“建筑設(shè)計理念”是什么意思?

2005年12月23日出版的全球深具影響的美國《時代周刊》評選出中國十座最具有創(chuàng)意的新建筑。 《時代周刊》認為，中國目前上演著世界上最繁榮的建筑創(chuàng)意。 中國正在成為創(chuàng)新建筑的溫床，從精致透明的劇院到用水調(diào)節(jié)室內(nèi)冷熱溫度的住宅。 在中國急速發(fā)展的建筑熱潮，已經(jīng)不只是單純在消耗世界的鋼鐵供應(yīng)量,它正在為當(dāng)今最頂尖建筑及工藝技術(shù)創(chuàng)造一個舞臺。

《時代周刊》評語

長城腳下的公社

一期工程于2002年完成，其余將于2010年完成。 即使這個公社不是坐落長城邊上，它也能被稱為一個奇跡。 這個建筑包括12個亞

洲設(shè)計師設(shè)計的房子，由張欣和潘石屹的公司開發(fā)，給每個建筑師100萬美元的設(shè)計費用。 ShigeruBan是日本最著名的“紙房子”設(shè)計師，他還設(shè)計了家具房子，用層積膠合板建成。 中國的張永和創(chuàng)造的分裂的房子，這個被分成兩半的房子，展開后像一把扇子。 公社現(xiàn)在是德國凱賓斯基集團小酒店，該集團也負責(zé)這項目的下一步進展。

北京新國際機場

在2004年到2009年之間，中國將建造108個機場——包括世界上最大的一個：北京新國際機場，由Foster&Partners設(shè)計，在2007年開放，新機場的整個建筑將超過100萬平方英尺，比美國五角大樓還大。 到2008年年客流量將達到5500萬人次，將成為世界上最繁忙的一個機場。 根據(jù)建造香港新機場的經(jīng)驗，北京機場將有一個單一的屋頂。 為了幫助旅客區(qū)分不同的空間，天窗上將發(fā)出不同顏色的陰影，打在墻上。 為保證機場的可持續(xù)性，一個環(huán)境控制系統(tǒng)減少了碳的排放量，天窗在東南角，減少了太陽的熱量，保持室內(nèi)的涼爽。

上海世界金融中心

屹立在浦東的陸家嘴金融區(qū)，由兩個塔組成。 這個101層的大廈將是世界上最高的樓。 對這個大樓最大的挑戰(zhàn)就是抵抗空中風(fēng)力，建筑師創(chuàng)造了一個創(chuàng)新的解決方法來減輕風(fēng)力，就是在大樓的頂點增加直角的切面，不僅減小了風(fēng)力，也將是世界上最高的觀景臺——100層的景色將會更壯觀。

國家游泳中心（北京）

國家游泳中心的外觀引人注目，是為2008年奧運會而建的，被稱為水立方。 采用聚四氟乙烯(商標名稱)制作而成，使其成為了節(jié)能環(huán)保型的建筑。 游泳池內(nèi)的水將由太陽能加熱，有兩個過濾器，多余的雨水將由地下的水池來收集。 復(fù)雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結(jié)構(gòu)使得外部結(jié)構(gòu)像一個泡沫。 這種獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得這個建筑經(jīng)得起任何地震的干擾。

新中央電視臺（北京）

新中央電視臺總部設(shè)計對傳統(tǒng)高樓的建筑提出了挑戰(zhàn)，也打破了北京的建筑代碼。 工程引力的橫向負載的標準系統(tǒng)都不能應(yīng)用于這個建筑中，它由兩個斜塔組成，每一個都傾斜90度，形成一個連環(huán)。 工程的解決辦法是創(chuàng)造一個結(jié)構(gòu)管來進行對角支持，這個不規(guī)則的斜肋構(gòu)架系統(tǒng)分散了管子的壓力。 這座新塔在重新思考著高樓的建筑方法。

