建筑物造型特性（共3篇）
建筑物造型特性 篇1
摘要：介绍了建筑物的主要类型, 从建筑物形式、风格、安全性及建筑效应等方面, 阐述了公用型、厂房型、民用型、景观型、构筑型等建筑物的特性, 为现代建筑物的设计提供了思路。
关键词：建筑物,造型,建筑设计,艺术性
建筑物与人息息相关, 始终脱离不开。无论在城镇或乡村, 映入人们眼帘的首先是各种各样的建筑物。这些建筑物给人以不同的印象和感觉, 有的高耸、有的宽厚、有的凝重、有的清秀、有的庄严、有的华丽, 还有的特别别致等等, 各不相同, 都在尽显设计师们的卓越艺术才华和独有的天赋, 是他们用自己的杰作, 在装扮大地, 画着美丽的画卷。
1 建筑物造型分类
提及建筑物首先就是其造型。谈起造型, 可谓大千世界, 五花八门。从形体上看, 有圆方长高低, 有扁平凸凹宽窄厚。圆形亦体现多种多样, 有全圆、半圆、圆弧、椭圆、反转圆、抛物线圆、流线型圆等。方形则有长方、扁方、正方、并排方、四组方等。长形包括长条形、扁平长形、竖长型、绳状长形、直筒状长形等。高低可分为中间高两侧低、中间低两侧高、间隔三高、间隔双高、平顶通高等。扁与平相连有扁长、扁薄、扁片。凸多体现在立面和平面上, 意指在其表面的圆方弧形线条。宽窄厚与长度高度相配, 组成不同的形体。
那这么多的各式形体建筑物都在发挥哪些作用, 它们究竟如何区分, 有哪些类别, 以下作一介绍。
根据资料记载和国内外众多的建筑实践, 我们可以把它划分出这么几类。第一类, 大型公共设施类建筑物, 简称“公用型”。如机场、文化体育场馆、大型超级市场、高等学院、高级别医院、经贸金融中心等等。这些建筑物造型大多体现出宏伟、挺拔、奇特、抽象等不同的风格。形状呈曲线抛物状体、圆弧形体、波浪起伏体以及曲筒状、方正立柱体、弧面长方体等等。第二类, 工业类建筑, 简称“厂房型”。如火电、核电厂站、钢铁厂、有色金属冶炼厂、电机车厂、化工化肥厂等等。除去核电站反应堆为半圆球体, 这些主要建筑物绝大多数为不同边长的方形盒子状。第三类, 一般民用建筑物, 简称“民用型”。此类建筑物形体造型, 各形兼备, 繁杂多样。如中小学校、机关办公、住宅楼、商店、酒店饭店旅馆等等, 一般体量较小。第四类, 亭台楼阁园林景观类, 简称“景观型”。如小桥楼阁、四角六角八角庭、长廊、宫殿庙宇等。它们的造型形状多为异形体, 古建及仿古建筑基本延用古代形式造型, 没有多少突破。第五类, 各种构筑物, 简称“构筑型”。如烟囱、凉水塔、清水池、天桥、气罐等等。这些物体形状有的圆柱体、有的半圆球体, 长立方体不多。以上五类建筑物的形体造型, 可以说各有各的特点。
2 公用型建筑物的特性
公用型建筑物的特性在于表现与震撼, 以点勒线凸出平面与立面。此类建筑设计全在表现手法上, 而且最容易形成各自不同的建筑风格。为什么称呼为大师, 就在于其件件大作已成定局, 或者有更大的突破。他们把自己的作品定格在某种固定和特有的形体特征上, 意在为世人尽知。各国各家各派的建筑设计人都在尽力地体现自我, 以其独特手法、表现力与感染力来震撼每一位热爱建筑的人。世界级的设计大师各具特色, 如创新派代表建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦的代表作:雅典奥运会主馆场 (见图1) 、沃勒恩高中 (见图2) 、东方车站 (见图3) 。
