极小建筑有助于解决高密度城市缺乏工作、居住和临时安置的空间等问题。但是，狭小的空间在舒适度和人性化等方面极具挑战性。本课题依据极小空间与人体十分贴近的特点，重点研究使用主体与极小空间的关系；通过人体运动捕获与再现系统等设备和工具，生成各种适合使用主体体态特点及行为模式的非线性极小建筑单元空间模块；在SAR理论的基础上，建造非线性极小建筑单元实体并进行居住体验和环境测试等实验；在实验的基础上研究非线性极小建筑室内空间的形态、尺度、色彩、肌理、触感等因素。发现可依靠人体行走与视觉行为规律来优化极小空间形态并建构空间形态公式，发现弧形边界的行走舒适性弱于直线边界，构建极小建筑空间中与空间尺度相关的行走舒适性公式，发现极小建筑空间具有面积感知瓶颈。研究测试者对极小建筑空间中的色调、亮度和饱和度的喜好度，发现喜好度变化规律及一些特定颜色与其他颜色有明显的差异性。研究空间机理，发现了横向与纵向机理对于极小空间的意义和在极小空间中材质触感的重要性，并对于各种不同材质的喜好度进行研究，发现一些规律。在实验的基础上研究非线性极小建筑室内空间的温度、湿度、空气流速、二氧化碳、噪音、照度、粉尘等各项参数。挖掘极小建筑室内空间的温度、湿度、空气流速的特点，分析极小建筑室内环境区别于普通空间的有利和不利因素，发现在极小建筑空间中人体热舒适性受不同活动水平的人体热源、服装热阻和室内热源的影响较大。利用数值模拟等方法，提出一些热舒适改善方法并加以验证。研究极小建筑空间室内空气质量、噪音、采光和粉尘问题，发现极小建筑空间均存在明显不同于普通建筑空间的特点和问题，提出一些调节措施并加以验证。将极小建筑空间环境中的各项因素基于人体感知和极小建筑空间特点，利用层次分析法进行了主观多维评价模型及权重指数建构。将极小空间环境要素的重要性和特性量化，便于研究、设计和评价极小建筑空间环境质量。

极小建筑有助于解决高密度城市缺乏工作、居住和临时安置的空间等问题。但是，狭小的空间在舒适度和人性化等方面极具挑战性。本课题根据功能对适合极小化的建筑空间进行分类，依据极小空间与人体十分贴近的特点，以人体工程学、环境心理学、环境生理学、环境学等学科为基础，重点研究使用主体与极小空间的关系；通过人体运动捕获与再现系统，生成各种适合使用主体特点及行为模式的非线性极小建筑单元空间模块；在SAR理论的基础上，建造非线性极小建筑单元实体；在实验的基础上研究非线性极小建筑室内空间（形态、尺度、色彩、机理、触感等因素）与室内环境（温度、湿度、空气流速、噪音、照度、粉尘、细菌指数等各项参数）对使用主体的生理和心理等各方面的影响。最后分析数据，寻找规律，归纳其优缺点，研究解决这些问题的方法并加以验证，以满足使用主体对于极小空间的形态、功能、室内环境和个性化设计等更高层次的需求，提出非线性极小建筑空间设计理论。

非线性建筑设计探讨了褶子的世界。在这个世界中，时间和空间随着物质的折叠、展开和再折叠而形成。物体是在由内向外及由外向内的双向折叠中形成的，因此，物体本质上没有内外之分，外观是物体自组织的体现。这一观念打破了欧几里德几何的传统空间概念，展开了一个动态运动中时空共存的流动世界。

非线性建筑设计是对游牧空间的瞬时定格取型，游牧空间对应于矢量状态空间而言，在矢量空间中的运动受力的牵制，只能在固定点之间运行，而游牧空间是开放的，运动可以在任意点之间发生，变量永远处于变化的状态之中。因而非线性设计追求“平滑”，它是游牧空间的个性写照。

本项目研究CAD中的极小曲面与优化的方法。旨在按CAD的需要，开发极小曲面，使之走向应用。首先，取多项式空间和多项式与三角式（或双曲式）混合而成的空间作为开发基地，研究发掘其间的极小曲面的方法。接着，研究对发掘出来的极小曲面作裁剪的方法，以取得符合需要的极小曲面片；运用Bezier和拟Bezier曲线曲面的理论研究用控制网格表示极小曲面的方法，架起沟通极小曲面与CAD之间的桥梁。进一步，研究逼近和展开极小曲面的优化方法；研究经基与方程的变动而开发内在参数的方法，利用极小曲面进行曲线曲面形态优化设计的方法，以提高过渡面的构造、曲面重建、医学图象三维重建的质量。在CAD领域开展极小曲面的应用研究，国际上也才刚起步，难度很大。开展本项目研究，有利于积累进行前瞻性、原创性研究的经验，加强数学向现代高技术渗透，发挥极小曲面的作用，提高CAD水平。 2100433B