设计物语丨一颗蘑菇的故事--从形态出发探讨建筑设计
随着信息爆炸时代的到来，人们接收到的信息不断增加，反而在光怪陆离的社会中迷失方向。我们很少会静下心来倾听自然的声音，感受阳光给世界万物带来的温暖。然而细微小物中其实存在着生活的无穷可能。
在绝大多数建筑设计学习中，我们往往考虑诸多现实因素，遵循场地、功能历史文化等 来进行设计，而今天小编想跟大家讨论另外一种方式—从自然界出发。追随我们的情感需求，从自己喜欢的物象入手，可能是一种生物亦或是一类植物，根据它独有的形式、形 态、结构功能或者肌理等，来不断挖掘分析其特殊性与创造性，从而实现建筑设计。
当我们选择自己感兴趣的事物，会更容易进行思维发散，通过多重方法观察和研究物体，多次试验提取抽象或非具象形态，体验充满新鲜刺激的建筑世界。物品形式研究会带我们领略新的愉悦与活力，也可以为我们建筑形式创作探索提供新思路，最终为空间设计 赋予更多的灵感与可能。
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物品选择
自然界蕴含着无限设计的宝藏天机，然而我们要如何选择自己所研究的物品呢？我们的灵感可以直接源于自然万物，选择感兴趣的形象，挖掘这一形体与建筑的关系，尝试分析是否可以将这千姿百态的生物形态规律应用到建筑空间中，使建筑形象更具有创新性。
蘑菇为本方案的研究对象。选择蘑菇作为研究对象的原因有很多，除却它口感美味，蘑菇具有良好的柔韧性与弹性。它形态万千并极具生命力，不难发现生活中很多的形态都与蘑菇有相似之处：它像一把撑开的小雨伞；也像公园中的凉亭；又像女孩子常戴的大遮阳帽…其实这些物体和建筑都有着一个共同点，那就是能为我们遮风挡雨，起到避护的功能。这也是选择蘑菇进行研究的一个重要原因，希望通过它形式和功能的完美结合为建筑设计提供更多种可能。
图1 自然界中的蘑菇
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前期分析
自然生物体与环境的融合经常为我们带来惊喜。它们往往能够通过最自在的方式适应周边环境，而生物这种与生态和谐的特征也会通过外部形态表现出来。因此在前期分析中，除了了解研究对象的生长过程，我们可以观察对象的微观特征、局部形态、内部组织结构。寻找研究对象与建筑形态特征上某种程度的相似性，分析是否可以形成某种关联。
在前期调查研究中，本方案首先简单了解了蘑菇的组成部分和生长过程。我们通常对已知形态有着惯性与经验印象的认知，例如一提到蘑菇脑海中就会有形象出现。但往往不经常被人关注的区域，更给人们带来新奇感和吸引力。转变习惯的视角认知形态，当我们换一个非常态的角度就会发现新的视觉形态效果。因此本方案对研究对象蘑菇进行了横纵切面研究（如图2所示），结构的独特性使其切面在光影下展现出多样的形式与美感。
与此同时我们可以关注研究对象整体与部分的构成关系，蘑菇内部有着其特色的内部秩序关系，例如对称、中心点发散、光滑拉丝等。改变光的方向，受光线影响错落有致的菌褶吸引了我的目光（如图3所示），它富有逻辑且百变的形态最终被确定为深入研究对象。
前期分析不仅需要研究生物千姿百态的规律，更重要的是探讨其在建筑应用中的可能性。通过大量的调查总结，不难发现在日常生活中，很多物象都参考借鉴了类似菌褶与蘑菇的形态与外观。多方调研会发现无论是室内、建筑还是一些小装饰品，装置与服饰等（如图4所示），都一定程度借鉴蘑菇的形态规律塑造出了新的艺术。借助光线、流动性和审美需求的不同，小小蘑菇可以发散出形式各异，美妙的自由形态。
图4 蘑菇形态在日常空间中的应用
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探究 不同类别线型分析
