低多邊形空間的擬物化建構(gòu)策略探究

摘 要：低多邊形已經(jīng)成為了數(shù)字時(shí)代一種極具代表性的設(shè)計(jì)語言，它與空間設(shè)計(jì)的碰撞并不僅僅是一種風(fēng)格，其所蘊(yùn)藏的空間表現(xiàn)力和數(shù)字時(shí)代基因不斷拓展了當(dāng)代建筑空間建構(gòu)的外延，其中低多邊形空間的擬物化建構(gòu)就是一個(gè)值得探究的方向。擬物化作為一種靈活多變、取材豐富的建構(gòu)策略，通過與其他各種建筑處理手法大膽的創(chuàng)新性結(jié)合，能更好地實(shí)現(xiàn)建筑在當(dāng)今社會(huì)的適應(yīng)性發(fā)展，對(duì)建筑的前景有著不可忽視的影響。文章從場所營造、拓?fù)渖?、空間寄生、生態(tài)引導(dǎo)四個(gè)角度出發(fā)，將抽象理論與具體案例相結(jié)合，探討了低多邊形空間的擬物化建構(gòu)策略。

關(guān)鍵詞：低多邊形空間;擬物化;建構(gòu)策略;數(shù)字建造;非線性思維

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省研究生科研與實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（SJCX20_0696）研究成果。

低多邊形（Low Poly）一詞最早產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)游戲模型的三維實(shí)時(shí)渲染，由于當(dāng)時(shí)游戲硬件處理能力較差，為了保證游戲流暢度，不得不降低三維模型的精度，使模型變成具有相對(duì)較少多邊形面的多面體，即低多邊形。低多邊形空間是低多邊形與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合的產(chǎn)物，本研究中的低多邊形空間是指建筑主體的外部形體和內(nèi)部空間造型兩個(gè)方面都是具有低多邊形形態(tài)的、延續(xù)統(tǒng)一的建筑空間，兩者必須保持低多邊形建構(gòu)手法的相似性、統(tǒng)一性;若僅以低多邊形作為建筑外部形體的表皮裝飾，或局部為低多邊形形態(tài)的建筑空間，則非低多邊形空間。

低多邊形是在過多具體細(xì)節(jié)導(dǎo)致的視覺干擾和過度抽象幾何導(dǎo)致的信息抹除之間找到的一種平衡，其最初在數(shù)字游戲設(shè)計(jì)中被用于模擬生物、道具以及場景，是對(duì)真實(shí)世界的模擬，具有擬物化的特點(diǎn)。低多邊形擬物化的本質(zhì)為抽象和極簡，特點(diǎn)是多面、低細(xì)節(jié)、低精度。因而，低多邊形空間也具有這種擬物化的特點(diǎn)，其棱角分明、結(jié)構(gòu)激進(jìn)的抽象形態(tài)能產(chǎn)生強(qiáng)大的視覺沖擊力，沒有太復(fù)雜的細(xì)節(jié)，卻又能表達(dá)物體最重要的特征及其蘊(yùn)含的精神，可以為人們帶來更為開闊的審美空間[1]?！敖?gòu)”是實(shí)現(xiàn)建筑的基本物質(zhì)手段，在各種客觀條件的限制下，解決材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、重力、地理環(huán)境以及氣候、文化和經(jīng)濟(jì)等各種實(shí)際問題間的矛盾。低多邊形空間的擬物化建構(gòu)策略探究是對(duì)當(dāng)代非線性建構(gòu)策略的一種補(bǔ)充與完善，具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)意義和實(shí)踐價(jià)值。

一、場所營造——文脈的呼應(yīng)

