近年来我国科技实力不断发展提升，建筑工程行业也涌现出了一系列创新技术，同时在建筑工程行业的诸多领域中也出现了许多可拓性思维发展模式，取得了很大的突破和进步。近年来可拓式思维模式的不断发展创新为建筑工程行业的设计人员带来了不少设计灵感。主要从介绍建筑设计的目的和意义出发，讨论建筑设计创新的基本原则，并分析了建筑创新设计中的可拓性思维模式及其优点，最后通过一些实例来说明这种可拓思维模式在建筑设计创新中的具体应用。
1建筑设计的目的
建筑物有其本身的功能、形态以及民族文化特征等，在建筑设计时应该充分考虑以上各种元素，使得建筑设计贴合上述要求，同时更加自然、得体。建筑设计者要设计出这样的建筑则需要充分发挥自己的建筑设计灵感，发挥自身的想象力，以此得到创新性建筑设计。建筑设计的目的主要有以下三个方面：首先是其文化价值，在现代社会中，建筑数量和质量在不断提高，建筑设计的意义和象征性特点就显得尤为重要，在建筑设计中必然要注意其文化价值，提升人们居住环境的质量和感受等。其次是建筑的经济效益，这主要是从建筑开发商的角度来考量的，建筑开发商要考虑到企业的营销和继续发展的问题，因此在进行设计时不仅要考虑到人们实际居住的感受和品质，也应该考虑利用不同的设计创新来实现建筑经济效益的最大化。第三就是安全性问题，这是建筑设计中必须要考虑的重中之重的问题，建筑设计安全关乎人民的生命财产健康安全，良好的建筑设计要从建筑的可靠性、实用性、消防安全等方面进行考量。
2建筑设计的意义
2.1建筑设计与城市的关系
人类与建筑之间的关系从原始的氏族社会向奴隶社会转变的过程中就已经突显出来了，在这一过程中，人类开始建造有一定规模的城市作为定居之所，同时也揭开了人类进行建筑设计的大幕。首先，在现代人类城市活动与建筑设计的关系中，绿化是非常重要的一环，建筑物的存在必然会导致有的植被或绿地被侵占，而好的设计甚至可以帮助改善绿化环境、恢复一定的植被覆盖率，提供更多富有趣味的绿化场所等。其次是城市中人和车辆的增加加剧了城市堵塞，汽车大量占用了城市空间而且污染城市环境，成熟而良好的城市建筑设计可以帮助梳理城市交通规划，减少人车争道的问题，还可以减少城市空气污染给城市带来的环境破坏以及人们的生命健康问题。此外，成熟的城市设计中有节能措施设计，减轻由于新的建筑而出现的能源消耗问题。
2.2建筑设计与社会文明的关系
建筑由于其具有长期性和结构复杂性的特点，经常处于滞后于当时的科学文化发展的阶段。纵观国内外古今历史和建筑发展史，一个成熟的建筑设计一般凝聚了那个时代最杰出的科学艺术文化成就，某些建筑甚至在历史的长河中屹立不倒甚至能够穿越时空的界限世世代代影响着人们的建筑设计思维，也给予这个民族和人民在精神文明的传承和思想上的巨大影响。
2.3建筑设计与人的关系
建筑最基础的设计目标就是满足人们各式各样生产生活的需求，这是其最基本的功能，这种需求对于每个人来说既包括身体需求也包括心理需求。首先，人们的大部分活动都是在各类建筑中开展的，最基本的衣食住行等基本上都离不开建筑，满足人类的这些需求是建筑设计的第一要务。其次是人与其他动物所不同的是还有一些其他的更高的生物需求，关于隐私、适宜的居住环境如光线、声音、居住空间等等。此外对于特定的人群有着较为特殊的建筑需求，诸如公共场所的无障碍电梯、无障碍卫生间以及母婴室;火车站飞机场等室内的等候区与休息区等等。
2.4建筑设计与能源节约和保护环境的关系
随着人们生活水平越来越高，人们对于生活质量的要求也越来越高，近年来节能环保已经成为社会上广泛讨论的话题。政府也从各个方面着手解决建筑设计中的各项能源节约和环境保护的方法。在建筑工程设计中，建筑师应该按照国家有关法律法规和地方政策来改进设计方案，提升建筑整体能源利用效率，更多使用新能源设计方案，减少建筑使用的能耗，为节约建筑能源做出应有的贡献。
3建筑设计创新性的基本原则
3.1建筑设计的整体性