经过前期分析调研我们进入探究环节，然而如何把研究对象的分析转译为建筑语言，把它的结构形态肌理置入空间设计中呢？此时可以先从平面化形式着手，对研究对象进行总结归类。
本方案首先通过显微镜更加清晰的观察了菌褶内部的构造与组成。并通过学习了解菌褶是一个通道细胞，具有保护性和封闭性；它的存在是为了扩大表面积从而增加种子的数量。研究发现菌褶形态各异、种类多样，有等长、不等长、分叉、褶间有横脉和网状之区分（如图6所示）。
图6 菌褶不同形态研究
根据其不同的种类和形式进行点线面提取，可以通过大量的模拟试验对抽象的菌褶形式进行归类，以径向横向平行以及螺旋穿梭的方式发散思维，为后期的立体实验分析提供更多思考的空间。
图7 菌褶点线面提取
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试验 三维空间的转变
接下来一过程是从2D到3D模型的转化。实体模型作为工作过程中的一种工具，既可以让我们在设计中保留抽象思维，又可以观察到客观世界的现象与规律。暂不考虑场地等诸多现实因素的影响，通过大量手工模型，我们会产生更多的灵感，关注头脑中也许无法考虑到的无限细节。当我们有目的的观察制作时，可以选择不同的视角、方向、方式。大量的实验模型分析，其实并不存在唯一正确的答案，经验的不断提升和发散创造性思维会为我们后期滋养孕育更完美的成果。
通过大量手工模型制作，观察不同质感的“菌褶”在光下的万千形态。既有单片菌褶的形态变化形成错落，亦有菌褶之间的相互错落穿插有致。前期模型制作时选择单一材质，只改变研究对象的形式，结合菌褶特质选择富有弹性的曲线形、螺旋形、网格形以及转化后的折线形。不断地拉伸改变寻找最美观与独特的存在，大量的模拟试验试图从中选取最优解（如图8所示）。
图8 多重试验
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材料选择
形式的表达和材料密不可分，材料的选择可以为设计创作提供更有力的物质基础。因此我们还需要在形式研究试验的基础上再次选取不同材料进行探索。无论是光鲜亮丽的金属，还是粗犷大气的混凝土都极具个性富有张力，也是建筑师经常选用的材料。
因此我们如何选择模型制作材料呢？应考虑材料与研究对象的关联和相似性，可以从软硬度、可塑性、张拉性、轻重感和透光性等角度进行思考与选择。
由于本方案研究对象菌褶蘑菇为相对柔软的材质，在模型材料选择中也努力保留这一特性，让其更容易折叠弯曲和倾斜。除此之外蘑菇的弹性与拉丝的黏性也是材料选择中试图寻找的方向。因此根据研究对象的软硬度、弹性张拉和透明度选取了多种材料进行比较。通过条状纱网、玻璃纸和磨砂纸依次递减透明度，选择包装纸、皱纹纸和石膏粉依次调整硬度，而各种材料的张拉性使模型产生出更多变化，更加和谐合理（如图9所示）。同时借助手电筒等光源模拟阴影效果，也可以更好地观察到菌褶对外部光影的影响，以及光源影响的反作用。
·皱纹纸：明显的柔软特质结合粗糙的表面质感·
·纱网：多重孔洞设计使其在光影下显现出更斑驳的美感·
·玻璃纸：透光性好可以穿透内部感受层叠光泽·
·石膏粉：向建筑材料转化，相对坚硬的材质使结构更有力度·
图9 材料形式研究
通过大量模型分析后，我们选定最终深入研究形式材料。当选定某种特定材料时，便可对其内部空间进行更深层次的设计与调整。这一阶段可以更深入的分析其结构、空间、细节、节奏与韵律。本方案中网状菌褶在空间中进行扭曲挤压出不同的空隙，多层网状罗列为空间展现了更多的层次与变化，调整拉伸可以感受虚实空间的相互对比（如图10所示）。
图10 选定形式材料
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空间设计1—确定功能与场地
