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1、刍论仿生学在建筑设计中应用 摘要:人类为了生存建造了各式的建筑,不难发现,无论建筑如何复杂精巧,几乎都能在自然生物中找到与其对应的影子。在建筑设计过程中,有意识从大自然借鉴和模仿,称为仿生建筑,其含义是将生物界某些外部形态,内部结构与自然生态环境共生繁衍的特殊规律及美学形态的法则应用到建筑创作中去。并且仿生艺术内容丰富,形式多样,妙趣横生。关键词:仿生;建筑造型;设计原则中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:生物界中动植物种类繁多,在漫长的进化过程中,为求得生存与发展,逐渐具备了适应自然
2、界变化的本领。这些各种各样的奇异本领,吸引着人们去研究和模仿。仿生建筑也应运而生。仿生建筑的出现标志着建筑设计和构造技法从现代主义机械式的零部件搭配时代迈向了更具活力、更进步的仿生建筑时代。”仿生建筑对生物的模拟是建筑师自我实践的结果,是对未来的有益尝试。一、仿生建筑造型设计建筑造型的仿生设计作为建筑仿生的设计手法之一,主要是指在设计中模拟生物体的形状或颜色等,属于一种比较感性的仿生设计手法,可以提高建筑与环境的亲和8性、适应性,它与功能仿生设计、结构仿生设计等一样,体现了人类与生存环境的和谐关
3、系。建筑造型的仿生设计主要分为象形仿生设计和抽象仿生设计。1.象形仿生设计每个生物体都具有其本身的象征意义,形成了全人类的共同认识,例如:鸽子象征和平、圣洁和活力,蝎子象征憎恨和邪恶;同时也有不同国家不同地域形成的其他观点,我国的牡丹和竹子是国家的象征,而日本是以樱花作为自己国家的象征。基于生物的这种象征意义,建筑师也可以运用象征的手法来表达设计想法和共同的价值观念。象形仿生建筑涉及了许多的生物,对它们的模仿体现了生物与人类的共同本质,那就是生命的本能。。在结构派的大师弗兰克·盖里的作品中,鱼和
4、蛇是经常会出现的象形仿生形象。斐欧那·拉基普曾经这样分析盖里的设计:“鱼的频繁出现是功能对形势、结构灵活性的需要。”并且,盖里经常使用钛作为建筑材料,使建筑拥有流动的曲面和生物体般的光泽,正如查尔斯·詹克斯所说:“一个新的交叠的弯曲表面,像鱼鳞或者犰狳皮。”这种材料取材于美国本土,辅以新颖灵巧的构思和创新,8使用相近风格来处理钛,使其成为建筑的外贴面材,使得建筑更具有风格性。马克思曾赞叹过:“蜜蜂建筑蜂房的本领使人类的建筑师感到惭愧。”人们在尝试了多种结构如正方形,三角形,五边形后得出蜜蜂蜂窝的
5、六角形柱体是最经济的结构这一结论并由此出现了许多仿制蜂窝结构的材料生产技术。日本建筑师基于蜂窝是多个六角拄状体的集合,容量最大,耗材最少的这一结构特性,建造了蜂窝式旅馆,空间狭小、安排紧凑,节省空间、经济实用。2.抽象仿生设计通过把自然生物造型抽象化而得来的建筑造型是建筑特有的有机造型,与象形仿生相比,抽象仿生显得更具有深层内涵,更具有建筑感,是大量建筑仿生建筑采用的手法。现代建筑当中,有许多建筑师追求创新,营造自然与建筑之间的和谐,结合当时的艺术领域对建筑的启发,设计出的建筑造型与自然形态有许
6、多相似之处。受到表现主义和有机建筑理论的影响,一些建筑师创造了许多抽象仿生设计的典范之作。圣地亚哥·卡拉特拉瓦是一位将结构美和建筑美紧密结合的设计师,他把艺术、科学、技术融为一体,不仅从自然生物的外部形态中获取建筑设计形式的灵感,也善于从人或动物的运动形式和结构中寻找能体现生命规律和自然法则的结构方法。他认为“运动就是美,古典主义在过去就了解了这一点”,他的建筑往往处于一种模拟生命运动而跃跃欲试的状态,使人们不由得对他的建筑产生期待和联想。他设计的西班牙塞维利亚市阿拉米罗大桥,全长200米,由1
7、3对钢索斜拉固定在142米高8的58度斜桥塔上,桥塔与桥面间建立了平衡的对话关系,作品概念源于1986年他的一个名为“奔跑的躯干”的构思。二、仿生建筑造型设计的原则建筑的仿生设计有其独特的设计原则,例如整体优化原则,适应性原则和多功能原则。而这些原则主要是针对功能仿生、结构仿生、能源利用和材料仿生来说的,指的是建筑结构、功能等的高效、经济以及对于环境气候等的调节功能。在不断地了解中认识到,对于建筑造型的仿生设计,无论是象形仿生,还是抽象仿生,都应同样尽量做到整体优化和适应性的原则,只不过,我们可
8、以从另一个角度来考虑这两个原则的含义。由于仿生设计为设计师提供了一种能与自然和大众沟通的良好的桥梁,是人们能够理解和接受设计师的非常好的手段,并且还能够大大地满足人们日益提高的物质文化追求。因此如果一个设计师能够很好地利用仿生设计,说明他的思想当中蕴涵着对自然环境的尊重与热爱,这个建筑也就在无形当中体现着对自然环境的义务和责任,这样的一座建筑要比普通的高楼大厦更能体现对环境的亲和,也提醒着周围的人,提高对环境的关心和爱护。1.整体优化的原则整体优化原则是许多在仿生建筑设计上取得卓越成就8的大师都