上海崇明東灘生態(tài)城

上海東灘生態(tài)城與曼哈頓的大小差不多，將成為世界上第一個完全可持續(xù)發(fā)展的都市，2040年全部建成。 它坐落在中國第三大島——崇明島上。 在2010年上海召開世博會的時候，第一期工程將竣工，5000人將入住這里。 在下一個5年中將要完成的是：凈水系統(tǒng)、廢物處理、再生能源，公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將連接上海的這個農(nóng)業(yè)島。

北京奧運會主會場

體育場的建筑一直都在延續(xù)著它最初的設(shè)計，就是羅馬體育場。 北京奧運會主會場正嘗試著對古典的體育場進行重新思考。 瑞士建筑師為這個有著個座位的建筑結(jié)構(gòu)提供自然通風(fēng)——可能是至今最大的環(huán)保型體育場。 為了完成這個壯舉，他們獨創(chuàng)了一個未完全密封的殼，但同樣能為觀眾和運動員遮風(fēng)擋雨。 體育場的外觀好像一個鳥巢，是由不同的小分支組成的。 每一個分開的空間，從休息室到飯店，都是由一個獨立的單元組成的，這樣就使得它有可能實現(xiàn)自然空氣的流通。

東海大橋（上海）

對這個中國最大的深海港口來說這是最關(guān)鍵的一步，這是中國的第一個跨海大橋——20英里的長度，六條車道的東海大橋。 這座大橋橫跨中國東海，光纜結(jié)構(gòu)連接起了上海和羊山島，將成為中國第一個自由貿(mào)易港，也是世界上最大的集裝箱港。

國家大劇院（北京）

在天安門附近，以玻璃和鈦為材料，建筑面積為平方英尺，計劃在2008年投入使用，就像是浮在一個人工湖上。 這座建筑將聳立于中國首都的繁華大街和古建筑群中。 北京國家大劇院是一個奇觀，它里面有一個2416個座位的歌劇院，一個2017個座位的音樂廳，還有一個1040個座位的小劇院。 到了晚上，它的半透明的外立面將使得路人看到里面的表演，突出了這個劇院公眾化的本性。

可汗沙特爾設(shè)計

沙特爾可汗設(shè)計，這座世界上最大的帳篷，是建筑與工程的杰作。 其高度令人驚嘆，492英尺（約150米），重達2000噸，中央矗立著一條三腳桅，支撐著巨大的鋼索網(wǎng)和三層透明塑料。 這三層塑料不僅讓陽光得以穿透，更在保持內(nèi)部溫暖方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。 為了建造這一壯舉，650名專業(yè)攀巖者參與其中，且施工日期的安排也極為周到，以避開寒冷的冬季。 哈薩克斯坦的冬季溫度可低至零下40度，這樣的溫度對工程的實施無疑是個嚴峻的挑戰(zhàn)。 內(nèi)部設(shè)計巧妙，不僅展示了建筑的壯觀，更蘊含著對自然光的充分利用與熱能的保存。 帳篷的建造過程中，專業(yè)技能與精密計算并重，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。 在寒冷的冬季，三層透明塑料能夠有效阻擋外界嚴寒，為內(nèi)部營造出溫暖的環(huán)境。 同時，陽光的穿透則為內(nèi)部提供了充足的自然光源，減少了能源消耗，體現(xiàn)了對可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保理念的實踐。 沙特爾可汗設(shè)計不僅是建筑藝術(shù)的體現(xiàn)，更是科技與智慧的結(jié)晶。 在面對極端氣候條件時，設(shè)計者巧妙地利用材料與結(jié)構(gòu)，克服了自然的挑戰(zhàn)，為人類創(chuàng)造了一個既實用又美觀的居住空間。 這座巨大的帳篷，不僅是對工程技術(shù)的致敬，更是對人類創(chuàng)新精神的頌揚。 在沙特爾可汗設(shè)計的背后，是無數(shù)專業(yè)人員的辛勤付出與智慧結(jié)晶。 通過精心規(guī)劃與專業(yè)施工，這座巨型帳篷不僅滿足了居住的需求，更在能源利用和環(huán)境保護方面做出了積極貢獻。 它不僅是一個宏偉的建筑作品，更是一個對自然力量的尊重與對科技創(chuàng)新的探索。

