MỤC LỤC
Trang phụ bìa
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN .ii
MỤC LỤC . .iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .vii
DANH MỤC CÁC BẢNG . .viii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ . .ix
DANH MỤC CÁC HÌNH x
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài .1
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu.2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.3
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu .3
5. Phương pháp nghiên cứu .4
6. Các đóng góp mới của luận án.5
7. Cấu trúc của luận án .6
8. Giải thích một số khái niệm và thuật ngữ sử dụng trong luận án.6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG HÌNH HỌC FRACTAL TRONG
TỔ HỢP KIẾN TRÚC
1.1. Tổng quan về sự hình thành và phát triển của hình học Fractal . .9
1.1.1. Quá trình ra đời, phát triển của hình học Fractal.9
1.1.2. So sánh sự khác biệt giữa hình học Fractal, hình học Euclid và hình học
Topo.10
1.1.3. Hình học Fractal trong đồ họa máy tính.14
1.2. Tình hình ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc trên
thế giới và tại Việt Nam. . . . .16
1.2.1. Tình hình ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc trên thếiv
giới .16
1.2.2. Thực trạng ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc tại Việt
Nam .29
1.2.2.1. Biểu hiện của hình học Fractal trong kiến trúc cổ Việt Nam.29
1.2.2.1. Biểu hiện của hình học Fractal trong kiến trúc hiện đại Việt Nam.31
1.3. Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan. . .38
1.4. Nhận xét chung và vấn đề đặt ra cho nghiên cứu . .42
1.4.1. Nhận xét chung.42
1.4.2. Vấn đề đặt ra cho nghiên cứu.43
198 trang |
Chia sẻ: thinhloan | Ngày: 12/01/2023 | Lượt xem: 333 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc tại Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
kiểu
đơn nguyên
- Thay đổi cao độ, độ đặc rỗng của hình khối và
mặt đứng
Yêu cầu linh hoạt
mặt bằng theo cấp
độ
Cấu trúc tổ
hợp dạng
module
Kiến trúc
hiện đại
75
Bài học kinh nghiệm từ nghiên cứu thực tiễn cho thấy: thiết kế ứng dụng linh
hoạt, tự do hình học Fractal thể hiện những đặc tính ngẫu nhiên, không có quy luật
nhất định. Sự tham gia của đồ họa có thể hỗ trợ trong việc tạo ra và xác định tạo hình
phù hợp có tính bất kỳ. Một số những ví dụ điển hình của mức độ áp dụng linh hoạt
tự do hình học Fractal là: tổ hợp công trình trung tâm nghiên cứu hóa dầu King
Abdullah của KTS Zaha Hadid hay thiết kế tổ hợp Khu nhà ở thu nhập thấp Belapur
- KTS Charles Correa (Sơ đồ 2.4), v.v.
Sơ đồ 2.4. Giải pháp ứng dụng linh hoạt tự do hình học Fractal trong thiết
kế tổ hợp Khu nhà ở thu nhập thấp Belapur
KTS: Charles Correa - Vị trí: Bombay, Ấn Độ - Diện tích: 70000 m² - Năm xây dựng:
1983 - 1986 (Hình ảnh minh họa [22, 143])
1- CĂN CỨ ỨNG DỤNG
HÌNH HỌC FRACTAL
2 - SÁNG TẠO TỔ HỢP ĐỒNG DẠNG TƯƠNG
ĐỐI TỪ MODULE KHỞI TẠO HÌNH CHỮ NHẬT
3 - GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ
- Vị trí ứng dụng: tạo hình tổ hợp không gian
tổng mặt bằng nhóm nhà và khu ở
4 - GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN LINH HOẠT TỰ DO
- Tạo nhiều tổ hợp đồng dạng tương đối bằng
cách:
Ghép cạnh ngẫu nhiên các modle
Thay đổi linh hoạt hình dạng bao ngoài của
modle (tương ứng hình dạng của từng lô đất)
Thay đổi ngẫu nhiên số lượng module
Tạo hình thống
nhất nhưng năng
động, biến đổi tự
nhiên
Cấu trúc
module
Quy mô tổ
hợp đa dạng,
linh hoạt
76
2.2.3. Kinh nghiệm thiết kế tổ hợp kiến trúc theo khả năng phát triển linh hoạt
hình thái kiến trúc
2.2.3.1. Kiến trúc phát triển theo chiều rộng
Các công trình phát triển dàn trải trên diện rộng đòi hỏi sự phân chia khu vực
hoặc xây dựng theo từng giai đoạn. Hình học Fractal với đặc điểm kích thước vô tận,
cho phép phát triển mở rộng tổ hợp một cách tầng bậc từ to đến nhỏ mà vẫn đảm bảo
được sự liên kết về cấu trúc và tạo hình.
