基于几何学的数字化建筑设计策略研究

随着建筑数字技术迅猛发展,一种关注于设计建造的基于几何学的数字化建筑设计方法正逐渐成形,它将帮助我们面对复杂建筑形体的生成、分析与实质建造的全过程。介绍"建筑几何学"这一新研究领域,讨论其内涵及发展起源等基本问题,并通过面向形体生成和面向建造两个方面的实例分析,归纳建筑几何学的基本研究内容和方法策略,揭示几何学的当代建筑学意义,以此为数字化建筑设计提供更为清晰的视角和切入点。     

中国城市街廓形态特征与相关城市法规作用的关联性研究——以南京市为例

城市街廓是城市物质形态的重要组成部分,是由城市主次干路和支路等道路围合而成的用地单元,外接街道网络,内部由地块、建筑、绿化场地、设施等要素构成。这些要素及要素间相互联系形成了街廓本身的属性特征,包括街廓四周道路环境、街廓尺度、用地性质与布局、地块划分数、地块权属边界和地块形状、建筑间距、开放场地尺度、沿街建筑面宽、建筑高度、临街面街道宽度、建筑退让位置等属性特征。城市街廓形态是在特定的地理环境和历史发展阶段中,由不同社会层面塑造的结果,是受到包括社会的、经济的、政治的、历史的、环境的综合影响的产物,尤其来自于内外部经济发展的动力和城市法规的控制,其形态特征主要包括城市街廓平面、街廓内地块建筑群体组合和街廓界面等三个尺度层级的形态特征。城市街廓形态的形成与发展中,经济、历史、文化等因素对于城市的影响是自发的、不以人们意志为转移的,而法规导向则是人们可以直接操纵城市建设的主要因素。法规控制在城市街廓形态生成与发展中具有很深的关联性,相关城市法规与城市街廓形态特征之间的关联点主要在于"街廓本身属性的变化",相关城市规划与建设法规、规章、技术规定及行业规范等规定,以规划为手段,通过控制土地开发强度与建筑位置等来解决通风采光、防火防震、交通拥挤等城市功能问题的同时,导致街廓属性特征的变化,进而关联街廓形态特征发生变化,关联影响了城市街廓形态的平面用地布局类型与地块划分复杂形式、空间轮廓、建筑群体空间组织秩序和布局疏密度、街廓建筑界面的连续性与围合感等形态特征的变化,最终影响了城市环境质量。1980年代以来,伴随着城市化快速发展,人类面临着颇为迫切的城市难题就是缺乏具有特色的、密集化的、适居的城市环境。传统城市被提出作为复兴的形态秩序而不是功能模式的同时,关于城市拥挤、公共空间缺乏、种族人口分离及土地功能分离、现代郊区反复蔓延、城市空间组织无序及缺乏人情味的超尺度街道空间等城市环境质量欠佳的主要问题被讨论,城市设计对于创造以人为本的城市环境尤为重要。如何使城市设计回归其根本?强调城市公共空间和城市形态的创造?如何管控城市空间形态与建好城市来提高城市环境质量成为人们的热点关注及专家学者们的研究难题。在关于从传统分区到基于形态发展的辩论研究中认为:问题主要归因于以功能分离和汽车交通为主的规划和传统分区制的呆板使用,或许可通过建立一套基于形态设计准则的规划和城市设计方法来补救或阻止城市环境塑造的难题,通过法规控制为城市多样性和秩序之间的平衡关系提供设计工具。在全球城市化进程中,为了防止城市开发建设失控,中国同样面临着如何有效管理和控制城市形态、合理开发建设城市的严峻问题,塑造符合中国实际的城市形态及提升城市环境质量是我国城市目前需解决的主要城市问题之一。我国正面临大量的城市更新与城市空间质量优化的需求,在对空间形态精细化控制层面,城市设计发挥着重要作用。其中通过控制城市街廓地块建筑形态来重新塑造城市空间形态特征、提升空间环境质量,关系到人对城市风貌、舒适性与城市活动的直接体验。目前,我国缺乏控制城市物质形态的专门法规文件及规定,主要依靠城市设计导则对城市街廓地块等制定图则以及对地块建筑形态提出要求来实现。城市设计导则中推行地块细分、地块指标、建筑间距、建筑退让、建筑高度、建筑界面控制线与建筑贴线率等量化指标来控制街廓平面、地块建筑与街廓建筑界面等形态,然而由于我国城市街廓的尺度与四周交通、功能、地块划分数、权属地块与地块性质、建筑组合等属性特征复杂,对应着城市街廓平面、地块建筑与街廓界面等形态特征多样化,而城市设计导则处于探索或试行阶段、尚未完全建立相关法规文件并付诸实施,现行相关直接或间接的国家、省级和地方城市的城市法规对城市街廓形态特征的作用不清晰,城市设计指标又不能与相关已有法规指标规定很好衔接,使得指标在很多实际情况下难以落实。