探析形態(tài)仿生在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

本文通過對形態(tài)仿生概念以及設(shè)計手法的的分析，歸納和總結(jié)出在建筑空間形態(tài)設(shè)計領(lǐng)域中如何結(jié)合形態(tài)仿生的設(shè)計理念更好地設(shè)計出符合時代要求，讓人與自然能夠和諧相處的設(shè)計作品。最后指出形態(tài)仿生學的發(fā)展對建筑設(shè)計的形成與發(fā)展有重要的意義與價值。

不可否認，在全球化科技浪潮席卷下，建筑設(shè)計正在并將繼續(xù)以前所未有的速度發(fā)展著。很多當代建筑師也正在考慮在其作品中反映當代科技的意義與目的的同時，轉(zhuǎn)變一貫的“機械意象”的堅持，嘗試科技、自然、設(shè)計的互動發(fā)展，運用更有機的手法結(jié)合現(xiàn)代科技來傳達自己的設(shè)計理念，以此形成一個整體循環(huán)的設(shè)計系統(tǒng)。仿生學的發(fā)展無疑為此注入了一股活力。

關(guān)于仿生學

所謂“仿生”，顧名思義就是向生物學習、模仿或取得啟示，仿造各種生物的優(yōu)點以用于人類科學技術(shù)的創(chuàng)造或改進。仿生學的問世，標志著人們對生物科學的研究進入一個嶄新的階段，也意味著人類文明程度的顯著提高。而“建筑仿生學，指在建筑學固有的性能與特點范圍內(nèi)，將現(xiàn)實中自然形態(tài)、社會生態(tài)的特征與規(guī)則合理運用到建筑設(shè)計中的一項學科。”它有著多方面和多層次的分類，如結(jié)構(gòu)、外形、功能、材料等，適用領(lǐng)域極為廣泛。從國內(nèi)外建筑仿生設(shè)計學的發(fā)展情況來看，形態(tài)仿生設(shè)計和功能仿生設(shè)計是目前建筑仿生設(shè)計研究應(yīng)用的重要領(lǐng)域。本論文將著重圍繞建筑設(shè)計與形態(tài)仿生設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容做進一步的闡述。

建筑形態(tài)仿生分析

生物形態(tài)反映的是自然屆生物存在的一種客觀狀態(tài)，是生物體內(nèi)在屬性的外在表現(xiàn)，對于生物體來說，脫離了自然環(huán)境和功能等因素的單純的形態(tài)沒有意義。但是對于仿生設(shè)計來說，單純的生物形態(tài)本身也具有豐富的借鑒意義和啟示作用。

建筑形態(tài)仿生設(shè)計是指直接從模仿自然生物的形態(tài)特征入手，并加以戲劇性和藝術(shù)性的效果處理的一種設(shè)計手法，是人們在長期向大自然學習的過程中，經(jīng)過積累經(jīng)驗，在依據(jù)原型的基礎(chǔ)上發(fā)揮創(chuàng)造性思維而創(chuàng)造出更優(yōu)良、多樣化的形態(tài)的過程，一般可以從以下幾個分類來研究：

1.直接形的仿生

直接形的仿生也指比較形象、逼真地再現(xiàn)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(chǎn)生對生物的聯(lián)想，被認為是實現(xiàn)仿生的最直接的方法。它一般比較注重自然形態(tài)本身的物理幾何構(gòu)成，傳達的主要是生物形態(tài)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(xiàn)。

直接形的仿生不等于直接原封不動地照搬自然形態(tài)，對具體物象的直接套用，而是要經(jīng)過適當?shù)奶幚恚蛊湮呛犀F(xiàn)代建筑設(shè)計的功能和審美需求的形態(tài)特點。這是進行直接的具象形態(tài)仿生的設(shè)計基礎(chǔ)。墨西哥建筑師哈維爾·賽諾西設(shè)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(nèi)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(jīng)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(chuàng)新的價值，又破壞了周圍的環(huán)境，需要引以為戒。

