现代仿生建筑浅析

本文摘要：概要：大自然是人类的导师，大自然是建筑创意的源泉。现代仿生建筑的理论和设计实践中是建筑师将自然科学科学知识与建筑设计方法融合的有益尝试，仍正处于探寻阶段。 本文通过对现代仿生建筑的起源、类型、特征及设计方法的分析，希望对我国仿生建筑的发展有所协助。 关键词：生物；仿生建筑；人性化 中图分类号：TB17文献标识码：A文章编号： 1仿生学与仿生建筑的蓬勃发展 生物凭着存活的本能，在漫长的演化过程中渐渐构成各自独有的适应环境生存环境的本领。

概要：大自然是人类的导师，大自然是建筑创意的源泉。现代仿生建筑的理论和设计实践中是建筑师将自然科学科学知识与建筑设计方法融合的有益尝试，仍正处于探寻阶段。

本文通过对现代仿生建筑的起源、类型、特征及设计方法的分析，希望对我国仿生建筑的发展有所协助。　　关键词：生物；仿生建筑；人性化　　中图分类号：TB17文献标识码：A文章编号：　　1仿生学与仿生建筑的蓬勃发展　　生物凭着存活的本能，在漫长的演化过程中渐渐构成各自独有的适应环境生存环境的本领。

随着对生物的研究渐渐了解，人们也大大借此受到救赎，对大自然有数形态展开仿效，产生了诸多对人类变革具备最重要意义的发明者，这就是仿生。1960年，在美国俄亥俄州开会了第一届仿生学讨论会，在会上联合制订了仿生学的概念，参会人员指出仿生学就是仿效生物系统的原理来修建技术系统，或者使人造系统具备或类似于生物系统特征的一门科学。　　目前，仿生学技术牵涉到诸多领域，也是建筑创作的一种有效地方法。以某些生物体的形态和结构为研究对象，探索其中科学合理的修建规律用作建构出更合乎自然规律及人性化的建筑，这就是仿生建筑。

在德国人勒伯多（J.S.Lebedew）于1983年出版发行的《建筑与仿生学》（ArchitectureandBionic）一书为建筑仿生学奠下了理论基础，许多建筑师在此后展开了仿生建筑的实践中，建筑仿生学渐渐受到注目。　　2仿生建筑的类型　　建筑师主要从功能、结构、外形、材料等方面，通过对生物物种、生态环境、生物与建筑关系的研究创建生物模型和技术模型[1]，并将其带入设计之中，使科学、技术、艺术与大自然有机融合。　　2.1建筑形式仿生　　这是仿生的最必要最少见的方法，一般来说通过仿效生物的形态来线条和传达寓意，使建筑具备独有的造型和生动的形象。西班牙建筑师高迪(AntonioGaudi)是最先应用于形式仿生的近代建筑师，他在巴塞罗纳设计了许多具有显著动物骨骼形式的公寓建筑，如知名的巴特洛公寓和米拉公寓。

高迪毕生的代表作圣家族大教堂的外形从植物外形上获得启发，以螺旋、锥形、双曲线、抛物线各种变化组合成充满著韵律动感的神圣建筑。　　美国耶鲁大学英格斯冰场整体外型像鲸鱼，兼具东方传统建筑的风格。东京代代木综合体育馆仿照贝壳形亦或新月形，建构出有具有紧张感、力动感的大型内部空间。

北京奥运会主场馆的组件构成网格状的构架，外观貌似树枝织物的鸟巢。又如法国里昂机场铁路客运站、2004雅典奥运会主体育馆和上海浦东国际机场的设计启发皆源于飞鸟。　　2.2的组织结构仿生　　这建筑仿生中尤为成熟期、运用最普遍的分支学科，从生物体的力学特性、结构关系、材料性能等吸取启发建构崭新的仿生结构体系并用作建筑。　　2.2.1拱形结构类　　拱形结构的特点是用料省、牢固耐压、美观大方。

而科学家研究找到，早已绝种的恐龙的身体结构有如一座拱桥，是一种忍受极大负荷的理想结构的造型。由二者间不可思议的联系可见，人类努力创造的杰出的建筑形态，在大大自然早就不存在。　　2.2.2薄壳结构类　　生物界的各种壳例如蛋壳、贝壳等都是一种曲度均匀分布、质地轻盈的薄壳结构，却可以把压力均匀分布地集中到物体的各个部分，这在建筑工程中已获得广泛应用。　　2.2.3充气结构类　　不受动植物的细胞的细胞壁的灵感修建的充气构筑出的大跨度屋顶结构，具备很好的受力性能，而且用材较少、轻巧，加装、夹板都很便利，如美国密歇根州庞蒂亚克体育馆，覆盖面积220168米，可容纳8万观众。

　　2.2.4螺旋结构类　　呈圆形螺旋状排序的车前子的每片叶子能得拒绝接受最少的阳光，应用于建筑能有效地减少建筑的日照。瑞典螺旋中心大厦的9个区层每区层都转动少许，使整栋大厦共计转动90度。荷兰鹿特丹的城市仙人掌阳台错落有致，需要获得充裕的阳光。　　2.2.5桥面结构类　　柔性材料如藤、绳等具备高强的抗拉性能，桥面结构类建筑如日本东京的代代木体育馆、美国华盛顿杜勒斯国际机场候机楼和威斯康星洲的密尔沃基艺术博物馆，就是充分利用了这种性能。