元朝的四海測驗壯舉，能看出工匠的創(chuàng)新能力嗎？

我國古代有許多優(yōu)秀的科學(xué)家，他們所取得的成就在當(dāng)時的世界屬于首創(chuàng)或者處于領(lǐng)先地位，以至于國外在幾百年或更長時間以后才發(fā)明和發(fā)現(xiàn)了相似的東西，祖先的智慧之光常讓我們后輩子孫感到無比自豪，同時也是一種鞭策，激勵著后世子孫自強不息再創(chuàng)輝煌。

元朝忽必烈時期，為了修訂歷法曾發(fā)生了一場世界上規(guī)?？涨暗乃暮y驗和和恒星坐標觀測活動，參與其中并起領(lǐng)軍作用的是元朝著名科學(xué)家郭守敬。 通過他的科學(xué)家團隊的努力奮斗，不僅制定出當(dāng)時世界上最先進的歷法——《授時歷》，還制作出精密又精巧的測量儀器十幾種。

四海測驗和和恒星坐標觀測的背后更是體現(xiàn)出郭守敬和其他科學(xué)家們卓越的工匠精神和創(chuàng)新意識，令人動容，讓人無不為之嘆服。 那么以郭守敬為代表的的科學(xué)家為什么要放著現(xiàn)成歷法不用，還耗費精力制作各種測量儀器，進行四海測驗和和恒星坐標觀測呢，這還要從元世祖滅南宋后說起！

元世祖滅南宋以后，中國大一統(tǒng)，忽必烈重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的恢復(fù)。 而當(dāng)時蒙古使用金朝頒布的歷法表現(xiàn)極為糟糕，農(nóng)業(yè)上常用節(jié)氣也算不準，江南地區(qū)用的是又是另外一種歷法，南北歷法不一樣，不利于大一統(tǒng)，元世祖決定制定一個新的、全國通用的歷法，更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

至元十五年(1278年)，太史局改太史院，給印章，立宮府，掌天文歷數(shù)之事。 設(shè)官院使(初稱令)、同知、金院、同金、院判等大小官吏七十多員，星歷生四十多人。 下設(shè)推算、測驗、漏刻、印歷等局，各司其職。 王詢?yōu)樘妨?，郭守敬任同知太史院事，“官屬悉聽詢辟置?。

新歷的編制工作，一是對自古以來的各種歷法進行研究，總結(jié)前人制定歷法、測量天體運行周期、測驗季節(jié)氣候變化的各種經(jīng)驗，通過相互比較，找出不同歷法各自的優(yōu)點和不足，以便用最先進的修歷理論指導(dǎo)新歷的修訂工作。 二是要對天體運行進行精確的觀測和推算，通過實踐來檢驗對天體運行規(guī)律的認識，不因循守舊，不被古人的“成說“所束縛，而根據(jù)當(dāng)世的實際情況來制定新的歷法。

郭守敬(1231--1316 )，字若思，順德邢臺(今屬河北)人，他畢生精力從事天文學(xué)的研究和天文儀器的創(chuàng)制，為我國古代天文科學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻。 郭守敬受其祖父郭榮影響很深，郭榮是一位精通數(shù)學(xué)和水利的學(xué)者，他將年幼的郭守敬送到精通天文和地理的老朋友劉秉忠那里，嚴師出高徒，加之郭守敬勤奮愛鉆研，身邊又有一些愛好科學(xué)志同道合的朋友，郭守敬進步飛快，在天文學(xué)、水利學(xué)、數(shù)學(xué)等方面都造詣頗深，劉秉忠是忽必烈所信賴的學(xué)者，正因為如此劉秉忠推薦郭守敬到了太史局。

