建筑构图解析：空间形态及构成元素关系

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：空间是无形和虚空的，因此空间形态通常是指空间界面特征与构成元素关系所组织的视觉形象或视觉感受。平面构成的空间形式主要由面的组织方式决定，而曲面构成的空间形态主要由曲面的自身形式所决定。图5-85 深圳湾体育中心的建筑表皮呈现的连续拱形曲面4）体与空间形态。体本身是三维形态，体与空间形态的关系可以归为体围合的空间和体内部的空间两类。城市中的开敞空间，例如街道、广场、庭院等都是由建筑体块围合成的空间形态。

1.空间形态的构成条件

新建造技术和新材料的层出不穷逐渐打破传统六面体空间观念的束缚，也推动空间形态的灵活变化和分隔，以适应越来越多变的社会审美和建筑功能需求。

空间是无形和虚空的，因此空间形态通常是指空间界面特征与构成元素关系所组织的视觉形象或视觉感受。建筑的空间形态是指建筑元素（点、线、界面元素）限定产生的内部形状以及构成其空间的所有界面及其元素的整体特征。建筑空间分为内部空间、外部空间与过渡空间（缓冲空间）。决定建筑空间形态的属性包括方位、大小、形状、色彩、肌理、光影等。

空间形态的构成条件包括以下几个方面：

（1）构图要素（点、线、面、体）与空间形态

1）点与空间形态。无论是在平面、立面、形体上，还是在空间中点都代表一个位置。点可以在空间内或空间的界面上。两个以上的点形成线，产生方向，而三个和以上的点则对空间起限定作用。视觉上的点被默认为线段的端点，平面上的点可以构建视觉上的空间形状，通过改变平面上点的位置可以改变空间的形态（图5-78）。例如英国的巨石阵在平面上就是若干的点形成的圆形图案，围合成的圆形空间（图5-79），这种点对空间的限定是基于完形心理学的直接经验原则，人的视觉习惯性地将点进行“串联”，使之连成人们熟悉的形态。完全由点元素构成的空间通常是开敞空间。

图5-78 点元素与形态

图5-79 英国巨石阵

2）线与空间形态。点的移动形成线，点沿垂直方向平移就形成了垂直线，垂线的一侧端点在平面上，控制空间的基本形状（图5-80a），而垂线的长度则控制空间的高度，而点元素形成的空间不具有高度。建筑中最常见的垂直线元素是柱。三条垂线的平行排列形成的空间拥有体积（图5-80b），多条垂线的平行排列组合空间（图5-80c）。水平向的线同样可以创造空间（梁是建筑中典型的水平线），如图5-80d所示，垂线与水平线的组合构成限定空间（有体积的空间）。

图5-80 线对空间的限定

a）面的形成 b）线与空间 c）线的矩阵形成组合空间 d）线与空间体积

由于结构需求垂直与水平线成为建筑设计与建筑构图中最常用的空间构成线，但在实际建筑设计中任何形式和任何方向的线都能成为限定空间的工具。如图5-81所示是由意大利建筑师伦佐皮亚诺和英国建筑师理查·罗杰斯夫妇共同设计的蓬皮杜艺术中心（图5-81a），该建筑位于法国巴黎市中心的博堡大街，建成于1977年。建筑形态的独特之处就在于金属结构和管线的暴露，该建筑通透的玻璃幕墙部分从视觉上对内部空间并没有绝对的限定，即没有视觉上的界面限定，整体形象基本都由线形元素（金属结构与管线）构成。且除了直线外，很多细部的空间由曲线、直线与折线的组合关系构成（图5-81b、c）。

图5-81 蓬皮杜艺术中心

a）外观 b）室内空间 c）交通空间

3）面与空间形态。线的移动形成面（图5-80a）。由面形成的空间最直观易懂，通过面与面的连接形成空间表皮，由面形成的空间形态是由界面的形状、尺寸、肌理、数量和面与面的连接方式所决定。

