01 分形几何理论

最早提出分形观点的是美籍数学家曼德布罗特(B . B.Mandelbort)。
1967年,他在《科学》杂志上揭橥了题为《英国的海岸线有多长?》的论文,论证海岸线是一个不愿定的量,由于不同的丈量维度将得到不同的结果。
他指出海岸线是一种极不规则、极不只滑的繁芜曲线, 所有的海岸线都存在着这样的不规则性和繁芜性, 并且大尺度的海岸线与小尺度的海岸线看上去会十分相似,他称这种相似为“自相似”;他还创造,除海岸线之外,自然中普遍存在着这样的自相似构造,如植物、山川、云水等。
曼德布罗特把这些整体与局部以某种办法相似的形体称为“分形”(fractal )。
分形一词源于拉丁文,意为“碎片”、“部分”、“不规则”。
1975年曼德布罗特出版了《分形: 形状、机遇和维数》一书,创立了分形几何学(fractalgeometry); 1980年, 他用打算机绘制出“自相似集”空间模型,并命名为“曼德布罗特集”(Mandelbort), 同时流传宣传:全体宇宙以这种自相似构造组成。
分形理论涌现后迅速被众人关注,并广泛地被运用于数学、哲学、经济学、打算机科学、工程技能学以及艺术设计等浩瀚的领域。

分形几何与建筑设计 工艺流程

02 设计运用

最早将分形几何理论利用到建筑的是美国德州工农大学的Daniel Koehler,利用单体迭代以及生成规则的制订与复查设计出了一个相对繁芜的建筑。

MIT学生宿舍也同样结合布尔利用了分形几何理论的观点进行设计。

悉尼歌剧院的 “加法建筑学”(additivearchitecture) 理论也仍旧着重于自然韵律感和数学美感的完美结合。
其多片壳体是从一个完环球面等分割出来的,建筑总体从整体造型,空间布局,到细部布局,表面机理等等的构思来源都得益于球面分割和弧线自我相似形所带来的整体感,创造了分形几何在当代建筑中成功利用的一个完美典范。

“水立方”的建筑表面也是一个范例的分形构造。
其设计创意来源于大自然中的水泡和蜂巢,是由不同的六边形构造组成的分形系统,具有强烈的自相似性。
但是每一个蜂巢或水泡除了相似性之外,还存在着丰富的非相似性。

湖南长沙松雅湖“伞之丘”同样基于分形几何理论,设想了一种新的建筑原型——以建造过程中的最小构造单元作为基本的空间单元,这些具备某种“自相似性”的基本单元在园地、功能和流线的干预下,不断地成长和集聚,从而构建天生建筑形体——这种建筑从单元蜕变为整体的过程,就犹如生物在自然规律的浸染下自然成长一样平常。

可以说,分形几何理论是一种回物化然、拥抱自然,与自然真正同构的一种设计方法。

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