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杨超:城市设计的结构化形式逻辑研究

2024-05-11 15:38 来源:清华同衡规划播报

导 读

设计分析是一门学科自律的研究理论与学习方法,有助于建构设计理性,使学习者获得类型化、模式化和体系化的设计意识与专业积累。城市设计的形式逻辑分析能有效明晰城市设计的构型规律、策略和技巧,培养结构化思维与表达,进而由学习导向创造。本文在简要介绍设计分析理论的基础上,从“要素-关系”二元论的结构视角系统剖析了层次、程序、差异和图解四个形式逻辑的原理性要点,并结合具体案例及其图解,展开从宏观到微观、从全局关联到单体生成、从基本关系到细节变异地层级化推演,由此揭示空间秩序的生成过程与城市设计的整体性思维。该方法适用于不同类型和尺度的个案研习,最终实现对分析成果的活用和超越。

作者| 杨超,北京清华同衡规划设计研究院有限公司详细规划与实施二所主任工,正高级工程师

原文发表于《城市发展研究》杂志,2024年第1期

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引言

现代城市设计在我国,历经了近40年的理论发展和实践积累,已形成较为成熟的学科体系与方法论。无论求学或执业阶段,设计研究始终是提升专业认知与创造水准的主要渠道之一;设计分析是设计研究的重要组成部分,旨在通过对设计作品的多维解析,理解、揭示和归纳其空间秩序的构造规律,使之转化为有效指导实际操作的思路和策略。本文在简要回溯设计分析理论发展及意义的基础上,将其向城市设计领域延伸,并从形式逻辑视角切入——形态建构是城市设计的本体问题[1],需从学科自律的内核处研究城市空间形态及其要素形式生成的共性因素与学理要义——结合实例探讨城市设计分析的原理、方法和表达,构建基础性的理论框架,以期重建设计理性、丰富学科内涵。

1、设计分析

1.1 设计分析理论的源流

设计分析作为一门独立的专业技术,出现于现代性的发端时期。经由19世纪初迪朗(Jean-Nicolas-Louis Durand)对古典建筑形式的抽象和分类以适应即将到来的建筑工业化、包豪斯把设计分析(不仅限于建筑而是贯通产品与艺术设计)纳入教学内容并将其视作一种现代思维、“德州骑警”团体以设计分析为基本方法所展开的现代建筑教育的先锋实验和推广,直至1960年代后在苏黎士高工、康奈尔、库柏联盟和代尔夫特等国际顶级高校中的广泛普及,设计分析逐渐被系统化与理论化[2]。伯纳德·卢本教授(Bernard Leupen)精辟地指出设计分析的内涵和意义:“若要洞察设计的过程,分析现有的设计作品是一种可行的途径,我们称为设计分析;假如设计是一种创造的过程,那么分析就是以该过程所得到的结果为开始,尝试取得在其底层的概念与原则。[3]”分析与综合相对应,属于层层分解的研究方式,在以终为始、倒果为因的假想式推演中重新发现和提炼设计作品的内在逻辑,本质上是一种追溯和再诠释。简言之,分析是生成的逆过程,或称为“逆向设计”。

在国内,东南大学韩冬青教授自2003年开设“设计分析与表达”硕士课程,从环境、空间、建构、几何与数、图解等角度全面展现了建筑设计的解析技能,以推导感性背后的理性逻辑。但设计分析理论在城市设计领域的研究与应用较少,尚未形成系统完整的理论模型。而城市较建筑更为复杂,更需抽丝剥茧,从更大尺度和规模的空间信息中提取清晰且实用的设计机理和要领,并升级为自律的学科知识。作品分析无疑是高效的知识获取路径,提供了一种结构化的设计学习方法。

1.2 作为一种结构化的学习方法

认知是创造的前提。优秀的设计作品无法移植或复制,却可以通过设计分析理解和学习影响设计逻辑与进程的各种因素及其关联,如宏观背景、场地条件、环境文脉、构成要素、操作策略和形式语言等;其中对于城市设计来说,最重要的是培养结构化思维与方法。结构是物质空间要素赖以形成整体的基本骨骼或脉络[4],即城市空间秩序的内在组织关系;各类要素须依据结构建立联系,否则只会变成无序的三维堆积。结构的生成是设计研究与学习的关键所在,其核心价值亦使之成为最主要的分析线索,从结构入手进行城市设计分析,能够对物质空间环境的生成机理做出合理的假想、解读、评判和再现,亦可视作一种合目的性的城市形态解释框架。结构化的设计分析练习因而成为设计研究与学习的关键所在(图1),其形象思维相较于常规的图纸观察或文字阅读更加深刻生动,在模仿之上把对作品的一般感性认识升华为可比照、可转译和可表述的理性认知,使学习者获得超越个案的类型化、模式化和体系化的设计意识与专业视角,掌握并有效积累城市设计的构型规律、策略和技巧,进而活用这些分析成果,最终由学习(分析)导向创造(设计)。

