基于系统分析的建筑“形式-空间”生成方法优化研究

The project aims at the form generation mechanism and method by engaging the system’s intelligence and operating tools due to the fragmentation of various architecture design methods in Chinese architecture discourse. In order to build the open system framework of the method, the coupling between internal and external factors is being explored from three aspects: elements and integrity, internality and externality, subjectivity and objectivity. Firstly, the research will conduct logical derivation and demonstration through diagram and form analysis, then establishes a digital model database by applying the transformative diagram. Secondly, the research will extract and interpret external factors (which include natural elements in the physical environment and human elements in the population), by using methods of spatial analysis, physical performance simulation and applicable computer technology to establish a database of external factors of form generation. Thirdly, the research will establish interpretation and constraints of form generation with accordance to the inherent logic, then construct a system model of form and space operating in account of the external environment factors. Furthermore, the study will also set up optimizing methods of form generation and promote the architecture system of autonomy, openness and adapt ability to higher levels, simultaneously expand and amplify the connotation of architecture discipline.

针对当下中国学术界关于建筑形式生成方法研究呈系统性缺失、各种方法碎片化的现状，课题以系统分析的方法，从要素与系统、内因与外因、主观与客观三组关系入手，对建筑系统内在性与外在性因素进行耦合关系的探讨，从而构建开放性生成方法系统框架。首先，对内部要素进行遴选，通过形式分析、图解分析等方法进行逻辑推导与论证，运用变形图解技术建立图码模型数据库；第二，对影响形式生成的外部要素（自然要素中的物理环境、人文要素中的人群行为）进行提取和转换，运用空间分析方法、物理性能模拟、相关计算机技术，建立形式外部要素网络图解数据库；第三，基于系统目标分析，依据内在性形式生成逻辑建立形式生成转换与控制规则，以外部环境要素为基础构建“形式-空间”生成系统模型。优化形式生成方法，促进建筑系统走向更高层级的自律性、开放性与适应性，拓展与深化学科内涵。

形式与空间的议题是建筑学科的核心课题，深化建筑研究并形成系统的理论与方法体系是中国建筑学重要发展的方向。针对当下中国关于建筑形式生成方法系统性缺失、碎片化现状，课题采用系统分析、能量与行为分析、生成模拟等方法，从要素与系统、内因与外因、主观与客观三组关系切入，对建筑系统内在性与外部性因素进行耦合关系探讨，从而推动设计方法的优化。课题取得重要进展如下：首先，基于建筑内在规律，科学地求解国内外一系列经典设计案例内部生成机制及其演化规律，建立了生成模型数据库，完成了生成方法集。第二，选取具有代表性的建筑、传统聚落、历史名城等类型，基于特定场所与地域特征，系统梳理建筑外部要素，将影响形式生成的外部条件转化为物质空间要素，以定性与定量交互研究的方式将要素、结构、功能进行整合，形成了结构化的语义知识库。第三，基于系统内部要素与外部要素，建立适宜于基于具体环境与场所的“形式-空间”生成方法，梳理其生成规则，明晰系统结构、性能和功能，建立了具有更高层级的自律性、开放性与适应性系统生成模型。将研究成果应用于教学、建筑实践，完成一系列成果，并逐渐形成理论与实践的互馈机制。研究期间，共出版专著2本；发表论文32篇；培养硕、博士生完成学位论文21篇。在此基础上提出了“基于中华语境‘建筑—人—环境’融贯机制的当代营建体系重构研究”的新课题，并在国家自然科学基金委成功立项、申请并获批重点基金项目资助。