仿生建筑學(xué)及其應(yīng)用相關(guān)探討

中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川成都 610000

摘要：隨著世界能源的變化，仿生建筑學(xué)逐漸發(fā)展成建筑設(shè)計(jì)的主流。建筑設(shè)計(jì)師在以大自然為靈感汲取對(duì)象的前提下，充分融合了自然環(huán)境中動(dòng)物、植物的生存規(guī)律、生長(zhǎng)機(jī)理與建筑本身的特點(diǎn)創(chuàng)造出了仿生建筑。仿生建筑學(xué)不僅改善了人們的居住生活環(huán)境，同時(shí)也節(jié)省了大量的能源，是今后建筑學(xué)發(fā)展的主要方向。文章重點(diǎn)探討了仿生建筑學(xué)及其應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：仿生；仿生建筑學(xué)；應(yīng)用

引言

仿生建筑學(xué)即以生物發(fā)展規(guī)律為研究切入點(diǎn)，將其應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，以不斷滿(mǎn)足居民對(duì)建筑的需求。仿生建筑學(xué)就是借鑒生物體的發(fā)展規(guī)律，解決人類(lèi)建筑中所遇到的問(wèn)題，以適應(yīng)環(huán)境和滿(mǎn)足人類(lèi)需求為目的，而逐漸興起的一門(mén)學(xué)問(wèn)，是人與自然和諧統(tǒng)一的重要體現(xiàn)。下面分別從建筑的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、材料等方面論述仿生學(xué)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用。

1仿生建筑學(xué)概述

仿生建筑主要是研究生物體功能組織與形象構(gòu)成規(guī)律，通過(guò)對(duì)自然界存在的規(guī)律進(jìn)行探索，并借助已經(jīng)積累的知識(shí)對(duì)建筑的處理手法進(jìn)行健全，最終形成更適合人類(lèi)居住的環(huán)境。眾所周知，仿生建筑的研究目的在于提供更加健康生活，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的改善，最終引起人類(lèi)對(duì)人與自然之間發(fā)展關(guān)系的關(guān)注。再者，站在建筑創(chuàng)作研究的層面進(jìn)行分析，仿生和生態(tài)構(gòu)思二者之間其實(shí)是共同的。仿生建筑是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，從巢居穴居到大量建筑的形成，都是人類(lèi)模擬自然的結(jié)果。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類(lèi)文明開(kāi)始異化，使得人類(lèi)不顧環(huán)境承受能力盲目發(fā)展經(jīng)濟(jì)，破壞自然環(huán)境。為了使仿生達(dá)到比較好的效果，除了了解對(duì)將要仿生物體的基本情況，還要在結(jié)合建筑特點(diǎn)的基礎(chǔ)上考慮自然界中存在的理念與規(guī)律。仿生的存在使得建筑的形式更加多元化，人類(lèi)總體文明也獲得不斷的進(jìn)步與發(fā)展，并且仿生還有效解決了世界性能源危機(jī)。建筑仿生學(xué)之所以能夠得到今天的進(jìn)步在很大程度上取決于建筑師的不斷實(shí)踐與努力。

2仿生建筑學(xué)的應(yīng)用分析

2.1直接形態(tài)仿生

直接形的仿生也指比較形象、逼真地再現(xiàn)事物原來(lái)面貌，尤其傾向于對(duì)大自然各種各樣的看得見(jiàn)，摸得著的實(shí)體進(jìn)行模擬，它給建筑帶來(lái)新穎的造型和生動(dòng)的形象，讓人們立刻產(chǎn)生對(duì)生物的聯(lián)想，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)仿生的最直接的方法。它一般比較注重自然形態(tài)本身的物理幾何構(gòu)成，傳達(dá)的主要是生物形態(tài)的物理屬性，通常具有很好的情趣性、有機(jī)性、可愛(ài)性，所以在各地少年宮、幼兒園和其他具有特殊使用用途的建筑物上有更明顯的體現(xiàn)。直接形的仿生不等于直接原封不動(dòng)地照搬自然形態(tài)，對(duì)具體物象的直接套用，而是要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?，使其吻合現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的功能和審美需求的形態(tài)特點(diǎn)。這是進(jìn)行直接的具象形態(tài)仿生的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。墨西哥建筑師哈維爾·賽諾西設(shè)計(jì)了一座形如“鸚鵡螺”的小屋，整個(gè)外形模仿鸚鵡螺貝殼的形狀，在巨大的鑲嵌著彩色玻璃墻的房屋內(nèi)部，到處種滿(mǎn)了各種植物和小樹(shù)，從樓梯盤(pán)旋而下的時(shí)候感覺(jué)就像軟體動(dòng)物趴在植被上，被建筑師本人稱(chēng)為“生物建筑”。當(dāng)然，我們也經(jīng)常會(huì)看到一些簡(jiǎn)單模仿某一形象的作品，大都已背離了建筑仿生的意義，只是一種單純追求新奇噱頭的效果，它既無(wú)創(chuàng)新的價(jià)值，又破壞了周?chē)沫h(huán)境，需要引以為戒。

