淺述仿生學(xué)對(duì)建筑設(shè)計(jì)

莫立英

【摘要】中國(guó)的地理位置決定了中國(guó)特有的自然觀，中國(guó)遼源廣闊，平原、江河和湖泊以及多氣候帶的自然條件為穩(wěn)定的農(nóng)牧業(yè)提供了良好的客觀條件。在這樣的條件下，人們的思想也得到了很大程度上的升華，逐漸形成了以自然觀為主導(dǎo)的思想理念體系。儒學(xué)思想是中國(guó)自然觀的最好的總結(jié)，儒學(xué)思想中提倡中庸，主體與客體要和諧、統(tǒng)一，是道德化的理念，是天人合一的思想。這樣的思想要求人們親近自然，并認(rèn)為自然美是一切美的基礎(chǔ)，凡事遵循自然界的合理因素。

【關(guān)鍵詞】仿生學(xué)；建筑設(shè)計(jì)；原則

1、 前言

西方地理環(huán)境多山而近海，地域比較狹長(zhǎng)，不適合定居的農(nóng)牧發(fā)展，這就使西方人面向不同的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，地理位置的影響使得西方人性格外向并且好戰(zhàn)，他們開始征服自然和改造自然，同時(shí)對(duì)人本身的力量開始崇拜，使得西方文明思想開始以人為中心展開、發(fā)展和繼承下去。 在古希臘，美學(xué)是自然哲學(xué)的一部分，思想家們首先關(guān)心的是美學(xué)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，美是事物內(nèi)部的和諧，是整體中部分的和諧美。西方早期的美學(xué)中認(rèn)為：事物都是創(chuàng)造出來(lái)的，包括自然。在眾多的社會(huì)實(shí)踐中，如：繪畫、雕塑和建筑設(shè)計(jì)中，都體現(xiàn)著人的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，所以人本主義是西方思想和哲學(xué)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)理念。

2、 仿生學(xué)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

2.1社會(huì)性原則

人類居住的整個(gè)體系是一個(gè)客觀物質(zhì)與主觀思想結(jié)合的產(chǎn)物，不同地區(qū)的文化具有很大的區(qū)分性，不同地區(qū)的社會(huì)意識(shí)形態(tài)也是不同的，按地域分為東方和西方大的文化區(qū)域概念，其中又分成很多小的區(qū)域"在這些不同的區(qū)域里，思想發(fā)源、宗教、氣候帶和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同步和多樣性決定了在這個(gè)地域生活的人們對(duì)建筑形態(tài)接受和理解程度的不同。

研究建筑首先研究的對(duì)象就是這個(gè)地區(qū)的社會(huì)意識(shí)形態(tài)，辯證唯物主義提出：意識(shí)與物質(zhì)形態(tài)之間是作用與反作用的關(guān)系，兩者又是相互促進(jìn)發(fā)展的。人們對(duì)新事物的產(chǎn)生在其初始時(shí)期都有懷疑和排斥的階段，對(duì)新事物的接受需要一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^(guò)程，仿生學(xué)建筑的初期階段，也是如此，人們對(duì)仿生學(xué)建筑奇特的外型和新奇的結(jié)構(gòu)理論都表示了懷疑，但是一系列成功的案例表明了它的優(yōu)勢(shì)和存在的意義。建筑同時(shí)也會(huì)代表一個(gè)地區(qū)的文化程度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，在人類社會(huì)的發(fā)展史上，幾乎每一個(gè)歷史時(shí)期都會(huì)有一座或者幾座的標(biāo)志性建筑，如：中國(guó)的長(zhǎng)城、埃及的金字塔、希臘的雅典娜神殿等。

從建筑本身固有的特點(diǎn)來(lái)看，一座建筑有相對(duì)長(zhǎng)的使用期限，這就要求設(shè)計(jì)者在進(jìn)行研究同時(shí)就要考慮到其所處的社會(huì)形態(tài)、科學(xué)技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等因素，要盡可能在現(xiàn)有的客觀和主觀條件下設(shè)計(jì)出有代表性和具有超前性的建筑。

2.2生態(tài)環(huán)境原則

生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界的首要問(wèn)題，在日益發(fā)展的社會(huì)，伴隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們的精神生活和物質(zhì)生活也在快速提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使了現(xiàn)有大中型城市的擴(kuò)建和新興中小城市的興起。這大大的滿足了人們的物質(zhì)生活的需求，可是帶來(lái)的負(fù)面影響也是相當(dāng)?shù)膰?yán)重，例如：建筑灰塵、建筑垃圾、建筑的質(zhì)量問(wèn)題、建筑高耗能和建筑形式“量產(chǎn)”優(yōu)化與周圍自然環(huán)境不和諧等。

原有建筑設(shè)計(jì)理念在受到科學(xué)技術(shù)等方面的影響對(duì)環(huán)境的利用和保護(hù)意識(shí)不夠，對(duì)原有資源的過(guò)度開采造成了大量的建筑垃圾，對(duì)于建筑垃圾又沒(méi)有更好的處理技術(shù)，這就造成了費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和費(fèi)資金的局面。仿生學(xué)建筑在利用客觀的地理環(huán)境方面做到了因地制宜，利用合理的設(shè)計(jì)和建筑技術(shù)手段，依據(jù)地質(zhì)、地形的不同，盡可能的順應(yīng)地表曲線進(jìn)行建筑的整體策劃和設(shè)計(jì)。這樣減少了對(duì)原有生態(tài)環(huán)境整體的破壞，盡可能的對(duì)資源反復(fù)利用，減少了建筑施工的時(shí)間、工作量和建筑垃圾的產(chǎn)生。

