信息时代建筑设计的"复杂性"理念及其表现

信息时代建筑设计的"复杂性"理念及其表现

郑青松

中冶武勘工程技术有限公司 湖北 武汉 430080

摘要：伴随着科学技术的持续发展，人民对于生活的要求越来越高，社会生活也发生了巨大的改变，各个行业都有了显著的发展，而我们到处可以看到的建筑设计行业也是如此。在信息化的背景下，建筑设计呈现出“复杂性”的趋势，这种“复杂性”的概念往往来自人类对设计的高标准和高要求，比如，人类对美学的要求更高，人类对造型的要求更高，舒适的要求更高，人类对空间的要求更高。“复杂性”的设计概念并非凭空冒出来的，它是相关的一些专业人士经过一系列总结和剖析后，结合现实生活中的具体情况，对传统的建筑设计理念进行改造，以满足更多的人的需要的过程中得来的。“复杂性”设计理念具有诸多优点，也将是今后建筑规划发展的一个重要趋势。

关键词：信息时代；建筑设计；复杂性理念

0、引言

在当今的信息化社会中，数码技术已经变得无处不在，它具有渗透性、普及性、适应性等特点。自从工业革命以来，社会文化、各行各业的技术从物质生产转向信息服务，在此背景下，现代建筑的功能、空间、形式、体验等都有了很大的改变，在数字化技术的冲击下，传统的建筑理念被颠覆，建筑的发展逐渐趋向于更加活跃和“复杂”，不同类型的设计呈现出不同的色彩，在建筑领域呈现出百家争鸣的局面，新颖的、具有“复杂性”的建筑样式逐渐成型。本文对信息化时代下，复杂性理念产生的原因进行了分析；从建筑设计的形体生成、形体表现、形体实现以及空间体验等方面，对复杂性设计思想在实际应用中的表现展开了总结与分析，它实质上蕴含着一种非线性的特点以及一种回归自然的趋向。同时设计师还认为，随着人们对环境和自身状态的认知不断加深，复杂性设计思想将成为今后建筑发展的一种重要方向。

1、信息时代建筑的设计理念及建筑特征现状

1.1建筑设计理念现状

第一个方面，就是要让整个建筑看起来简洁大方，现在的许多建筑在设计的时候，都会选择一些价格不菲的东西来营造出一种奢华的感觉，这是一种极大的浪费。除此之外，这样的设计需要耗费很多的资源，与低碳和环境保护的原则是相去甚远的。相对于那些复杂的富丽堂皇的装潢，现代建筑设计理念更多地是遵循着传统的审美，让整个建筑看起来更加简洁。化繁为简，达到了整体的新鲜和绿意。避免高损耗和高费用的设计项目。第二个方面是关注于绿色和环保的概念，因为我们的国土面积比较小，所以我们的人均空间也比较少。因此对房屋额设计和装饰拥有较高的要求。在进行现代建筑建筑的设计时，要注重对空间和装饰材料的使用，使多种资源发挥出最大的作用。在装饰中注重节约和极简，不但要在整体装饰上体现出低碳的思想，还要确保在未来的装饰中降低相关工序，同时也要将绿色和环保思想贯穿其中，可谓是将一个“新”字诠释得淋漓尽致。第三个方面，国内现代建筑就是要将中国的传统元素引进来，将中国的传统建筑要素融入了新型的建筑之中，在引进的时候，要注重建筑环境的和谐和舒适度，经过设计师的仔细设计和对整个空间的规划，将传统的建筑概念和现代的环境和设备完美地融合在一起，既可以体现出建筑的美观，又可以确保高技术的应用不会显得太过突出，这样，引进了现代的技术，就可以让人们的日常生活变得更便利、更便捷[1]。