Sơ đồ 2.5. Giải pháp ứng dụng cho công trình "khách sạn hoa sen”
KTS: Plat Architects, vị trí: sa mạc Xiangshawan, Trung Quốc – Diện tích 30000 M2 –
năm hoàn thành: 2013 (Hình ảnh minh họa [123, 148])
1- CĂN CỨ ỨNG DỤNG
HÌNH HỌC FRACTAL
2 - SÁNG TẠO TỔ HỢP ĐỒNG DẠNG ĐỒNG DẠNG
HƯỚNG TÂM, XẾP LỚP
3 - GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ
- Vị trí ứng dụng: tạo hình tổ hợp mặt bằng
- Phong cách kiến trúc: phỏng tự nhiên
- Kết cấu: khung, bảng thép đúc sẵn
- Đồ họa: CAD, 3D Max v.v
4 - GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
- Thay đổi độ cao, tỷ lệ theo lớp
Theo kinh nghiệm rút ra từ thực tiễn, các công trình phát triển theo chiều rộng
ứng thường dụng module đồng dạng với các tỷ lệ khác nhau. Các module này có thể
ghép với nhau thành dạng lưới hoặc dạng xếp lớp, cấu thành các tổ hợp có diện tích
phát triển bất kỳ. Các ví dụ điển hình cho dạng module ghép lưới đã phân tích là: khu
Tổ hợp không gian phát
triển nhiều lớp, mô
phỏng cồn cát sa mạc và
các lớp cánh hoa sen
77
nhà ở Belapur, tổ hợp nhà ở Housing Block Moscow hay tổ hợp công trình trung tâm
nghiên cứu hóa dầu King Abdullah. Ngoài ra, trong số các công trình thực tế ứng
dụng hình học đồng dạng hiệu quả gần đây, dựa theo sự phát triển hình thái địa hình,
phải kể đến "khách sạn hoa sen” - “Lotus hotel" trên sa mạc thiết kể bởi Plat
Architects. Giải pháp ứng dụng hình học đồng dạng xếp lớp của công trình được minh
họa ở sơ đồ 2.5.
2.2.3.2. Kiến trúc phát triển theo chiều cao
Các loại nhà nhiều tầng, cao tầng và nhà tháp như chung cư, khách sạn, văn
phòng, bệnh viện, trường học,v.v, tự thân đã có sự tương đồng với THHH Fractal do
các kiểu nhà này hàm chứa tính module, lặp lại của các đơn vị trên cả mặt đứng và
mặt bằng (Hình 2.31). Tuy vậy, trước đây, kiến trúc nhà nhiều tầng, cao tầng và nhà
tháp có xu hướng tẻ nhạt do sự lặp lại hoàn toàn của tầng điển hình thì ngày nay,
trong thời đại công nghệ số với sự tham gia của hình học Fractal, các tổ hợp nhà cao
tầng, nhiều tầng và nhà tháp biến đổi linh hoạt, đặc biệt trong tổ hợp hình khối và mặt
đứng.
Một số kinh nghiệm ứng dụng hình học Fractal trong sáng tác nhà cao tầng
thực tế có thể tổng kết như sau (minh họa tại hình 2.32):
- Các tòa nhà cao bọc kính tiết diện lớn, các phân vị trên mặt đứng không còn
đơn giản là kẻ ô vuông đều đặn mà tạo hình sơ đồ lưới biến hóa đồng dạng trên nhiều
tỷ lệ tượng tự nguyên tắc hình học Fractal. Một số trường hợp, mặt đứng tòa nhà được
đục lỗ, phân vị dựa trên một số diện Fractal căn bản như thảm Sierpinski.
- Các phân vị ngang trên mặt đứng như dầm, ban công, lô gia được tạo dáng và
kích thước biến đổi linh hoạt về độ dài ngắn, tỷ lệ hoặc thậm chí là uốn lượn tương
tự quy tắc đồng dạng tương đối của hình học Fractal tạo ra những biến đổi có tính vi
Hình 2.31. VD hình thức tổ hợp công
trình cao tầng thông thường (ảnh chụp
đường phố Hà Nội)
78
biến giữa các tầng nhưng liên tục, tạo hiệu quả chuyển động, linh hoạt trên mặt đứng
công trình.