2.間接意的仿生

所謂“意”即指“心理意象”，也就說事物可以根據(jù)不同的需要抽象成不同的程度，可以是對事物的具象的模糊性再現(xiàn)，也可以是高度抽象的模仿性再現(xiàn)，還可以是高度抽象的非模仿性再現(xiàn)。

間接意的形態(tài)仿生過程不僅僅只是停留在建筑物的外形設(shè)計，而是賦予了建筑物更為深層的含義，讓人產(chǎn)生聯(lián)想與想象，也是在現(xiàn)代建筑仿生設(shè)計中用的最多最普遍的一種方法。這種仿生設(shè)計不僅能夠反映建筑物的藝術(shù)造型美，還往往蘊含著機智與深邃的知識內(nèi)涵，這點無論從古希臘利用多利克柱式體現(xiàn)男性的陽剛，利用愛奧尼克柱式體現(xiàn)女性的柔美，還是到現(xiàn)代的各類千奇百怪的仿生建筑形態(tài)設(shè)計都能看出來。

此類形態(tài)仿生與直接形的仿生最大的不同之處在于它通常具有高度簡化的特征，能用點線面的變化組合來表現(xiàn)建筑的美感和神韻，抽象的轉(zhuǎn)換所得的建筑造型韻味、特色十足。意象仿生通過研究生物千姿百態(tài)的規(guī)律，然后探討它們在建筑上應(yīng)用的可能性，這不僅要使功能、結(jié)構(gòu)與新形式有機融合，而且是超越模仿而升華為創(chuàng)造的一種過程。這樣也對建筑設(shè)計師的審美、綜合素養(yǎng)以及創(chuàng)新能力提出了更高的要求。

比如扎哈.哈迪德設(shè)計的廣州歌劇院，主要受到了河谷概念以及卵石在水中受到侵蝕過程的影響。整個外形設(shè)計就像河流中被沖刷平滑的鵝卵石，圓滑的過度貫穿在不同的元素和不同的樓層間，使得流動的感覺在空間內(nèi)得以延續(xù)。這不僅是一次對仿生形態(tài)設(shè)計的實驗，更體現(xiàn)了一種對城市文脈的獨特探索，對未來充滿了雄心壯志和樂觀主義精神。

3.綜合的形態(tài)仿生

“形者神之質(zhì)，神者形之用”，所謂綜合的仿生即指形與意結(jié)合的仿生方法，對一種物態(tài)既要模擬它的形體，同時又考慮對其神韻的傳達，達到形神兼?zhèn)涞哪康摹嶋H上建筑的形態(tài)是集功能材料、色彩、肌理等物質(zhì)要素以及當代科技、文化、藝術(shù)等要素于一體的綜合的視覺呈現(xiàn)。在真實的建筑設(shè)計中，生物的形態(tài)模擬和意義的傳達往往相互交叉融合，沒有明顯的界線。

最具代表性的例子莫過于臺北101大樓，設(shè)計靈感源于竹子，寓意學習和成長。建筑多節(jié)式外觀，高聳入云，宛如花開般節(jié)節(jié)登至富貴頂峰，象征生生不息的中國傳統(tǒng)建筑意涵，無論形態(tài)還是寓意都把竹子這種自然物態(tài)的仿生學意義發(fā)揮到了極致。

形態(tài)仿生對現(xiàn)代建筑形態(tài)探索的意義

1.仿生思維提高了概念設(shè)計的效率，豐富了建筑造型語言

通常來講，一個設(shè)計的概念決定了設(shè)計的方向，利用仿生思維不僅節(jié)省了時間，還大大提高了概念設(shè)計的質(zhì)量，豐富了造型語言。大自然豐富的形體結(jié)構(gòu)， 多維的變化層面， 巧妙色彩裝飾和圖形組織以及它們的生存方式、肢體語言、聲音特征、平衡能力為我們?nèi)斯ば螒B(tài)設(shè)計提供了新的設(shè)計方式和造美法則。有機多層次的結(jié)構(gòu)給建筑設(shè)計帶來了新的審美標準和多元的造型語匯，建筑師不必參照過去或現(xiàn)在的歷史形式和藝術(shù)風格，使建筑擺脫了固有的思維模式，拓展了設(shè)計的可能性，增加了設(shè)計的復雜與趣味性，是設(shè)計創(chuàng)新不斷的源泉，為城市注入了新的活力。