我们常说的, 某某作品大气磅礴, 别致新颖, 独领风骚, 刻骨铭心, 印象极其深刻等等。就是他们生平所追求的目标和艺术境界。这里当然眼光有别, 角度不同。可谓是仁者见仁, 智者见智, 但在艺术面前各抒己见和畅所欲言实属正常。毋庸置疑历史终究会确认其卓著不凡的艺术成就。因为这些杰出作品可以在有点引出的线条韵律上奏出一曲曲惊天地泣鬼神, 凝固的交响乐章。由此还应该看到公共建筑是一块无尽, 待发掘的艺术沃土, 建筑设计人员可谓海阔凭鱼跃, 天高任鸟飞, 既得天独厚又如鱼得水。
3 厂房型建筑物的特性
厂房型建筑物的特性在于适用与简捷, 多以线条构成长方体形。厂房型建筑主要的功能首先要全面体现出来。无论工业建筑、化工建筑、机械加工等等都根据其不同的功能来确定它的几何外形。一般的此类建筑形状简单, 多呈长方体, 别的形状也有但不多。即使有些筒状、半圆、弧线形的也屈指可数, 如圣地亚哥·卡拉特拉瓦的代表作:厄恩斯汀仓库 (见图4) 。
对于这样的建筑, 建筑设计关键是满足功能和用途即可, 不过追求造型与艺术性程度这是基本规律也是设计人的基本常识。另外, 此类建筑物大多室内空间开阔, 多跨多开间, 结构上多采用装配式。
4 民用型建筑物的特性
民用型建筑物的特性在于实用与安全, 均为线条造型而形体各异。此类建筑形体多样化。外墙面经常采用水平垂直或弧线曲线线条来修饰表面, 以达到外形灵动有变化不呆板的效果。追求自然与建筑物最佳协调的贝聿铭建筑物代表作北京香山饭店如图5所示。
疯子建筑大师安东尼奥·高迪代表作遗落人间的玩具———米拉公寓见图6。
香山饭店结合地形采用在水平方向延伸的、院落式的建筑, 建筑比较低矮, 不破坏四周的景观, 与中国传统建筑的形式相吻合。米拉公寓的屋顶高低错落, 墙面凹凸不平, 到处可见蜿蜒起伏的曲线, 整座大楼宛如波涛汹涌的海面, 富于动感。高迪还在米拉公寓房顶上造了一些奇形怪状的凸出物, 有的像披上全副盔甲的军士, 有的像神话中的怪兽, 有的像教堂的大钟。其实, 这是特殊形式的烟囱和通风管道。这些精彩的建筑设计作品会为它们所坐落的城市带来勃勃生机, 这就是建筑的魅力和文化。现在很多城市, 由于住房需求量剧增, 所以住宅建筑在设计中占有相当比重。因为受着实用和安全的制约与约束, 建筑造型没有多少突破, 住宅建筑的造型特性有待我们更加深入地去发觉和创作。
5 景观型建筑物的特性
景观型建筑物的特性在于造型与视觉, 以点线面构合角度圆弧和平面。景观类建筑物设计讲究的艺术性较强, 既要满足功能又要安全实用, 还要追求变化和特效。如此要求和条件, 使得设计人需要动番脑筋。好在历史上和现实中给人们留下许许多多的实例实物, 人们可以借鉴, 可以模仿, 可以照搬, 也可以从营造法式等古代建筑专业著作中吸取营养。即使是这样, 仍然需要在传统的基础上不断突破、不断创新和改革。一方面在造型上, 其次可以在功能上有更多的创新。比如楼阁的平面造型、亭台的立面造型等, 建筑物的用材不同, 钢筋混凝土、仿古混凝土、玻璃、木材、钢结构等等, 但构造和结构不会完全脱离其基本规矩, 也不是没有变革的可能。
6 构筑型建筑物的特性
构筑型建筑物的特性在于功能与效应, 大多以曲线弧度弧面构成实体。构筑物形体特征直至目前仍然无法进行大的变革。此类中如筒仓、水塔、烟囱、储柜、地上清水池、核变反应堆等, 多为圆筒或圆柱体以及半圆体, 以圆为多。各类构筑物充分体现出它的功能和效应性的强弱来, 这是由来已久的事物。即使是进行变革亦无多大意义, 所以至今看到的此类建筑物的体型基本都是这样的造型, 结构上更没有新的突破, 还处在混合结构、钢筋混凝土结构、钢结构上面。
7 结语