- Mặt bằng công trình được xây dựng dựa trên lưới kẻ ô hoặc các căn hộ được
phân chia được phân chia thành các module hình học có hơi hướng zigzag và có khả
năng xếp, ghép theo nhiều nhiều cạnh, nhiều mặt khác nhau trên mặt bằng từng tầng
một. Kích thước, hình dáng từng phòng của các căn hộ kiểu này có thể thay đổi theo
từng tầng những vẫn nằm trong giới hạn liên kết của sơ đồ lưới. Kết quả, tạo ra một
tổ hợp hình khối phức tạp, tương tự như một tổ hợp Fractal với thuộc tính: hình dạng
bất thường, bề mặt được điêu khắc hóa với nhiều khối căn hộ đồng dạng thò ra thụt
vào, đan xen nhau, chuyển động, thay đổi liên tục từ trên xuống dưới.
Cube Birmingham
(England) [108]
Bosco Verticale (Italia) [85]
Village de Vacances,
(Gigaro) [79]
The Habitat 67 (Canada) [90]
Hình 2.32. Một số VD minh họa kinh nghiệm ứng dụng hình học đồng dạng trong
thiết kế nhà cao tầng
1 – Tạo hình lưới đồng dạng
cho vỏ bao ngoai
2 – Tạo phân vị ngang / dọc
đồng dạng
3 – Tạo độ giật cấp kiểu đồng
dạng xếp lớp
4 – Tạo khối dạng module
79
- Các tầng nhà có sự thay đổi về độ đua và hình dáng của các ban công, các tầng
trên có xu hướng đồng dạng nhưng lùi dần vào, tạo nên cấu trúc cao tầng phân lớp
tương tự các cấu trúc phân lớp có tính Fractal trong tự nhiên.
- Các cấu trúc dạng tháp. Hình học Fractal thích hợp để tạo ra các module liên
kết rỗng nhưng rất hiệu quả và chắc chắn, vừa giúp giảm tải trọng công trình, vừa tạo
ra liên kết chặt chẽ, phô diễn được vẻ đẹp kết cấu. Những cấu trúc Fractal có thể dùng
áp dụng tham khảo: thảm Sierpinski, tam giác Sierpinski, cấu trúc tự nhiên như cành
cây, tổ ong, v.v.
2.2.3.3. Kiến trúc phát triển theo khối lớn
Theo kinh nghiệm rút ra từ thực tiễn, các công trình dạng tập trung thành khối
sẽ có tiết diện bề mặt che phủ như mặt đứng hay mái lớn cần phân chia hoặc thiết kế
điêu khắc bề mặt. Tiết diện lớn thường đỏi hỏi kết cấu dạng khung ốp kính hoặc vật
liệu nhẹ. Việc ứng dụng các sơ đồ lưới đồng dạng hình học Fractal cho kết cấu khung
vỏ bao, vừa tương thích về tạo hình kết cấu, vừa tạo ra hình thức phân vị có nhịp điệu,
vần luật, mang màu sắc công nghệ, phong phú, sinh động hơn so với phân chia kẻ ô
đều đặn (Hình 2.36). Đây cũng là cơ sở tạo hình điêu khắc dạng module cho các bề
mặt với việc thay đổi độ nông sâu, chất cảm, màu sắc, v.v.
a) Tháp văn phòng Doha (Qatar, 2010) [122]
b) Bảo tàng ABC (Tây Ban Nha, 2011) [84]
Hình 2.33. VD về phân vị diện bao ngoài của các công trình có khối tích lớn
Ứng dụng hình học Fractal kết hợp kỹ thuật như đồ họa đã giúp các nhà thiết
kế tìm ra nhiều giải pháp tạo hình đa dạng. Sự phát triển trong công nghệ chế tạo vật
liệu, công nghệ cắt CNC, công nghệ in 3D đã giúp cho các họa tiết phức tạp, ứng
dụng hình học Fractal trở nên khả thi, thậm chí dễ dàng. Các công trình ứng dụng tiêu
80
biểu đã phân tích là mảng tường mặt đứng của bảo tàng quốc gia Ai Cập (Hình 2.28)
hay mặt bằng mái của bảo tàng “The Louvre” ở Adbu Dhabi (Hình 2.30). Ngoài ra,
một số ví dụ khác tham khảo hình 2.36.
2.2.4. Kinh nghiệm thiết kế tổ hợp theo khả năng phát triển linh hoạt phong cách
kiến trúc
So với các hình học đơn lẻ như Euclid hay Topo, các tổ hợp Fractal có một số
đặc điểm nổi bật về thẩm mỹ và cấu trúc, tương thích với một số phong cách kiến
trúc hiện đại. Điều này đã được thể hiện qua nhiều sáng tác cả trên lý thuyết và thực
tiễn.
2.2.4.1. Kiến trúc hữu cơ, phỏng sinh học
Như đã đề cập, hình học Fractal được mệnh danh là hình học của tự nhiên.
Mối quan hệ giữa hình học Fractal - Tự nhiên - Kiến trúc thể hiện ở sơ đồ 2.6.