2.迎合了人們回歸自然的精神需求

在沒有文字的年代，不僅精神功能需要語言的傳承，物質(zhì)性經(jīng)驗總結(jié)也需要語言來表達，于是在這個過程中，作為物質(zhì)文化的住房形式便以之為媒介與大自然緊密的聯(lián)系在一起。例如我國云南景頗族和哈尼族的建房歌就深刻的體現(xiàn)了他們早期受自然啟示運用仿生學的意識。“看見了野豬拱地學會了挖地基，看見了牛甩尾巴學會了用大刀和斧子，看見了蛇橫架在樹上學會了架梁子，看見了牛肋骨學會了架椽子……”

利用現(xiàn)實事物建構(gòu)的口承民俗傳說，從最初把客觀的人與自然的關(guān)系主觀化為人神關(guān)系，到還原為客觀的人與自然、人與人的關(guān)系，反映了人們各個時期主體意識的覺悟，它所倡導的社會規(guī)范貫徹到人們的日常行為活動中，指導著人們的建房活動等社會實踐。隨著科技的發(fā)展，其精神意義也會不斷傳承，發(fā)揮其效能和影響。

當今的信息時代，人們對設(shè)計的要求不同于過去只注意功能的優(yōu)異領(lǐng)先，而是追求清新、淳樸，注重返樸歸真和探討個性的自律。形態(tài)仿生讓設(shè)計回歸自然，賦予設(shè)計形態(tài)以生命的象征是人類對精神需求所達到的共識。各種生物符合自然生存法則的自身特性的生長機制也讓設(shè)計師必然考慮設(shè)計的靈活與社會屬性，以期能更好的達到宜人性的目的。

3.促進自然與技術(shù)的結(jié)合發(fā)展

形態(tài)仿生設(shè)計是在與技術(shù)的相輔相成中得到發(fā)展的，設(shè)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(yīng)的技術(shù)支撐。而每一次技術(shù)的進步又要求仿生形態(tài)的更進一步的縱深發(fā)展，促使人們?nèi)ヌ剿魃谋举|(zhì)意義。自然界中鳥給人類設(shè)計的啟示應(yīng)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(chuàng)造出來的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)的演進，是技術(shù)與自然結(jié)合發(fā)展的最好證明。而在未來，隨著社會和科技的發(fā)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(xiàn)的事情，或者形容一些幻想中虛構(gòu)的房屋建筑，利用空間建造超高層的高樓大廈，還會繼續(xù)發(fā)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(jié)構(gòu)形態(tài)也將隨著科技的進步，在與自然的緊密結(jié)合中實現(xiàn)否定之否定的辨證發(fā)展。

結(jié)語

當然，我們得承認，所有的仿生設(shè)計作品都不可能是形式或結(jié)構(gòu)或材料的單一或簡單的仿制，它涉及到多領(lǐng)域、多學科的知識的綜合運用和協(xié)調(diào)。在仿生形態(tài)的研究和應(yīng)用中，應(yīng)該從具象的形態(tài)與結(jié)構(gòu)中探索其特殊的功能結(jié)構(gòu)與形態(tài)協(xié)調(diào)特點，通過對生命系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理研究，總結(jié)出仿生形態(tài)的科學規(guī)律。

而就目前科學技術(shù)發(fā)展的水平而言，我們對于自然界的認識還是很膚淺的，這就更需要科技、設(shè)計與自然的互動，從自然界中觀察吸收一切有用的因素作為創(chuàng)作靈感，同時學習生物科學的肌理并結(jié)合現(xiàn)代建筑技術(shù)來為建筑創(chuàng)新服務(wù)。

（作者單位：蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學院）

作者簡介：宋曉真，講師。