建筑学博士带你用分形学做一套独一无二的设计

关键词：fractal geometry, mereos, part and whole, typology, procedure design.

自古以来，重要城市的建设规划多是以统治者阶级的意志为原则进行设计的。然而在许多统治权力所不及的地方，存在着很多以使用者为主导自发形成的城市空间形式，其中民居聚落就是“自然生长”的典型。在新的民主时代，如何突破上层管理者的意志，从城市使用者的角度自下而上进行设计？哲学中的分体理论为此带来了新的思考。

基于分体理论的设计作品, Hyper Nollie, Daniel Koehler, 2019

▲课程介绍视频

设计课导师

讲师：W建筑学博士，UA留学讲师，

多年留学作品集辅导经验，专注欧美名校申请。

1课程背景 

分形一词较早来源于数学领域。数学家本华曼德尔(Benoit B. Mandelbrot)在研究英国海岸线的长度时提出过无限迭代的概念。在这两个自然限度之间，存在着可以变化许多个数量级的“无标度”区，长度不是海岸线的定量特征，就要用分维。为了解决高维度带来的复杂运算，计算机图形显示协助了人们推开分形几何的大门。在城市和建筑领域，这一概念被广泛运用到研究建筑造型逻辑，城市形态预测，城市用地发展趋势等。城市作为一个巨型建筑包含了无穷层次结构，每一个角落里都存在无限嵌套的迷宫和回廊，促使建筑师和城市规划师深入研究。不论是在中国传统的建筑，园林，城市还是西方现代化大都市中都能找到分形结构特征。

分形几何图形案例：Koch snowflake curve and Sierpinski triangle, Mughul gardens

分形城市计划，Proposal of a fractal city，Chris Bence.

中国古典园林中存在着分形的规则，Hidden orders in Chinese Gardens, Shaoming Lu, 2010

然而，由于城市本身是多因素复杂作用的产物，其产生逻辑远超图形学范畴。加州伯克利大学的亚力克斯山大 克里斯托弗(Alexandre Christopher)通过对城市和建筑设计中的数学思维逻辑研究提出了模式语言(pattern language)的方法概念用于设计。美国德州工农大学的丹尼尔库勒教授(Daniel Koehler)利用其中的结构层级概念重新分析了路德维希希尔勃赛玛(Ludwig Hilberseimer)基于勒柯布西耶(Le Corbusier)的光辉城市(Ville Radieuse)构想所提出的带状工业城市，并提出了一套自下而上，以不同层级的建筑构件作为基本元素，探讨不同对象在不同层级的构成关系为核心的的分体（mereology）设计方法。

带状城市Schema of the Vertical City, Ludwig Hilberseimer

带状城市：单个街区建筑形态和六种公寓单元类型，Schema of the Vertical City: architectural representation of one city-block with loggias and six exemplary apartment units, Ludwig Hilberseimer.

    丹尼尔库勒的设计方法大致框架包含以下步骤：

• 从类型学角度提取城市/建筑空间中的基本形态，基于此形态在二/三维空间中探讨产生新变体（variations）的可能性
• 为新变体设置组构方式，将其作为离散形构件进行单一类型/多类型组合方式的集合装配（assemble）研究，并基于离散程度对空间的影响
• 基于优化集合方式和设计目标，确定不同层级的生成规则（交通，功能，尺寸，朝向等），设置自由迭代程序（procedure）
• 设置评价指标对迭代结果进行评价以进一步优化，常用评价包含日照，可达性，视线等。

基于建立的标准对分体构件构成关系评估实验，Mereological Compositions of objects according to set evaluative criteria, Daniel Koehler, 2015.

2课程内容 

本课程改编自2016-2019 ucl bartlett B-Pro项目的设计课程，课程目的是将设计研究中的运算性思维运用到实际作品中，以分体重构为方法框架，引导学生从类型学角度研究和设计空间形式作为基本单元发展出集合构件式的建筑设计作品。此次设计课程重点从建筑体量的平、竖剖操作作为切入点，引导学生分解和重组空间结构关系及其对应形式的研究，并结合程序性运算思维考虑单体形式的迭代。

课程一共分为四个部分：

知识讲授，设计推导，建立评价，图纸表达。

  PART1 知识讲授  

The City and Its Architecure

“Rather than the analogy between architecture and other issues, architecture is the rchitecture itself. Rules of a building is created and developed by the building itself. “

重点讲述本课题的整体框架，为学生补充设计需要的基本背景知识和研究方法，搭建思路框架。

第一讲：题目综述-分形理论

分形几何的基本理论：分形几何的迭代逻辑，分形几何在设计领域的应用案例，介绍相关的建筑理论和操作手法。

第二讲：建筑类型学，形态与类型的关系，类型学思维在设计中的运用，形状文法中的细分递归案列

从平立剖切角度分析对象的构成手法，从运用程序运算思维探索同一类型的变体，给出相关解构作品的案例。

第三讲：整体与部分的关系，语义学中的数学逻辑，模式组构设计方法案例

学习语义学中的逻辑在建筑学中的意义，介绍相关研究案例的操作手法。

第四讲：空间组构关系，空间句法，用于评价空间的数学模型

讲授空间组构的数学逻辑，用句法理论分析空间视线，可达性等指标

基于分形几何的立面设计Simmons Hall at MIT, Steven Holl

基于类型思维的建筑设计作品，21金泽美术馆，Sanaa.