Theo đó, cấu trúc tự nhiên có thể là chất liệu sáng tác tạo hình THKT. Các đối
tượng phức tạp trong thiên nhiên hoàn toàn có thể quy về các yếu tố cơ bản của không
gian (điểm, tuyến, diện, khối), tạo nên sự liên hệ về ngôn ngữ tạo hình tổ hợp nói
chung (Hình 3.34). Trong khi đó, hình học Fractal có thể là hướng nghiên cứu để cách
điệu, đưa ra phương án tạo hình phù hợp cho kiến trúc. Khá nhiều công trình thực
tiễn đã sử dụng hoặc có biểu hiện của hình học Fractal.
Hình 2.34. Yếu tố tự nhiên phân
theo ngôn ngữ tổ hợp: điểm,
tuyến, diện, khối [50]
ĐIỂM TUYẾN
KHỐI DIỆN
81
Sơ đồ 2.6. Mối quan hệ giữa hình học Fractal - Tự nhiên - Kiến trúc
Một số bài học kinh nghiệm rút ra là:
- Để đưa ra phương án tạo hình cách điệu ứng dụng phù hợp, cần căn cứ vào sự
tương đồng về hình dạng, cấu trúc giữa tổ hợp tự nhiên, THHH Fractal.
- Để lựa chọn vị trí ứng dụng trong THKT cho phù hợp căn cứ vào sự tương
thích về cấu trúc, hình dạng, và công năng của bộ phận, chi tiết hay thành phần tổ
hợp sẽ ứng dụng (VD minh họa - Sơ đồ 2.7).
Sơ đồ 2.7. VD giải pháp ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế THKT
Trung tâm bảo tồn Thiên nhiên ở Melilla, Bắc Phi [52]
Một số dạng tổ hợp Fractal tự nhiên hay cấu trúc tự nhiên tương tự THHH
Fractal đã được ứng dụng như sau (tham khảo các VD thực tiễn tại phụ lục 4):
- Bề mặt dạng lưới hữu cơ (đất đá, gân lá, bọt nước, v.v) cách điệu thành các
Fractal dạng diện, phân mảnh ứng dụng tạo họa tiết điêu khắc/phân vị lớp vỏ bề
mặt, thiết kế mặt bằng THKT.
- Cấu trúc dạng cây cách điệu thành Fractal dạng tuyến phân nhanh kết cấu
khung / cột chống đỡ.
- Cấu trúc dạng khối (đồi núi, hoa lá, v.v) cách điệu thành các Fractal dạng
khối phân tầng / xếp lớp tạo khối kiến trúc giật cấp/ nhấp nhô, v.v.
TƯƠNG ĐỒNG
CẤU TRÚC
Tỷ lệ vàng
Tính nhịp điệu, v.v
TỔ HỢP KIẾN TRÚC
TỔ HỢP HÌNH HỌC
FRACTALCẤU TRÚC TỰ NHIÊN
Ý TƯỞNG TẠO HÌNH
PHƯƠNG ÁN TẠO HÌNH
CÁCH ĐIỆU
Ý tưởng mô phỏng
•Cây tự nhiên
Tạo hình Fractal cách điệu
•Cấu trúc dạng phân nhánh 3D
Vị trí áp dụng
•Hệ khung kết hợp cột chống
82
2.2.4.2. Kiến trúc dựa theo tạo hình truyền thống
Kiến trúc đền chùa, cung điện vốn đã có rất lâu trước khi hình học Fractal
được công bố. Tuy vậy, sự tương đồng của chúng với hình học Fractal cho thấy:
người xưa dù chưa khái quát hóa thành khoa học nhưng đã sớm ứng dụng các thuộc
tính của loại hình học hiện đại này. Tính chất đồng dạng trên nhiều tỉ lệ được sử dụng
trên quy mô lớn tạo ra tính chất trùng điệp, uy nghi, kỳ vĩ cho cho các công trình tôn
giáo, cung điện xưa. Ở các khu vực khác nhau, việc sử dụng tính chất đồng dạng cũng
có sự khác nhau, tạo nên bản sắc riêng theo địa lý hoặc tôn giáo, tham khảo hình 2.35.
- Trong kiến trúc châu Âu cổ: Yếu tố đồng dạng thường là hệ thống cửa vòm,
cửa cuốn và có xu thế thu nhỏ dần đều khi lên cao.
- Trong kiến trúc Đông Á (Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc): Yếu tố đồng
dạng thường là hệ thống mái, chi tiết kết cấu dầm giằng gỗ....
