仿生建筑學及其應用相關探討

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摘要：隨著世界能源的變化，仿生建筑學逐漸發展成建筑設計的主流。建筑設計師在以大自然為靈感汲取對象的前提下，充分融合了自然環境中動物、植物的生存規律、生長機理與建筑本身的特點創造出了仿生建筑。仿生建筑學不僅改善了人們的居住生活環境，同時也節省了大量的能源，是今后建筑學發展的主要方向。文章重點探討了仿生建筑學及其應用，以供參考。

關鍵詞：仿生；仿生建筑學；應用

引言

仿生建筑學即以生物發展規律為研究切入點，將其應用到建筑設計中，以不斷滿足居民對建筑的需求。仿生建筑學就是借鑒生物體的發展規律，解決人類建筑中所遇到的問題，以適應環境和滿足人類需求為目的，而逐漸興起的一門學問，是人與自然和諧統一的重要體現。下面分別從建筑的形態、結構、功能、材料等方面論述仿生學在建筑領域中的應用。

1仿生建筑學概述

仿生建筑主要是研究生物體功能組織與形象構成規律，通過對自然界存在的規律進行探索，并借助已經積累的知識對建筑的處理手法進行健全，最終形成更適合人類居住的環境。眾所周知，仿生建筑的研究目的在于提供更加健康生活，實現生態環境的改善，最終引起人類對人與自然之間發展關系的關注。再者，站在建筑創作研究的層面進行分析，仿生和生態構思二者之間其實是共同的。仿生建筑是人類社會發展的必然產物，從巢居穴居到大量建筑的形成，都是人類模擬自然的結果。然而，隨著社會經濟的不斷發展，人類文明開始異化，使得人類不顧環境承受能力盲目發展經濟，破壞自然環境。為了使仿生達到比較好的效果，除了了解對將要仿生物體的基本情況，還要在結合建筑特點的基礎上考慮自然界中存在的理念與規律。仿生的存在使得建筑的形式更加多元化，人類總體文明也獲得不斷的進步與發展，并且仿生還有效解決了世界性能源危機。建筑仿生學之所以能夠得到今天的進步在很大程度上取決于建筑師的不斷實踐與努力。

2仿生建筑學的應用分析

2.1直接形態仿生

直接形的仿生也指比較形象、逼真地再現事物原來面貌，尤其傾向于對大自然各種各樣的看得見，摸得著的實體進行模擬，它給建筑帶來新穎的造型和生動的形象，讓人們立刻產生對生物的聯想，被認為是實現仿生的最直接的方法。它一般比較注重自然形態本身的物理幾何構成，傳達的主要是生物形態的物理屬性，通常具有很好的情趣性、有機性、可愛性，所以在各地少年宮、幼兒園和其他具有特殊使用用途的建筑物上有更明顯的體現。直接形的仿生不等于直接原封不動地照搬自然形態，對具體物象的直接套用，而是要經過適當的處理，使其吻合現代建筑設計的功能和審美需求的形態特點。這是進行直接的具象形態仿生的設計基礎。墨西哥建筑師哈維爾·賽諾西設計了一座形如“鸚鵡螺”的小屋，整個外形模仿鸚鵡螺貝殼的形狀，在巨大的鑲嵌著彩色玻璃墻的房屋內部，到處種滿了各種植物和小樹，從樓梯盤旋而下的時候感覺就像軟體動物趴在植被上，被建筑師本人稱為“生物建筑”。當然，我們也經常會看到一些簡單模仿某一形象的作品，大都已背離了建筑仿生的意義，只是一種單純追求新奇噱頭的效果，它既無創新的價值，又破壞了周圍的環境，需要引以為戒。

2.2建筑結構仿生

仿生建筑學最為重要的組成部分就是建筑結構仿生，也可以說代表仿生建筑學發展水平的就是建筑結構仿生。當前，在我國仿生學被專家學者劃分成五種模式，表面模式、生長模式、運動模式、編織模式以及脹壓模式，這五種模式是表現自然生物形態的總體概況。如果將這些模式與建筑設計相融合，并對其進行合理調整，就可以構建出較為合理的建筑結構。很多建筑結構都是仿照了自然界中生物體的結構形態，例如仿照恐龍骨骼、仿照葉脈的網狀結構等。

2.3建筑功能仿生

探究自然界生物體的功能，并在建筑設計中充分應用到生物體的功能就是建筑功能仿生。比如，我們生活中比較常見的植物竹子，它是軀干中空的形態，該種植物形態它自身的功能主要體現在承載上部枝葉的荷載和活載，還能通過中空的軀干輸送自身所需要的營養物質。竹子的結構功能形式在當前的簡體結構形式的建筑中應用較廣。與建筑形態、結構以及材料仿生相比較來說，建筑功能仿生起步較晚，發展時間尚短，因此，需要對其進行不斷的研究與分析。

2.4建筑材料仿生

建筑材料仿生是為了滿足人們對建筑功能的要求而形成的，建筑材料仿生主要是以自然界中生物的形態、色彩以及構成成分等因素為設計模板，分析生物材料的性能、機理以及相關結構，同時將此結構進行合理復制，創造出與原生物體性能、結構相仿的建筑材料。舉例來說，泡沫建材結構就是以蜂巢為設計靈感的。這種結構不僅具有美觀性，同時還可以起到保溫的作用。一般情況下，設計師將樹脂與尿素甲醛泡沫填充到泡沫建材中，使得泡沫建材體積較輕，便于施工，同時其還具有夏季隔熱，冬季保溫的效果。

3仿生建筑學的發展分析

發展仿生建筑設計是在與技術的相輔相成中得到發展的，設計師每一次靈感的汲取，每一次造型的分析，都需要與之相應的技術支撐。而每一次技術的進步又要求仿生形態的更進一步的縱深發展，促使人們去探索生命的本質意義。自然界中鳥給人類設計的啟示應該是最早和最豐富的，從早期受鳥巢啟示的樹上巢居到架空蓋房的“干欄”樓居，再到今天運用高科技的模型手法對生物原型進行定量分析的國家體育場，是人類在與大自然的反復磨合中創造出來的空間結構形態的演進，是技術與自然結合發展的最好證明。而在未來，隨著社會和科技的發展，建筑普遍向垂直方向演進，“空中樓閣”的概念似乎與之又不謀而合。“空中樓閣”這幾個字的意思原來是用來描寫一些不可能實現的事情，或者形容一些幻想中虛構的房屋建筑，利用空間建造超高層的高樓大廈，還會繼續發展下去，仿佛又回到了人類居住之初的巢居時代。大自然生物是一個不斷進化的過程，建筑空間結構形態也將隨著科技的進步，在與自然的緊密結合中實現否定之否定的辨證發展。

結語

隨著社會資源能源環境的變化，仿生建筑學成為當今建筑發展的主流。人們在不斷從大自然汲取靈感的過程中，將自然界動植物的生存本領、生長機理和生態規律與建筑物自身的特點和功能相融合，該過程并非簡單的模仿照搬，而是有繼承也有發展的創新過程。將自然生物體的存在合理性運用于建筑物結合自身特點而適應新環境的需求中去，這無疑是建筑物最具有生命力的詮釋。

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