芻論仿生學在建筑設計中的應用

1、<p>　　芻論仿生學在建筑設計中的應用</p><p>　　摘要：人類為了生存建造了各式的建筑, 不難發(fā)現(xiàn), 無論建筑如何復雜精巧, 幾乎都能在自然生物中找到與其對應的影子。在建 筑設計過程中, 有意識從大自然借鑒和模 仿, 稱為仿生建筑, 其含義是將生物界某些 外部形態(tài), 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與自然生態(tài)環(huán)境共生 繁衍的特殊規(guī)律及美學形態(tài)的法則應用到 建筑創(chuàng)作中去。并且仿生藝術(shù)內(nèi)容豐富, 形式多樣, 妙趣橫生。

2、</p><p>　　關(guān)鍵詞：仿生；建筑造型；設計原則 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　生物界中動植物種類繁多, 在漫長的 進化過程中, 為求得生存與發(fā)展, 逐漸具備 了適應自然界變化的本領。這些各種各樣 的奇異本領, 吸引著人們?nèi)パ芯亢湍７?。仿生建筑也應運而生。仿生建筑的出現(xiàn)標 志著建筑設計和構(gòu)造技法從

3、現(xiàn)代主義機械 式的零部件搭配時代邁向了更具活力、更 進步的仿生建筑時代?！狈律ㄖι?的模擬是建筑師自我實踐的結(jié)果, 是對未來 的有益嘗試。 </p><p>　　一、仿生建筑造型設計 </p><p>　　建筑造型的仿生設計作為建筑仿生的設計手法之一， 主要是指在設計中模擬生物體的形狀或顏色等，屬于一種 比較感性的仿生設計手法，可以提高建筑與環(huán)境的親和 性、適應性，它與功能仿生設計、

4、結(jié)構(gòu)仿生設計等一樣， 體現(xiàn)了人類與生存環(huán)境的和諧關(guān)系。建筑造型的仿生設計 主要分為象形仿生設計和抽象仿生設計。 </p><p><b>　　1.象形仿生設計 </b></p><p>　　每個生物體都具有其本身的象征意義，形成了全人類 的共同認識，例如: 鴿子象征和平、圣潔和活力，蝎子象 征憎恨和邪惡; 同時也有不同國家不同地域形成的其他觀 點，我國的牡丹和竹子是國

5、家的象征，而日本是以櫻花作 為自己國家的象征?；谏锏倪@種象征意義，建筑師也 可以運用象征的手法來表達設計想法和共同的價值觀念。 象形仿生建筑涉及了許多的生物，對它們的模仿體現(xiàn)了生 物與人類的共同本質(zhì)，那就是生命的本能。。 在結(jié)構(gòu)派的大師弗蘭克·蓋里的作品中，魚和蛇是經(jīng) 常會出現(xiàn)的象形仿生形象。斐歐那·拉基普曾經(jīng)這樣分析 蓋里的設計: “魚的頻繁出現(xiàn)是功能對形勢、結(jié)構(gòu)靈活性 的需要?！辈⑶?，蓋里經(jīng)常使用鈦作為建筑材

6、料，使建筑 擁有流動的曲面和生物體般的光澤，正如查爾斯·詹克斯 所說: “一個新的交疊的彎曲表面，像魚鱗或者犰狳皮?！?這種材料取材于美國本土，輔以新穎靈巧的構(gòu)思和創(chuàng)新， 使用相近風格來處理鈦，使其成為建筑的外貼面材，使得建筑更具有風格性。馬克思曾贊嘆過:“蜜蜂建筑蜂房的本領使人類的建筑師感到慚愧?！比藗冊趪L試了多種結(jié)構(gòu)如正方形,三角形,五邊形后得出蜜蜂蜂窩的六角形柱體是最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)這一結(jié)論并由此</p><

7、;p><b>　　2．抽象仿生設計 </b></p><p>　　通過把自然生物造型抽象化而得來的建筑造型是建筑特有的有機造型，與象形仿生相比，抽象仿生顯得更具有 深層內(nèi)涵，更具有建筑感，是大量建筑仿生建筑采用的手 法。現(xiàn)代建 筑當中，有許多建筑師追求創(chuàng)新，營造自然與建筑之間的 和諧，結(jié)合當時的藝術(shù)領域?qū)ㄖ膯l(fā)，設計出的建筑 造型與自然形態(tài)有許多相似之處。受到表現(xiàn)主義和有機建 筑理