1279年，郭守敬在“東至高麗、西極滇池、南逾朱崖、北盡鐵勒“的廣大地區(qū)主持了大規(guī)模的四海測驗，共動用了27個天文觀測站，測量規(guī)模和強度遠超前代，加之自己動手創(chuàng)制和改造天文儀器更加精密，根據(jù)大量數(shù)據(jù)編出新歷法——《授時歷》，比舊歷法要精確得多，它算出一年有365.2425天，同地球繞太陽一周的時間，只相差26秒。 同現(xiàn)在通行的格里歷(即公歷)一年的周期相同，比歐洲人確立公歷的時間要早302年。

郭守敬還極富探索精神，在恒星大觀測方面也取得了非常大成就，與同時期西方相比更是有過之而無不及。在這些成就背后，郭守敬等科學(xué)家付出艱辛可想而知，沒有嚴謹?shù)墓そ尘窈妥巫尾痪氲你@研求索創(chuàng)新意識，這些不可能一蹴而就，我們就具體來看下這些成就是如何煉成的？

工欲善其事，必先利其器。 修訂歷法伊始，郭守敬便提出:“歷之本在于測驗，而測驗之器莫先儀表。 ”

為了準確地觀測天象，公元1279年，郭守敬先在大都城東南設(shè)計修建了一座觀測天象的“靈臺”，當(dāng)時是世界上設(shè)備最完善的天文臺。

要將歷法工作做好，勢必要提高觀測天象的精密度，郭守敬在參考現(xiàn)有儀器的基礎(chǔ)上，開始著手創(chuàng)制天文儀器。 在三年時間里，郭守敬和同事們花費大量時間和精力設(shè)計研制出簡儀、高表、候極儀、渾天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、日月食儀、正方案、丸表、懸正儀和座正儀以及星晷定時儀等十多種儀器儀表。

正方案

其中正方案、丸表、懸正儀和座正儀是為了外地觀測便于攜帶，另外郭守敬還繪制了《仰規(guī)覆矩圖》、《異方渾蓋圖》、《日出入永短圖》，以便在使用上述儀器時互相參考驗證，保持科學(xué)的嚴謹性，《元史》贊這些儀器：“皆臻于精妙，卓見絕識，蓋有古人所未及者”。到底有多精妙，我們逐一了解下！

先來看簡儀，它是針對大都沿用的司天渾儀缺陷而重新研制的新儀器。 大都沿用的渾儀是宋朝皇祐年間在開封所造，由于地理緯度的差異和年久傾斜，“規(guī)環(huán)不協(xié)，難復(fù)施用”。

而且元代以前所用的渾儀非常復(fù)雜，雖然之前的科學(xué)家，如東漢科學(xué)家張衡和唐朝天文學(xué)家李淳風(fēng)對此進行過幾次改造，可以說是非常完善了。 但渾儀缺陷也非常明顯，主要是其結(jié)構(gòu)影響觀測的準確性和觀測范圍。

渾天儀

渾天儀是測定星球在天體中位置的儀器，用它測量天體的赤道坐標、黃道坐標和地平坐標的讀數(shù)，每個系統(tǒng)都需要有專門的環(huán)圈，互相圈套的環(huán)圈有八九個之多，每個都有一兩寸厚，很影響觀測的準確性，而且轉(zhuǎn)動不便，妨礙觀測。 渾儀的環(huán)圈震復(fù)交錯遮掩了大片天區(qū)，觀測范圍也縮小了。

郭守敬化繁就簡，他發(fā)現(xiàn)有些星體的位置可以用數(shù)學(xué)方法來計算，相應(yīng)的環(huán)圈可以撤掉。 于是他把原先渾儀上的地平坐標和赤道坐標分為兩個獨立的裝置—赤道裝置和地平裝置，即赤道經(jīng)緯儀和地平經(jīng)緯儀，每個儀器的結(jié)構(gòu)十分簡單。 這種大膽的設(shè)計和制造，比1598年著名天文學(xué)家弟谷發(fā)明的儀器早300多年，此外精簡了黃道坐標，這樣就避免了環(huán)圈層層遮掩，觀測不清的弊病，擴大了天體觀測范圍。