場所是主體與環(huán)境的精神特質(zhì)共同形成的有意義的整體，通過場所精神性的營造以及主體與外界的聯(lián)系尋找歸屬感?？死锼沟侔病ぶZ伯格-舒爾茨認(rèn)為場所是由環(huán)境中具體事物形成的，是具有獨(dú)特性的整體，而不是抽象的地點(diǎn);建筑存在的目的是使得“場地”（site）成為“場所”（place），即從特定的環(huán)境中揭示出潛在的意義，場地與建筑的詩性結(jié)合構(gòu)成場所。馬丁·海德格爾也認(rèn)為場所營造在于建筑與場地詩性的結(jié)合，場所的力量來自于兩者之間整體性的銜接，終極目標(biāo)使人詩意地棲居在大地上?？駸岬默F(xiàn)代主義者將一座座機(jī)械的盒子安插在世界的每一個(gè)角落，而無視地域性環(huán)境與文化，無視人類生活的多樣性行為，使人類原真的生活價(jià)值被淹沒。遠(yuǎn)離機(jī)械時(shí)代而處于生命時(shí)代的今天，我們以非線性科學(xué)、現(xiàn)象學(xué)研究為依托，深刻反思了建筑歷史中的現(xiàn)象，回顧場所精神和地域性研究，重新召回曾經(jīng)屬于人類的場所精神[2]。低多邊形空間的“擬物化”建構(gòu)是在生命時(shí)代對(duì)場所精神的一種回應(yīng)。

“擬物化”是基于人們潛在的記憶和情感的一種設(shè)計(jì)手法和風(fēng)格，可以讓人們更容易理解和接受目標(biāo)新事物。在諸多探索中，建筑的“擬物化”設(shè)計(jì)主要取材于自然和生活中人們熟悉的具象事物，與地域文脈、自然環(huán)境、社會(huì)生活相適應(yīng)，能真正意義上增強(qiáng)建筑的豐富性和地域性，對(duì)于城市空間的發(fā)展具有積極的作用。因此，場所營造是低多邊形空間擬物化建構(gòu)的一種重要策略，主要從場地的自然屬性和所屬地域的人文屬性兩方面入手。在自然屬性方面，從地形、地貌、氣候特征，到場地的地能、風(fēng)能與太陽能對(duì)場所的影響等為切入點(diǎn)展開擬物化建構(gòu)，如隈研吾2009年設(shè)計(jì)的下關(guān)市川棚溫泉交流中心，以低多邊形模擬場所周邊的丘陵，有機(jī)地融入小鎮(zhèn)所處的丘陵地貌，使建筑與周邊環(huán)境成為了一個(gè)有機(jī)整體，成為了當(dāng)?shù)厝藗儫釔鄣幕顒?dòng)場所（圖1 a）。

在人文屬性方面，在場地所屬的地域中充分考慮人文傳承與歷史記憶，從而延續(xù)族群與所屬文化的合理內(nèi)涵，從精神需求、生理需求、視覺、觸覺以及一系列情感需求的氛圍營造場所亦是必不可少的。因此繼承地域文化、人類精神與情感需求是場所營造的兩個(gè)重要方向，低多邊形空間從這兩個(gè)角度進(jìn)行擬物化建構(gòu)。如2016年建成的通化市科技文化中心，其建筑形體模擬了周邊山體，使建筑和自然環(huán)境和諧共處，建筑的金屬表皮上鏤刻了當(dāng)?shù)貪M族傳統(tǒng)剪紙圖案，在燈光的照射下形成了一種震撼的文化感染力，實(shí)現(xiàn)了“人與空間”的互動(dòng)（圖1 b）?？梢?，場所營造是一種通過場所精神和人文情懷，實(shí)現(xiàn)低多邊形空間擬物化建構(gòu)的重要策略。

