分形理论起源于分形几何,包括自相似、迭代生成、尺度层级、分形维数等理论,具有强大的学科生命力与广阔的应用前景。依据传统欧式几何进行的建筑设计可能存在形式单一问题,其内在原因是尺度层级不足、缺乏细节层次。分形建筑理论从生成论的角度进行形态、功能和空间的设计,拓展和弥补了系统论的不足,能够有效地解决基于欧式几何的建筑设计形态尺度层级不足的问题。运用分形自相似、迭代生成与尺度层级理论、采用分形类比分形迭代和图解分析的方法,探索了分形几何的原理及其相关的分形基本理论,对分形建筑理论与设计原理进行了综合性梳理,探究了公共建筑表皮分形拟态的设计原理及其生成机制,探讨了公共建筑表皮分形拟态的设计策略与方法,并以湘潭一馆五中心为例,论述了公共建筑表皮分形拟态设计方法的实践与应用。分形迭代建筑设计原理以简单的分形元和迭代逻辑,将建筑空间或表皮进行迭代缩放,生成具有自相似性的不同尺度层级的建筑空间或表皮形态,并根据使用功能或建筑规范要求进行排列组合,形成最终的建筑空间或表皮设计,也可以利用计算机直接控制迭代参数生成建筑表皮图案。分形拟态设计的原理适合运用于建筑结构设计、外部形态设计、内部空间营造等方面,优化结构设计、降低建筑成本,令建筑与环境成为一个整体,同时营造出复杂多变的建筑内部空间。基于分形拟态设计理论的建筑空间、结构科学高效,形态丰裕;利用L-System建立模拟树木分枝的分形模型,以较少的结构体积构建最大化的内部使用空间;通过模拟生物腔体的空间组织,以幂律缩放规则设计不同尺度的建筑内部空间,使每个房间的都获得最大化的景观与阳光。利用分形拟态的方法实现高效率、低能耗的表皮功能,将表皮与结构进行一体化的分形拟态设计,释放室内空间。多层表皮的分形拟态设计通过控制表皮分形单元的迭代次数,生成多种尺度的半室外共享空间。分形拟态的设计策略分为具象分形拟态和抽象分形拟态,具象分形拟态通过自相似同构的方法将原型具象地还原,将建筑与环境融为一体或传达设计构思;抽象分形拟态对某一类事物提取分形维数并进行简化抽象,形成不确定的指向和丰富的意境,引发参观者的联想和想象。分形拟态建筑设计通过提取环境分形特征元素,建立相关分形规则模型或公式加以模拟,与自然环境或人工环境形成分形同构,并高效地利用建筑材料组织建筑空间。文化分形的方法将文化从抽象的观念转化为能够引发人们情感共鸣的建筑形态或空间,增强人们对于建筑的文化认同感。对于建筑进行分形维数计算分析可以跨越风格与类型的限制,从分形尺度层级和分形维数的角度对建筑的环境融合度、形态丰裕度和尺度层级等方面进行科学有效的量化评价。