門(mén)窗分格設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、建筑門(mén)窗分格的藝術(shù)造型 轉(zhuǎn)載中國(guó)金屬結(jié)構(gòu)年第期一、        建筑門(mén)窗的分格意義 我們所見(jiàn)到的門(mén)窗立面大部分是由數(shù)個(gè)格子組成的，如何組合這些格子，本行業(yè)一般稱(chēng)之為門(mén)窗的分格設(shè)計(jì)。 那么門(mén)窗為什么要分格哪？我們知道，因?yàn)榻ㄖ镄枰ü?、換氣、便于人員出入，所以在其上安裝了門(mén)窗，而安裝門(mén)窗后，風(fēng)沙、雨水、蚊蟲(chóng)又容易通過(guò)門(mén)窗侵入室內(nèi)，這就需要在門(mén)窗結(jié)構(gòu)上包含開(kāi)啟扇和透光材料。我們?cè)谥两癖４娴墓沤ㄖ锷峡梢?jiàn)，當(dāng)時(shí)的窗格子分的很多，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)門(mén)窗的透光材料為紙，如果分格過(guò)大，窗戶(hù)紙很容易破碎(如圖A(a)，因此分格的主要目的是支

2、撐透光材料； 19世紀(jì)后，玻璃作為窗的透光材料，門(mén)窗的分格尺寸明顯增大，到了20世紀(jì)末，玻璃的使用厚度從3毫米逐步增加到512毫米，有時(shí)厚度達(dá)到幾十毫米，特別是鋼化玻璃的出現(xiàn)，使得門(mén)窗分格的主要目的由支撐透光材料轉(zhuǎn)變?yōu)橥L(fēng)，分格大小主要由開(kāi)啟扇的通風(fēng)量來(lái)決定(如圖A(b)；進(jìn)入本世紀(jì)后，建筑物越來(lái)越高，又隨著空調(diào)的普遍使用和門(mén)窗型材截面的增大，門(mén)窗的保溫節(jié)能放到了其功能的首位，因此門(mén)窗分格要求越少越好，其目的主要是為滿足玻璃及門(mén)窗構(gòu)件自身有足夠的抗風(fēng)壓強(qiáng)度，如果建筑物沒(méi)有玻璃清洗設(shè)施或不便于到室外清洗玻璃時(shí)才考慮為便于清洗玻璃而分格(如圖A(c)。 如果你注意觀察，不難看出，雖然各時(shí)期門(mén)窗分格

3、方式有較大差異，但是都共同遵循一個(gè)基本原則，那就是理想的門(mén)窗分格不是隨意的，而應(yīng)該與建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致、視覺(jué)效果美觀。從而可得出這樣的結(jié)論：由于門(mén)窗對(duì)建筑物起到了裝飾作用，要求門(mén)窗分格美不是現(xiàn)代建筑的新時(shí)尚，而是其自身最原始的基本特性。 現(xiàn)代建筑新穎、別致，作為建筑物不可分割的建筑門(mén)窗，在其型材結(jié)構(gòu)、透光材料不斷創(chuàng)新的今天，我們應(yīng)該在重視其使用功能的同時(shí)，還要在門(mén)窗分格方式上多做文章，充分發(fā)揮門(mén)窗對(duì)建筑物的裝飾效果。 二、用美的共識(shí)確定門(mén)窗美的分格方式 當(dāng)你對(duì)一個(gè)門(mén)窗作了分格設(shè)計(jì)后，是否達(dá)到美的分格效果，只要問(wèn)一下周?chē)娜?，答案幾乎是一致的。如此說(shuō)來(lái)事情就好辦了？只要我多征求意見(jiàn)不就行了嗎？事情