簡儀

簡儀的赤道裝置與現(xiàn)代望遠鏡中廣泛應(yīng)用的天圖式赤道裝置基本結(jié)構(gòu)是一致的。 它由四根斜立的支柱托著一根正南北方向大軸，圍繞著這根軸旋轉(zhuǎn)的是赤經(jīng)雙環(huán)。 赤經(jīng)雙環(huán)的兩面刻著度數(shù)，最小分格是三十六分之一度。 赤經(jīng)雙環(huán)的中間央著窺管,窺管可以繞著赤經(jīng)雙環(huán)的中心旋轉(zhuǎn)。 窺管兩端架有十字線，這便是后世望遠鏡上十字絲的祖先。

這樣，只要轉(zhuǎn)動赤經(jīng)雙環(huán)和窺管，就可以觀測天空任何一個方位的天體，并從環(huán)面的刻度上讀出天體的赤緯數(shù)值。 赤經(jīng)數(shù)值則由旋轉(zhuǎn)軸南端的赤道環(huán)上讀出。 緊挨赤道環(huán)的里面，固定著百刻環(huán)，環(huán)上刻著十二個時刻，以測定時間。 為了便于赤道環(huán)旋轉(zhuǎn)，簡儀還應(yīng)用了滾珠軸承裝且，使之轉(zhuǎn)動靈活，比達芬奇發(fā)明滾珠軸承要早200多年。

簡儀的設(shè)計獨具匠心，尤其是獨立赤道裝置，對近代和現(xiàn)代儀器有著巨大和深遠影響。 如近代進行工程測量、地形測量和實用天文測量所用的經(jīng)緯儀，航空導(dǎo)航用的天文羅盤，它的方位角和仰角度地平裝置與簡儀屬于同一類型，美國研制的現(xiàn)代大型望遠鏡的赤道裝置，都可以看到它們借鑒了簡儀的設(shè)計理念。

簡儀作為當(dāng)時世界上最先進的天文儀器，卻在清初被法國傳教士紀理安(當(dāng)時他在欽天監(jiān)任職)當(dāng)作廢銅銷毀了，令人痛惜，真不知道這個愚不可及的西方人是怎么混入大清朝的天文機構(gòu)的。 明朝正德(1506一1521)年間仿制的一臺簡儀現(xiàn)存南京紫金山天文臺，不過它在八國聯(lián)軍侵略中國時被劫走，后來雖然歸還了，但已殘缺不全。

郭守敬還設(shè)計制造了用于觀測太陽位置的仰儀，用針孔成像原理把太陽投影在半球形的儀面上，以直接讀出它的球面坐標值。 仰儀的主體是一直徑約3米的銅質(zhì)半球面，形如一口大鍋仰面朝天，因而得名。 在半球的大圓面上，刻著東、南、西、北和十二時辰;半球面上刻著與觀測地緯度相應(yīng)的橫縱線網(wǎng)。 大圓平面上用縱橫相交的兩根桿子架著一塊小板，板上有小孔。 太陽光線通過小孔，在球面上投下一個倒像，映在格網(wǎng)上，可以觀測太陽的位置和日食，用來測量太陽的赤經(jīng)赤緯。 使用仰儀無需用肉眼觀測強烈的太陽就能得到它的位置，還可以直接觀側(cè)日食的方向、虧缺和時刻。

圭表

圭表是觀側(cè)日中影長變化以決定春分、秋分、夏至、冬至?xí)r刻的天文儀器，由圭和表兩部分組成。 表是直立的標竿;圭是表下端南北方向的水平尺，多以銅、石制成。 每當(dāng)正午，表影投射在圭面上。 夏至日，太陽直射，表影最短;冬至日，太陽斜射，表影最長。 因此，測量表影的長度就可以確定冬至、夏至，推算一年的節(jié)氣。