1.2建筑特征现状

总体而言，当代建筑的特点是在空间形式上，而空间形式上的特点又可以被划分为群体和单个空间形式。群体空间形态，就是不管是东西南北，建筑的所在地都是依托于地方的地理环境，追求人文与自然的结合。有不少的建筑，都是将自然环保思想融入设计理念中，例如许多的房屋都是建造在靠近水边，或是土地比较富饶的位置，这就给居住带来了极大的便利。在这个世界上，有不少的房屋都是背对着群山，借着群山的掩护，既可以挡住来自北边的冷风，又可以让阳光照射进来。除此之外，在许多地形崎岖的山地和盆地中，大部分的房屋都是依着地势的高低而建造的，因此也就有了自己特有的特色。现代群体空间形态特点将自然环境与人文环境有机地结合在一起，使建筑的设计与自然环境相适应，进而使自然环境与人们的生活获得一个和谐而又完美的统一。用院墙将不同的院子隔开，并且院墙和每个房间的布置都有一定的次序，再将不同的院子里的住户隔离出去的时候，也可以确保足够的光照和通风，穿过院墙将院子隔开可以保持家庭的隐私。再加上整齐的布局，给人一种安静而整洁的感觉[2]。

2、信息时代建筑设计的“复杂性”理念概述

20世纪60年代，由混沌理论、耗散结构理论、涌现理论、突变理论、协同论、超循环理论等提出的复杂性科学理论，打破了传统的机械、线性、决定论的观念，改变了传统的机械、线性、决定论的观念，认为这个世界是一个混沌与有序的深度融合，是一个由非线性体系所构成的复杂体系，具有偶然性与必然性、异质性与同质性，不受决定论的约束，20世纪中后期，在建筑理论的发展中，非线化的观念引起了一次巨大的变化，在此背景下，一种新型的建筑形式应运而生，并在全球范围内传播开来，是一次重大的建筑潮流。

随着信息化时代的到来，随着数字化技术的不断涌现，人们对“复杂性”这个概念产生了浓厚的兴趣，那么，“复杂性”这个概念究竟是什么？“复杂性”概念是指以复杂的数学理论为依据，以数学理论为指导，以数学方法为支撑，以复杂多样的形式表达和丰富多样的空间表达来感知真实世界的概念。该设计理念以信息时代的数字技术应用为基础，以非线性为显著特点，来展现所处世界的错综复杂与多姿多彩，也为人们带来更高水平的建筑形态和空间体验。随着“复杂性”概念的广泛传播，许多我们熟悉的建筑，比如2008年北京奥运场馆“鸟巢”，2012年伦敦奥运场馆设计布局，都显示出“复杂性”概念已被各国建筑界广泛运用。

当今世界，由于复杂性的概念，许多引人注目的建筑已经成为一种潮流，比如伊东丰雄的台中大剧院的竞标，利物浦博物馆的竞标，北京奥运场馆的竞标，这些都是以其奇特而复杂的外形以及现代信息技术的应用让人惊叹不已的。从科学角度来说，在建筑中，混沌、奇异吸引子、分形等非线性复合体系的出现，使得人们不再关注于传统的建筑，而是关注于更加贴近大自然的复杂形式；从哲学角度来说，后现代哲学家吉尔.德勒兹的去中心主义、非整体性、随机性等思想，都为复杂性理论在建筑中的应用提供了理论基础，尤其是德勒兹关于“折叠"、"平滑"、"图形"、"生成”等概念的哲学诠释，更是为非线性的建筑提供了一条新的道路；从技术角度来说，数字技术的应用使得许多非线性、扭曲等复杂问题，如非线性、扭曲等，变得不再局限于几何形式。随着虚拟实境技术的发展，设计师的想象力得到了越来越强大的技术支撑；新材料的问世也使得建筑师能够自由地创造出任意形态的造型与空间而在资讯社会中，对多样化的选择、对都市地标的追逐，这些都促使了复杂的设计观念的兴起[3]。

复杂性设计思想在这里我们可以假设：复杂性设计思想指的是在信息时代中，由于受到了复杂性科学的影响，而产生出来的一种以非线性哲学为思想依据，以计算机为辅助设计手段，尝试利用建筑的复杂多样与变化无常的直观形式和丰富的空间经验，来对真实世界的复杂性进行模拟与还原。这种设计思想以非线性思维为特点，以数字化技术运用为物质基础，以向我们展示真实世界的复杂性为目标。

3、“复杂性”理念在建筑设计中的表现

“复杂性”的概念被运用到了建筑的每一个角落，从而给人类带来了更多的生活方式，具体表现为形态的信息化、形态的非线性表达、形态的折叠、形态的交互与沉浸感。具体表现为形态的计算机化、形态表达的非线性化、形态实现的折叠化以及构建具有交互意义的建筑经验。