4、并不這么簡(jiǎn)單，因?yàn)槟愕姆指裰皇菓{著你的直覺(jué)，從理論上講你并不知道為什么，所以你就很難做到每次都成功，也不可能拿出更多的好方案去適應(yīng)不同的使用要求。只有當(dāng)你對(duì)分格美的原因有足夠的了解，才能做到對(duì)自己的設(shè)計(jì)心中有數(shù)。 人們對(duì)門(mén)窗的分格效果為什么有共識(shí)哪？這是一個(gè)復(fù)雜的純美學(xué)問(wèn)題。 美學(xué)家曾分別對(duì)世界不同地區(qū)、不同人種的男性和女性的人體各部位尺度作了詳細(xì)的分類(lèi)抽查統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：不同分類(lèi)間人體同一部位的平均尺度相差很大，但是每個(gè)人身體各部位尺度間的數(shù)比關(guān)系驚人的相似。例如人體結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的數(shù)比為0.62，如果你想知道你的身體上、下是否勻稱(chēng)，方便時(shí)測(cè)量一下你的肚臍眼位置，若接近你身高的0.62倍，

5、說(shuō)明正常。人類(lèi)在社會(huì)活動(dòng)中，人與人間的交往最為頻繁，因此人們對(duì)人體數(shù)比關(guān)系在直觀感覺(jué)上最為熟悉，認(rèn)為這些數(shù)比關(guān)系是最美的，無(wú)意識(shí)中用這些熟悉的數(shù)比關(guān)系去度量其他物體。 經(jīng)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，人們所熟悉的數(shù)比關(guān)系規(guī)律性很強(qiáng)，0.62這個(gè)比例就非常接近規(guī)律性很強(qiáng)的黃金分割率矩形1:0.618。人們對(duì)美的認(rèn)識(shí)并不是一成不變的，而與人類(lèi)科技發(fā)展緊密相關(guān)。例如圖B所示規(guī)律性很強(qiáng)的均方根，就是人類(lèi)對(duì)幾何學(xué)有了了解，并不斷熟悉、應(yīng)用后，才對(duì)由其演變的矩形有了美的共識(shí)。 既然人們對(duì)美有共識(shí)，那么我們就應(yīng)該用這些共識(shí)去創(chuàng)造美的世界?，F(xiàn)代門(mén)窗的分格主要以矩形為主，因此我們只要重點(diǎn)研究美學(xué)中矩形分割藝術(shù)造型，并將其與門(mén)

6、窗分格特點(diǎn)緊密結(jié)合，既可得到門(mén)窗分格美的方案。 二、        矩形分割的藝術(shù)造型原理 既然是藝術(shù)造型，矩形分割就不是任意的，而是將一個(gè)矩形分割成由一定數(shù)比關(guān)系的數(shù)個(gè)矩形的組合，得到不同的面積區(qū)域，使之在結(jié)構(gòu)、位置等方面獲得數(shù)比美，體現(xiàn)藝術(shù)造型的美感。 美的事物一般都符合自然規(guī)律的形式，不違背人們的官能快感，因此，符合自然規(guī)律的數(shù)比矩形給人以舒適的視覺(jué)感受，而對(duì)其他矩形就有雜亂無(wú)序的視覺(jué)感受。 由平面圖形的造型比例尺度可知，人們常采用最穩(wěn)定的圖形作為基本圖形，如：正方形、均方根矩形、矩形、F矩形等，一般認(rèn)為這些圖形能取得

7、較好的數(shù)比關(guān)系和美感。應(yīng)用基本圖形之間的演變關(guān)系，將他們進(jìn)行分割演變，使矩形分割按一定的數(shù)比規(guī)律進(jìn)行，則可得到形體相互呼應(yīng)、協(xié)調(diào)的藝術(shù)效果，從而獲得整體造型的比率美。 下面對(duì)常用基本圖形的主要分割演變方法分述如下： 1、正方形的分割演變 正方形是一個(gè)常見(jiàn)圖形，其邊長(zhǎng)比為1:1，具有穩(wěn)定的空間感，但形體比較呆板，運(yùn)用時(shí)，往往將其內(nèi)部進(jìn)行分割為其他各種具有特征比例的矩形，可改變其呆板的視覺(jué)感。主要分割形式如下： 圖1（a）中，將正方形左、右對(duì)稱(chēng)分割后得到2個(gè)4矩形；將其中一個(gè)4矩形上下對(duì)稱(chēng)分割后，得到1個(gè)4矩形和2個(gè)正方形。 圖1（b）中，將正方形垂直平分，作兩條過(guò)AD對(duì)角線的平分矩形的對(duì)角線，過(guò)

