浅析建筑设计与自然的结构关系

摘 要：组成形态的基本概念为：一个物体本身体积、内部结构、色彩、材质、与肌理等元素构成，这些元素在同类事物中基本统一与相似。而其中，功能性的结构认识是一种科学分析性的认识方式。形态认识可以分表面形态和内部结构。大多数装饰形态都依托于对事物外部形象的描摹于修饰，而内部结构则说明了事物形态的基本构成，体现出实质性的功能作用来。因此，作为设计，需要更多地体现出于自然事物的这种密切关系，并将二者建立在结构的功能性诉求上。所以，和形态紧密关联的是结构，而设计，总是通过结构和自然建立密切的联系。

关键词：结构;仿生;建筑设计;自然植物

1 自然结构与设计的关系

结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构，以便将结构的原理在设计中加以应用。结构的原理常适用于产品设计和建筑设计。仿生学研究的最多的是植物的茎、叶支架以及动物的形体、肌肉、骨骼等结构，因为自然界通过一种内在的力量加以组织和构架。研究生物的结构形态，需要在感性认识的基础上，去除无关的因素，并加以元素的简化，再通过分析，找出其在设计中值得借鉴和利用的地方。尽管不同的事物呈现出不同的结构形式，但是自然的结构都是基于功能的原则，并且符合力学结构的原则，因此具有强烈的合理性。

无生命的物体也是大自然的造物，同样有着多样的结构形态，因而，螺旋结构也存在于非生命世界的物体中，例如天文学的螺旋星云。风景是更为广阔的自然，是建构人类生存的根本，宏观的风景也存在结构。天然风景和人工风景的区别就在于人类对风景的介入，或多或少的改变了风景的自然结构。人类一直在努力地塑造人为景观，并使其具有一种文化与精神的意义，但是毋庸置疑，真正有意义的人工景观应当与自然相协调，对于局部风景的自然结构的改造，人工景观的结构，应当从属于整体的自然结构。

2 自然形态在设计中应用原则

自然形态包括生命和无生命的各种形态。外部形态包裹在富于功能性的结构上，掩盖了内部形态和结构。结构研究的意义已经提到，内部形态的发展的可能性则多有忽略。有的内部形态并不重要，有的则为我们所知，但更多的形态有特别的表现力，因为隐蔽在外表下，通常不被我们所知，但更多的形态具有特别的表现力，结构分析应当与内部形态、单元形的分析相结合。研究内部形态的造型的可能性，如形态的内在层面、结构变异，以及蕴含的形式要素，可以大大充实我们的造型来源，同时要给创造性的抽象形态提供参考，有利于我们完整的认识自然事物。

某些事物的构成，常常存在一个基本的结构单元型，这个基本的结构单元型又按照一个相对独立的固定的结构方式加以组合，形成一个整体的形态，例如松果的构成。如果我们按照新的结构方式用基本的单元型重新构成，则有可能产生一个全新的非自然的新形象。有的单元型可能有局部独立的结构与形态，这种单元形态常常是造型创造的重要的素材来源。

3 自然形态在设计中的具体应用方法

具体的研究方法，则可以通过对自然的观察选择合适的形态，通过剖析的方式加以研究，采用速写、素面、摄影、研究草图、文字分析等方法记录分析的过程，将分析的形态、形态的关系、肌理的提取、分门别类的色彩分析、局部的分析与整体性的把握结合起来，做成视觉笔记。最后根据研究的成果、过程中突发的灵感发展成艺术表现或设计表现。对自然的解析，除了分析之外，重点在解析—可以是分析，也可以是结构认识，还可以是要素的分离，例如骨肉、构架与间物、肌理与材质等，可以是理性的科学认识，也可是联想与想象的发展。

现代的科学发展，形成了自然的分型理论。1973年，美国IBM公司的科学家曼德博洛在法兰西学院讲课时，首次提出了分形几何的设想。分形是大自然的基本存在形式。我们仔细观察周围世界时，会发现许许多多分型的事物。分形几何反映了大自然中存在的许多的景象的复杂性，对自然做了更精细的描述。现在，当我们了解了分形几何后，看待周围的事物将会和以前不同。分型的特点是自相似性的，并且具有无穷多的层次。也就是将原来的图形，经过缩小、反转、反射等线性变换之后，能在组合原来的图形。

有时，尺度比较难以具体描述，并无固定的模数，并且，空间和时间也常常成为尺度的要点。但是，设计师在长期实践中形成的尺度感则十分重要，对尺度的把握，最为考验设计师的功力。虽然，在为人类服务的设计中，人常常为衡量尺度的标准。但是，当人成为世界的中心，成为衡量一切事物的尺度时，位置关系有时也会导致人和自然关系的扭曲。因此，这一点在当下的语境下，需要加以新的审视。

4 结语

在这里，建立在结构描绘基础上的分析，根据的是“感觉印象-知觉理解-综合构成”的基本原則，强调了理性的分析。这种分析建立在不同自然种类的结构分析学上，对基本特征的探索，需要通过省略烦琐细节并理解形态功能来实现。主要是要找到比较规范的比例构造原理和基本的结构依据，然后运用点线面的形式进行归纳提炼，并进一步在此基础上进行更多的创造。其中重要的是，在缜密解构的基础上，提高重新设计建构的能力。

参考文献：

[1] 周至禹.设计与自然[M].重庆大学出版社，2015.

[2] 刘海超.自然元素在餐饮空间设计中的运用研究[D].北方工业大学，2011.

作者简介：崔杨（1988—），男，河北石家庄人，硕士研究生，研究方向：设计学。