2.2建筑結(jié)構(gòu)仿生

仿生建筑學(xué)最為重要的組成部分就是建筑結(jié)構(gòu)仿生，也可以說(shuō)代表仿生建筑學(xué)發(fā)展水平的就是建筑結(jié)構(gòu)仿生。當(dāng)前，在我國(guó)仿生學(xué)被專(zhuān)家學(xué)者劃分成五種模式，表面模式、生長(zhǎng)模式、運(yùn)動(dòng)模式、編織模式以及脹壓模式，這五種模式是表現(xiàn)自然生物形態(tài)的總體概況。如果將這些模式與建筑設(shè)計(jì)相融合，并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)整，就可以構(gòu)建出較為合理的建筑結(jié)構(gòu)。很多建筑結(jié)構(gòu)都是仿照了自然界中生物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，例如仿照恐龍骨骼、仿照葉脈的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。

2.3建筑功能仿生

探究自然界生物體的功能，并在建筑設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用到生物體的功能就是建筑功能仿生。比如，我們生活中比較常見(jiàn)的植物竹子，它是軀干中空的形態(tài)，該種植物形態(tài)它自身的功能主要體現(xiàn)在承載上部枝葉的荷載和活載，還能通過(guò)中空的軀干輸送自身所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。竹子的結(jié)構(gòu)功能形式在當(dāng)前的簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)形式的建筑中應(yīng)用較廣。與建筑形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及材料仿生相比較來(lái)說(shuō)，建筑功能仿生起步較晚，發(fā)展時(shí)間尚短，因此，需要對(duì)其進(jìn)行不斷的研究與分析。

2.4建筑材料仿生

建筑材料仿生是為了滿(mǎn)足人們對(duì)建筑功能的要求而形成的，建筑材料仿生主要是以自然界中生物的形態(tài)、色彩以及構(gòu)成成分等因素為設(shè)計(jì)模板，分析生物材料的性能、機(jī)理以及相關(guān)結(jié)構(gòu)，同時(shí)將此結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理復(fù)制，創(chuàng)造出與原生物體性能、結(jié)構(gòu)相仿的建筑材料。舉例來(lái)說(shuō)，泡沫建材結(jié)構(gòu)就是以蜂巢為設(shè)計(jì)靈感的。這種結(jié)構(gòu)不僅具有美觀性，同時(shí)還可以起到保溫的作用。一般情況下，設(shè)計(jì)師將樹(shù)脂與尿素甲醛泡沫填充到泡沫建材中，使得泡沫建材體積較輕，便于施工，同時(shí)其還具有夏季隔熱，冬季保溫的效果。

3仿生建筑學(xué)的發(fā)展分析

發(fā)展仿生建筑設(shè)計(jì)是在與技術(shù)的相輔相成中得到發(fā)展的，設(shè)計(jì)師每一次靈感的汲取，每一次造型的分析，都需要與之相應(yīng)的技術(shù)支撐。而每一次技術(shù)的進(jìn)步又要求仿生形態(tài)的更進(jìn)一步的縱深發(fā)展，促使人們?nèi)ヌ剿魃谋举|(zhì)意義。自然界中鳥(niǎo)給人類(lèi)設(shè)計(jì)的啟示應(yīng)該是最早和最豐富的，從早期受鳥(niǎo)巢啟示的樹(shù)上巢居到架空蓋房的“干欄”樓居，再到今天運(yùn)用高科技的模型手法對(duì)生物原型進(jìn)行定量分析的國(guó)家體育場(chǎng)，是人類(lèi)在與大自然的反復(fù)磨合中創(chuàng)造出來(lái)的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)的演進(jìn)，是技術(shù)與自然結(jié)合發(fā)展的最好證明。而在未來(lái)，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，建筑普遍向垂直方向演進(jìn)，“空中樓閣”的概念似乎與之又不謀而合。“空中樓閣”這幾個(gè)字的意思原來(lái)是用來(lái)描寫(xiě)一些不可能實(shí)現(xiàn)的事情，或者形容一些幻想中虛構(gòu)的房屋建筑，利用空間建造超高層的高樓大廈，還會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，仿佛又回到了人類(lèi)居住之初的巢居時(shí)代。大自然生物是一個(gè)不斷進(jìn)化的過(guò)程，建筑空間結(jié)構(gòu)形態(tài)也將隨著科技的進(jìn)步，在與自然的緊密結(jié)合中實(shí)現(xiàn)否定之否定的辨證發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)資源能源環(huán)境的變化，仿生建筑學(xué)成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流。人們?cè)诓粩鄰拇笞匀患橙§`感的過(guò)程中，將自然界動(dòng)植物的生存本領(lǐng)、生長(zhǎng)機(jī)理和生態(tài)規(guī)律與建筑物自身的特點(diǎn)和功能相融合，該過(guò)程并非簡(jiǎn)單的模仿照搬，而是有繼承也有發(fā)展的創(chuàng)新過(guò)程。將自然生物體的存在合理性運(yùn)用于建筑物結(jié)合自身特點(diǎn)而適應(yīng)新環(huán)境的需求中去，這無(wú)疑是建筑物最具有生命力的詮釋。

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