建筑设计的整体性主要是体现在每个建筑设施的设计上，从建筑设计的整体来考虑，将每个独立的部分拼凑成一个完整的整体，从全局的角度对其进行综合分析，了解其设计的建筑的整体的功能构造，并按照建筑的主要功能进行调整，使得每个部分与建筑整体之间呈现出协调的美感。
3.2建筑设计的综合性
建筑设计的综合性是指对建筑中的每个结构进行考察，对建筑施工的每个细节进行实地调查，然后得出建筑的基本结构与组成要素，探究每个部分与整体建筑的审美与功能的关系，按照一定的逻辑规则综合分析每个部分与整体的联系，并对其进行反馈调节，让整体建筑和每个部分达到高度统一。此外还有建筑内部功能分区和结构设计的合理性，主要是指在建筑内部各个部分之间的设计要有层次感、比例协调等。
3.3建筑设计的联系性
建筑设计的联系性主要是指建筑内部各个部分之间的联结程度，考察其内部之间是否具有和谐性，同时还要考虑在施工时其内部的各项联系是否能够满足建筑设施的施工要求。在实际的建筑设计中，还要考虑建筑与其所在的地理位置与地质地貌是否能够产生联系，将环境成分作为建筑整体设计的重要观测指标等。
3.4建筑设计的动态性
建筑设计的动态性是指要对建筑整体系统和建筑内外的整体联系进行动态的考量，对其未来的发展方向以及发展趋势进行综合判断，通过对建筑整体发展的预判及其发展规律进行有效的实践探索，把握其整体发展规律，根据不同时代背景下的发展特征来设计进行建筑工程的后续设计规划方案等。
4建筑创新设计中的可拓性思维模式
4.1共轭思维
从逻辑学上来看，每个事物一般均由四个共轭部分组成，也就是正负、虚实、软硬以及潜居四对共轭，同时上述这几个部分还能够实现相互之间的转换。共轭配对其实就是事物的两个方面在一定的规则之下进行配对，一方随着另一方的变化而产生变化的现象。在建筑设计中的创新可以利用这四对共轭属性，进而寻求建筑设计的创新思路和方法。设计者利用这种共轭模式的思维方法可以更加深入地了解事物本质内容，从建筑整体上去把握建筑设计的优劣势，进而化解其中的矛盾、解决相应的问题。
4.2传导思维
在一个具体的建筑设计中，某一项事物可能会随着另一事物的改变而发生改变，这一过程也就是传导的过程，而这种思考问题的方式和角度也就是传导思维模式。建筑设计中经常会遇到一些设计上的难题，如果这些问题不能够及时有效的解决则可能导致建筑工程其他方面产生影响，影响其正常运转。为了解决协议类的问题，建筑设计者就应该注意将传导性思维引用到建筑设计中来，加以积极引导，转换矛盾，从而使得建筑设计能够高效率进行。
4.3菱形思维
菱形思维模式的主要特点就是先发散后收敛，通过对相应的问题进行发散和收敛从而进行有效的整合。一般来说这种发散和收敛的过程需要经过多次，出现的问题越复杂则需要发散和收敛的次数就越多，而且在其中可能会涉及分层次的问题。其中菱形思维中的发散思维其本质上就是一个事物经过可拓变的方式与可拓分析的基础之上按照不同的途径进行拓展，得到相应的大量信息来分析这一问题。而菱形思维中的收敛思维本质上就是共轭分析得到的资源信息，对其内容进行分析、整合，了解信息价值，对其真伪、可行性等方面进行评估，在得到大量分析结果之后找出最优部分进而达到筛选信息和拓宽思维的目的。利用这种菱形思维，可以不断地将事物的优点进行挖掘，同时对其缺点加以改进补足，在建筑设计中运用菱形思维最终能够促进建筑设计方案的不断优化，促成最优方案。
4.4逆向思维
逆向思维其实就是人们通常提到的换位思考，应用在建筑设计中主要是为了解决一些设计上的疑难问题以及在建筑设计中进行创新设计。逆向思维的优点在于设计者通过从不同的角度打破固有的思维模式从而拥有不同的设计灵感来实现建筑设计创新，在古代与现当代的很多建筑设计中都运用逆向思维模式，最为著名的就是卢浮宫前的透明金字塔的设计，融入了这种思维模式，最终呈现令世人惊艳的设计美感。
5可拓性建筑设计创新的优点分析
5.1可拓性建筑设计具有较强的系统性