对于当今建筑物特性的发展与传承以及创新上, 我们应该做好以下工作:
传统一定要传承下去。全部抛弃传统将失去民族特色, 而失去中国式建筑艺术的生命力。但随着时代的变迁以及开放性借鉴国外的先进设计理念, 必定有些创新性的设计诞生。近二十年来, 国内各地涌现出一大批“特异性建筑与抽象派建筑造型”。大城市中重要的, 比如北京中央广播电视台、上海浦东机场航站楼、北京鸟巢体育场、北京国家歌剧院等等。从这些建筑物的形体造型看, 已经远远的突破了传统手法, 完全融入了东西方的非常规性设计概念。已把意念和理念中的各种造型, 无可保留的发掘与酝酿出来, 并委以世界著名结构大师进行设计与完善。所有设计大师们的“无言杰作”, 最终成为能够长久保护下来的城市和地域标志。
对于我们设计人员来说, 应该把握住各类建筑物的基本特性。充分发挥主观创造能力, 既不失传统又不因循守旧, 应该有所突破有所创新。只要肯学习肯借鉴肯交流, 不断更新头脑, 扎实基础理论, 就可能出佳作出杰作。
艺无止境, 学海无涯。在追求建筑艺术变化莫测的道路上, 没有坦途而只有崎岖与曲折。特别是“公用型”建筑类, 设计潜力巨大, 不为所有规矩所限, 艺术之门可谓深不可测。世界顶尖级设计大师们都在不断探索与实践, 在继续完善自我艺术风格。
把握建筑特性, 发挥创新竞争力, 多出新成果。能够体现出新一代设计师们的集大成、展雄才、出极品, 是书写建筑史, 增添崭新与宏伟篇章的切实需要和历史责任。
参考文献
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[4]聂洪达, 赵淑红.建筑艺术赏析[M].武汉:华中科技大学出版社, 2010.
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[6]楼庆西.中国建筑形态与文化[M].北京:中国艺术家出版社, 2006.
[7]夏娃.建筑艺术简史[M].合肥:合肥工业大学出版社, 2006.
造型设计阶段汽车气动特性优化 篇2
现如今,私家车数量在逐渐增多,人们对汽车的性能、外观、实用性等都有了新的要求和认知,汽车车速在不断提高,进而所耗费的燃油会更多,气动性增强,为了实现燃油的经济性,提高汽车的运行性能,汽车行业在不断的探索与实践,寻求一种最新、高效、经济的汽车造型,为此,可将计算流体动力学(CFD)软件应用到汽车造型的设计之中,在汽车操行设计阶段,将优化气动特性充分考虑其中,以提升整辆汽车的设计价值与实用价值。
1、CFD条件下造型设计阶段汽车气动特性优化中所存在的不足
目前,在造型设计阶段,考虑汽车气动特性的不断优化,应用CFD软件,还存在着一系列的不足,制约着气动特性的不断优化。
首先,CFD软件的应用,其分析模型中网格的数量非常多,达到数百万,计算难度大,实施起来效率较低[1]。
其次,在CFD软件应用的现状来看,针对设计相关的问题,具有高度的约束性,约束的因素过多[2],无法使得气动性能得到更为有效的优化,优化工作开展存在限制性。与此同时,应用该模型,无法对重要的参数信息、气动数据等进行修改,导致应用效果不佳、不理想。
再者,在整辆车的三维模型分析上,此阶段涉及到的参数过多,分析与整理起来难度大,使得汽车整体结构在气动性能优化上受阻,操作人员仅仅是通过局部的修整,无法达到理想的设计效果。