前期的所有分析试验都是为我们最终的设计铺路，多次手工模型试验后进入我们的空间设计阶段，寻找空间更多的可能性。在自然界中，生物形态往往是其功能表现和发挥作用的完美呈现，它们的美丽与各自的形状功能密不可分。而在建筑创作中，形象与功能意义的结合也是最为重要的，形象上的模仿可以通过建筑外在形式表现出来，但是如果缺少内在意义的表达则是形式主义，实则空洞且无生命力。所以设计空间形式美时一定要把它置入特定的空间中，加入场地功能等其他要素，体现它的精神价值。
值得探讨的是，在物品形式研究中，我们所选择的场地与功能存在着多种可能性，没有特定唯一的答案。只要存在合理性，并能准确表达研究对象在此空间中的应用即是可行的。在本方案中，根据研究对象体积小、具有遮蔽风雨和形式美等特点，结合休闲娱乐展示等功能，最终选择将它置入广场中，成为一个中小尺度的多功能趣味空间，以展示、表演、游历、冥想和休憩为主要功能。
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空间设计2—敲定最终方案
在单体的形式仿生设计时，应突出最能代表研究对象特点的主要形象特征。通过对主要特征的捕捉提取，结合功能使设计更加突出主题，让人一目了然清晰明了。
本方案提取研究对象蘑菇的遮阳保护主体造型，竖向垂直的支撑结构为主要特征，加入菌褶起伏错落的形式美感，从最简洁的几何形式出发，根据功能逐步调整形态。
内部形态结合线性起伏错落形成供人休憩的座位，创造一个自由放松的小型装置空间。点线面的穿插使空间更加丰富流动，通过不同大小粗细的孔洞带我们领略距离美与斑驳光影。改变材质调整透光性，增添体验者的娱乐性与惊喜感。根据功能需求进行微调最终生成单体体量模型（如图11所示）。
图11 单体形式演变
在单体形象确定后，本方案开始进行多个体量的有机结合统一，从而完善最终方案。作为广场中的小型休闲空间，结合研究对象形态，遮阳顶板必不可少，为人们带来一抹清凉。扎实的基础结构保证了空间多元化。而多重曲面即有利于结合研究对象置入功能，也增添了空间的流动性。
图12 最终体量生成
在最终体量确定后，通过结构支撑使它更加丰满有张力，选择不同粗细的杆件作为主体构件与辅助构件。从粗大的结构支撑构件到细节竖向构件，根据功能不断丰富和调整形式。有一定高度的区域生长出舞台，可提供小型表演，而错落弯曲的形态提供休息与观赏坐席（如图13所示）。
图13 空间展示
人们可以在此空间中遐想，放空自己的思绪，感受光为带来的场地带来的神圣之感（如图14所示）。当人们走在广场中，穿过小小“蘑菇”，透过孔洞可以进行互动，增添了场地的趣味性。
与此同时，材料和光影的改变也对整体设计产生不同的视觉效果，最终选用半透明光感材料。希望发光体可以吸引人们的驻足，成为广场中一道美丽的风景。选取不同颜色增强视觉体验，当光束出现时，整个空间更富穿透力和创造力。
图15 最终效果展示
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小结
我们很久没有仔细观察过一样东西，生活的匆匆忙忙使我们忽略了很多。物品形式研究课题为我们展示了一种新的思路去实现建筑设计。从最原始与生态的自然界出发，是一种跨界与交叉学科的试验性研究。从小物着手，研究分析到手工模型到最终的成果呈现，通过一种新的视角，希望我们花更多时间去观察、思考、留心与积累，从而为今后的设计提供新的经验与启发。
建筑形式仿生通过探究生物千姿百态后的规律来发现建筑应用中的可能性，这不仅需要使功能结构与形式有机统一，而且要超越模仿不断创造升华。小小蘑菇可以长成“参天大树”，只要我们善于观察和吸收自然界中千变万化现象的内在规律，就可以创造出新的价值。
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