8、論的影響，一些建筑師創(chuàng)造了許多抽象仿生設計的典 范之作。圣地亞哥·卡拉特拉瓦是一位將結(jié)構(gòu)美和建筑美緊密 結(jié)合的設計師，他把藝術(shù)、科學、技術(shù)融為一體，不僅從 自然生物的外部形態(tài)中獲取建筑設計形式的靈感，也善于 從人或動物的運動形式和結(jié)構(gòu)中尋找能體現(xiàn)生命規(guī)律和自 然法則的結(jié)構(gòu)方法。他認為 “運動就是美，古典主義在 過去就了解了這一點”，他的建筑往往處于一 種模擬生命運動而躍躍欲試的狀態(tài)，使人們不由得對他的 建筑產(chǎn)生期待和聯(lián)想。他設

9、計的西班牙塞維利亞市阿拉米 羅大橋，全長 200 米，由 13 對鋼索斜拉固定在 142 米高 的 58 度斜橋塔上，橋塔與橋面間建立了平衡的對話關(guān)系， 作品概念源于 1986 年他的一個名為 “奔跑的軀干”的 構(gòu)思。 </p><p>　　二、仿生建筑造型設計的原則 </p><p>　　建筑的仿生設計有其獨特的設計原則，例如整體優(yōu)化 原則，適應性原則和多功能原則。而這些原則主要是針對

10、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生、能源利用和材料仿生來說的，指的 是建筑結(jié)構(gòu)、功能等的高效、經(jīng)濟以及對于環(huán)境氣候等的 調(diào)節(jié)功能。 在不斷地了解中認識到，對于建筑造型的仿生設計， 無論是象形仿生，還是抽象仿生，都應同樣盡量做到整體 優(yōu)化和適應性的原則，只不過，我們可以從另一個角度來 考慮這兩個原則的含義。由于仿生設計為設計師提供了一 種能與自然和大眾溝通的良好的橋梁，是人們能夠理解和 接受設計師的非常好的手段，并且還能夠大大地滿足人們 日益提高的物質(zhì)文

11、化追求。因此如果一個設計師能夠很好 地利用仿生設計，說明他的思想當中蘊涵著對自然環(huán)境的 尊重與熱愛，這個建筑也就在無形當中體現(xiàn)著對自然環(huán)境 的義務和責任，這樣的一座建筑要比普通的高樓大廈更能 體現(xiàn)對環(huán)境的親和，也提醒著周圍的人，提高對環(huán)境的關(guān) 心和愛護。 </p><p>　　1 .整體優(yōu)化的原則 </p><p>　　整體優(yōu)化原則是許多在仿生建筑設計上取得卓越成就 的大師都推崇的原則，他

12、們都很強調(diào)建筑的整體性。 仿生造型的建筑師們力圖創(chuàng)造新的、有意義的建筑形 式，以求探尋能夠體現(xiàn)新的審美觀念的途徑，盡量突破傳 統(tǒng)建筑的形式禁忌，完全拒絕傳統(tǒng)建筑藝術(shù)所強調(diào)的完滿 統(tǒng)一、規(guī)整、嚴謹有序的構(gòu)圖章法，對傳統(tǒng)建筑進行消解 和淡化，嘗試塑造一種前所未有的建筑形象。但這是很難 的，這是一種將建筑藝術(shù)提升為一種能表達更深層次的純 藝術(shù)，如果藝術(shù)積累不到位又一味地追求突破的話，就容 易造成設計的作品給人不倫不類的感覺，缺少共鳴。因 此，

13、我們在設計當中就應該注重建筑的整體性，也就是建 筑自身給人的感覺應該是和諧統(tǒng)一的，就建筑的造型而言 不能造成建筑的各個部分不協(xié)調(diào)、混雜的效果，這也是其 他藝術(shù)門類所共有的原則。 </p><p><b>　　2.適應性的原則 </b></p><p>　　適應性原則更是設計師應認真對待的，因為這一點能 很好地體現(xiàn)環(huán)境與建筑的和諧共生。就像生物與自然環(huán)境 的和諧共生一樣