对于汽车来说,造型设计阶段至关重要,对于细节设计所涉及的点较少,缺少对于设计的相关约束性,造型设计上比较自由,能给设计师足够的设计空间。与此同时,为了提升整辆汽车的性能,在保证造型设计完美的基础上,也要考虑新车型所具备气动性能。现如今,我国汽车行业发展迅速,都纷纷致力于对汽车气动特性的优化,其实质上是对二维纵向对称面结构参数的不断优化与完善,以增强汽车的气动性能,对于汽车行业来说是一项重大的进步。
2、造型设计阶段汽车气动特性优化策略
2.1 CFD条件下纵向剖面模型的验证
为了探索造型阶段汽车气动特性的优化措施,应以空气动力学为基础,设置基本形体,也就是纵向对称面,严格控制其结构参数,该参数会对汽车的气动特性产生影响,开展气动特性优化前,对纵向剖面模型进行有效的验证。
2.1.1 设置仿真参数
该验证应选择在模拟性风洞实验区域,对长方体的计算域进行明确设定,保证车辆前部分应保持3倍的车长,而后部分应保持7倍车长,左右方向上应设置5倍车宽,上方位置应设置5倍车高,在风动阻塞比上应控制在2.23%,以消除阻塞所带来的影响。为了强化表面处理,可将ICEM软件应用其中[3],对几何的表层进行处理,进而会产生四面体网格模型,进而会拉深出附面层。速度入口设定为计算域的入口,参数值为35m/s[4],压力出口就是出口位置,而移动的壁面则选择地板,移动速度为35m/s。在车辆的表面设计上,应设定为不可滑行或移动的表面,而左右壁面、上表层则选择可滑动、移动的壁面,借助k-ε湍流模型来进行计算并求解。
2.1.2 仿真效果对比
为了达到理想的验证效果,对二维纵向对称面模型的可参考价值与仿真情况进行分析,可应用国际标准模型直背型MIRA车来参与研究,将该模型与二维纵向对称面模型进行有效的对比和分析,以求为汽车造型设计中气动特性的优化提供借鉴。
具体来讲,二维模型可看做具有更大宽度、翼面更为复杂的三维模型,气场流的方向为横向无流动的状态,且气流流动的区域在于上表面,然后顺势进入尾流阶段。三维模型与二维模型相比,其两个边侧会多出2个表面,处在上下表面、侧面间的气流会发生相互流出、溢出的现象,进而使得整个气场力的状态变得更为复杂。由此可见,在三维状态下,其阻力参数要比二维状态下纵向对称面模型的阻力参数更大,而在气动升力参数值上却未发生变化,如表1所示。通过分析,了解到二维纵剖面气动仿真特性优化的实施具有可行性。
3、CFD条件下纵向剖面模型的仿真设计与优化
3.1 合理设置纵剖模型的参数值
为了更为深度的了解汽车气动特性优化的方案,本文以CFD软件为基础,针对二维纵向对称面结构参数变化对气动特性的影响情况进行分析,需要开展多次采样的方式,并认真计算出相对应的阻力参数与升力参数。为了提升整个过程操作的规范性与便利性,可根据参数来构建模型,使得整个仿真设计更具说服力,如图1所示。
为了更为深度的进行仿真设计与探究,应从近几年来汽车造型的实际设计案例中进行选择,选择造型设计对气动力系数影响较大参数变化量最为设计变量,获取各个设计量的具体参数值。
3.2 二维纵向模型仿真分析
通过一系列的计算与仿真效果分析,了解到耦合参数会对阻力系数产生影响,且该影响不是有单个元素影响逐渐叠加而形成的。整个曲面的形态变得越扭曲,则证明耦合参数所形成的影响就越大[5]。从图2中可明确了解到,处在前风窗与发动机罩间的正压区域,主要受到机罩和风窗间夹角、机罩的三维曲率和倾斜角、风窗的三维曲率和倾斜角等参数的影响。若将机罩与风窗间的夹角系数降低,会让分离线和附着线逐渐靠近,此时,分离区会逐渐减小,在此过程中启动阻力会逐渐降低。若两者间夹角处在30°时,阻力参数值处在最佳位置。
4、建立代理模型,优化各项参数
4.1 建立代理模型