建筑设计创新中的系统性主要包括创新相关因素的系统性、研究方法的系统性以及创新过程的系统性。首先可拓建筑设计创新研究中的创新相关因素在系统内部有若干个相互关联的要素，在与地域特征、历史文化以及自然科技水平等方面进行联系之后成为较为稳定的结构系统。其次可拓建筑设计创新通过利用各种形式化的语言建立可拓设计创新模型，并设计相关函数来计算表达创新的程度，再借由此分析制约和促进创新的因素，将创新过程理性化、形象化表达出来。最后从整个创新的过程来看也具有系统性，从创新问题启动开始，进而对具体目标和创新条件进行整理并梳理出主要问题，接着建立可拓模型来解决问题，最终实现解决疑难问题的目标。
5.2可拓性建筑设计具有较高的效率性
可拓建筑设计创新模型利用基元模型和理性分析的方法对设计问题形式化、模型化。这种理性分析主要是通过建立以物元、事元以及关系元为基础的形式化体系，进而建立起可拓集，利用可拓集的相关概念去描述事物的正反面、矛盾与相容程度等等，使得创新方案设计变得具有规律性。这种基元模型提供的形式化语言与计算方法实现了高速推导，最终实现高效率的设计创新。
5.3可拓性建筑设计具有较好的稳定性
可拓建筑设计创新利用形式化推导理性创新机制，利用形式化的模型来描述研究中的各类问题，并利用其进行理性推演，降低了以往建筑设计中依赖直觉、顿悟等方法达到创新的占比，进而使得建筑设计创新中的理性和科学比重增加，从而增加了建筑设计创新的可靠性和稳定性。
6以不同创新资源进行建筑设计创新举例
6.1以地域特性为创新资源进行建筑设计创新
建筑设计创新与建筑所在的自然环境、地方文化以及地域特点等相关。利用地域特性进行建筑设计创新是一种合理利用资源进行因地制宜的创新设计的策略。可拓建筑设计创新通过吸收建筑当地的独特自然环境、文化习俗和当地独特技术来进行建筑设计，同时融合当代的建筑材料、建造技术和方法，实现建筑设计的创新性。例如沙漠中的毛里塔尼亚一家医院就是设计师通过利用当地盛产的沙石以及泥土等制成砖块，然后按照伊斯兰教传统和当地的气候特点搭建建筑物，以此来适应当地的天气、文化特征等。
6.2历史因素为创新资源进行建筑设计创新
历史因素主要包括历史上比较成功的历史建筑构造、元素以及色彩运用等具体历史建筑，以及历史建筑所蕴含的特定的秩序结构关系和空间组合关系。我国北京有很多的胡同就是以历史上的四合院格局为原型进行改造的，具有浓厚的历史氛围，达到了较好的创新效果。还有中山岐江公园的设计主要是利用有独特工业化象征记忆的大型龙门吊作为建筑设计创新资源而设计出来的，成为生活在这个城市的人们对于这座城市过往的集体记忆。
6.3以自然物象为创新资源进行建筑设计创新
人类作为大自然中的一员，其诸多行为都受到自然的影响，人类在进行建筑设计创新时自然也可以利用自然景观等作为参照进行设计。自然物象也就是自然界中的生物、自然现象等作为建筑设计创新的素材，再通过可拓分析和变换等过程建立一定的建筑模型，从而实现建筑设计创新。我国大兴国际机场的设计就是如同张开翅膀的凤凰要展翅高飞;北京的国家体育馆则是借鉴了自然界中的鸟巢形状等，这些都是利用自然物象进行仿生建设的实例。
6.4以科技成果为创新资源进行建筑设计创新
纵观国内外历史和建筑发展史，我们可以发现，虽然建筑设计一般要滞后于当时的最先进科学技术，但是最精良的建筑设计无一不是当时最杰出科技的综合体，科技成果是推动建筑设计创新的重要推力。建筑设计中的科技成果主要有新材料、新结构、新设备等。例如澳大利亚的悉尼歌剧院、我国的广州歌剧院、水立方国家跳水游泳馆等均是科技成果应用到建筑设计创新中的典型。
7结语
在现代建筑设计中，设计创新始终贯穿其中，它为人们的生活带来了多种多样的可能性，也助推了当代建筑事业不断发展。可拓性建筑设计创新具有系统性强、效率高、稳定性强等特点，在建筑设计创新中有重要作用，建筑设计者应该根据自身设计工程的经验以及相关法律法规和行业规范进行建筑设计，并利用可拓建思维模式中的共轭思维、传导思维、逆向思维以及菱形思维等进行建筑设计创新，助力我国建筑设计事业的发展。
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《建筑设计与可拓思维模式分析》来源：《砖瓦》，作者：程飞
