導語：建筑設計中的數學思考一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:分析成都市的地形地貌，調查人口密集程度，研究周邊多種資源和市場，落實針對房屋高度及密度等細節，從而追求城市空間布局的美觀與舒適，并盡可能地支持城市科技技術的培養和發展。同時，貫徹《成都市中心城區特色風貌街道規劃建設技術導則》中的“中優”戰略思想，以數學思維探討成都市的建筑設計，將成都打造成具有地域特色、文化特色、古今結合的國際化大都市。

關鍵詞:數學思考;分區管理;建筑高度;密度;發展特色

0前言

成都作為四川省的省會城市，其科技的創新和人才的培養近年來一直受到國家的大力支持。同時，被譽為“國家級歷史文化名城”的成都因發達的飲食文化和豐富的名勝古跡吸引著大批的人口在此地定居。因此，如何將古風雅居與現代高樓巧妙地結合成為了成都市政建設的一大課題，既要兼顧成都的歷史文化特色，又要結合當地的日照以及土壤等自然條件，還要考慮嚴肅的建筑學設計規律。成都是四川盆地的主平原，由于海拔較低，氣候濕潤多雨，因此房屋的地基也就相應加深加固;同時，四川又處于歐亞地震帶，時常有強弱不一的地震作用，因此，對房屋的高度和密度更要特殊對待。

1住房高度設計

在2017年的《成都市中心城區特色風貌街道規劃建設技術導則》中，政府明確指出中心城區新建建筑高度不宜超過24m。中心城區包括錦江區、金牛區等11個行政區和天府新區等2個功能區，涵蓋了杜甫草堂、寬窄巷子等文化遺跡和春熙路、太古里等商業中心。因此，周圍的建筑與環境的相互協調顯得尤為重要。如寬窄巷子內的房屋高度為5～8m，與其道路寬度相似，視覺效果整體上便顯得休閑舒適，體現出了老成都的生活情趣，也烘托出了此景點的主題風格。正因如此，為了使景點能夠很好地融入周圍景色，周圍建筑的高度最好不要超過3層，且類比黃金構圖法，四周建筑不應雜亂排列，高度應盡量一致，前后不應太過密集，在凸顯景點的同時切合自身商業需求，使其文化韻味得到升華。而至于春熙路這類大型商業集中區，則應將建筑高度底線定在11m左右，同時將道路拓寬。作為成都的中心地區，建筑的恢弘大氣則顯示著城市的風氣風貌;建筑的整體格局也顯示著科技發展的水平。

對于2014年10月國家批準成立的國家級新區天府新區，由于以現代制造業為主，則要勵志將其作為另一個科技中心，并將其打造成為成都最先進的創新園之一。同時，為了體現可持續發展戰略、給人以舒適清新的居住條件，新區又有著以“水”為核心主題的中央公園。而公園中的河流湖泊所匯入的鹿溪河等河流也作為水岸線環繞著新區。如今，它的勢頭正在趕超高新區。單論所處地理位置和初期發展戰略，重慶的兩江新區與其相似。雖說兩江新區早于天府新區5年之久，但兩地的聯系卻越來越緊密。成資渝第四高速的建立決定也充分體現了成都新區和兩江新區作為川渝兩地溝通要地的重要性。由人口統計可以得知，兩處新區的常住人口對于整個城市人口的比重也是非常大的。因此，兩地的居民住房都曾在短期時間內有過爆炸式的增長。可以看出，重慶的房屋充分烘托了其山地的特征，錯落有致。成都的天府新區處于成都平原，又有著依山傍水的優勢，因而更應該將建筑做得剛柔并濟，不應高低參差不齊，否則不僅顯得雜亂無章，而且破壞了原本“小城”的一種淡然超脫的氣質。成都作為新一線城市，在建筑高度的規劃上更要有著看向未來的睿智，引領著其他城市的建造方向和水準。

2建筑外形幾何元素幾何分析

優美的建筑設計形態上總是讓人耳目一新，從幾何形態來說，水立方突出了正六邊形，奧體中心突出了圓弧形，中心商業區突出了菱形，我們知道，任何一個建筑需要有自身的特色，那么它所采用的基本幾何元素，要求而且必定是全部基本集合圖形的真子集。