郭守敬把宋代遺留的圭表高度由原來的八尺增加到三十六尺，圭長增加到一百二十八尺，圭的刻度由尺、寸、分、厘精確到毫。 表上再用兩條銅龍?zhí)鹨桓芗毜臋M梁，使梁心到圭面達四十尺（四丈）。 高表傳統(tǒng)的八尺加高到四丈，使得在同樣的量度精度下，誤差減少到原來的五分之一。 由于高度增加，投影差別明顯，測量的精度就大大提高了。

現(xiàn)在河南省登封縣元代觀星臺還完整地保存著當(dāng)時的圭表。 它由三十六方青石圭面和磚砌圭座組成，長31.19米，寬0.53米，高0.56米，石圭水平良好。 這是我國現(xiàn)存最早的天文臺建筑，也是世界上重要的古天文遺跡之一。 1961年，國務(wù)院把它列為全國重點文物保護單位。

景符是郭守敬根據(jù)小孔成像的原理，創(chuàng)制而成，來消除高表影端模糊的缺點，提高觀測精度。 景符是定影象的儀器。 一塊銅片，中有小孔，用一小架子斜撐在圭面上。 太陽光經(jīng)過橫梁，再通過小孔，在圭面上形成了一個米粒大小的太陽像，像中間有一根細如絲線的橫梁影子，非常清晰。 和高表配合使用，解決了宋代圭表的影虛問題，進一步提高了測量的精度。

為了能在夜晚也能進行觀測活動，郭守敬還創(chuàng)制了一種輔助儀器—窺幾，與圭表、景符共同使用，觀測者可不受時間限制，在夜晚能直接觀測星光比較微弱的恒星和月亮。

景符

窺幾

郭守敬研制的立運儀克服了古代儀器中經(jīng)緯“結(jié)而不動”的不足，候極儀解決了觀測中定極位的困難，渾天象和玲瓏儀能逼真地模擬群星在天空的位置并隨天球運動。 《郭守敬傳》：“日有中道，月有九行，守敬一之，作證理儀。 ……歷法之驗，在于交會，作日月食儀。 天有赤道，輪以當(dāng)之，兩極低昂，標以指之，作星晷定時儀。 ”

其他儀器這里不再詳述，郭守敬設(shè)計制造的這些儀器在當(dāng)時就被人贊嘆不已。 “智巧不能私其議，群眾無以參其功’，當(dāng)時同在太史院共事的王恂、許衡等人交口稱贊。 太史令王恂是改歷的主導(dǎo)者，深受忽必烈信賴和倚重，一向剛愎自用，唯獨對郭守敬嘆服有加。

大儒許衡，威望頗高，但談及郭守敬，欽佩之情溢于言表:“天佑我元，似此人世豈易得”。

至元十六年(1279年)，郭守敬將所制儀表式樣進呈元世祖忽必烈，并一一指點說明。 忽必烈聽得興味盎然，從早朝開始直到日暮，絲毫不知疲倦。

第谷

明末清初，西方傳教士湯若望來到中國，看到郭守敬創(chuàng)制的儀表，驚奇萬分，稱郭守敬為“中國的第谷”。 而被西方稱為“天文儀器之父”的丹麥人第谷比郭守敬晚出生了三百多年，我想應(yīng)該這樣說，第谷是“丹麥的郭守敬”。

正是依靠這些精密的、新制的天文儀器為觀測工具，利用元朝疆域廣闊的有利條件，在全國設(shè)置了范圍廣闊的天文觀測點開展了規(guī)模宏大的四海測驗。 。 依次對各點的日影長度、北極出地高度和晝夜長短進行了測定。 郭守敬等人根據(jù)這些觀測得到的材料，加以精密計算，先后經(jīng)過四年的時間，使得中國歷史上著名的《授時歷》終于完成。 也正是由于這些天文儀器的設(shè)計精密、制造考究和使用方便，對我國天文學(xué)的發(fā)展起到了非常積極的促進提高作用。