8、焦點(diǎn)作兩條IJ與GH直線，將正方形分成2個(gè)正方形和2個(gè)4矩形；作IJ的鏡像反射線EF，還可以將該正方形分成3個(gè)正方形和3個(gè)4矩形。 圖1（c）中，作正方形對(duì)角線AD,求出角CDA的角平分線ED，過(guò)E點(diǎn)作與AD的垂線EF，作過(guò)AD與EF焦點(diǎn)的水平線GH，則正方形下部得到1個(gè)2矩形；若再作此正方形的縱向平分線，則得到上面2個(gè)3矩形和下面2個(gè)近似的3矩形（比率誤差僅為0.025）。 圖2（a）中，過(guò)中線E點(diǎn)，將正方形分為2個(gè)4矩形，作4矩形對(duì)角線DE，作角EDB的角平分線DF，則DF與正方形的對(duì)角線CB交于O點(diǎn)，過(guò)O點(diǎn)作水平分割線GH，將正方形下部分出1個(gè)矩形，上部得出0.382矩形；將上部分割為1

9、個(gè)矩形和1個(gè)正方形；還可以將上左側(cè)矩形分成1個(gè)矩形和2個(gè)正方形；下部矩形可以分成2個(gè)F矩形或一個(gè)矩形和一個(gè)正方形。 圖2（b）中，先按圖1（c）方法分割出1個(gè)2矩形，其分割線GH與正方形二對(duì)角線AD、BC相交與O1、O2點(diǎn)，過(guò)O1、O2作垂直向下的分割線，上部得出2個(gè)小正方形和1個(gè)2矩形；過(guò)分割線GH中點(diǎn)作垂直向下的分割線IJ，下邊得出2個(gè)2矩形。 2、均方根矩形的分割演變 2矩形的分割演變 2矩形是以正方形的邊長(zhǎng)為一邊，正方形對(duì)角線CE（即CD）為另一邊長(zhǎng)，而構(gòu)成如圖3（a）所示，其邊長(zhǎng)比為1:1.414的2矩形。其特點(diǎn)是：將2矩形從較長(zhǎng)邊平分時(shí)，可得到2個(gè)2矩形，如圖2（b）所示：該矩形可

10、以無(wú)休止的平分下去，獲得無(wú)數(shù)個(gè)2矩形。主要分割形式如圖4所示。  圖4（a）中，以2矩形AC邊長(zhǎng)作正方形另一邊EF，以EB為邊長(zhǎng)作正方形另一邊HG，則2矩形左側(cè)分割出1個(gè)正方形，右側(cè)分割出1個(gè)小正方形和1個(gè)2矩形。 圖4（b）中，以2矩形BD為邊長(zhǎng)作正方形另一邊EF，作2矩形對(duì)角線AD，過(guò)EF與對(duì)角線AD的焦點(diǎn)O作一水平分割線GH，再作一垂直分割線平分OHDF，則2矩形分割出2個(gè)2矩形和3個(gè)3矩形。 圖4（c）中，用圖2（a）方法，再作鏡像反射，則2矩形分割出3個(gè)2矩形和3個(gè)正方形。   圖4（d）中，以2矩形AC邊長(zhǎng)作正方形另一邊EF，作正方形對(duì)角線CE和2矩形對(duì)角線AD

11、，過(guò)CE與AD的焦點(diǎn)O作一水平分割線IJ，則2矩形分割出2個(gè)2矩形、1個(gè)正方形和1個(gè)4矩形；平分2矩形和4矩形，可得到3個(gè)2矩形和3個(gè)正方形。 由于篇幅所限，其他均方根不做分割演變的推論，分割圖例見(jiàn)圖4-2 3、矩形的分割演變 矩形（黃金分割率矩形）是以正方形AEFC的對(duì)分4矩形的對(duì)角線GE為半徑，由E點(diǎn)起，畫(huà)圓弧與CF之延長(zhǎng)線相交與D點(diǎn)，過(guò)D點(diǎn)作垂線相交與AE之延長(zhǎng)線相交與B點(diǎn)，則得矩形ABDC，其邊長(zhǎng)比為1:1.618。其特點(diǎn)是：1個(gè)矩形截取1個(gè)正方形后，剩余部分仍然為矩形，如圖5所示：1個(gè)矩形連續(xù)截取時(shí)，如同正方形由大到無(wú)限小向內(nèi)旋轉(zhuǎn)收縮，因此也稱(chēng)其為旋轉(zhuǎn)矩形。主要分割形式如圖6、圖7所