二、拓?fù)渖巍问降慕y(tǒng)一

“拓?fù)渖巍弊鳛橐环N設(shè)計(jì)生形策略，在復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)中逐漸被廣泛使用，其在建筑空間的物理表現(xiàn)主要是打破了建筑構(gòu)件各自為政的現(xiàn)象，使墻體、地面、天花等重要建筑構(gòu)件成為了連續(xù)的整體。從20世紀(jì)90年代至今，數(shù)字化建筑經(jīng)歷了30年左右的發(fā)展，其間諸多建筑作品體現(xiàn)了一種極端的形式主義，對(duì)形式的迷戀與日俱增，導(dǎo)致了如弗蘭克·蓋里的建筑中形式與結(jié)構(gòu)完全分離等的諸多形式主義問題，使數(shù)字化建筑背負(fù)了某種罪名[3]?？夏崴埂じヌm姆普敦曾在《建構(gòu)文化研究》中對(duì)這種現(xiàn)象表達(dá)了憂慮，他所提出的“建構(gòu)的誠實(shí)性”觀點(diǎn)反對(duì)建筑形式與結(jié)構(gòu)脫離，建筑的構(gòu)件應(yīng)該具有其存在的必要性，而不是脫離結(jié)構(gòu)，隨意地拼貼與堆砌。從這個(gè)角度出發(fā)，可以認(rèn)為德勒茲哲學(xué)是對(duì)德里達(dá)解構(gòu)主義思想的一種完善與修正，前者使建筑趨于“平滑”與“連續(xù)”，后者使建筑充滿“斷裂”“碰撞”的視覺狂歡，這也是建筑空間拓?fù)渖蔚膬煞N不同表現(xiàn)。低多邊形空間棱角分明，結(jié)構(gòu)激進(jìn)，外觀上充滿一道道折疊的痕跡，頗具解構(gòu)主義建筑的既視感，但其空間形式與結(jié)構(gòu)卻傾向于德勒茲所說的平滑與連續(xù)。在其擬物化的建構(gòu)上強(qiáng)調(diào)建筑的物質(zhì)屬性，不僅要注重材料的特性，更要強(qiáng)調(diào)自內(nèi)而外的邏輯性，像有機(jī)生命體一樣，使外在形式忠實(shí)地反映內(nèi)在結(jié)構(gòu)。

拓?fù)渖问菍?shí)現(xiàn)低多邊形空間在擬物化建構(gòu)中實(shí)現(xiàn)形式與結(jié)構(gòu)相融合的一種重要生形策略。拓?fù)渖卧诩夹g(shù)手段上分別借助MAYA、T-Splines、Rhino7-SubD、3D MAX等建模軟件手工建模進(jìn)行設(shè)計(jì)生形，利用算法腳本構(gòu)建參數(shù)關(guān)系進(jìn)行算法生形。在拓?fù)渖蔚穆窂缴?，可以分為正向建?gòu)和逆向建構(gòu)。在拓?fù)渖蔚恼蚪?gòu)中，一般先從空間功能、場所地形、地域文化、生活方式、氣候條件、自然生態(tài)、比例尺度、材料結(jié)構(gòu)等重要因素進(jìn)行綜合分析與推導(dǎo)，利用建模技術(shù)自內(nèi)而外拓?fù)渖山ㄖ误w，如2018年建成的浙江溫嶺博物館，在綜合分析諸多設(shè)計(jì)要素之后，模擬了“頑石”的非線性形態(tài)，對(duì)溫嶺當(dāng)?shù)氐氖幕M(jìn)行了呼應(yīng)（圖1 c），其低多邊形的造型先通過Rhino平臺(tái)進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，后利用Rhino插件Grasshopper對(duì)每個(gè)折面進(jìn)行優(yōu)化，有利于后期鋁板進(jìn)行模數(shù)劃分，再經(jīng)工廠加工、現(xiàn)場組裝、合理的拼接等建造方式，使最終建成的建筑整體性更強(qiáng)，同時(shí)使建筑的外在形式與內(nèi)在結(jié)構(gòu)保持了統(tǒng)一性。

