關鍵詞： 建筑設計 自然辯證法 模糊

兼具感性和理性的復雜體，所有建筑的誕生及使用都是由人類完成，其規劃、設計、審美、消費以及感知的一系列過程所涉及的諸多評判的標準都不是簡單的是或非可以絕對劃歸的，很多事情并不是非白即黑或0、 1原理。在建筑設計的實踐中，定位一個建筑作品的優秀與否，這個評判和下結論的過程本身就是一個灰色的概念，好或不好都是相對而言，是通過運用一系列的標準或尺寸來進行衡量和評判。比如紅色，可以包括淺紅、桃紅、深紅、大紅……設計中碰到的大量問題都是這樣非絕對概念的灰色問題，或者定義為模糊的問題。

“模糊數學”理論的產生為分析模糊現象提供了一個有力的工具。1965 年，美國控制論專家、數學家L.A查德（L.A.Zadeh）教授發表了題為《模糊集合論》（《Fuzzy Sets》）的論文，標志著這門學科的誕生。它以精確數學集合論為基礎，提出用“模糊集合”作為表現模糊事物的數學模型。在模糊集合中，給定范圍內元素對它的隸屬關系不一定只有“是”或“否”兩種情況，而是用介于0和1之間的實數來表示隸屬程度，還存在中間過渡狀態，當隸屬于0和1之間值時，就是模糊集合。很多模糊現象其實都是靠著“度”這個概念來區分，過之或不及，黑或白，都是一種相對界定，有一個過渡過程。比如酸堿度以數字化0～14的PH值來表示，達到7以上為堿性，7以下則是酸性，等于7時呈中性，在其間不同的取值點上則定義出不同的強度：比較酸、特別酸、很酸，或微堿、強堿……（詳細分析涉及到模糊數學理論中集合論、模糊邏輯等相關專業知識，在此不予論述）。建筑設計里也提到可靠性、可靠度的概念，引入概率進行分析，任何房子都不可能永遠不倒，只能保證在常規定義多少年的使用期內，是安全的，所謂安全也就是97.73％的不失效概率。建筑規劃及設計作為系統工程，其間涵蓋有大量的模糊現象，諸如地段區域的功能劃分合理性研究、各種受力面最大或最小承重值的取定、以及空間效果上高與低、寬敞與否、設計風格上古典與現代等等這樣一些對立的概念的運用，都沒有絕對分明的界限。而運用模糊數學則可以把這些模糊問題引入數學模型中進行可操作性處理，L.A.查德采用模糊集合理論來建立模糊語言的數學模型，就是把人類語言和思維過程提煉成數學模型，使其數量化、形式化。

隨著科學知識的進步諸如模糊數學的產生與運用，人們在實踐過程中認識到，建筑設計實際上是可以“模糊”的。在處理很多灰色問題時，通過運用相應評析體系，可以對建筑設計加以衡量并作出最終評判，典型的如組織專家組進行考核。一個建筑的好或壞，都要考慮很多因素，包括外觀、室內的風格定位、各功能空間的布局劃分、空間利用的實用效果等等，對各種對象和目標用相對確切的語言進行表述，設計指標體系，建立數學模型，得出綜合評價。

比如評判一個房子整體功能的好與差，評判對象：臥室、客廳、廚房、衛浴間、衣櫥；功能評判分成五級標準：好、比較好、一般、較差、很差

據此可以建立關系矩陣：建筑設計以及日常生活里很多事物的差異在中間過渡中的不分明性，都是其本身客觀存在的一種特性，人們在認識過程中，需要真實地反映這種客觀性，辨證地看待，才是真正接近科學意義上的“精確”。所謂建筑設計的評價可以“模糊”，亦是這種相對概念。當然，模糊數學在建筑學上的運用滲透，也不能僅作為一個概念或者一種理論被機械地套用，而是應該作為處理設計過程中所出現問題的一種方法，與其建立富有成效的關系。最近這些年，許多科學家已建立了模糊評價體系用于建筑設計的評價。

