蒋孟

山地建筑拓扑演变下的剖面设计思维

蒋孟

山地建筑形态是建筑几何形态和整体存在形式在山地环境中的重要体现。建筑与环境之间的“图形学关系”有效地建立了几何形态及整体存在间的秩序，因此“因坡就势”、“因地制宜”等具有山坡地形特色的描述也应运而生。另外，鉴于秩序本身就富有心理学内涵，进而有了“融合、共构、对峙”等与意境相关的描述，并形成山地建筑特质的空间及场所体验。

一、拓扑演变促使内外空间协调统一

近年来，拓扑学逐渐被引入建筑领域的研究，主要用于建筑形态与空间结构等方面的研究，以抽象几何模式的组织方式来阐明建筑的体量、表皮、路径与空间的拓扑结构。对山地建筑研究而言，拓扑学的引入不仅拓展了传统研究模式、加深了研究的思维深度，还给山地建筑研究赋予了美学的创意模式，当山地建筑的形态拓扑演化处于（微分）同胚演变层次时，实际上就具有“分形”的特征和构成方法；而当建筑形态的演化处于非同胚变化层次时，除拓扑变化外，还会发生撕裂或割破、粘连等变化，继而导致建筑整体的拓扑结构遭到破坏，其形态变化属于突变，与形态变化前的原生形态联系不大。

拓扑学应用于山地建筑的研究中，不仅是一种形态及空间分析的几何方法，也是在“心理生活空间”中分析人们行为模式和行为心理的一种心理学方法。拓扑空间是均质的数学概念，它作为几何学的一个分支，是用非数量方式所表达的空间关系来研究空间的变换。拓扑心理学与格式塔心理学研究重点不同，是偏重于意志和需要的研究。拓扑学是将数学几何空间内容与心理学内容融合的综合性学科，其借助图形分析来描述“心理生活空间”，从而在任何特定的时刻都能表明个体的一切可能有的目标和达到这些目标的所有路径。结合几何学研究，拓扑心理学得以在山地建筑中表述空间定性的几何方向，并将人在山地环境的心理活动视作具有方向的选择趋向，其目标不仅仅是塑造山地建筑空间及形态本身，而是将之视为和主体行为有着联系的现象，以阐述主体的某种行为或某种状态。显然，拓扑形态美学与内在空间秩序的高度统一，才是我们应用拓扑学来研究山地建筑的全部意义。

二、山地建筑内外空间视点的动感变化

1.外部空间时空体验的意趣和谐

山地建筑与山地环境中曲折的道路网络相关联，步行、车行、船行或其他特殊交通方式都有着各自的功能特点和运行高度与速度，能够满足在多变的山地环境中道路网络需求。另外，随着山地空间与场景的变化，山地建筑的标高也会不断变换，而不同标高的建筑又感受着不同的空间界面及其层次。山地建筑与环境的景观关联，其以山水格局为参照物，是自然环境下相对恒常的整体尺度。山地建筑的环境态势和自然环境的整体尺度，又给人以不同的感受：陡坡环境中，起伏的地形和层峦的山体构成了景观的主体和背景，使山地建筑的依附感增强；中坡及缓坡环境，浅伏的山丘、变化的路网与山地建筑三者互相渗透，景观层次变化无穷；滨水环境，水体与山地建筑相依相邻，或包容或内含。

山地环境中行驶路线不同、欣赏角度不同，产生的空间感受也不相同。置身于山地环境中的人们，自身既是山地空间有机体的组成部分，又是空间中有可活动的“量度”，活动的任意性与自由性将驱使个体获得额外的外部空间体会。人们借助各种交通工具或因步行而形成的位移变化，致使个体形象、建筑群体与山地环境组合而成整体景观发生变化，这种变化形成的“人·建筑·环境”一体化空间景观具有“时空”动态结合的特性。

