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拓扑与分形:柳州奇石展览馆 | 天大建筑总院-张华工作室第1张图片


项目名称:广西柳州奇石馆
设计师:张华
建筑面积:12300平方米
设计单位:天津大学建筑设计规划研究总院-张华工作室
设计团队:张华 王倩 黄南北 孙晴雯 刘婷婷 翟相涛李倩


拓扑与分形:柳州奇石展览馆 | 天大建筑总院-张华工作室第2张图片


柳州是一座美丽的千年古城,碧玉般的柳江在广西喀斯特大地上冲刷出一块几十平方公里舟状岛屿,岛内外奇峰兀起,景色绝佳。奇石展览馆选址马鹿山公园东南角,背依山峦,前景开阔。园内有两座遥相呼应高百余米的奇峰,当地百姓形象地将高者呼为公马鹿山和矮者母马鹿山,最为逗趣地是母马鹿山西侧还有一座低矮浑圆的小山包被顺理成章地称之为马鹿蛋山。两山一高耸一低矮,一陡峭一浑圆,依偎在一起奇趣天成,和谐共生又对比强烈,大自然鬼斧神工的杰作。

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在建筑空间形体塑造上,将平面的矩形进行挤压斜切成平行四边形,在x与y的二维方向上运用拓扑学中的同胚变化原理将之分为十二份,同时这十二份之间带有分形几何的无规自相似的特点并兼具仿射自相似的特征,之后再把平面撕裂如同作地球的板块运动。三维中的z轴变化开始进入其中。板块本身作S形的高低变化,块体之间呈有规律的相同变化,同时在两个对立的方向上做相同又相反的自相似变化,板块从东南一侧起从曲到折,高度上从西南到东北由高至低作曲线变化。两股反向的力各自推动一端向对面作着自相似仿射变化,相邻的单元即相似又有各自的变化,随着单元的增多,原有的特征变化慢慢消失而又不断增加新的变化,一个不同以往的既矛盾又统一的新原型出现了。整个建筑体型呈现为前曲后折,山水一体的和谐变化。我们曾经习以为常的方既是方,圆既是圆的惯性思维被颠覆,这个不方不圆的形体不合常理而合乎逻辑。曲线与直线不再以对比的,机械的,刚性的欧式几何面孔出现,而是从同胚、同伦到非同胚等一系列的拓扑变换下作非线性的变化。我将这种新概念的原型称之为“流形”,一个从头至尾充满运动变化的并有两个或多个不同表现形式端头的形体,该形体表现的不是一个结果而是一个过程,一个包含有从线性到非线性变化的几何构成,兼具拓扑与分形的特征。

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拓扑与分形:柳州奇石展览馆 | 天大建筑总院-张华工作室第10张图片


拓扑与分形:柳州奇石展览馆 | 天大建筑总院-张华工作室第11张图片


从文化角度来看,中国的山水文化中,高山流水从来就不是一个对立的概念,它是一种阴阳和合的世界观、哲学观和美学观。高山流水是世界万物的两面性的表现,二者之间是对立又统一并且可以互相转化。浊者为地,轻者为天的所谓天地合一。这种高山流水的思想不仅仅是文人理想的一厢情愿,它是古代人们对大自然的一种综合感受,也是我们在自然界可以大量观察到的现象。除了宏观上数不尽的的喀斯特地貌,还有广西来宾的纹石由于石质的软硬不均,在湍急的流水冲击下表面的花纹也会有流形的变化。这种水纹是石头在万年的水流冲刷下形成的特殊纹理,我称之为凝固的水。换个外在条件,高温下的熔岩也会呈现为液体状。这种高温下的特殊液体在温度的突然变化下刹那间凝固而成的的形状会依然呈现水的特征,依然充满流动感。上面所述的种种变化在几何上均属于拓扑变换或分形变化。

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马鹿山奇石展览馆的空间形体通过一系列的拓扑变换和分形几何的无规自相似与自仿射的变化,曲——水的典型特征,折 ——山的典型特征在一个形体中互不矛盾的和谐统一在一起,具有丰富惊奇的视觉效果。根据笔者的研究,建筑的流形与数学的流形在几何的本质上是一致的,学科不同,关注点不一样。区别在于一个是数学,一个是美学。

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筑师简介:张华
天津大学建筑设计研究院总建筑师,天津大学教授、博士生导师、国家一级注册建筑师
从事建筑设计30余年,在博物馆、学校、住宅、高层等方面均具有丰富的设计经验,各项设计多次获得建设部、教育部颁发的各种奖项。他本着做中国的原创建筑的理念,在建筑设计中不断探索,并于2008年在中国建筑工业出版社出版个人建筑作品集《璞思•百筑——原创建筑作品集》。



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