3.1形体生成信息化

在信息时代，由于数字化技术在建筑设计中的广泛运用，计算机已被广泛地运用于建筑设计的每一个过程，并弥补了许多常规技术的缺陷，使建筑设计中的空间感知与形态产生作业由2 D扩展到3 D，使其呈现更丰富的形态。如今，一名建筑设计师可以充分利用多种分析软件，比如Rhino和 GrassHopper可以用来做复杂的参数化建模，参数化建模技术是可视化编程，以图形化算法编程的方式进行三维模型的构建。将这些软件与建造专业的软件结合起来，可以创作出许多不同的图标和概念。“复杂性”的概念在许多领域都得到了广泛的运用，例如利用Kinetics对动物进行动作建模，利用Particle System对卡通中的各种自然现象进行建模[4]。

随着信息技术的不断进步，新的技术（电脑）的出现，弥补了以前的一些缺陷，推动了新的建筑形态的形成，为未来的建筑提供了更多的可能，如今，设计师们已经可以借助电脑的帮助，开发出一系列全新的图形，例如，UN Studio可以创建出一系列新的图形，包括莫比乌斯环、克林瓶等，它们可以被电脑绘制出来，从而形成一个新的图形。莫比乌斯住宅就是一个很好的范例，荷兰的诺克斯公司首先建立了一个模型，然后通过电脑对模型进行完善深化，并且建筑使用的大多数材料都使用环保友好型材料。

图1 莫比乌斯住宅

3.2形体表现非线性

在二十世纪，非线性几何学与分形几何、拓扑几何等被提出，它们的存在给人类带来了更多的想象力，也让人类对自然界中的各种复杂形状有了更多的了解。众所周知，复杂的东西都是由简单的东西组成的，总体和部分都有相似性，所以建筑造型的表达方式也不例外，通过“复杂性”这一概念，可以将单纯的造型融合为一种新的形态。这种形式具有某种逻辑和目标，利用软件对形式进行动态构建，使形式具有新的形式，这种形式就是“复杂性”的设计思想在形式上的体现[5]。

20世纪以来，分形几何和拓扑几何等非线性几何的出现，为人类理解自然界中的复杂形状，提出了一种解释，那就是大部分复杂形状都是由一些简单的生成元经过多次迭代而产生的，且它们的全局和局部都具有自相似性。这种方式确实以合理的分析为依据，也就是在大部分天然的、粗糙的事物后面有一定的规律。又是一种情感化。让我们摒弃了前现代的简单与后现代的矛盾，将笛卡尔的抽象几何学简化为一种复杂的简化。“还原的目的或是地形的，或是仿生的，或是结构的，也可能是为了表现人性的复杂。总而言之，在这个让人迷惑的外星人界面之下，透露出了目的性和逻辑性很高的“复杂性”的设计思想。而从形式上来看：首先，非线性往往是一个统一的整体，具有动态的有机的，仿生的特性”；其次，“非线性的整体与局部的关系经常是同构关系，具有自相似性”。在这里，“传统的主与次的抽象几何组合手法”，由于一个非线性系统无法或者很难将其拆分为多个单独的部件，也就无所谓“主”，无所谓“次”，更谈不上什么结合了，传统形式秩序法则也随之被解构了。

图2采用形体表现非线性的FOA横滨国际码头

3.3形体实现折叠化

德勒兹的褶子哲学：物体是在自身本质的基础上，从内向外和  从外向内的折叠中形成的，也没有内外之分，那么时间和空间就在 内外折叠中产生，因此物体的外表就是其自身的本体组织 。所以事物的外观就是它自己的主体结构，因此在有了结构与材料之后，曲面就可以取代空间结构成为建筑的主体。如果说没有一个能够充分实现的载体，那么褶子哲学就是给非线性形态提供了一条最简单的实现方式，让全新的表皮结构的出现变成了现实，这样就突破了传统的建筑结构设计的限制，将各种各样从未出现过的复杂形体实现了折叠，变成了现实。

3.4建筑体验交互性

在传统的建筑设计中，建筑师在对人类行为的内涵和次序进行全面地、科学地、合理地有序的同时，又对人类行为的内涵和次序造成了一定的限制，这样的建筑设计缺少了灵性和完整性。而“复杂性”的设计思想则是以“以人为中心”的总体结构为中心，将建筑视为一个非线性的、动态性的实体，将其视为一个具有自组织、开放性的空间，注重对空间的交互，即交互与沉浸感[6]。