14、，建筑要與周圍的環(huán)境條件和用途相適 應，要與環(huán)境的主題相適應。伯茲·波特摩斯·拉薩姆參與設計的歐洲海濱小鎮(zhèn)莫 克姆的濱海區(qū)城鎮(zhèn)重建方案競賽，設計師提供了一個驚奇 鮮亮的想法: 結(jié)合周圍的環(huán)境，受到光和當?shù)丶猩虾裰?的鋼結(jié)構(gòu)以及維多利亞海濱極度鋪張的影響，形成了由鋼 結(jié)構(gòu)和玻璃等構(gòu)成的四只光色鮮亮的大蝦形態(tài)建筑，建在 濱海防浪堤的地基上，代表著當?shù)匚春喜⑶暗乃膫€村落， 目前的功能分別為娛樂中心、音樂廳、碼頭和救生艇站

15、。 四只大蝦如發(fā)光的寶石點綴著帶有休息亭和娛樂小攤的海 邊林蔭道。 雖然政府最終未執(zhí)行這個沒落小鎮(zhèn)的重建計劃，但這 個方案卻體現(xiàn)了設計師尊重當?shù)丨h(huán)境的原則， </p><p>　　四、仿生設計元素在建筑設計中運用的發(fā)展前景 </p><p>　　如今每個大中城市都能見到的高高的電視發(fā)射塔,它那數(shù)百米高的塔體,無疑是人類仿生建筑智慧的結(jié)晶。殊不知它的結(jié)構(gòu)與普通麥桿的結(jié)構(gòu)相比,小麥的桿徑與麥桿

16、高度之比為1,500,而電視發(fā)射塔中這個比值一般只有20到30?？磥斫Y(jié)構(gòu)上還趕不上自然界中的植物合理,未來仿生學在建筑中的應用還具有巨大的潛力。仿生建筑在現(xiàn)代建筑領域中的運用前景十分廣闊,各種軟體動物、種子的莢、昆蟲的護身殼,許多以前認為不合實際的,稀奇古怪的,與有機生物關(guān)連的那些自由形式,將使建筑藝術(shù)變得更加豐富多彩。自然環(huán)境問題的日益嚴峻，使得人們越來越關(guān)注生態(tài) 仿生造型建筑。大自然是經(jīng)濟的，經(jīng)過數(shù)百萬年進化的生 物們都在以最低的消

17、耗來滿足自己的生活需要，建筑的設 計可以利用這一天然的有利條件，來減少對資源環(huán)境的消 耗，從而把浪費和消耗降到最低，因此，生態(tài)仿生建筑造 型作為生態(tài)仿生建筑的一種形式，也應當是自然與建筑的 和諧體，它提醒著人們對于環(huán)境、自然的關(guān)注。 生態(tài)仿生造型的建筑，也可以說是一種有生命的建 筑，事實上，這種有生命的建筑也是人們長久以來所夢寐 以求的。因為，建筑發(fā)展到今日已能做到滿足人類舒適的 生存需求，但同時也使人們離自然</p>&

18、lt;p>　　自然界的生長完全根據(jù)自然規(guī)律而不是根據(jù)有限的計算技巧,因此今天阻礙仿生建筑設計和發(fā)展的種種因素,也可能是短暫的。隨著建筑材料、建筑技術(shù)和設計水平的不斷發(fā)展與提高,人類的仿生建筑終歸要趕上甚至超越自然界中生物的結(jié)構(gòu)范疇。 </p><p><b>　　結(jié) 語 </b></p><p>　　總而言之，時代的發(fā)展需要造就了生態(tài)仿生建筑造型 的發(fā)展，隨著人

19、類的不斷進化，無論是象形仿生設計還是 抽象仿生設計，都會不斷誕生新的創(chuàng)意; 同樣，在不斷地 時代變換中，人們離不開建筑仿生設計的創(chuàng)新。但是變化 的永遠是創(chuàng)意，唯一不會變的是人類追求與自然、與環(huán)境 永恒和諧共生的原則。 </p><p><b>　　參考文獻: </b></p><p>　?。?］［英］ 休·奧爾德西·威廉斯 . 當代仿生建筑 ［M］