基於分形理論的建築設計研究

《基於分形理論的建築設計研究》是依託長沙理工大學，由冒亞龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於分形理論的建築設計研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：冒亞龍
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

現代建築設計基於歐幾里德幾何學，既取得了很大成就，也受到了一定局限。由於歐氏幾何只有整數維，沒有分數維，基於它的建築設計容易忽視分維度和尺度層級分布，易於出現建築豐度貧瘠而過於簡單等問題。分形的建築設計可以利用簡單的方法生成豐富的建築形態，比較適合於建築造型設計，以及建築與環境、經典作品之間的分形比較和借鑑；通過維度計算與尺度層級分布的分析，可以對建築設計進行較為科學理性的評價，但也存在不如歐氏幾何直觀可行、操作便利的局限性，因此可以作為現代建築設計理論的有益補充與完善。運用分形的自相似、尺度層級與對稱理論，採用分形圖形生成和量化分析的研究方法，探索分形理論對於建築設計的適用性以及建築化轉換，研究分形的建築設計原理和方法，以及分形的建築設計評價。特別針對當前計算機分形設計的複雜性與非建築實用性，側重探索簡易而可操作的分形建築構思方法，突出研究的通識可行性。

結題摘要

現代建築設計基於歐幾里德幾何學，既取得了很大成就，也受到了一定局限。由於歐氏幾何只有整數維，沒有分數維，基於它的建築設計容易忽視分維度和尺度層級分布，易於出現建築豐度貧瘠而過於簡單等問題。分形的建築設計可以利用簡單的方法生成豐富的建築形態，比較適合於建築立面、空間和造型設計，以及建築與環境、經典作品之間的分形比較和借鑑；通過維度計算與尺度層級分布的分析，可以對建築設計進行較為科學理性的評價，但也存在不如歐氏幾何直觀可行、操作便利的局限性，因此可以作為現代建築設計理論的有益補充與完善。運用分形的自相似、尺度層級與對稱理論，採用分形圖形生成和量化分析的研究方法，探索了分形理論對於建築設計的適用性以及建築化轉換，建構了分形的建築設計原理和方法，以及分形的建築設計評價。自相似對稱、尺度層級、嵌套同構等分形原理適用於建築空間構成、立面造型和環境分析，但須緊密結合建築功能、技術和經濟因素；分形建築設計理論包括自相似對稱的建築構成理論和分形疊代的建築生成機制，以及尺度變換、鑲嵌韻律、建築文化分形、時空分形的設計原理與分形建築美學思想；分形的建築設計方法包含康托、歇爾賓斯基等基本分形的建築設計方法與分形建築設計理論演繹的設計方法兩大類；分形思維的建築設計涵蓋自相似、不盡相似、分形圖形模擬、文化分形、分形擬態的建築設計和建築空間的疊代設計；分形疊代利用空間元的等比例或縮放生成建築空間系列，根據功能、技術、文化或分形機制形成建築空間組合，產生嵌套式、瀰漫式、分裂式和螺旋式等建築空間形式。分形規劃可以科學量度城市空間及天際線豐度，自然分形維度可以引導城市形態設計，採取相似地形的分形手法進行道路形態規劃和建築布局，依山構建高低錯落的多層次的城鎮空間；建立了分形建築設計評價體系，根據維度和尺度層級分布判別建築空間連續性與豐富度，對設計合理性進行科學評價。