探究数学美在建筑学中的体现

探究数学美在建筑学中的体现

徐少鹰

滁州市建筑勘察设计院安徽滁州239000

摘要：现代建筑的发展十分迅速，建筑物充斥在人们日常生活的各个角落，建筑物在实现其基本的遮风挡雨的功能之后还承担着一定的美学功能，好的建筑物能够让人感觉心旷神怡，舒适感倍增，在这之中，建筑的发展离不开数学，数学知识既是建筑建设发展的基本理论知识，同时也是建筑物设计感的体现。因而本文从数学的角度出发，对数学美在建筑学中的体现做综合的研究。

关键词：数学美；建筑学；审美需求

引言：

建筑在很大程度上是城市文化内涵和精神面貌的体现，是城市景观的重要组成部分。当前，我国城市化建设不断加速，建筑建设的速率不断加快，而其中不乏有十分亮眼的设计和优美的结构。建筑数量的不断增多一方面体现出城市综合发展的势头，而具有地域特征和民族特色的公共建筑同时也是地区文化和精神力量的集中体现。但是就我国目前建筑设计发展的情况而言，在美观和文化底蕴方面已经十分成熟，其中体现出数学美的部分也更加具体而多样，综合数学美和建筑学理念所构筑的现代化建筑能够更好的体现出现代化建筑的理念。

一、建筑与数学之间的关系

建筑学在如今的发展过程中越来越体现出跨学科发展的趋势。建筑学提高坚实的理论依据，建造出质量较高的建筑，而现代建筑不仅在质量方面，同时也在美学理念的运用方面具有一定的建树。建筑学的发展离不开数学，因为数学中本就有涉及到几何、角度等相关的知识，从抽象方面来看，建筑物也是庞大的几何体，其符合特定的几何体的构造形式以及力学条件，因而数学美蕴含在建筑之内。

众所周知，任何成功的建筑物都必然不是建筑材料简单的堆砌，而是经过系统化、比例化的测算和精细的施工之后完成的，在这之中，基于数学理论对建筑进行设计、施工，同时对建筑物的安全程度进行检查都是数学学科的认识。数学美同时也是建筑审美的一种外在形式，审美是指美感的产生和愉悦的体验，建筑物的审美是基于其实用性的基础上对其产生的情感和美感的体验。为此，建筑物在设计与营造的过程中要考虑数学元素在技术层面、文化层面、艺术层面等不同层面进行结合，突出设计感与良好的配置观感。

二、建筑学中的数学美

建筑学的发展离不开数学，而数学的美也在建筑学中得以体现，二者是联系紧密不可分割的关系。简单来说，在建筑学中涉及的数学美是几何图形的美，建筑学中的立体几何建筑能够充分体现数学几何图形以及黄金分割比例，对称，颠倒等几何图形之美。将数学美在建筑学中的体现列举以下三样：

（一）通过数学比例体现造型美

数学中涉及到比例的知识和理论较多，其中著名的比如“黄金分割理论”该理论是数学中重要的比例理论，大自然中应用到“黄金分割理论”的物体或建筑都具有十分自然而迷人的美感，比如蜂巢，埃及金字塔等。通过将1按照0.618的比例，体现出良好的比例特性。比如公共建筑在实际的空间利用和设计上必须要满足人们对空间的要求。其外形和内在装饰的设计都应该注重空间感，不给人以压缩和限制的感觉，这就需要很好的体现出线条的比例关系，使得人们的视线和空间感得以保证，继而完成现代建筑物所要传递的功能和理念。

（二）曲线与建筑设计的关系探析

曲线具有几何属性和情感属性，由于现代人均居住水平的提升以及建筑用地的紧缩，如何在有限的空间内形成较好的空间感是现代设计艺术在室内环境呈现中的创新。而曲线与室内设计有密切的联系。

由于曲线在大多数情况下代表着一种变形的空间，比如在明亮的日光条件下进入室内感觉到被非平面的线条笼罩，会产生一种虚幻、空间分裂感十足的氛围。这是传统直线建构下的室内空间所无法体现的。因而，曲线是打破室内设计沉闷、单一的良好元素。曲线在室内条件下的变化常常给人以不同的心理适应性变化、心情、表达方式的转变等现实影响，而这都是在打破室内设计本来的平衡感的基础上获得的。而除去单一色调的曲线之外富有色彩的曲线也应该在尽可能广泛的维度上将室内气氛做良好的调谐，比如利用不同颜色的灯光、不同频率的光、光的照射面等进行相应的曲线元素的设计可以尽可能的延展平面建筑物的立体感，搭配曲线的设计，同时表达出居室装饰设计的多维特性。

墙壁在传统的室内设计中主要以直线、平面的状态呈现，是视觉的焦点，在此也最可能将设计师对于空间的思考。比如要呈现具有开放、愉悦的室内氛围，就可利用曲线元素改善墙壁，实现轮廓线等弯曲、圆润的墙壁设计。表现出不同于现实面目的居室环境特点。

曲线在设计中的应用并不罕见，现代主义视阙下的室内空间设计反而更加崇尚简约和自然，因而在很大程度上应用直线元素较多，但不可否认的是曲线元素对于设计而言具有良好的特性，有助于打破居室内单调乏味、简单直白的设计语言带来的沉闷环境，于理性之中赋予感性之美，曲线因而在现代居室设计中逐渐得到了更大范围的应用，并因此涌现出诸多优秀的设计案例。

（三）通过几何物体表现美感

几何物体是数学中重要的一个知识门类，同时也是组成大千世界的基本元素，圆形、方形、椭圆形、三角形的元素在随处可见，在现代建筑中也多有体现，比如国家大剧院，主体就是一个椭圆形的结构，而国家游泳馆——水立方的主体是一个正方形结构。可以说几何结构是建筑物的基本形态。不同的几何体可呈现不同的形态特征，同时，不同的几何体的搭配可形成更加复杂多样的形状，构成了多样的建筑物，可以看出，建筑学不仅仅围绕着建筑的设计与建造下文章，还研究分析人们的审美需求，结合人们审美需求建造美并实用的建筑物。

总结：

综上所述，建筑学与数学知识息息相关，建筑学的发展离不开数学知识的理论支撑，数学美学在建筑学的许多领域都能够得以体现，通过对其的实际研究，也可以探讨更加完善的应用方式，创造出集功能性、实用性、美感体验于一体的完美设计作品，为当代建筑学发展和建筑物设计提供更加优秀的整体解决方案。

参考文献：

[1]刘泽楠.探究数学美在建筑学中的体现[J].四川水泥，2018（01）：292.

[2]张海霞.不同时期数学对建筑学的影响探究[J].产业与科技论坛，2014，13（19）：102-103.

[3]范凌.过去的未来——一条被遗忘的建筑学线索[J].建筑技艺，2014（04）：32-34.

[4]朱玲，朱荣升.建筑学专业全面素质教育与高等数学课程改革的思考[J].高等建筑教育，2000（03）：22-23.