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图1:结构化的城市设计练习图解(图源:图1-1来自《城市·环境·设计》2009年第5期,图1-2为作者绘制)

2、结构二元论

2.1 “要素-关系”视角

空间结构包含虚实两部分,可以简明地概括为“要素及要素之间的关系”。“要素”指建筑与环境的物质空间内容和形态,前者涉及建筑单体、组群、街区乃至建设组团的功能、形态、尺度、流线和布局,后者涉及街道、广场、公园和滨水等开敞空间及其中的城市家具和设施;二者都是赋形必需的素材,且在历史上经常组合构成稳定形制,如地标性建筑与填充性的基质街区。“关系”是使上述要素形成系统的组织逻辑与关联机制,关系的建立往往源自特定场地、环境和条件的独特性,如各种关系线(轴线、几何控制线、对景线、视线通廊等)的图示分析,都属于典型的在地关系的结构化呈现。结构作为部分与整体之间的联结脉络,正是对组织关系与要素类型的(再)创造,揭示出城市空间在质、形、量三方面的内在联系、转化机制和构造策略,进而形塑丰富的空间关系与场所。进一步讲,按照熊彼特(Joseph Alois Schumpeter)对“创新”的普适定义——拆解既有要素而后重新组合(新关系),真正有价值的设计创新是结构性的,即用新关系组织各类物质空间要素而创造新结构;也就是说,要素追随关系。这比起“新要素-旧关系”(如形式层面的猎奇或符号化)的设计模式要更本质。依此本体论视角,从超越构图的机理层面来看待和诠释形态生成过程,能较为直观地建立从整体到局部逐级推导和赋形的规律性程式与一般性方法,从而驭繁于简,更便于掌握其中的原理。相应地,在“要素-关系”二元视域中,城市设计首先是发现与选择的过程。“发现”的是关系,包括全局大环境或局域小环境对场地感知和使用的外部作用、场地禀赋资源的对外连接、从场地内部生长出来的独特性条件等。“选择”的是要素,即为空间赋形的适宜素材,包括物质空间要素的类型、构成和语言,并从中提取契合结构关系的内容,如商务、商业、会展、医疗、行政、产业、学校和住宅等建筑类型的正常尺度、流线和布局等。关系发现与要素选择是规划设计的基本功,设计方案是二者的有机结合和独特创造。

2.2 结构化原理

空间结构因时因地而异,但从中都可抽象出清晰连续的逻辑链,因其背后的设计原理具有共通性,主要有三。一是层级化构造,指的是结构关系的组织与要素形态的生成都按照自上而下、自外而内的梯级秩序来展开,上一层级可以拆解细分成不同规模和特点的次级单元(如组团、片区或建筑群)并自成结构,形成多层次的结构体系;其中,次级结构需延承和服务于上级结构,即高层级对低层级、中心部分对边缘部分,都会产生约束和传递作用。系统的整体有机性也体现在不同层次之间的结构关联和接续之中。二是中心化关系。各类物质空间要素围绕核心资源——常见的包括河湖林田等山水景观中心,历史街区、工业遗产、博物馆群等社会文化中心,以及商业商务中心、城市创新区、自贸区等产业经济中心,等等——多呈圈层化布局,同时遵循区位择优律、规模门槛律和自组织演化律等城市空间发展规律[5]差序配置,最终产生环形、线形、树状、鱼骨状和网状等形态,不一而足。要素所处区位决定了其中心化的程度和等级差序,相应的赋形依据和目的都旨在强化上一级的向心关系并再传导至下一级。三是类型化要素。各种建筑类型及其地块划分都有着独特的组织规律与结构特征,比如肌理便是某类建筑在密度、高度、建设强度乃至隐于其后的经济可行性、社会审美和地域文化等因素综合作用的结果。这些普遍的、常规的类型化原理是设计操作的合理性基础,进而予以有层次地差异化处理,完成对城市形态的理性呈现、识别和干预。逻辑与依据是设计理性的根本,其推导结果可以被提取、转化为定位定性定质定量的空间管控要素、标准、规则及具体要求,与控制性详细规划相结合,纳入法定的规划管理与实施体系。

