會呼吸的建筑

吳旭陽

仿生建筑的類型十分豐富，各不相同。結構式仿生建筑，顧名思義，其建筑結構就像動物的骨骼一樣，擁有最優的力學性能和結構體系，能夠有效地減少材料的用量；表皮式仿生建筑所使用的建筑圍護材料就像動物的皮膚一樣，擁有防寒、透氣、不透水的多重特性，而且能夠跟隨外界的氣候條件的變化改變表皮的透光、保溫特性，從而創造出舒適的室內環境；功能式仿生建筑的構件能夠像生物的毛細血管一樣運作，可以調節溫度、控制室內空氣的流速和流向，而且相比于普通的空調系統，大大降低了材料和使用成本；如果一個建筑同時具有上述的兩點或者三點，則統稱為“復合式仿生建筑”。

正因為仿生建筑源于自然又回歸自然，所以每一個仿生建筑都別具一格，具有極強的藝術感染力，使人能夠身臨其境，感受到大自然的氣息。它們當中有的能夠像向日葵花盤一樣旋轉，有的能夠像仙人掌一樣開花，還有的能夠像盛開的馬蹄蓮一樣迎風招展。下面，就讓我們走近它們，去感受它們所具有的獨特的藝術魅力，了解它們身上寶貴的科學價值。

永遠追隨太陽的“向日葵”

眾所周知，向日葵從發芽到花盤盛開這一段時間，其葉子和花盤會一直追隨著太陽的位置以獲得最充足的陽光，這座建筑正如向日葵一樣，也能夠隨時跟蹤太陽的位置進行旋轉。房屋的旋轉是根據太陽在天空中的位置，白天在東，黃昏在西，且太陽落山以后，控制程序會讓房屋自動恢復初始位置，能使位于屋頂的太陽能電池板以最大日照角度對準太陽。建筑物四周的太陽能集熱器也能面對直射的陽光，以獲取最大的太陽能與熱能。

此外，向日葵旋轉的動力全部來自于自身的“光合作用”，即屋頂的太陽能光電板和小型的太陽能電動機，因此十分節能。更為神奇的是，由于該建筑擁有像向日葵一樣的向光性，加上其外表面安裝了大量的太陽能光電板，它每天生產的電能遠遠大于旋轉所消耗的，于是住戶便將多余的電能存入社區電網，冬天或者陰天時再拿出取用，剩余的還能買賣賺錢。

“向日葵”住宅中還擁有眾多“葵花子”，比如客廳電燈、浴室加熱器等等，它們的能量都來自于屋頂的太陽能光電板。陽光下，“向日葵”就像璀璨的寶石一樣閃閃發光，周圍的植物的影子透過玻璃滲透到室內去，光影縱橫，仿佛置身于樹蔭之下；黑夜里，“葵花籽”們熠熠生輝，五彩斑斕，十分動人。

自由綻放的“城市仙人掌”

我們都知道，仙人掌一般生長在干旱嚴酷的沙漠里，為了存活，每次沙漠降雨，仙人掌都會竭盡全力吸收儲存雨水，以在其他時間供自己使用。這座“城市仙人掌”也是如此，大面積的戶外陽臺就是它們吸收儲存能量的“凸起”和“刺”，因為住戶們將各種花卉、植物種植在自己的陽臺上，整個建筑就像一座小型的“光合作用工廠”，能夠吸收城市中的有害氣體和二氧化碳，并且釋放新鮮的氧氣，緩解城市的“熱島效應”，為住戶提供清新、優雅的居住環境。每當花朵盛開綻放的時候，紅、黃、藍、綠等十幾種色彩交相輝映，在白色建筑表面的映襯下，猶如一幅美麗的“百花圖”，加上天光云影的點綴和追逐嬉戲的飛鳥，讓其中的住戶宛如身處自然森林之中，十分愜意。

風中呼吸的“馬蹄蓮”

花梗是馬蹄蓮的中軸部分，除了是結構主體，還作為整株植物的主要能量傳送帶，可以將水分、養分及時地在根、花、果實之間運輸。塔樓作為整支“馬蹄蓮”的花梗，在其底部設有集熱棚，利用溫室效應加熱空氣，將熱量通過中心煙囪的內部氣流，源源不斷輸送給整座建筑。此外，塔樓主體的外表面并不平整，像折過的紙張一樣，這樣能夠保證經過氣流的最大化，從而最大限度地利用風能。而且，為了提高頂部風力發電機組的效率，“花”被設計成雙弧形截面，將風速提高到環境風速的4倍之多。春風吹過，“馬蹄蓮”迎風招展，散發著蓬勃的生機和力量，帶給人們自然式的浪漫和美的享受。

其實大自然對于人類包括建筑師還有很多神秘未知之處，蘊藏著無限可能。只要我們善于發現，敢于探索，誰能保證未來不會出現像變色龍一樣的擬態建筑，像鳥類翅膀一樣的輕盈建筑？讓我們拭目以待。

（責任編輯/胡冰）