例如,南京城市建设在相关国家及历年地方法规管控的基础上,主要以控制性详细规划(以下简称"控规")等规划为手段,通过控制土地开发强度与建筑位置等来解决城市功能问题的同时,却关联带来了城市街廓用地纷乱、街道空间尺度过大、地块划分规模粗放、街道界面参差无序、建筑群体组织秩序凌乱等城市形态发展失控的环境质量问题,而城市设计导则推行的设计指标又未能付诸法规文件且不能与现行相关规定很好衔接,使得相关指标对形态管控在很多情况下不能实现。因此,本研究以南京市为例,聚焦相关城市规划与建设法规,研究范围主要限定在与相关城市法规控制关系紧密的南京老城区,从街廓平面、地块建筑组合和街廓建筑界面3个尺度层级方面,在归纳已有国内外相关研究理论方法和确定城市街廓形态特征属性,以及梳理分析出国家、省级及地方城市的相关法规主要规定条文的基础上,论文总体上设定了一个路径,即从"街廓样本选取、基于指标作用和历史情境发展的街廓建成形态特征总结,到指标与街廓形态关联性理论与实证量化分析、历史情境推演法规对形态作用"的两大方面进行研究:第一方面是通过对街廓建成形态的大量调研观察与分析,通过年代区段选取街廓样本,并对样本进行属性分类,总结出街廓建成形态的现状特征;第二方面是进行主要指标控制作用与街廓形态特征的关联性理论和实证分析,并对应街廓属性特征相关的主要指标规定,从历史中还原法规对形态特征的作用和形态生成的原因,从街廓平面、地块建筑组合和街廓建筑界面3个尺度,在通过创建法规理论模型和关联评价图表方法的关联性理论分析的基础上,采用历史情境重现、图示叠加、数据曲线等对比分析法,对案例从理论和实证两方面深入分析相关城市规划和建设法规与街廓形态特征的关联性。本研究主要取得了理论价值、研究方法创新、关联性作用效果等三方面的研究成果:首先理论价值成果:论文针对目前我国的城市建设和建筑学语境中主要面临的城市设计更新和提升城市空间质量的需求,以南京市为例,通过对已有相关城市规划与建设法规条文的梳理和总结、对大量街廓样本建成形态的调研观察,对应主要指标规定,进行街廓样本的属性归类,在历史情境中还原法规对建成形态的作用,并通过关联性理论和实证两方面,深入量化分析相关法规对城市街廓形态特征的关联影响作用和效果。研究可为后续的其它研究提供理论基础与框架,为我国城市设计导则控制衔接相关规定、进行具体的城市设计控制的可操作性、城市设计更新与提升空间质量提供了科学方法,为推进对我国城市街廓空间形态的科学认知,以及对认城市更新管控观念、倡导城市建设的人居化可持续发展、基于形态视角完善相关法规条文和修订城市设计规范等方面都有很大理论贡献意义。其次是研究方法创新的成果:论文从"建成形态的历史还原与推演法规对形态的作用,到指标与街廓形态关联性理论与实证的量化数据生成分析"的路径进行研究,其中采用建成形态的"历史情境重现法"、关联性理论分析与实证分析的研究方法,对于相关研究方法层面的创新和帮助等具有重要的贡献价值。最后是法规对形态特征的关联影响作用和效果方面的成果贡献,从街廓平面、地块建筑组合和街廓界面3个尺度层级方面得出。1)街廓平面用地布局层面:随历年相关用地指标规定的变化、街廓平面用地构成与地块划分布局逐步按照相关规定进行建设,但是相关土地使用规定在对街区用地使用与开发建设逐渐控制有效的同时,却导致街区用地功能从用地性质单一化到复杂多样的变化,进而关联影响到街区平面用地形态从地块划分粗放、尺度巨大演变到地块划分数增多及划分尺度变小、地块形状大部分由规则形演变为不规则多边形、地块复杂度由低到高的变化,严重缺乏绿化与广场等公共空间,街区平面肌理形态特征从简单规整变得复杂分离等不适居的城市形态问题。2)地块建筑群体组合形态方面:对应地块指标和建筑布局指标等规定的历年变化和控制作用,在有效控制地块开发强度和建筑位置的同时,关联形成了城市老城区、老城边缘区和新城区的各种层高类型的地块建筑组合形态,住宅地块内建筑组合形态特征整齐有序、公共建筑地块内建筑排列仍然较为杂乱无序、城市空间轮廓从老城中心区建筑轮廓最高到老城边缘区变低再到新城区变高的形态变化形式。3)街廓建筑界面方面,对应建筑退让道路距离等规定的历年变化和控制作用,各条道路两侧建筑位置是按照退让道路规定建设的,但是伴随着相关建筑退让道路距离规定从1990年以前的沿道路基线建设、退让1.5～2.5m,变化到1990年以后同一条道路上不同高度建筑退让道路不同距离的规定,关联影响到了城市街廓界面形态特征从1995年以前的界面连续整齐、秩序感强、街道围合感较好,向1995年以后的不连续不整齐、秩序感和围合感低、参差不齐的锯齿形界面形态特征发展。     