2.3 城市设计的意向性

“要素-关系”二元论视角下的城市设计呈现出更鲜明的意向性形式特征,原因有三。首先,以建筑与公共开放空间为主要载体的空间要素在城市设计层面的意义在于技术指引(表意)而非真实建造(写实),形式表达应基于全局视野重点展现要素的类型化特征,而不需要过分着力于单体或细节推敲。这也是现代性的抽象机制[6][7]的必然产物,城市设计成了资本空间生产制度和流程中的抽象环节,意向性更加明显。其次,“要素追随关系”原则使得建筑实体的存在目的是为了不断确立和强化结构关系,或者说,要素的形态是关系物化的结果;而这正是注重整体性的城市设计思维区别于凸显个性的建筑设计思维的关键所在。在这里,形式并非样式,而是以“形”的方式来解决问题和制造关系,即形式的本质是一种空间策略——诚如斯坦·艾伦所言:“形式能做什么比它看起来像什么更重要[8]”——形式的生成逻辑(以下简称“形式逻辑”)比形式的构成语汇更重要。第三,如若再进一步,空间结构是整个城市设计的核心,也是表达设计概念与思想的主体,故设计者有意识地去除了与概念、思想无关的形式表现成分,把建筑层面非必要的操作、变化和象征性减至最小而更倾向于简洁的结构化表达[9],使得建筑和景观要素都高度洗练、不究细节。

3、形式逻辑分析的结构化方法

分析的目的决定方法的选择。分析城市设计的形式逻辑,目的在于借由假想式反推,考察各类建筑与景观形式产生的可能原因,辨析形式之间的关系牵引与组构原理。其分析方法的框架如下。

3.1 层次

分析与综合相对,重在层层分解之后的还原;形式逻辑分析是以结构关系为主线、对空间系统的层级性及其传导作用在实体形态层面的拆解和(再)诠释,旨在厘清形式生成的梯级构造和同一层级中各类形式要素之间的关联逻辑,从而理解秩序建构和表达过程中的理性与感性。一般来说,按照自上而下的梯级传导模式,设计分析可以从“整体架构—组团模式—组群联结—单体细部”四个层次逐层剥离,发现各层级间结构性关联的依据、媒介以及上级结构对下级赋形的要求和影响。以界面为例,如沿街建筑界面的形态、贴线率(连续街墙的比例)和风貌等形式要素是由该街道在总体空间结构中的定位来决定的,又如高层建筑选点布局的依据是为了加强城市重要道路或滨水界面(上一层级)的景观形象,再如组群层级的建筑界面属于城市设计要素而非建筑设计要素,等等,都体现出高层级对低层级的构型指导和承接;甚至可以说,建筑要素因结构关系而生。所以,层次是第一要义。

3.2 程序

形式逻辑的分析程序可以概括为组构城市空间所必然涉及的三组基本关系:分合关系、虚实关系和同异关系,彼此联系却不能相互替代。一是先分后合,即首先从总体层级的形态分区入手——不同功能类型的建筑尺度与形态,如会展中心、商务办公楼宇、住宅小区和工业厂房等,在总平面上基本可以一目了然而判断出大致分区——再经由结构性要素(轴线、绿廊、界面等多种形式)的串接或缝合,建立各分区间的空间联系。同样的操作亦适用于分区或组团层级并可分形下沉,形成合纵连横的完整关联体系。二是先虚后实,即优先分析公共开放空间的关联性与层次性,包括位置、等级、规模和形态等内容,把公共空间体系作为结构骨架,逐层指引地块划分、街区肌理和建筑实体的形态设计(图2)。建筑形态表达的是结构关系,自身好用即可,不必在城市设计阶段过于求新求奇。这种关注公共空间体系的品质和完整性的“以虚取胜”的设计方法也越来越成为方案制胜的关键,蕴含着公共利益最大化的价值导向,并提示出公共空间治理推动城市高质量发展的核心地位。三是先同后异,主要针对于建筑操作层面,即先填充或嵌入适合于所需功能和规模要求的建筑类型,通过从基本体量的基本围合塑造基础形态(该阶段呈现为单体无差异的均质化模块),以此均质肌理为基底,再根据与上级结构的关联程度,深化为更明确的密度、高度和强度的三维配置以及更丰富的形体构成,最终完成单体的形式变化(图3)。常用技巧包括成组成团、大疏大密、整散对比、金角银边、连续对位、模块拼合和复制等。

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图2:先虚后实的设计生成图解示意(图源:作者绘制)

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图3:先均后异的设计生成图解示意(图源:作者绘制)