为了掌握造型设计阶段中汽车气动特性优化策略,应建立代理模型,运用近似模型方法,进而得出计算的参数与近似精度值,可选择径向基近似模型,在构建此模型时,需要使用高斯函数。在表示径向基插值时,可运用公式来代替
在上式中,wk代表样本中各个点的权系数,фk(rik)属于基函数,其中rik代表着某一个点,改变的坐标为(xi,xj)。
4.2 遗传算法的应用
为了达到更有效的优化效果,应将遗传算法应用,以应用NSGA-Ⅱ为主,其是在Pareto最优概念的基础上得出来的。为保证数值获取的优质性,可采用小生境技术,对个体进行适度值的设定,能有效禁止局部收敛现象的出现。为了拓宽采样的空间,将父代子群与子代种群放置一起进行竞争性排序,进而获得更为优质的下一代,最终能达到优化的效果。
研究人员将升力系数、阻力系数作为目标函数,构建近似模型f1、f2,将遗传算法应用其中,旨在实现气动特性的不断优化,进而得出近似模型与仿真的结果,发现升力参数的误差范围为0.77%~60.46%以内,而阻力参数的误差范围控制在0.52%~4.26%以内,达到理想的设计要求。
5、总结
综上所述,汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具,其应用价值不言而喻。为了充分提升汽车的实用价值,可在汽车造型设计阶段重视汽车气动特性的设计与优化,增强汽车性能,运用CFD软件模型的分析与剖析,真正的掌握汽车气动特性优化的措施与方法,是未来汽车领域亟待探索的话题,利于推动汽车行业的全面进步。
参考文献
[1]李伟平,肖娟,张宝珍,牛晓佩.造型设计阶段汽车气动特性优化[J].机械科学与技术,2016,06:1-6.
[2]孙连伟.某SUV车型上车身气动力性能优化分析[J].机械设计与制造,2016,05:244-248.
[3]赵波,屠建中.基于空气动力学的车身造型设计[J].机械设计与制造,2011,07:48-50.
[4]廖海祥.XMQ6128Y客车造型的空气动力学优化设计研究[J].机电技术,2015,01:115-120.
建筑物造型特性 篇3
“忠实”二字所所包含的是一种对事物的赞同、执着、和固守。设计者们愿意忠实的对象或是延续的经典, 亦或是广受认同的标杆。“经典”承袭了某种法则, 又建立了某种法则。对忠实的造型理念而言, 我们似乎会一直面临两种截然相反的评判。最终结果告诉我们形态的固化, 或者趋同更倾向于一种复制。
一直以来, 突出造型的风格以传达鲜明的设计思想一直是产品设计当中, 设计师们所不断追求的目标。从层出不穷的实践成果中不难看出, 一部分设计师们选择了直接“求变”的方式来阐明自己的主张。这是一种颇具主动性的思路。这种造型思维附加的是“变幻”背后所赋予的新奇与前瞻, 同时又不得不承担伴随而来的“错位”与“昙花一现”的风险。
一方面, 当受众不能很明显地体会到造型中的变化, 便自然会忽视甚至不满于当下的设计结果。另一方面, 当一种冒然的造型结果非常趋近于某种预期却又差之毫厘的时候, 自然就形成了错位。设计者在应对外观造型时, 本能地会寻求不一样的体验。我们如何来把握造型的方式和语言确实一个永恒持续的话题。
二、在追溯中探索
1. 空间实体造型的本初
产品外观造型的研究几乎属于空间实体造型的范畴。二维平面到实体空间产生的过程中我们或许可以寻找到一些发端性的启示。从原理上来讲, 第三个维度的产生预示着空间的产生;也预示着“图形”向“形体”的过度。