12、示。   圖6中，取矩形短邊AC為長(zhǎng)度，作AE=AC，過(guò)E點(diǎn)作垂直分割線到F點(diǎn)，如圖6(a)所視：左側(cè)得1個(gè)正方形AEFC，右側(cè)得到1個(gè)矩形；同理，將右側(cè)矩形分出1個(gè)正方形FDJI，如圖6(b)所視：得到2個(gè)正方形和1個(gè)矩形；作HG垂線平分AEFC正方形，將AEFC矩形分割成2個(gè)4矩形，并將左側(cè)1個(gè)4矩形平移到右側(cè)，得到圖6(c)所視分割結(jié)果；將圖6(c)中的4矩形分割出1個(gè)正方形，得到圖6(d)所視分割結(jié)果；將圖6(c)與6(d)中間的矩形與正方形合并，分別得到圖6(e)與圖6(f)結(jié)果。 圖7中，過(guò)矩形A點(diǎn)和D點(diǎn)，分別作對(duì)角線BC的垂線AE和DF，相交與O1和O2，過(guò)O1和O2作

13、垂直分割線HG和JI，將矩形分割成2個(gè)5矩形和1個(gè)1.382矩形；過(guò)O2作水平分割線KS，得到1個(gè)1.382矩形和4個(gè)矩形。 4、F矩形的分割演變 F矩形是由2個(gè)矩形豎立相接而成，其邊長(zhǎng)比為1:1.236，又稱(chēng)1.236矩形。主要分割形式如圖8所示。 圖8(a)中，作F矩形的垂直平分線EF，得到2個(gè)矩形；由AC中點(diǎn)起作垂直平分線與EF線相交與O點(diǎn)，得到2個(gè)F矩形和1個(gè)矩形。 圖8(b)中，先作矩形的垂直平分線EF，再以BD為半徑畫(huà)圓弧，作HG垂直分割線，將矩形分割出一個(gè)正方形HBDG，畫(huà)正方形的對(duì)角線與圓弧相交與O點(diǎn)，過(guò)O點(diǎn)作水平分割線IJ，可得到2個(gè)矩形和1個(gè)4矩形或2個(gè)矩形和2個(gè)S矩形。

14、圖8(c)中，作矩形的水平平分線IJ，取EB=BJ得E點(diǎn)，由E點(diǎn)起作垂直平分線EF，以EJ為半徑，畫(huà)圓弧，過(guò)IJ與圓弧的焦點(diǎn)O，作一垂直分割線HG，可得到1個(gè)F矩形和1個(gè)5矩形或2個(gè)矩形和1個(gè)5矩形。 四、矩形分割藝術(shù)造型在窗分格中的應(yīng)用方法 由于門(mén)窗的寬、高尺寸取決于建筑結(jié)構(gòu)，不可能完符合這7個(gè)矩形的基本圖形，因此我們?cè)谧鏖T(mén)窗分格時(shí)，應(yīng)依據(jù)門(mén)窗寬、高尺寸實(shí)際比率，先從這7個(gè)矩形中選擇一個(gè)比率較接近的圖形，再按上述7矩形1.382矩形試分割這個(gè)圖形，得出理想的門(mén)窗分格立面圖。 例1：一基本窗的高為1200，寬1800，既該窗的數(shù)比為：高：寬=1:1.5，試選擇幾個(gè)藝術(shù)造型分割方案。 分析：該窗

