Luận án Ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc tại Việt Nam

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