大厦

(3)破坏 本身是贬义词,意为通过某种手段对事物产生损坏或伤害。而在建筑构图学中的“破坏”是中性词,意为对某种特定形式的打破或者改变、突破。建筑设计中的特定形式可以是标准形状、次序、配色规则、布局形式、构图关系等。建筑构图中的破坏可以分为设计因素中的破坏与非设计因素中的破坏两类。

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5-70 建筑设计因素中的形体破坏

a)鹿特丹KPN电信大厦透视 b)构思图

设计因素中的破坏是建筑师可以营造的建筑构图中的与众不同,如图5-70所示建筑是由皮亚诺设计的KPN电信大厦。该建筑通过对正立面的反角倾斜构图方式给予建筑整体一种将要倾倒的视觉感,意在打破建筑固有的稳定性,产生整体动态效果。

另有一些建筑形体中的破坏是由非设计因素造成的形式上的打破,呈现出异样的艺术效果,历史建筑由于经历年代久远,造成自然或者人为、战争的破坏最为常见。其中也有经济因素和技术因素造成的破坏,如图5-71a所示的法国斯特拉斯堡大教堂,因其只有一个塔楼所以又称为独角兽大教堂,其建造过程中由于资金并未完全到位,所以只修建了一座塔楼(古代欧洲教堂的建造规模一般是按照所在地区居民可同时做礼拜为标准,因此规模宏达壮观),这与当初对称式设计的初衷相违背。举世闻名的比萨斜塔的斜度也并未在设计建造的预料之中,而是在建造过程中发生基础与结构的倾斜,但依然建造完成,并成为世界建筑奇迹(图5-71b)。无论设计因素还是非设计因素产生的建筑形式的破坏都给观察和体验者带来另类的视觉感受,今天也已发展成为一种独特的设计手法。

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5-71 非设计因素中的建筑形体破坏

a)法国斯特拉斯堡大教堂 b)意大利比萨斜塔

(4)扭曲 解构方式的建筑构图手法,根据几何学中曲面和曲线的形成原理,将形体沿母线运动产生环形、弯折、曲线状的运动轨迹,该种形体(建筑)更富于动态感。自然界中的大部分自然形态是以曲线形式出现。扭曲的构图手法因此易于构建仿生或有机建筑。立体构图中的扭曲主要可以分为线形扭曲、面扭曲和体块扭曲三大类。

例如盖里设计的毕尔巴鄂古根汉姆博物馆,其外部形态就是将多个几个形体进行扭转与弯折所生成的有机形态,是体块扭曲的代表建筑。

由Hiroshi Nakamura建筑事务所设计的日本带状螺旋婚礼堂是通过线的螺旋扭曲的手法生成的外部形态(图5-72),建筑体形具有显著的缠绕感,中心轴线关系清晰。

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5-72 日本带状螺旋婚礼堂

如图5-73所示建筑是位于美国费城Intrepid大街1200号的办公大楼,由BIG事务所主持设计建造。该建筑一经落成便获得由美国高层建筑与城市居住空间委员会所颁发的2016年美国最佳高层建筑大奖。建筑师巧妙将周边环境肌理以及不远处停靠的战舰外形曲线融入进设计之中,由各种尺寸的高强度混凝土预制板堆叠而成的形体立面顺着街道划出了一条优美的曲线,下层向内部后退,再以呼应街道的肌理的同时不影响顶部边缘的直线线形。该建筑与螺旋婚礼堂大角度的扭转不同,而是采用局部的细微扭转,有效控制体形系数的同时顺应环境形态与街道关系。

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5-73 美国费城Intrepid大街1200号的办公大楼

6.拆分与重组

建筑构图中的拆分是指将一个完整、规则的体块根据地形、形态、结构、功能的需求通过一定的构图手法进行分割的过程。拆分与重组是连续的设计过程,重组后的建筑形体可以是一个单体或一个组合形体。例如由Transform·Cobe设计的丹麦哥本哈根图书馆(图5-74),图书馆是原先位于哥本哈根西北部文化中心的扩建部分,其造型意向来源于一摞书的拆分与重组,呈现出体块间的相互堆叠。体块的重组是根据不同年龄段读者阅读区域的功能分区布置为依据进行,重组后各空间的彼此交错为建筑室内各区域提供良好的采光与通风环境。

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5-74 拆分与重组实例:丹麦哥本哈根图书馆

a)透视图 b)概念生成图