3.3 差异

作为形式逻辑分析的重点,空间形态的差异制造同样追随结构。结构关系是形态有序变异的主要依据,决定了变异的位置、程度和层次。一般情况下,各色城市设计中需要着重塑造和强调变化的规律性位置符合凯文·林奇(Kevin Lynch)的城市意象五要素(标志、节点、路径、边界、区域),这些感知城市空间的关键区位往往也是设计中应当予以展现甚至必须彰显个性的地方。常用的差异化设计手法包括切削(cutting)、掏挖(digging)、镜像(mirror)、对位(counterpoint)、交叠(overlapping )、偏转(deflection)、折叠(fold)、消解(blanking)和分形(fractal)等。此外,一些传统的形式美学法则,如比例与尺度、均衡与稳定、韵律与节奏、对比与微差、重复与再现等,作为形体推敲的基本功仍需熟练驾驭、活学活用。

不难发现,有章法的形式逻辑往往实现了理性与感性之间的巧妙平衡,可总结为“构成清晰、类型多样、层次丰富、形态灵活和整体有机”的评判标准。

3.4 图解

图解是再现形式逻辑的有效方式。凭借图示语言及其强大的转译和专业处理能力,能够将设计对象中的一或数种关系、属性和特质提取出来,同时屏蔽其它与表达目的不相关的部分,使内在组织结构与形态构成关系中的潜在秩序、策略和机制变得可以被描述和讨论,并引导新形态、新结构的产生,从而直接赋予图解以创造能力。因此,图解既是设计分析与生成的工具媒介、也是“以图形操作和形式发生为特征的设计方法[10]”。客观性、抽象性、过程性和目的性是城市设计图解的基本原则与表达要求(图4)。源自18世纪中叶诺利地图所开启的图底(Bottom)关系仍是最经典而常用的分析方法。作为重要的类型学解析工具,图底法基于确定性与构成性,通过把具体、复杂的要素形式及其关系抽象成“点-线-面”的基本几何形,剖悉围合方式、体量切分、趋势朝向、高点布局、边界处理和一体化设计等内容,直接、精准地显现结构关系的实体化过程,具有明显的稳固态(而非亚稳态)倾向。尺度越大的城市设计,图底关系越见效。此外还包括地图术(Mapping)、模型(Model)、层叠(Lay overlapping)、透射(Transparent vision)、凸现(Bulging)、编码(Coding)等图解技术及新兴的数字化手段,需针对不同的研究对象、目的和视角加以选择和运用。

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图4:过程性图解的抽象表达示意(图源:作者绘制)

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图5:不同类型、尺度和表达的结构分析练习(图源:作者绘制)

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图6:手绘描摹优秀案例的学习方法(图源:作者绘制)

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图7:局部形态的手绘记录和演练(图源:作者绘制)

结语

现代城市设计经历了数次迭代,设计分析的内容、思路、方法和工具亦多种多样。本文所呈现的结构化分析模式只是其中较为主流的一种,未来仍可广泛纳入类型学、形态学、现象学和数字化等经典与新兴技术予以持续地充实完善。同时,针对于不同地域、不同规模和不同类别的设计分析还会呈现出特定的结构性差异,如城市中心区、文创区、历史街区、科技园区、大学校园和居住区等,都自带空间组织和构型模式的独特性,须具体发掘;但万变不离其宗,结构化始终是设计本体研究的核心之一。带有结构意识的品读、描摹和抽象等学习行为能迅速而高效地理解和掌握设计方法论的原理与要义,值得反复提纯和深度解码。更重要的是,结构化的设计练习需要持续地日常积累,以提升学习者对于优秀作品的敏感度与设计意识,可以从单纯的结构分析(图5)、整体的方案演练(图6)和局部的塑形手法(图7)三个方面开展,表达形式自由而丰富,以此夯实基本功,解决设计过程中的失语痛点,走向新的创造。

参考文献

[1]王建国,城市设计(第3版)[M],南京:东南大学出版社,2011.1

[2]韩冬青. 分析作为一种学习设计的方法[J],建筑师,2007(2):5-7.

[3]Bernard Leupen,等. 设计与分析[M]. 林尹星,薛皓东(译).天津:天津大学出版社,2003.1

[4]韩冬青. 设计城市——从形态理解到形态设计[J]. 建筑师,2013(4):60-65.

[5]段进. 城市空间发展论[M]. 南京:江苏科学技术出版社,2006.12

[6]韩涛. 现代性的意象:例子、话语与建筑(下Ⅰ)[J]. 住区,2021(3):86-95.

[7]韩涛. 现代性的意象:例子、话语与建筑(下Ⅱ)[J]. 住区,2021(4):66-75.

[8]斯坦·艾伦. 点+线——关于城市的图解与设计[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.6

[9]杨超. 要素还原——一种建筑和城市设计的极简主义方法论[J]. 工业建筑,2023(7).

[10]张琪琳,韩冬青. 图解——期待未知[J]. 新建筑,2008(2):118-124.

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