- Trong kiến trúc Nam Á (Ấn Độ, Đông Nam Á, v.v.): đặc trưng của kiến trúc
núi: yếu tố đồng dạng là các khối. Trong đó, các khối nhỏ mang tính chất trang trí (là
sự đồng dạng của khối chính) giống các mỏm đá bé lô nhô. Ngoài ra, sự đồng dạng
của các yếu tố gờ chỉ trang trí tạo nên sự phân tầng, xếp lớp trên bề mặt tổ hợp.
- Trong kiến trúc khu vực Trung Đông: Yếu tố Fractal đặc biệt hay xuất hiện
trong hình vẽ và các hình trạm trổ, điêu khắc trên trần vòm mái, tạo nên sự hoa mỹ
và tráng lệ cho nội thất công trình.
Kiến trúc đền chùa khu vực
Nam Á [57]
Trang trí vòm trần khu vực
Trung Đông [111]
Cung điện, nhà thờ khu vực
châu Âu [63]
Hình 2.35. VD về hình học Fractal trong kiến trúc cổ đặc trưng
theo khu vực trên thế giới
83
Một số ví dụ tiêu biểu cho kiến trúc ứng dụng kết hợp hình học đồng dạng để
truyền tải hình ảnh kiến trúc truyền thống là nhà nguyện Agri Chapel (Nhật bản) xây
dựng năm 2016 và công trình The China Pavilionat Expo 2010 Thượng Hải (Trung
Quốc). Agri Chapel được đánh giá là công trình kiến trúc tôn giáo mang phong cách
Gothic kiểu mới do ý tưởng cách điệu từ đường nét đồng dạng thu nhỏ dần đều từ
dưới lên đỉnh trong kiến trúc nhà thờ cổ châu Âu kết hợp với kiến trúc gỗ địa phương.
Còn China Pavilionat Expo 2010 gây ấn tượng với ý tưởng cách điệu từ mái chùa và
kết cấu cột trụ đỡ phân tầng xếp lớp bằng gỗ sơn son thếp vàng truyền thống Đông Á
(Hình 2.36).
a)
b)
Hình 2.36. VD minh họa kiến trúc đồng dạng cách điệu truyền thống
a) Nhà thờ Agri Chapel [131] b) China Pavilionat Expo 2010 Shanghai [35, 86]
2.2.4.3. Kiến trúc công nghệ
Do sự phức tạp về cấu trúc, hình học Fractal ra đời và phát triển gắn liền với
đồ họa máy tính. Vì thế, hình ảnh các tổ hợp Fractal tự thân đã trở thành một biểu
tượng truyền tải tính hỗn độn và tiến bộ của công nghệ hình ảnh số. Rất nhiều KTS
đã khai thác tạo hình và cấu trúc độc đáo của THHH cho các thông điệp mang tính
84
trừu tượng như phương án thiết kế công trình bảo tàng V&A, London của KTS Daniel
Libeskind (Hình1.17). Các kiến trúc công nghệ thường gắn liền với phương pháp
thiết kế tham số, gắn quá trình tạo hình với đồ họa máy tính. Các thành phần cơ bản
của tổ hợp Fractal như hình khởi tạo, phát sinh, v.v trở thành các yếu tố tham số đầu
vào cho phép tạo ra nhiều sản phẩm biến thể khác nhau.
Ngoài ra, cách thức liên kết dạng lưới hoặc phân nhánh độc đáo tương tự thiên
nhiên của các THHH Fractal còn tạo hình ảnh các cấu trúc dạng khung rất chắc chắn
và đẹp mắt. Điều này đã được nhiều nhà thiết kế khai thác để sáng tạo ra các kiến trúc
theo phong cách giải tỏa kết cấu. Công trình tiêu biểu phải kể đến cấu trúc quảng
trường Federation Melbourn (Australia). Một số phương án thiết kế khác ứng dụng
hình học Fractal cho vẻ đẹp tạo hình kết cấu tham khảo ở hình 2.37.
a) Mô hình lưới Fractal cho mái vòm trong
nghiên cứu của M.A. Vyzantiadou [60].
b) Phương án thiết
kế tháp bắc qua
sông Utopia [95]
c) Phương án thiết kế cấu trúc vỏ bao che dựa trên hình học Fractal ứng dụng đồ họa máy tính
của nhóm tác giả Iasef Md Rian [34]
Hình 2.37. Một số phương án thiết kế áp dụng hình học đồng dạng vào kết cấu
85
2.3. CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG TỚI VIỆC ỨNG DỤNG HÌNH HỌC
FRACTAL VÀO TỔ HỢP KIẾN TRÚC TẠI VIỆT NAM
Khi nghiên cứu một vấn đề kiến trúc và ứng dụng thực tiễn tại một quốc gia
bất kỳ, chúng ta không thể bỏ qua các yếu tố tự nhiên, xã hội, khoa học, giáo dục có
tính bản địa. Chúng có ảnh hưởng và quyết định tính bản sắc và sự phù hợp của kiến
trúc theo từng khu vực.