建筑設計是一個創作過程，完成一件設計作品需要遵循一定的設計理論。近幾十年來，人們在利用和改造自然的過程中，建筑事業取得了飛速的發展，人們在得到收益的同時，也為建筑事業對人類自然環境的破壞而憂心忡忡。

自然辯證法是關于自然界和科學技術發展的一般規律以及人類認識自然和改造自然的一般方法的科學，其研究目的就是為了合理地處理人與自然的矛盾。建筑設計作為一項協調人與自然關系的實踐活動，必然要遵循自然辯證法。系統觀、科學技術觀和創新觀是自然辯證法的重要組成部分，在建筑設計中體現這三方面內容必然有對建筑設計有所啟示。

系統觀

現代系統觀認為，事物的普遍聯系和永恒運動是一個總體過程，要全面地把握和控制對象，綜合地探索系統中要素與要素、要素與系統、系統與環境、系統與系統的相互作用和變化規律，把握住對象的內、外環境的關系，以便有效地認識和改造對象。

在建筑設計中不僅要處理好建筑內部各要素的關系，而且在處理好建筑與外部要素和環境的關系。建筑內部各要素包括建筑、結構、設備、建筑物理、建筑材料和建筑施工等，一個建筑設計只有符合滿足上述要素的要求，才能滿足一般的使用功能。但今天的建筑設計已不單單是一幢建筑的實用、美觀和經濟的問題，它還要涉及到社會學、生態學、心理學、歷史學、經濟學和環境學等多門學科。即建筑設計不僅要滿足為人使用的基本功能外，還要體現建筑的時代性、地域性和文化性。在今天“以人為本”的設計理念指導下，在一個強調人與自然協調發展的年代，人們已經不滿足居住在一個個孤立的、毫無生機的鋼筋混凝土結構中，而是要居住在與自然環境和社會環境相協調、相統一的綠色建筑體系內。這就要求建筑師在進行設計中必須有綜合思維的能力，在錯綜復雜的諸因素中，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面[2].一個建筑的設計過程也就是一個不斷解決問題的過程，建筑師只有解決好各階段的問題，才能設計出一個健康、安全、高效、節能、方便、舒適和可持續發展的人居環境。

在當今建筑設計系統觀主要體現在生態建筑的設計，也就是指建筑與環境協調發展的建筑樣式，即要求在建筑設計中充分考慮環境保護的需要，使建筑物不僅有效地滿足各種使用功能的同時，還要符合環境保護的要求。這其中好的范例是清華大學超低能耗樓的設計。該樓位于清華大學校園東區，建筑地下1層，地上4層，總建筑面積2930m2.該樓的設計盡可能減少一次性消耗能源，降低對外界環境的污染。該建筑結構體系采用鋼結構，圍護結構強調開放性，過濾性；室內環境采用自然采光和自然通風，能源采用太陽能和天然氣相結合的方式，從而為使用者提供和諧的工作空間。并在此基礎上，開展各項與生態建筑有關的研究，示范先進的生態建筑技術。

科學技術觀

科學技術是人類認識自然、改造自然的工具，是第一生產力，可以幫助人類不斷創造出光輝的物質文明和精神文明。科學技術的飛速發展，必然給建筑設計帶來新的設計理念和思想。現代建筑設計必然要滿足科學技術觀的要求，在當前設計中主要體現在兩個方面。

一是智能建筑的設計思想。智能建筑目前尚無統一定義，但其核心思想是系統集成設計[3].它包括有辦公自動化（Office Automation，縮寫OA）系統，即利用先進的科學技術，不斷使人的部分辦公業務活動物化于人以外的各種設備中，并由這些設備與辦公人員構成人機信息處理系統；通信自動化（Communication Automation，縮寫CA）系統，即在智能建筑中可以迅速進行各種圖像、文字、語音及數據的通信；建筑物自動化（Building Automation，縮寫BA）系統，即以中央計算機為核心，對建筑物的設備運行狀況進行實時控制和管理。建筑自動化系統中的一項重要內容就是建筑節能技術，這是自能源危機出現后在建筑領域內出現的設計大趨勢，節能設計通過對建筑的圍護結構、環境控制、能源系統和自控測量等系統的設計達到節約能源，使建筑在各種自然環境下處于一種超低耗能的狀態。以上三個系統在智能建筑中由系統集成中心（System Integrated Center，縮寫SCI）統一綜合管理。