建筑的高耗能，一直是限制建筑發(fā)展的另一個(gè)因素，也是對(duì)生態(tài)環(huán)境一個(gè)重要的破壞因素，現(xiàn)有大部分的建筑在供水、供電、空間利用，尤其是供熱問(wèn)題上都對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響破壞。仿生學(xué)建筑吸取了自然界生物的自身能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，解決了部分問(wèn)題，例如供熱！供電和空間利用等方面的問(wèn)題。

大中型城市的擴(kuò)建和中小型城市的興起滿足了人們的物質(zhì)和精神生活的需要，但是，也同時(shí)伴隨著很多問(wèn)題，如：城市中建筑的“量”優(yōu)化，建筑造型與外表皮色彩的相似和建筑高度不規(guī)范等問(wèn)題。我國(guó)改革開放前的住宅樓很多被稱作“火柴盒”樓房，這樣的建筑形式就是建筑的“量產(chǎn)”優(yōu)化在很大的程度上造成了與原有的生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)和人們精神上的審美疲勞。

2.3可行性原則

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中主要是參考建筑主體的使用功能、建筑使用性能、建筑整體造價(jià)、建筑用地的環(huán)境以及當(dāng)時(shí)審美感覺(jué)和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等方面來(lái)衡量建筑的可行性，以達(dá)到建筑設(shè)計(jì)主題和使用的效率。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，很大程度上受制于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平和各個(gè)學(xué)科之間的融合性，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)很少與其他學(xué)科之間進(jìn)行并行的研究和相互的借鑒，導(dǎo)致建筑形式上的單一、技術(shù)含量不高、使用效率低！性能不全以及對(duì)環(huán)境破壞比較嚴(yán)重等問(wèn)題的出現(xiàn)。

仿生學(xué)參與建筑設(shè)計(jì)后，在很多方面大大的改善了傳統(tǒng)模式建筑設(shè)計(jì)的缺陷與不足。仿生學(xué)通過(guò)對(duì)自然界中生物的研究得到大量的數(shù)據(jù)，并與建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)必要的要素相結(jié)合，改善了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)狹隘的限制。在保護(hù)環(huán)境以及控制空氣指標(biāo)和光污染上起到了很顯著的生態(tài)效益。

通過(guò)仿生學(xué)對(duì)自然界分析研究后得到的數(shù)據(jù)，改進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)上的結(jié)構(gòu)、造型和表皮材質(zhì)的限制，改變了人們對(duì)原有的生活空間的概念，使人們生活的環(huán)境更親近自然更舒適更加愉悅，仿生學(xué)建筑同時(shí)也改變了人們對(duì)原有建筑的審美觀念，提高了建筑本身的社會(huì)效益。

仿生學(xué)的研究對(duì)建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外表皮材質(zhì)應(yīng)用！能量消耗等方面也起到了舉足輕重的作用，建筑設(shè)計(jì)中采用生物學(xué)的DNA排列、細(xì)胞組成、生物自身能量轉(zhuǎn)換等科研成果后，大大的降低了施工成本和材料的浪費(fèi)，也使建筑的高度、使用年限等方面得到了改善，人對(duì)空間的利用和工作效率得到了提高，這樣就使仿生學(xué)建筑創(chuàng)造了更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.4仿生學(xué)建筑后期性價(jià)值

在建筑使用年限到期后，建筑拆除后產(chǎn)生的廢棄物是一個(gè)很重要的問(wèn)題。建筑垃圾的處理是一個(gè)很大的消耗過(guò)程，建筑垃圾的處理需要大量的資金和大面積掩蓋所需要的土地。用來(lái)填埋的土地在后期短時(shí)間內(nèi)無(wú)法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植林和再建筑，給像我國(guó)這樣本來(lái)土地緊張的國(guó)家和地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。臨海的地區(qū)可以用建筑垃圾進(jìn)行填海，但是這樣的處理方法對(duì)海洋的污染和侵古也是很嚴(yán)重的。

通過(guò)對(duì)自然界的研究分析，生產(chǎn)出來(lái)的環(huán)保和生態(tài)建筑材料有易拆卸、易分解、回收再利用以及產(chǎn)生較少的有害物質(zhì)等優(yōu)勢(shì)。并且，新的建筑材質(zhì)在建筑使用期間容易維護(hù)和保養(yǎng)。使用仿生學(xué)材質(zhì)使建筑外墻的清潔問(wèn)題也可以得到解決，仿生建筑材質(zhì)可以減少對(duì)建筑外表皮的清潔次數(shù)與工作量，減少了資金的投入和工作的危險(xiǎn)性。參考仿生學(xué)理念設(shè)計(jì)的建筑在后期使用、維護(hù)和拆除后產(chǎn)生的眾多問(wèn)題上得到了解決，大大的節(jié)約了資金和工作量以及環(huán)境污染等方面的困難，這就是仿生學(xué)的后期性價(jià)值的體現(xiàn)。

以往的建筑設(shè)計(jì)，建筑師和設(shè)計(jì)師把建筑看作一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體所存在，很少的去考慮建筑本身與周圍自然界的和諧關(guān)系，以及建筑所帶來(lái)的社會(huì)價(jià)值、生態(tài)環(huán)境價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和后期性價(jià)值等諸多方面。如果從建筑個(gè)體與社會(huì)環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境等方面考察，不難發(fā)現(xiàn)，仿生建筑是一個(gè)具有時(shí)代特征和未來(lái)性質(zhì)的高科技發(fā)展趨勢(shì)，是可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)體系。