2.3.1. Điều kiện tự nhiên
Điều kiện sinh khí hậu Việt Nam đóng vai trò một yếu tố gợi mở, thúc đẩy ứng
dụng hình học Fractal một cách sang tạo. Việt Nam nằm ở cực đông nam bán đảo
Đông Dương với hình thể chữ S chạy dài khoảng cách từ bắc tới nam khoảng 1.648
km qua nhiều vĩ tuyến [71], một bên tiếp xúc núi và đất liền, một bên tiếp xúc với
biển dài khoảng 3260 km cùng rất nhiều đảo và hải đảo. Đồi núi và cao nguyên chiếm
gần 80% diện tích toàn quốc, chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Đồng bằng
chiếm khoảng 20% còn lại. Địa hình phong phú khiến cho khí hậu Việt Nam thay đổi
linh hoạt ở từng khu vực Bắc - Trung - Nam.
Sự đa dạng về điều kiện tự nhiên và khác biệt theo vùng miền là đặc điểm tự
nhiên nổi bật tại Việt Nam mà trong vấn đề sáng tác kiến trúc nói chung, ứng dụng
hình học Fractal vào thiết kế nói riêng phải chú ý. Các đặc điểm tự nhiên theo vùng
miền có thể tham khảo bảng 2.3.
Bảng 2.3. Tóm tắt các yếu tố tự nhiên theo vùng miền Việt Nam [83]
Tên miền Miền Bắc và
Đông Bắc Bắc Bộ
Miền Tây Bắc và
Bắc Trung Bộ
Miền Nam Trung Bộ
và Nam Bộ
Phạm Vi - Từ phái Tây - Tây Nam
của tả ngạn sông Hồng và
rìa phía Tây-Tây Nam của
đồng bằng Bắc Bộ
- Từ hữu ngạn sông Hồng đến
dãy Bạch Mã
- Từ dãy Bạch Mã trở vào
Nam
Địa hình - Địa hình đa dạng: đồi
núi, đồng bằng, bờ biển
- Đồi núi: chủ yếu là đồi
núi thấp. Độ cao trung
bình 600m, hướng vòng
- Địa hình đa dạng.
- Địahình cao nhất nước, núi
cao, trung bình chiếm ưu thế.
- Hướng Tây Bắc- Đông Nam,
nhiều bề mặt sơn nguyên, cao
- Địa hình đa dạng.
- Núi: chủ yếu là cao nguyên,
sơn nguyên.
- Hướng vòng cung: sườn
Đông dốc mạnh, sườn Tây
86
cung.
- Nhiều núi đá vôi.
- Đồng bằng Bắc bộ mở
rộng, thấp, phẳng.
- Bờ biển địa hình đa
dạng, nhiều vịnh, đảo,
quần đảo.
nguyên, đồng bằng giữa núi.
- Đồng bằng thu nhỏ, chuyển
tiếp từ đồng bằng châu thổ
sang đồng bằng ven biển.
- Địa hình ven biển: có nhiều
cồn cát, bãi tắm đẹp, nhiều
đầm phá.
thoải.
Đồng bằng nam Bộ thấp,
phẳng và mở rộng, đồng
bằng ven biển Nam Trung Bộ
nhỏ hẹp.
- Bờ biển khúc khuỷu.
Khí hậu - Vùng chịu ảnh hưởng
mạnh nhất của Gió mùa
Đông Bắc
- Mùa đông lạnh, ít mưa.
- Mùa hạ nóng, mưa
nhiều.
- Có nhiều biến động
- Gió mùa đông bắc suy yếu.
- Tây Bắc có đủ ba độ cao.
- Gió phơn Tây Nam hoạt
động mạnh, bão mạnh....
- Bắc Trung Bộ mùa mưa lệch
dần sang Thu Đông.
- Cận xích đạo gió mùa: nền
nhiệt nóng quanh năm. Có 2
mùa mưa và mùa khô rõ rệt.
- Duyên hải Nam Trung Bộ
có mưa vào Thu Đông.
Sông
ngòi
- Mạng lưới sông dày đặc
chảy theo hướng vòng
cung và Tây Bắc - Đông
Nam.
- Có độ dốc lớn, chảy theo
hướng Tây Bắc- Đông Nam.
- Bắc Trung Bộ: sông nhỏ,
ngắn, dốc, hướng Tây_ Đông).
- Ở Nam Trung bộ: ngắn,
dốc.
- Ở Nam Bộ: dày đặc.
Thổ
Nhưỡng /
Sinh Vật
- Đất Feralit trê đá vôi, đá
phiến và các loại đá khác.