增长联盟驱动下的乡村中产化特征与效应研究——基于南京两个典型乡村的调查

伴随着中产化的全球地理性扩张,逐渐迈入后农业生产时代的我国大城市近郊乡村开始出现中产化现象。基于增长联盟理论构建乡村中产化分析框架,剖析南京两个乡村的中产化路径,总结出"政府+村集体+开发商"和"政府+设计集团+艺术家中产阶层"两种典型驱动模式。驱动模式的不同造成乡村中产化在社会结构、空间特征及效应等方面均呈现显著差异——特征差异主要体现在中产阶层群体属性、中产化空间布局和表征等方面;效应差异主要体现在社会结构重组、物质空间更新、产业发展转型和乡土文化重塑等方面。旨在通过分析不同增长联盟驱动下乡村发展的差异,归纳出两种由增长联盟驱动的乡村发展模式,为我国因地制宜地实施乡村振兴提供指引。     

模糊空间机制性定义与规划启示——以美国纽约曼哈顿高线公园为例

城市“模糊空间”即城市中具备某种不清晰、不确定的属性、状态,或被排除于正规用途以外因而尚未充分发挥其功能与用途的空间。对于已身处城镇化“下半场”的中国城市而言,整体认知并且正确理解“模糊空间”的内涵、价值和演化机制,能够有效挖掘城市用地潜力、提升用地效率,更好地应对“存量时代”挑战。但现状研究多聚焦具体局部或单一类型,对模糊空间的一般内涵、价值及其形成、演化与开发利用机制尚未形成整体性、系统性认知。在系统梳理国内外相关研究进展基础上,构建模糊空间的机制性定义,并以曼哈顿高线公园的案例进行论证,以有效理论化模糊空间的系统特征与逻辑,为城市化转型背景下挖掘模糊空间潜力的规划应对提供理论基础。     