构成空间的面可分为平面和曲面两类。最常见的平面组合方式是相互垂直与平行的平面组合，形成六面体、甚至立方体空间（图5-83a）。同时，平面能通过多种角度的组合形成各种折面，如图5-82所示的建筑墙面爆炸图可以看到，地面是水平面，四个方向的墙是垂直面，屋顶是水平方向由两个面组成的折面。该建筑的内部空间由六个面在垂直和水平方向共同组成。

图5-82 面组合形成的建筑空间

界面组织方式差异带来空间形态的变化是显而易见的，以顶面形式差异为例：图5-83所示为三组建筑空间中常见的界面组织形式，图a，当对向界面相互平行、邻边界面相互垂直时形成平屋顶建筑空间；图b，当顶面与侧面的形成非直角夹角时，顶面呈现一定坡度，形成单坡顶建筑空间形式；图c，当由两个顶面，且顶面呈顶角状布置时，形成双坡顶建筑空间形式。

图5-83 界面形式与空间

a）平顶空间 b）单坡顶空间 c）双坡顶空间

立面的组织方式同样影响建筑内部空间形态。如图5-84所示为福建番仔洋楼外廊三种基本形式，其立面层次的变化由构面数量即组织形式决定，由此产生的立面层次关系使内部空间也产生层次关系。

图5-84 形体立面划分与空间形式的关系：福建番仔洋楼外廊三种基本类型

根据上述例子可以看出，立面、平面、形体与空间之间存在必然的因果关系。建筑空间界面的组织形式就是立面与顶面的组织形式，不同的界面组织方式产生不同的平面布局与空间形式。

平面构成的空间形式主要由面的组织方式决定，而曲面构成的空间形态主要由曲面的自身形式所决定。建筑中最常见的曲面形式有球面、拱形屋面、单页双曲面，例如国家大剧院的球体空间，和图5-85所示的深圳湾体育中心的建筑表皮由一个连续拱形曲面构成，形成圆润的内部空间。曲线带给建筑自然的流动之美，而由曲线形成的曲面（曲面可看作由曲线平移、放样或拉伸而形成）具有同样的视觉感觉。

图5-85 深圳湾体育中心的建筑表皮呈现的连续拱形曲面

4）体与空间形态。体本身是三维形态，体与空间形态的关系可以归为体围合的空间和体内部的空间两类。

体围合的空间：体块与体块之间的间距就形成空间，此时体元素与点元素的作用相似。城市中的开敞空间，例如街道、广场、庭院等都是由建筑体块围合成的空间形态。如图5-86所示是美洲某镇住宅街区顶视图，图中阴影部分显示的区域是由建筑围合而成的休闲广场，该区域就是由建筑体块围合而成的开敞空间。

图5-86 体围合出的空间

体内部的空间：体可以看作是面的平移形成的实体，也可以看作是由面围合而成的拥有内部容量的体，这样的体的内部容积就是体内部的空间，空间的形态是由体本身的形态和形成体的各界面的形态决定的。

（2）空间形态与体积（体量）仅有限空间具有体积（体量），空间体积由空间的形状、平面尺寸和空间高度决定。体量的变化包括整体变化与局部变化，整体变化是指空间的深度、宽度和高度同时发生增大或者缩小，此时空间各尺寸变化，但形状与比例关系不变。

体量的局部变化是指决定体积的三要素长、宽、高中的其中一个或者两个的尺寸变化，在此情况下空间形状、尺寸和比例均发生变化，具体情况如下：

1）高度不变，宽度、深度发生改变（图5-87）。高度一定的情况下，宽度、深度发生变化时，空间的平面形状随之发生改变，空间形状随之变化。空间平面的比例关系决定其空间特点，通常由空间功能所决定，如图5-87a所示空间长、宽比例差别大，且开放界面位于长边时，该空间内外视线交互情况最佳，适宜用于对视线要求高的空间，例如运动场看台空间等；如图5-87b所示空间长、宽相似，形状趋向于正方形的空间更加适合家具摆放及室内流线组织，因此适合作为主要的功能使用空间，例如办公室、教室、卧室、客厅、餐厅；如图5-87c、d所示空间长、宽比例差别大，且开放界面位于短边时，该空间内外视线交互情况差，但对人流和视线有良好的引导性，适合用作走廊等对人流引导要求高的空间。