在拓?fù)渖蔚哪嫦蚪?gòu)過程，往往是先確定模擬對(duì)象的基礎(chǔ)形體，利用建模技術(shù)中的網(wǎng)格面擬合模擬對(duì)象，然后對(duì)大量高階的網(wǎng)格模型進(jìn)行減面操作，從而實(shí)現(xiàn)逆向的低多邊形建模，由外而內(nèi)地在生成的形體中，結(jié)合多種空間要素進(jìn)行推導(dǎo)與深化，完成低多邊形空間的擬物化建構(gòu)。如2012年Sn■hetta建筑事務(wù)所在挪威奧斯陸設(shè)計(jì)的“死亡之屋”，是在模擬挪威藝術(shù)家巴加尼·梅爾高的立體主義動(dòng)物藝術(shù)形體基礎(chǔ)上，逆向拓?fù)渖傻牡投噙呅慰臻g，它既可以作為工作室和休憩場所，也是一個(gè)雕塑藝術(shù)作品（圖1 d）。其建造的場所位于畫家愛德華·蒙克的工作室附近，在一定程度上體現(xiàn)了對(duì)場所的紀(jì)念性敘事，也實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外形式的統(tǒng)一，但相對(duì)而言容易忽視更多設(shè)計(jì)要素而顯得過于藝術(shù)化，在當(dāng)時(shí)引起了巨大的爭議。由此可見，能否很好地實(shí)現(xiàn)低多邊形空間的擬物化形體的建構(gòu)，拓?fù)渖问呛荜P(guān)鍵的一步。

三、空間寄生——功能的拓展

“寄生”原本是生物學(xué)中的一種常見的現(xiàn)象，指一種生物寄生在另一種生物上，其結(jié)果是一方受害、另一方受益，或兩者各取所需、互利共生。后來這一概念被引入建筑學(xué)界，在建筑的寄生模式中，“寄生建筑”通常指在現(xiàn)有的較大寄主建筑物上額外增加的一個(gè)風(fēng)格完全不同或差異較大的小型建筑，被寄生建筑依附的建筑為寄主建筑。寄生模式中追求的“寄生方式”是一對(duì)異質(zhì)要素通過依附與被依附的關(guān)系，從而達(dá)到“共生”的狀態(tài)。這種共生的狀態(tài)涵蓋了寄生建筑與寄主環(huán)境功能之間多義轉(zhuǎn)換、關(guān)系的重建、有機(jī)結(jié)合等狀態(tài)[4]。因而，寄生建筑與寄主建筑兩者具有不同的互補(bǔ)功能屬性，是形成寄生模式的必備因素，使兩者相互影響和關(guān)聯(lián)。低多邊形空間具有棱角分明、結(jié)構(gòu)激進(jìn)、光影對(duì)比強(qiáng)烈的視覺特征，經(jīng)常被用于寄生建筑的設(shè)計(jì)與建造中，常見的兩種低多邊形寄生空間為水平式寄生空間和垂直式寄生空間。出于不同的設(shè)計(jì)目的和對(duì)異質(zhì)性的追求，不少低多邊形寄生建筑表現(xiàn)出了擬物化的特點(diǎn)。因此，低多邊形寄生建筑也是擬物化建構(gòu)的一個(gè)重要方向。

在垂直式低多邊形寄生空間中，寄生建筑以懸空的形式攀附在寄主建筑上，在利用閑置空間資源的同時(shí)，不占用地面面積，最大程度減少了對(duì)環(huán)境的破壞，將那些“夾縫中的空間”利用了起來。如2011年由Za Bor建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)并建成于俄羅斯莫斯科的寄生辦公室，利用低多邊形模擬了一個(gè)獨(dú)立細(xì)胞體，這個(gè)三層辦公空間坐落在大街的兩座房子之間，由輕質(zhì)耐久的蜂窩聚碳酸酯材料組成，不規(guī)則的窗戶造型不僅凸顯了整個(gè)建筑的現(xiàn)代氣息，更給員工提供了開闊的視野，同時(shí)打破了莫斯科街區(qū)固有的沉悶感，拓展了街區(qū)空間的功能（圖1 e）。