3分區對待

以天府廣場為中心，成都大致可以分為4個區域。擁有著如浣花溪公園、杜甫草堂等偏古典風格的城西地區作為成都的老城區，西區一直透著一股濃濃的古風韻味和休閑姿態，也因此吸引著越來越多的人在此地定居;但是，由于城西結構幾乎已經定型，加上一些受到蝴蝶效應影響的人群的馬太效應，其居民住房變得供不應求，從而使一些開發商不顧周邊環境而密集地開發新居。這種操作使原本悠閑的西城逐漸變得臟亂和擁擠，不但漸漸失去了西城的地方特色，而且使得那些因靜謐的環境和古樸的風景而選擇此地的人群失去了其選擇的目的。城西的主體建筑不應該是太高或太擠，這樣在優雅的城西顯得過于雞肋。除去一些工業園或者商業中心，周邊的房屋最好走小型公寓的風格，建立連棟別墅區是一個不錯的選擇。城南則恰恰相反。南部可以說是成都的心臟，這里匯聚著許多金融家資本家，在科技等方面也屬于成都的領頭羊和開拓者。可以看出，南區的可塑性相比于西區還是較大的，加上人口流動性也持續地上升中，各種建筑必然有著密集化的趨勢。但正如前文對天府新區的描述，建筑不應太過復雜，整體依照周邊自然環境而形成流線型的建筑群，突出標志性建筑，有主有次，而不會突兀。

城東和城南曾因有著許多的工廠造成環境被污染，所以最初這里可謂“人煙稀少”。隨著成都熱度的不斷提高，污染的問題也漸漸被重視，許多工廠也倒閉關門。但是，作為一種文化，這些具有蒸汽朋克風格的建筑被保留了下來。例如東郊記憶公園，雖然原本的工業價值已經消失，但作為一個工業遺址，它在懷舊和藝術的方面卻重現生機。目前東郊記憶已作為4A級景區繼續存在。這種建筑風格的特點之一就是棱角分明，懷舊和現代金屬的碰撞。由于產生的背景主要在工業革命時代的英國，當時的建筑正處于一個新舊交替的關鍵時期。同時，城東和城南還是有很大的發展空間，因此，這兩個區域的中心建筑高度可以參照新城區的高度。而景區周圍的建筑可以適當地緊密一些，在保證陽光照射的情況下可以在布局和外觀上體現一種巴洛克風格，使整個區域都具有異域風情和風格連貫性。

4建筑密度設計

城市建筑由于高度較高，密度較大，建筑物體量巨大，土地的承載能力有限，中心商業體還要著重考慮光照度，以某一高層建筑為例，它的高度決定了在其附近某一區域內，有成比例的太陽光照投影區域，而在此區域內的建筑物，在一天之中的某一段時間，光線被其所遮擋，光照情況。個陰影區，為了保證光照度，則必須盡可能地加大樓間距，而樓間距的增加意味著土地成本的上升，而建筑設計不僅僅考慮藝術性，還要適用性和經濟性兼顧，為了調和這一矛盾，有必要研究他們之間的數學關系，通過建模計算，是否存在一種折中的解決方案，以找到可能的最佳需求間距，達成三者之間的平衡。由上式可知，存在一個合適的建筑高度，使得建筑密度有一個相對應的最大值，也就是最低的土地成本，以上是對實際情況的一個簡單建模，實際情況遠遠比這個要復雜，比如建筑物并不會在同一區域內外形雷同，現實中地形由于某些河流或者歷史文化古建筑的影響，建筑群落的展開并沒有非常簡化的數學表達式，由此而來的數學建模會相對復雜很多，而建筑師設計時的考慮切入角度，又都萬變不離其宗。

5小結

本文從成都的建筑文化地方特色出發，結合集合、導數等數學工具，對建筑行為進行了數學建模。城市的建筑是一門科學，需要考慮方方面面的因素，而一座城之所以是一座城，除了地域就是文化，而建筑風格是彰顯文化的一個重要方面，從建筑實際出發，成都的城市風貌需要結合當地的地質條件、居民居住習慣等因素，結合土地成本等資本因素，綜合進行頂層設計。

參考文獻:

［1］李玲玲，鄭時齡．建筑批評學［J］．南方建筑，2001，21(1):1－2．

［2］周光照，朱盼盼．淺析房屋建筑中的地基處理施工技術［J］．工程技術，2016，8(6):293．

［3］陳旻．動態光強度感應調節的建筑住宅光照環境設計［J］．科技通報，2014，30(10):49－51．

［4］王卓娃．歐洲多層面控制建筑高度的方法研究［J］．規劃師，2006，22(11):98－101．

［5］趙則．基于視線分析的城市公園周邊建筑高度控制規劃研究［D］．長沙:中南林業科技大學，2013．

作者:藍天寧 單位:成都市實驗外國語學校