图5-87 宽度、深度比例与空间形态关系

2）宽度和深度不变，高度发生改变（图5-88）。空间平面尺寸和比例保持恒定，空间高度进行增减。运用在建筑设计中的典型理论是“大教堂效应”，该研究是由Joan Meyers-levy和Rui（Juliet）Zhou于2007年在《Journal of Consumer Research》杂志中发表的文章上提出其研究结论：通过实际生活中的测试表明，较高的空间会使人感觉“自由”，处于低矮的空间内使人感觉“压抑”，所处空间的高度甚至会影响空间内人的思维方式，高空间有助于抽象思维和创新思维的培养，低空间则有助于具体思维和逻辑思维的培养。这项研究也表明了空间形态与人类思维之间的微妙联系。空间高度同样与功能和结构密不可分，人流密集的空间需要较高的空间高度保证气流的通畅，例如车站、机场等候大厅等。

图5-88 高度与空间比例

（3）使用者行为与空间形态使用者行为同样影响空间形态。Elizabeth Barlow Rogers在1987年发表了《Rebuilding Centeral Park：A Managementand Restoration plan》记录了纽约中央公园景观改造中应用偏好路径的实例，该实例也是开敞空间设计应用人类行为学的最佳范例：纽约中央公园的道路重建，就是根据多年来由公园访问者所创造的偏好路径铺面，从而达到更加符合人们行为习惯的空间流线。不仅是空间改造，在空间的初期设计中就应首先考虑使用者的习惯、需求和行为方式，空间的形体也应随着人的活动路径而生成。如图5-89a、b所示为单一流线需求下的空间形态，而图5-89c所示是复合流线需求下的空间形态。

图5-89 行为流线与空间形式

2.视觉与空间形态

对立面和形体的观察是以外部视角进行的，对空间形态的观察视角通常在空间内，因此更增加体验感。空间是由界面、空间元素组成，因此空间的视觉感觉由界面、元素和视点位置所决定。

（1）界面的平面布局与空间除界面形式外，界面的平面布局形式同样影响空间形态，如图5-90所示属性相同的垂直界面在平面内的布局有两种关系：平行与相交。空间中视线的透视使不同的平面布局给人不同的视觉感受。对比图5-90b、c两种界面布局形式可以发现两个相同尺寸的空间在不同视角下呈现不同的视觉感觉，内收的空间显得狭长，而开敞的空间显得开阔。

图5-90 界面关系与空间形态

（2）元素位置与空间形态空间由界面及其中的各种元素共同构成，比如房子除了拥有墙和屋顶外，还有门、窗、家具、电器等共同构成房子的内部空间。空间界面恒定不变，视点固定的条件下构成元素所处的位置决定空间的视觉感觉。如图5-91所示，相同界面和平面布局的三个空间内，当相同元素处在远离视点位置、接近视点位置和紧挨视点位置时，由于视觉上的近大远小和元素对视线的遮挡产生空间视觉感觉发生变化。

图5-91 元素位置与空间

（3）视点位置与空间形态视点在空间中的移动影响对空间形态的判断。视点在空间中的移动轨迹可以分为垂直向和水平向。

如图5-92所示，由于透视关系的存在，视点沿垂直向移动时空间界面发生形变；视点沿水平向的移动同样会产生空间界面的视觉形变，空间形态随界面的形变而变化。

图5-92 视点位置与空间形态

建筑构图解析：空间形态及构成元素关系

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