空间组构（拓扑）图，spatial configuration (topology), Bill Hiller

  PART2 设计推导  

The Resonance of Parts

“Both forms, digital logistics, and structuralism have in common that they design with the dependencies of group relationships. The one internally, the other externally. Both open the possibility to design with the access to parts, their comprehension, their incompleteness, in short: the resonance of parts.”

按照思路框架进行对象研究和建筑生成，以构建基本空间范式为目标。

第五讲：选取研究对象，介绍设计任务，概念推导任务背景。

介绍设计任务，场地选择，项目类型确定。

第六-七讲：单体构件推敲，形体生成。

分析对象相关信息，提出设计介入角度，从类型学角度解构空间重建基本单体

第八-九讲：构件组合方式，离散程度研究

确定构件组合接口，探讨单对单，单对多，多对多构件组合方式研究

基于离散程度推敲生成空间的属性

运用案例分析中获取到的知识，结合设计介入角度，学生从选定一部分固定视角进行体量构成，视角需包含平面，剖面，轴测和透视。体量构成的深化需要考虑建筑的材料纹理色彩，行为空间，环境关系等方面因素的联系。

通过对不同单体构件的推敲研究聚合形成的空间与流线关系. Study of components reveals the circulation of the aggregated building.

设置连接规则后形成复杂空间的聚合状态. Rule-based connections results in complex aggregated space.

单对单构件单元复制组装与迭代聚合形成空间, Accumulations of similar parts to form space.

  PART3 建立评价  

Mereological Parthoods

“A digital part offers access to its internal composition. A digital whole is disclosed from any access to internal modes of compositions. However, since each sample is also a part of an arrangement, a whole strictly seen cannot exist. Therefore, a classification of a whole refers practically to a certain threshold of wholeness”.

第十-十一讲：建立重构规则

基于设计背景现实问题和场地环境，以解决实际任务为目标，以编码的方式构建建筑生成逻辑，并在拟定场地上进行形态实验。

第十二-十三讲：建立评价指标，测算生成结果，优化生成规则

以场地分析为背景，根据实际项目中要重点解决的问题建立评价指标，可以包含可达性(accessibility)，空间深度(depth), 视线深度(visual depth)，围合度(enclosure)，凹凸度(convex)，组合度(clustering)。

基于编码对六种公寓单元进行标准评价, Schema of the Vertical City, axonometric of one city element, colour coding of the six exemplary units. Ludwig Hilberseimer,

基于离散程度对带状城市变体的空间性质进行评价，Variations on Ludwig Hilberseimer’s Vertical City, Daniel Koehler,2014

分析空间流线和热环境，利用各类进化算法优化聚合结果， use evolutionary algorithm to optimize aggregated results based on analysis of circulation and physical properties

进化算法分析动画演示

基于空间句法对聚合空间进行分析，第一期学员成果

  PRAT4 图面表达  

第十四讲 完成相应的设计推导和设计成果图纸和一个漫游动画，包含构思图面表达，梳理设计逻辑，安排图纸内容和风格。

预期成果示意

程序生成分体状态：以不同得走廊作为构件, Mereological parthood condition: Corridors as parts.

一期部分学员成果

推荐阅读：

Diagram Diaries – Peter Eisenman

The Formal Basis of Modern Architecture – Peter Eisenman

The Possibility of an Absolute Architecture – Pier V. Aureli

Architectural Morphology – Philip Steadman

The Mereological City- Daniel Koehler

A Pattern Language- Alexandrew Christopher

Fractal Cities- Micheal Batty

The Logic of Architecture: Design, Computation, and Cognition- Mitchell, William J

Building Types and Built Forms- Philip Steadman

Architecture and Structuralism- Herman Hertzberger

Drawing Architecture and the Urban- Sam Jacoby

3

课程收获 

Rhino / GH 软件全面提升

一份专属的留学申请规划

留学作品集能力全面提升

一套基于分形研究的课题作品

4

授课方式

线上直播+答疑授课

每个节点汇报成果

课后录频复习

 （附赠一套Rhino+GH的软件

提升课程）

开课时间9月13日

共8周16次课，每周三五晚上7:00授课。

5课程费用

课程原价¥6800

前3位报名学员优惠至¥6000

4-8位报名学员优惠至¥6400

之后恢复课程原价

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