在水平式低多邊形寄生空間中，寄生建筑在寄主環(huán)境的水平地面上獨(dú)立占據(jù)一定的面積，但其建筑形體依然依附在寄主建筑之上，這類寄生建筑往往以全新的風(fēng)格與寄主建筑相連，但仍需對(duì)寄主的環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，尊重寄主建筑的尺度、比例和價(jià)值，與寄主建筑成為一個(gè)有機(jī)整體。例如寄主環(huán)境為具有歷史意義的老街區(qū)，那么寄生建筑應(yīng)該完善與拓展寄主建筑功能體系，對(duì)整個(gè)寄主環(huán)境的更新產(chǎn)生積極作用。新與舊、現(xiàn)代與傳統(tǒng)的鮮明對(duì)比以這樣新穎的方式進(jìn)入老城區(qū)，從而激活了這原本蕭條陳舊的城市空間。如2004年建成于西班牙畢爾巴鄂老城區(qū)街道的巴斯克衛(wèi)生署總部，這是一個(gè)在拆除老住宅樓基礎(chǔ)上重建的項(xiàng)目，利用低多邊形模擬荷蘭傳統(tǒng)谷倉結(jié)構(gòu)，使這座新生的另類建筑寄生在老住宅區(qū)中，完善了這片社區(qū)的醫(yī)療服務(wù)功能設(shè)施（圖1 f）。由此可見，空間寄生是低多邊形空間擬物化建構(gòu)的一種獨(dú)特策略。

四、生態(tài)引導(dǎo)——自然的回歸

19世紀(jì)以來，隨著西方工業(yè)革命的興起與科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步，西方國家以犧牲自然、征服自然為代價(jià)和以人類為中心的價(jià)值觀，將自然作為人類活動(dòng)的背景與征服的目標(biāo)。1967年，英國學(xué)者麥克哈格曾在《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》中，批判西方建筑以歐幾里得幾何規(guī)則代表人類的權(quán)威和力量，并將之強(qiáng)加到漠不關(guān)心的自然中去，這種由人所創(chuàng)造的順從的和有秩序的世界嚴(yán)重違背了自然規(guī)律、破壞了自然環(huán)境。雖然，20世紀(jì)后半葉西方世界的生態(tài)意識(shí)開始覺醒，但世界的發(fā)展模式依然一直沒有與自然和解，對(duì)自然的過度掠奪和破壞已經(jīng)使21世紀(jì)所面臨的環(huán)境威脅比以往任何一個(gè)世紀(jì)都更為嚴(yán)峻?？梢?，西方國家發(fā)展模式背后是線性思維在起主導(dǎo)作用。線性思維缺少整體性，將建筑視為一個(gè)幾乎獨(dú)立的存在，忽視了自然的多樣性，追求所謂的效率與效益，將人與自然二元對(duì)立。隨著非線性科學(xué)的發(fā)展，21世紀(jì)的建筑設(shè)計(jì)逐漸唱響非線性思維的主旋律，尤其是借助數(shù)字化技術(shù)，將多元的要素綜合分析，并且以參數(shù)化的形式體現(xiàn)在建筑的設(shè)計(jì)與建造過程中。低多邊形空間的擬物化建構(gòu)也是一種以生態(tài)為引導(dǎo)的空間建構(gòu)策略，尤其是模擬自然事物的形態(tài)和特性來實(shí)現(xiàn)生態(tài)化建構(gòu)，分為主動(dòng)式生態(tài)建構(gòu)和被動(dòng)式生態(tài)建構(gòu)。