- Đất phù sa màu mỡ ở
Đồng bằng Bắc bộ.
- Nhiều loài thực vật
phương Bắc.
- Có đủ hệ thống đất và sinh vật
theo 3 đai cao.
- Ven biển có đất phù sa pha
cát.
- Có sự xuất hiện của thành
phần thực vật phương nam.
- Rừng còn tương đối nhiều ở
vùng núi Nghệ An, Hà Tĩnh.
- Đất đỏ badan, đát xám phù
sa cổ màu mỡ.
- Đất phù sa màu mỡ ở đồng
bằng Nam Bộ.
- Thực vật nhiệt đới, xích đạo
chiếm ưu thế với nhiều cây họ
Dầu, nhiều thú lớn (trâu
rừng, bò, voi,...). Rừng ngập
mặn ven biển phát triển
phong phú
VD thực
vật tiêu
biểu
“Thích ứng thiên nhiên”, “tận dụng thiên nhiên” là những điều kiện để con
người tồn tại [17]. Trên một nền điều kiện tự nhiên rất phong phú phân theo vùng
như Việt Nam, sáng tác các tổ hợp kiến trúc nói chung ứng dụng hình học Fractal,
đặc biệt các kiến trúc hữu cơ, sinh thái, v.v, không thể không xét đến điều kiện khí
hậu hay khai thác kho tàng hình ảnh Fractal thiên nhiên đa dạng tiêu biểu mỗi miền.
87
2.3.2. Yếu tố văn hóa xã hội, con người
Nghệ thuật nói chung, kiến trúc nói riêng chịu tác động sâu sắc từ yếu tố văn
hóa xã hội. Những màu sắc kiến trúc, ngôn ngữ tạo hình sẽ thay đổi tùy từng khu vực,
từng dân tộc phản ánh rõ nét yếu tố xã hội, văn hóa, lịch sử của khu vực và dân tộc
đó. Nền văn hóa xã hội Việt Nam kết tinh quá trình lao động của các dân tộc trong
suốt quá trình dựng nước và giữ nước, thể hiện trình độ, nghệ thuật ứng xử với tự
nhiên, xã hội và sự chủ động hội nhập vào dòng chảy văn minh nhân loại. Một số
những đặc trưng tiêu biểu của nền văn hóa Việt Nam [102] là:
- Nền văn hóa hình thành từ nền tảng nông nghiệp trồng lúa nước ở miền sông nước
và biển đảo;
- Nền văn hóa đa dân tộc, thống nhất trong đa dạng;
- Nền văn hóa mở, thích ứng và tiếp biến hài hoà các nền văn minh nhân loại.
Mường
Tày
Thái
H' mông
Khơ-me
Dao
Hình 2.38. Một số họa tiết thổ cẩm truyền thống của
các dân tộc Việt Nam [102, 104]
Giáo sư Trần Quốc Vượng đã tổng kết “Không gian văn hóa Việt Nam vừa đa
dạng, vừa thống nhất” [14]. Việt Nam có diện tích trải dải, tạo nên sự khác biệt, phong
phú không chỉ về điều kiện tự nhiên mà cả sự phân bố dân cư, kéo theo sự phong phú,
khác biệt về lối sống, sinh hoạt ứng xử ngôn ngữ giữa các khu vực đồng bằng, trung
du, miền núi, hải đảo, giữa các miền Bắc, Trung, Nam. Dân tộc Việt Nam cấu thành
từ 54 dân tộc anh em. Đất nước Việt Nam trải qua lịch sử hàng nghìn năm đấu tranh
dựng nước và giữ nước, nhiều giai đoạn phải chịu ách đô hộ của các đế quốc khác
nhau dẫn đến sự ảnh hưởng từ nhiều nguồn văn hóa, phong tục ngoại sinh [60]. Chính
88
vì thế, ngôn ngữ tạo hình và kiến trúc của Việt Nam cũng hình thành một kho tàng
hình ảnh đa dạng, mang màu sắc riêng cho từng khu vực, từng dân tộc, từng giai đoạn
phát triển. Các hình ảnh mang tính bản sắc phong phú có thể dễ dàng tìm thấy qua
các họa tiết thổ cẩm truyền thống hay các các công trình kiến trúc tôn giáo hoặc nhà
ở cổ truyền Việt Nam (Hình 2.38, 2.39).
Để việc ứng dụng hình học Fractal vào THKT đạt được mục tiêu phù hợp với
bản sắc dân tộc, việc nghiên cứu, căn cứ vào bản sắc văn hóa, xã hội thể hiện thông
qua họa tiết trang trí và kiến trúc cổ là rất cần thiết. Đó có thể chính là kho tư liệu
phong phú, gây dựng nên phần căn bản trong một tổ hợp tạo hình có tính Fractal.