清華大學超低能耗樓同樣很好地體現了科學技術觀在建筑設計中的運用。作為科研基地，該樓匯集了多種國內外最新的科研成果。僅以該樓的自控測量方案設計為例來說，它在設計中考慮了根據環境的變化調節建筑物各部位的狀態，實現建筑智能化控制和實時測量的效果。該樓的控制系統可以自動采集各室外測點的日照情況，根據不同的朝向方位調節遮陽板百葉的狀態以減少熱負荷；采集室外氣象參數，決定外窗的開啟狀態和熱壓通風豎井的開啟狀態；另外還可以控制建筑中采光系統、能源管理系統和通風系統等工作狀態。

科學技術在建筑設計中的另一個體現是計算機技術的應用。科學技術革命所引發的變化莫大于計算機技術的日新月異。作為較早應用計算機技術的建筑設計，三維制作軟件的發展無疑給建筑設計帶來了更大的想象和表現空間。當前的建筑設計早已不只是要求畫出平面圖的時代，而是要求有直觀的效果圖，甚至要求有虛擬現實的出現。建筑效果圖是建筑師展示其作品的設計意圖、空間環境、色彩效果與材質感的一種重要方式；而虛擬現實技術則可以使用戶能夠在吸收多種信息后，達到身臨其境的效果。計算機技術以其簡單易用、易修改，可重用、準確真實和易存儲傳輸的特點已經成了建筑設計中不可或缺的重要工具。

創新觀

創新是社會前進發展中的永恒主題。毛澤東同志曾精辟地指出：“人類總是不斷發展的，自然界也是不斷發展的，永遠不會停止在一個水平上。因此，人類總得不斷地總結經驗，有所發現，有所發明，有所創造，有所前進”。江澤民同志也在十六大報告中指出：“創新是一個民族進步的靈魂”。

我國改革開放以來，給建筑業帶來了難得的機遇，并取得了宏大的成績，但是在“全球化”思想的影響下，給人一種千街一調、百城一色的感覺，因此建筑設計需要創新，需要營造中國特色的現代建筑。創新的過程，正如英國心理學家沃勒斯在《思考的藝術》中指出需要一個準備的過程，即收集資料的過程，包括古今中外的優秀設計思想以及從別人的經驗中獲取的知識和啟示，在此基礎上加以分析，經過一個去粗取精和去偽存真的過程，形成自己的設計風格。建筑設計是一件艱辛而復雜的智力勞動，一項優秀的建筑作品的誕生要求建筑師有全面的設計知識、扎實的設計基礎和豐富的想象力。建筑設計的創新過程，決非直接搬用國外的設計作品，而是一個不斷要否定自我、修正自我、完善自我的過程。一個有特色的建筑往往就建立在巧妙地解決了許多難點的基礎上[4]，而一個有特色的建筑即有創新意識的建筑往往就會得到大家的欣賞。

建筑設計的創新不僅可以體現在建筑外形中，也可以體現在建筑技術中。在清華大學超低能耗樓設計中就有多處創新之處，在圍護結構設計中包含了生態艙的設計、相變蓄熱地板的設計、植被屋面的設計及各種幕墻的設計。其中的生態艙位于建筑物一層北部，將綠色植物引入室內，創造性地在建筑內部增加了與自然接觸的人性化空間，并且也可以在一定程度上改善室內環境質量。能源主要采用太陽能和天然氣，將這些天然能源轉化為電能和熱能，減少了動力電的使用。

結語

建筑設計必須遵循自然辯證法，建筑師應學習自然辯證法，提高自己的哲學素養和人文素質，進一步樹立辯證唯物主義的世界觀，掌握和運用科學的思維工具去探索建筑與環境的內在自然規律。在建筑設計中要把握系統觀，體現科技觀，富有創新觀，只有這樣才能創作出優秀的建筑作品。