被動(dòng)式生態(tài)建構(gòu)強(qiáng)調(diào)最大限度地利用如地?zé)崮?、太陽能、風(fēng)能、水能等自然的能源，將建筑空間的能耗降至最低，盡可能不消耗常規(guī)能源來提高建筑的節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。低多邊形空間的擬物化建構(gòu)不是對(duì)模擬對(duì)象形態(tài)的簡單模擬，而是深入剖析其內(nèi)在結(jié)構(gòu)邏輯和特性，將模擬對(duì)象的優(yōu)勢特點(diǎn)為己所用。低多邊形空間對(duì)自然地形的模擬，一方面在形態(tài)上與自然環(huán)境融為一體;另一方面在延續(xù)自然地形的基礎(chǔ)上，有利于對(duì)建筑形體進(jìn)行覆土，恢復(fù)地面的綠化植被，降低建筑對(duì)自然環(huán)境的影響程度，同時(shí)促進(jìn)建筑被動(dòng)式生態(tài)模式的建構(gòu)。如2015年建成的荷蘭Biesbosch博物館島，利用低多邊形模擬起伏地形，并在隔熱玻璃外表皮上覆上一層厚土并種植草皮，在保護(hù)和融入自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，將能耗降到了最低。在冬季，覆土層可以給建筑空間起到良好的保溫和隔熱效果;在夏季，河水流入土層中的管道，能夠給室內(nèi)空間降溫（圖1 g）。

主動(dòng)式生態(tài)建構(gòu)策略的本質(zhì)上是被動(dòng)式生態(tài)建筑的演變，它通過鼓勵(lì)建筑空間跟隨環(huán)境變化主動(dòng)感知、主動(dòng)調(diào)節(jié)，向零碳邁進(jìn)。被動(dòng)式建筑為了追求極致節(jié)能，開窗較少，可能會(huì)犧牲掉一些舒適性，但主動(dòng)式建筑追求舒適與節(jié)能的平衡，在建筑的設(shè)計(jì)、施工、使用的周期內(nèi)，在關(guān)注能源和保護(hù)環(huán)境的前提下，以建筑的健康性和舒適性為核心，以實(shí)現(xiàn)住戶的身心健康為目標(biāo)[5]。如2017年由扎哈·哈迪德設(shè)計(jì)并建于沙特阿拉伯的阿卜杜拉國王石油研發(fā)中心，以低多邊形模擬蜂巢結(jié)構(gòu)，把各個(gè)模塊連接在一起，為以后的擴(kuò)建和發(fā)展預(yù)留了條件（圖1 h）。這種六棱柱的蜂巢結(jié)構(gòu)最大化地節(jié)省了材料用量，充分結(jié)合了生物優(yōu)勢來應(yīng)對(duì)利雅得高原的氣候，在被動(dòng)式節(jié)能的基礎(chǔ)上，采用智能設(shè)備進(jìn)行主動(dòng)式調(diào)控，在極大地減少了能源消耗的同時(shí)，塑造了舒適的人居環(huán)境?？梢姡投噙呅慰臻g可以模擬生物結(jié)構(gòu)優(yōu)勢優(yōu)化建筑整體性能，使生態(tài)引入成為其擬物化建構(gòu)的優(yōu)勢策略。

五、結(jié)語

線性設(shè)計(jì)忽略使用者的具體行為特征與時(shí)間進(jìn)程中的不定因素，往往在設(shè)計(jì)過程自外而內(nèi)、由上而下，忽略場所營造、地域文化、自然與人的有機(jī)聯(lián)系等關(guān)鍵因素。從場所營造、拓?fù)渖?、空間寄生、生態(tài)引導(dǎo)的角度來看，低多邊形空間的擬物化建構(gòu)是數(shù)字建筑時(shí)代一種非線性的建構(gòu)策略，雖然這種建構(gòu)策略建立在數(shù)字設(shè)計(jì)和數(shù)字建造的基礎(chǔ)之上，但絕對(duì)不能將低多邊形空間的擬物化建構(gòu)簡單等同于對(duì)模擬對(duì)象復(fù)雜曲面形體的一種幾何重構(gòu)，即用幾何多邊形平面擬合復(fù)雜曲面，重構(gòu)出便于建造的近似形體，而應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這種非線性形體的建構(gòu)策略背后蘊(yùn)含的非線性思維。

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作者單位：

南京藝術(shù)學(xué)院