（1）内外空间的层次性：山地建筑外部视景与室内空间的互动关联实现了“看与被看”，运动中的人在内外空间转换的进程中参与具体功能、事件即可获得不同的空间感知。

（2）内外空间的互动性：当代建筑更为强调内外的交流与联系，建筑物之间不再是孤立的个体，彼此之间存在着一种相互联系或重新组织的隐含意义。甚至可以说在现代建筑美学中，线性建筑结构逐渐被新的空间形式所形成的“场所”所取代，建筑师努力通过各种元素的组合来研究和形成非线性的空间及其美学。

2.山地环境路径中时空体验的诱导与互动

路径体验是融合时间维度与空间维度的具象体现，是山地环境和山地建筑与城市空间布局有机联系的重要工具，能够使位于环境或建筑内的人们获得自身活动的场所感，是人们动态感知环境、建筑的直接途径。步行系统是路径体验的载体，步行系统的组织与建立融合了山地建筑自身特点与外部环境特色，不仅表现了山地建筑功能的多样性，同时体现了山地建筑场所的精神感。山地环境步行系统设计，应主要考虑人的心理承受能力及体验的获得。

三、剖面及剖面思维的空间解析

1.剖面的空间内涵

建筑空间作为一种客观存在，被水平和垂直的实体要素所围合，同时还包括色彩、光影、体积等知觉要素，无论是实体要素还是知觉要素都需要人的体验来完成建筑空间蕴含信息的传递。人们的知觉体验具有主观性，图解则能够相对客观地将个体主观感受浓缩成信息的视觉化工具。剖面作为建筑空间的图解，是图示技术对感性认知的知觉体验的抽象化，由剖断的实体界面、虚空、投影三部分组成。实体界面反映虚空部分即空间的轮廓、形状、尺度、组合等属性，投影则可以侧面地反映空间的光影意境。

从狭义上说，剖面是指建筑剖切后内部空间正交投影在一个面所形成的图解，从广义上说，剖面还包括位置或维度存在差异的普通平面和立面，在山地建筑的研究中，剖面多被界定为建筑竖向的剖切，对建筑的剖面解析则可以理解为是一种建筑设计的空间思维方式。

2.剖面思维与山地建筑设计

山地环境作为山地建筑的构造基地，同时为营建在其中的建筑提供了垂直延伸，建立在剖面图解上的剖面思维理念能够直观地反映建筑竖向空间以及建筑与环境之间关系，有助于探索山地建筑的本质特征。

四、结语

总结山地建筑建设成功的经验可以发现，山地建筑的成功离不开与地形地貌特征的高度结合，只有高度尊重地形特点、充分发挥地域特色，才有可能转变山地环境的不利因素，从而构建富有特色的山地建筑。单体或群体的建筑设计剖面结合地势，化不利为有利，形成了建筑造型与空间形式的丰富性和多样性。以剖面解析的思维进行设计，山地建筑的空间形式与场所特征能够直观地表现在各个层面上，能够在建筑形体塑造、体量组织安排、空间功能实现上发挥极大的设计优势。除满足顺应地势特点的基础要求外，还可以将建筑与场地之间的渗透过渡、从属关系、地域特色等需求进行更细致、更直观的分析与探讨。基于剖面解析的视角进行山地建筑设计，不仅能够形成富有特色的山地建筑群体，还能够以山地建筑为载体，充分反映山地环境的地域特色。

建筑现象学的研究最早始于人文地理学对环境和人地关系的研究，山地建筑设计本质也是追求人、建筑、自然三者的和谐关系。山地建筑作为特殊地域环境下的设计类型，能够满足人们对自然的向往，其发展是必然的。长期以来，我们都习惯于以平面的思维进行建筑创作。而作为营建建筑的场地，山地为建筑提供了竖向延伸，也同时带来了复杂的空间组织和界面衔接。剖面研究从竖向维度上反映建筑各构成要素，山地垂直维度上与建筑的复杂结合，通过剖面解析的手段进行设计，是十分直接而有效的。

（作者单位：武汉理工大学土木工程与建筑学院）