（1）互动。“互动”指的是，在这个过程中，人不是一个观察者，也不是一个提议者，他是一个参与其中的人，他的情绪、他的思维、他的想法都会影响到建筑设计施工。当今的建筑设计师受“复杂性”思想的启发，运用先进的数字化技术，创造出人与建筑物的交互，希望能够让建筑物的用户主动地加入建筑物的设计和施工中，从而使得建筑物能够正确地响应用户的意见和行动，而这样的交互原本是无法做到的，而如今网络等有关的软件却能够很好地满足这些需求。比如，荷兰的“水中展厅”就是一种良好的交互性建筑，设计者将具有一定的空间经验，将具有一定的几何形态的建筑与具有传感功能的多媒体设备有机地融合在一起，从而真实地呈现出交互性的多媒体技术与用户的相互作用。在此基础上，通过对用户与建筑物的交互作用，达到对建筑物自身价值的最大化。

（2）沉浸。“沉浸”的另外一种诠释为“浸入”，即建筑物的使用者不仅要用眼睛、脑子去感受建筑物的空间，还要把自己的身体也融进建筑物的空间之中，这个融合就是把使用者和游客作为一个整体，把人的五感、情感、情绪等都带进了建筑物之中，并把它们全部表现出来，在这个意义上，沉浸就是融合，就是经历，就是把逻辑性和形象性相融合，就是把自己的感觉和认识都浸润在建筑物之中。声音生活房屋就是对沉浸感最直接的应用，设计师利用多媒体声音的装置，让人们可以在室内享受到全方位立体声音，还可以记录下他们在建筑空间中的每一个细节，这样的设计让用户与建筑融为一体，从而将建筑的价值发挥到极致。

4、结语

“复杂”的概念已经成为一种潮流。这是21世纪的一种新的设计思想，使我们看到了一种非线性的、系统的、动态的建筑观念。现代建筑在“复杂性”思想的指引下，借助资讯科技，运用智慧，创造出全新的建筑形态与建筑经验，开启了人类对“复杂性”的理解之门。就像人们永远不会放弃思考这个世界的本性一样，设计师们在“复杂”的设计概念上也永远不会有尽头。对设计思想的追寻也是永无止境的。随着信息化时代的来临，数码科技的进步，“复杂性”的概念在建筑领域得到了广泛应用，一系列新颖的事物正悄然地影响着建筑业。从平面绘制技术发展到现在的数字建模技术，建筑设计跨越了平面，走进了立体，形态表达也从逻辑编程发展到了信息模型，再到现在的生态优化，所有的改变都是将信息技术融入了建筑设计中，由此就写下了建筑数字化设计的新篇章。但是，在这个信息化的世界里，它的发展还远远没有达到人们想要的程度，人们还没有达到他们想要达到的高度，对于“复杂性”概念的探索和剖析也还远远没有完成，将“复杂性”概念运用到建筑设计中，这是一个必然的趋势，我们期待着在未来的房屋设计建设中“复杂性”概念能够获得更多的成就，为我们国家的建设作出贡献。

参考文献

[1] 倪频. 浅析信息时代建筑设计的"复杂性"理念及其表现[J]. 装饰装修天地,2020(4):175.

[2] 王晶，曾坚. 信息时代建筑设计的"复杂性"理念及其表现[J]. 华中建筑,2007,25(3):66-68. DOI:10.3969/j.issn.1003-739X.2007.03.023.

[3] 武东阁,谢金龙. 信息网络时代下的智能建筑设计理念[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2012(26).

[4] 陈祖展,唐飚. 信息化时代的建筑表现[J]. 南方建筑,2005(1):91-93. DOI:10.3969/j.issn.1000-0232.2005.01.032.

[5] 李焯利. 现代建筑设计理念及其应用管窥[J]. 四川水泥,2019(3):53. DOI:10.3969/j.issn.1007-6344.2019.03.049.

[6] 余华玲. 信息时代的建筑设计理念及表现[D]. 四川:西南交通大学,2001. DOI:10.7666/d.y386866.