　　2.2.6空心构件类　　竹子、麦杆、鸟的腿骨等空心结构具备很大的抗弯力和抗折力，如纳柯布西耶修建的萨伏伊别墅和马赛公寓就是这种结构系统的反映。罗马奥运会小体育宫外部建构了一圈丫形支撑体系，即就是指人类腿骨中获得的救赎。

　　2.2.7其他类型　　意大利都灵展览馆的巨形拱顶是仿照叶脉肌理修建的。罗马奥运会的大体育宫，内部使用放射形拱顶肋的结构形式，内部既像一朵花，又如叶脉肌理，是技术、用于功能与艺术的极致融合。加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆，很有可能是仿真一种深海鱼类的网状骨骼修建的一座球体建筑。

　　2.3建筑功能仿生　　人类在研究生物的时候，可以更为更容易地做到它的形态特征，分析出有其结构特征，而对于简单的功能，不能是一个逐步了解的过程[2]。功能仿生在建筑仿生学中跟上较早，但最具备挑战性和价值。

我们目前所能构建的功能仿生是用于人造建筑材料，超过仿真生物的构件形式、受力状况、空间体积感觉、曲面特征、技术支持等目的。[1]　　日本建筑师明确提出新陈代谢的城市设想指出，城市和建筑是演化的，是循环好比的，是技术、大自然与使用者人与自然的发展[4]。日本山梨县文化会馆平面人组仿植物新陈代谢的功能，设计了许多横向的圆形交通塔，内为电梯、楼梯与各种服务设施，办公空间夹杂其间，可以根据必须改建或增加。德国建筑师根据向日葵的生态原理设计了太阳追踪住宅，像向日葵花上一样,一直向着太阳,需要充分利用太阳能。

　　3现代仿生建筑设计的最重要原则　　建筑师通过研究、分析和总结自然规律并将成果运用于建筑设计中，而无须参考原先建筑形式和艺术风格，使创作摆脱了既定模式的束缚。但仿生建筑设计必需遵循一定原则。　　3.1侧重与人与环境的协商　　人的绝大部分活动都环绕着建筑进行，二者相互影响。

仿生建筑多变的形象让我们的环境仍然呆板，显得充满活力。而除了外观仿生，更加不应侧重建筑功能与环境协商适应环境，反映整体优化的设计原则，确保建筑的可持续性。　　3.2认同自然规律　　生物经过持久的自然选择，构成了各自独有的、拟合的存活模式。仿生建筑需对这些拟合模式展开充份研究探寻，总结出于建筑有宜的方面并运用在设计中，以自然规律为科学依据是仿生建筑设计的最重要原则。

　　4仿生建筑的设计思路　　4.1以受限的资源建构最低的功效　　生物经过长年演化早已构成了诸多结构近于珍、消耗极低、平稳耐久性的结构且构建多元功能，还在大大的自然选择中展开完备。建筑师应向这些成熟期的结构中吸取启发，舍弃现有机制中校验的不合理的部分,尽可能以大于的消耗超过仅次于的功效。

例如，仿生建筑的结构不应是高强、质轻并且最经济的空间形态。　　4.2以受限的空间构建最少的功能　　生物的的组织兼备多种生理机能，建筑更加不应考虑到如何充分发挥综合功效，以受限的空间构建最少的功能。

例如中国国家游泳馆的表皮设计类似于细胞痰压原理,同时符合了场馆的保温防水、大自然通风和通风等多种功能拒绝。　　4.3死掉的建筑　　新陈代谢理论主张建筑应像生物那样死掉，大大生长、改版与衰败。仿生建筑不应需要感官内部状态及外界环境,同时作出适当调整来适应环境变化。

例如上文提及的太阳追踪住宅跟随太阳的运动方向以充分利用太阳能。　　4.4多方合作　　任何一门学科对于建筑师来说都有可能是启发的来源。

生物学的原理为仿生建筑的构想获取了许多有益的救赎，而诸如计算机技术、生态学、解剖学、生物进化习等学科成果也为仿生建筑获取了许多崭新的设计思路。　　5总结　　仿生建筑刚跟上，具有光辉的发展前景和漫长的探寻道路。仿生不只是全然地仿效,它是将自然规律与建筑融合的一种创作方法。但仿生也无法意味着作为一种处置手法，不应沦为建筑师的一种意识，带入设计之中。

今天，建筑设计面对着诸多问题：如何高效利用受限的资源；如何使建筑更加切合大自然、合适居住于；人与建筑与环境的相互影响及共处模式，等等。　　在我国，由于文化背景的有所不同，无法剽窃现有模式，应向先进设备的经验中谋求救赎，针对本地类似的功能市场需求、技术及经济条件、审美习惯等，建设出与地方相适应、带入大自然的杰出建筑。　　参考文献　　[1]李燕,张玉坤.当代仿生建筑及其特质[J].哈尔滨城市建筑,2006(23):5.　　[2]吕从娜,闫启文.仿生建筑的类型及未来发展趋势[J].2007.　　[3]王科奇.建筑仿生新论[J].华中建筑,2005(21):3..。

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