内城复兴的多元治理：西方夜间经济研究综述及启示

夜间经济从经济、文化、社会及权力4个维度拓展了空间的时间涵义。对西方夜间经济的相关研究文献展开梳理,从概念缘起、发展阶段、行动策略和影响评估等方面深入剖析其发展历程。结果表明：（1）夜间经济源于西方内城复兴的战略意图,取得显著成效的同时也引发了诸多讨论;（2）国外夜间经济大致经历了快速兴起、有限抑制和选择分异3个时期,并经历了类似的3波研究阶段;（3）国外夜间经济在推动内城复兴的同时面临因酗酒和商品化导致的社会问题,借助照明、交通、安全、文化等基础设施的完善,人的情感作用机制,许可证法规、土地利用管制的规划措施以及夜间市长等多元主体的协同治理,可以促进夜间经济的健康发展。最后,得出未来我国应推动规划政策与社群力量的上下协同、关注夜间环境与具身体验的地方关联、重视夜间经济的可持续发展与社会公平等启示。     

基于多源大数据的街道空间品质测度及其对街道活力的影响——以广州历史城区为例

提升空间品质和街道活力是全面推进高质量城市发展的核心内容之一。以广州历史城区为例,利用街景图片、百度热力图等数据和机器学习等分析技术,基于需求层次理论构建空间品质测度体系,对街道空间品质进行大规模测度,并运用空间计量模型揭示街道空间品质对街道活力的影响及空间溢出效应。结果发现：（1）广州历史城区街道空间品质呈“中心高—外围低”圈层式分布特征,且高品质街道和低品质街道集聚特征显著;（2）广州历史城区街道空间综合品质与街道空间活力呈显著正相关,且街道空间活力具有显著的空间溢出效应;（3）街道空间活力受多个街道空间品质指标的综合影响,步行可达性、设施密度、设施混合度、天空开阔度、界面围合度、可步行指数和社交界面指数越大,交通标识占比越低的街道活力越高。除直接效应外,街道空间品质各维度指标中绝大多数指标对街道活力还具有间接空间溢出效应。     

建筑·新建筑·现代建筑

在《新建筑》杂志举办的以“走向新建筑”为主题的论坛上,作者针对性地将“建筑”、“新建筑”、“现代建筑”三个基本概念在中、西方不同语境中不同意义和相应关系,进行循序渐进的讨论;意图是在中国文化背景下,帮助读者厘清这些概念的文化定义及其相互之间的一些关系,并加深对建筑学科、专业的学术理解.     

城市广场空间构成要素浅谈

广场作为一种空间原型,其要素有两个,即舞台和观众席。幕布是周围建筑的立面,说明广场不可过大,这样才有一定的封闭性乃至向心性。掌握了广场空间要素,就可将广场整体作为空间原型,并将其应用到建筑设计中。     

住房制度变迁驱动下的中国城市住区空间演化

自改革开放以来,中国的城市住区建设被纳入到改革发展的宏观制度环境当中,住房政策经历了一系列重要的调整和变革。受社会制度背景和住房政策影响,中国的住区空间发展也经历了福利制均质单位空间、市场化住区分异和保障制度影响下住区空间等不同阶段。而当前住房保障制度影响下的住区空间发展也面临着新的问题和矛盾。旨在通过对各个时期社会背景和政策制度作用下的城市住区空间回顾及对当前住区问题分析,探讨现阶段中国住区空间发展问题的解决思路。     

过程还是结果?——大数据支撑下的城市规划创新探讨

信息技术的深入发展,使得传统的空间规划面临着巨大的变革,尤其是大数据时代的到来,推动了城市规划的思维方式、价值导向和技术方法的创新,这对于传统的物质空间规划向动态过程规划、综合规划转型具有重要意义.通过大数据促进城市规划过程的精细化、科学化,作为科学合理的规划结果的保障和技术支撑.大数据推动城市规划过程创新主要表现在:大数据为城市规划调研过程提供新的技术平台和手段,创新空间分析方法和研究手段,创新公众参与方式,促进部门规划的整合和协同,引导动态的城市仿真模拟,使得城市规划更好地发挥公共政策作用.