15、的數(shù)比接近2矩形。 方法1：參考圖4(a) 分割方式。先確定原左側(cè)分割方式，窗的剩余部分?jǐn)?shù)比為：1200/（1800-600）=2，既為4矩形，無(wú)法選用圖4(a)右側(cè)方案，直接選4矩形；繼續(xù)分割可得圖9所示3個(gè)方案，第3方案包括一個(gè)近似的矩形。 方法2：參考圖4(c) 分割方式。先確定原兩側(cè)分割方式。既：先取兩側(cè)下部正方形邊長(zhǎng)=1200/（1+1.414）=497 兩側(cè)上部=（1200-497）/497=1.414 2矩形 剩余部分下部數(shù)比：（1800-497×2）/497=805.8/497=1:1.621，近似矩形 剩余部分上部數(shù)比：（1800-497×2）/（1200

16、-497）=805.8/703=1:1.15，近似正方形。 若剩余部分不再分割，中間數(shù)比為：1200/805.8=1:1.489，近似2矩形。 由于矩形分割的藝術(shù)造型需要大量的時(shí)間進(jìn)行試算，若等到門(mén)窗分格設(shè)計(jì)時(shí)再作，顯然不會(huì)得到理想的結(jié)果，可以在你有空余時(shí)間，將7個(gè)理想基本矩形插入中間值變?yōu)?3個(gè)基本圖形，預(yù)先進(jìn)行分割，選擇出符合門(mén)窗分格特點(diǎn)的分割圖，添加到該矩形分割方案中，堅(jiān)持下去，會(huì)得到一系列可選方案，待分格設(shè)計(jì)時(shí)按照實(shí)際尺寸作計(jì)算調(diào)整。 為了便于分割方案選用，分割方案圖應(yīng)注意： 、分割方案必須按比例畫(huà)圖； 、各分割區(qū)域應(yīng)有區(qū)別的標(biāo)注出原始矩形代號(hào)和近似矩形代號(hào)； 、 標(biāo)注出與分格計(jì)算相關(guān)

17、的分割邊的比率。 如圖10所示的1.516插入基本圖集：原始矩形直接寫(xiě)代號(hào)，近似矩形加括號(hào)標(biāo)注到分格左下角；寬的比值標(biāo)注在分格上側(cè)，高的比值標(biāo)注在分格右側(cè)。 實(shí)例： 設(shè)門(mén)窗尺寸：寬=1770、高=1170；試選擇方案，并作分格尺寸計(jì)算。 、若選擇方案(a)，平分矩形后，得到2個(gè)矩形，比值為：1170/（1770/2）=1.322，近似1.382矩形；橫向分格尺寸為：1770/2=885。 、若選擇方案(b)，取定原矩形4，左側(cè)矩形橫向分格尺寸為：1770-1170/2=1185；比值為：1185/1170=1:1.013，近似正方形。 、若選擇方案(c)，取定右側(cè)原矩形s，豎向分格尺寸為： 1

18、170/2=585；左側(cè)矩形橫向分格尺寸為：1770-1170/2=1185；比值為：1185/1170=1:1.013，近似正方形。 、若選擇方案(d)，取定左側(cè)s和右側(cè)原矩形，橫向分格尺寸為：1770-1170=600；右側(cè)豎向分格尺寸為: 600×0.618=371和1170-371=799 比值為：799 /600=1:1.332，近似2矩形。 左側(cè)矩形橫向分格尺寸為： 、若選擇方案(e)，取定兩側(cè)s和2原矩形，橫向分格尺寸為： 1170/2.414=485;和1770-2×485=800；縱向分格尺寸為：485和1170-485=685 比值為：800/485=1.649和800/685=1.168;一個(gè)近似矩形和一個(gè)近似正方形； 、若選擇方案(f)，將方案(e)，中間矩形和正方形合并； 比值為：1170/800=1.462，近似2矩形。 本人的“門(mén)窗輔助設(shè)計(jì)”最新版本軟件，增加了“分格設(shè)計(jì)”功能，只要你輸入門(mén)窗寬、高尺寸，即顯示出可選方案，當(dāng)你點(diǎn)擊某一方案后，將自動(dòng)標(biāo)注出分格尺寸。 基本矩形分割和門(mén)窗分格方案選擇注意事項(xiàng)： 、