(如图1- (1) ) 第三个维度的出现使得平面图形具有了厚度。然而, 厚度的增加所传达的仅仅意味着对象开始摆脱平面性。因此在实体造型中, 形体仅在单个维度生长不足以展现出丰富的空间特征。不过, 图示中的立方体形态却无形地提供给我们一个最原始、又是最具有统领性的造型研究方法。
2.“立方体”空间
我们可以假想任何一个空间中的实体对象都具有“立方体”特性。首先, 任何实体具有和立方体一样的空间属性 (即三个维度的属性) 。所以我们几乎可以从任何有体积的对象中取出一个立方体单元。其次, 任何实体造型都可以被一个假想的立方体外壳所包裹。这样就暗示了一个形体在空间当中所占有的“份额”。再次, 最重要的是实体对象的运动 (这里指一个物体相对于空间坐标系的旋转、翻滚等状态) 会使得我们假想的立方体随之联动。 (如图1- (2) ) 其结果是我们为设计中的造型找到了一个新的属性——朝向性。一个实体对象整体运动产生的朝向似乎对造型研究不足以造成影响, 但是如果形体的构成单元出现了各自不同的空间朝向则会对造型产生重大的意义。 (如图2) 第一, 从直观的体验来看, 具有丰富朝向性的形体会比单一朝向性的形体显得更加“活泼”。因为朝向的变化是构成单元发生运动的直接结果。第二, 从空间实体造型的原理上来看, 丰富的朝向性蕴含了对无形空间更多样的暗示和纵深的挖掘。
从上述得知, “立方体”给我们的造型提供了一个最基本的工具。我们至少可以依靠它认识到造型体的空间体积、整体比例和动态朝向。并且可以应用这一点来把握造型对象的整体倾向, 并与设计类型和定位相契合。在具体的形态设计中, 局部形态分别被提炼为立方体后, 立方体的面朝向即是局部形态的朝向。局部形态的朝向把握可以极大丰富产品造型的内含。如图3,
从图中两个实例来分析, 两者均为座椅。并且有着共同的整体造型特点, 以及具备相同的使用方式。但从形态上来看, 却大相径庭。图3- (1) 所呈现的是一个造型简练、端庄的某种设计思路。按之前的造型思维, 我们不难发现该形体有着较为简单的构成方式和组快朝向。而图3- (2) 所展示的是一种仿生有机形态的设计初衷。仔细分析很容易看到其一气贯通的整体造型与局部形态所体现的丰富的体面朝向。分析结果告诉我们, 一个产品造型的状态和它们的“立方体”属性有着本质的关联。设计者想在实践中摸索产品造型的规律, 不妨首先回归到空间造型的本初, 再来尝试一探究竟。
3. 形态的多元与归纳
立方体的特性帮助设计者回归到空间实体的最初状态。与此同时设计实践中变化多端的形态显然不止于此。通过不断地观察和分析, 多元的造型形态最终都体现出两种基本特征——“转折”与“起伏”。这是针对诸多造型现象所捕捉的两种具有典型性的结论。恰好这两种结论巧妙地指向了东方造型艺术美学观念里常被提到的“方与圆”。我们几乎可以把任何产品
形态归于方和圆 (“转折”和“起伏”) 两种现象。假如我们用一个立方体和一个球体来指代上述两种造型现象。显而易见, 一个造型结果会围绕着这样的基本现象来变化。某些形体会直接显露出“方”的特性, 或者更大程度倾向于“方”的特性;与此同时, 另一些造型体会直接显露出、或者更大程度倾向于“圆”的特性;再者, 某些造型体则兼具二者特性, 呈现出一种“方圆交错”的结果。
从上述观点看来, 多元的造型实际上包含了一种“方与圆”属性的对比与调和。“方”通常产传达出来的是一种挺拔、肯定、俊朗、简洁明了、甚至锐利的信号。而“圆”通常传达出来的是一种温和、饱满、膨胀感、有机体等等信号。最终, 对“方与圆”的应用程度和形式决定了造型结果的面貌与视觉倾向。
三、总述