Một yếu tố khác của xã hội có tác động trực tiếp tới thiết kế kiến trúc nói chung
chính là vai trò con người liên quan đến quản lý (chủ đầu tư, người phê duyệt,v.v) và
người thiết kế (kiến trúc sư). Trong đó, chủ đầu tư và các nhà quản lý kiến trúc đóng
Mường Chăm Khơ - me
Bana Ê đê
Tày Thái Mông
Hình 2.39. Một số dạng kiến trúc nhà ở các dân tộc Việt Nam [77]
89
vai trò phê duyệt dự án, trả kinh phí và khai thác sử dụng công trình, còn các nhà thiết
kế là đóng vai trò trung tâm, dùng các kiến thức chuyên ngành liên quan tới khoa học
kiến trúc và thẩm mỹ để đưa ra các giải pháp kiến trúc về không gian, hình khối đáp
ứng thẩm mỹ công trình, tuân theo các yêu cầu về công năng, nhiệm vụ, tiêu chuẩn
thiết kế và kinh phí từ các nhà quản lý. Tại thời điểm hiện tại, cùng với sự phát triển
của kinh tế và kỹ thuật, nhận thức xã hội và trình độ thiết kế tại Việt Nam nói chung
đều đã được nâng cao hơn, thể hiện thông qua ngày càng nhiều công trình hiện đại cả
về ý tưởng lẫn công nghệ. Đây là nền tảng thuận lợi cho việc ứng dụng khoa học kỹ
thuật vào kiến trúc.
Một trong những
ví dụ tham khảo - cho
thấy sự kết hợp hài hòa
giữa các yếu tố văn hóa,
xã hội, con người là:
Bảo tàng Đắk Lắk do
KTS Nguyễn Tiến
Thuận - Công ty kiến
trúc HAAI - Trường Đại
học Kiến trúc Hà Nội thiết kế năm 2008 (Hình 2.48). Kiến trúc sư với sự đồng thuận
từ nhà quản lý đã khai thác yếu tố tạo hình mang tính văn hóa xã hội bản địa kết hợp
với tạo hình hiện đại mang biểu hiện đồng dạng của hình học Fractal. Ý đồ tạo hình
mô phỏng theo các yếu tố hình ảnh truyền thống gồm: nhà dài, nhà rông, nghệ thuật
tạo hình Tây Nguyên và văn hóa truyền thống Đắk Lắk. Ý đồ biểu hiện của công trình
là mô tả sự vô tận, hùng vĩ của thiên nhiên núi rừng ngút ngàn suối thác cồng chiêng
reo ngân trùng điệp và các thế hệ người Đắk Lắk. Ở đây, kiến trúc sư đã khai thác
tính tự đồng dạng - biểu hiện chính của THHH Fractal để truyền tải ý đồ sáng tác tổ
hợp của mình, mang lại hiệu quả tính thẩm mỹ hiện đại trên nên đường nét tạo hình
truyền thống.
Tuy vậy, việc ứng dụng hình học Fractal hiện nay còn hạn chế ở Việt Nam do
lý thuyết hình học Fractal chưa phổ biến. Việc ứng dụng dụng đạt hiệu quả tối đa chỉ
Hình 2.40. Công trình bảo tàng Đắk Lắk [99]
90
khi kiến trúc sư, hạt nhân của giải pháp thiết kế nắm vững không chỉ nguyên lý thiết
kế THKT mà còn phải nắm được nguyên lý THHH Fractal và có đủ tư duy, thẩm mỹ,
kỹ năng đồ họa vận dụng sáng tạo cho giải pháp kiến trúc của mình.
2.3.3. Sự phát triển của công nghệ
Như đã giới thiệu, sự hình thành của hình học Fractal gắn liền với sự phát triển
của công nghệ, đặc biệt là đồ họa máy tính.Vì vậy, việc ứng dụng hình học Fractal
tại Việt Nam cũng cần gắn liền với bối cảnh công nghệ trong nước. Một số điểm cần
chú ý như sau:
- Sự phát triển của công nghệ thiết kế và đồ họa: Tại Việt Nam hiện nay, nhiều
công nghệ thiết kế, tư duy thiết kế mới đã được biết đến như BIM, công nghệ thực tế
ảo hay thiết kế tham số. Tất cả đều có liên quan tới việc tạo hình gắn liền với đồ họa.
Trong đó, BIM đó là quá trình tạo lập và sử dụng mô hình thông tin trong các giai
đoạn thiết kế, thi công và vận hành công trình. Thiết kế tham số là phương pháp thiết
kế mà các đặc tính của đối tượng được tạo nên từ thuật toán. Khi thay đổi các tham
số đầu vào thì các cấu