淺談仿生元素在建筑模型制作中的應(yīng)用

陳姝潓（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,沈陽(yáng) 110000）

淺談仿生元素在建筑模型制作中的應(yīng)用

陳姝潓
（遼寧林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,沈陽(yáng) 110000）

隨著社會(huì)生活水平的提高，人們對(duì)建筑的要求不僅僅局限于居住，更多的是對(duì)建筑的審美要求。這一要求不僅包括內(nèi)部居住環(huán)境的提升，也包括外部建筑造型的審美提升。在近年來(lái)的建筑類設(shè)計(jì)大賽中，造型新穎富有創(chuàng)意的建筑外觀設(shè)計(jì)往往得到評(píng)委們的青睞。其中仿生類的建筑最為常見，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中借鑒仿生元素，吸收這些元素作為創(chuàng)作靈感。這些設(shè)計(jì)作品在仿生的同時(shí)加以變形，保留美觀抽象的生物特點(diǎn)，又添加了個(gè)人的設(shè)計(jì)思路最終成為全國(guó)乃至世界著名的建筑。

仿生元素；建筑模型；建筑設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)和生活水平的提高，產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)越來(lái)越趨于簡(jiǎn)潔，抽象。外形簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，科技感強(qiáng)的產(chǎn)品受到廣大消費(fèi)者的歡迎。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念界定，在廣義范圍內(nèi)也包含建筑設(shè)計(jì)。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人們不斷的尋求新的建筑類型，尤其是在建筑設(shè)計(jì)比賽中，造型獨(dú)特、新穎的建筑往往得到評(píng)委們的青睞。通過(guò)尋找、研究、模仿自然界的生物，設(shè)計(jì)師可以找到最有序的設(shè)計(jì)，也即設(shè)計(jì)熵最低的設(shè)計(jì)。”建筑設(shè)計(jì)同樣如此，優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)多是仿生的，原因是這樣的建筑設(shè)計(jì)熵更低。

1 仿生建筑的概念

仿生建筑是參照生物界中生物體的結(jié)構(gòu)功能和外形特征來(lái)完善建筑，從而使建筑的形體結(jié)構(gòu)和功能布局能夠合理形成。仿生建筑并不是新興詞匯，在遠(yuǎn)古時(shí)期，模仿自然界各種新式是當(dāng)時(shí)建筑的重要特征。今天，隨著科技的快速發(fā)展，伴隨著新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。人們頭腦中的想法可以得以實(shí)現(xiàn)。提到仿生一詞，人們往往認(rèn)為只是單純的模仿生物的外形特征，這種想法是片面的。仿生建筑不僅模擬生物的外形，也從中學(xué)習(xí)生物生長(zhǎng)的規(guī)律和生存它生存環(huán)境的關(guān)系。生物通過(guò)上千年甚至上億年的歷史進(jìn)化出如今的樣子，其外形和結(jié)構(gòu)都適宜了生存的環(huán)境。運(yùn)用仿生學(xué)原理可以創(chuàng)造出美觀、新穎適應(yīng)生態(tài)環(huán)境的建筑形態(tài)。建筑模型的制作多以仿生元素為參考，包括外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

世界上有很多著名的建筑是仿生類的，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)和制作模型的過(guò)程中通過(guò)模仿自然界或生活中的常見物體外形或功能制作出了很多優(yōu)秀的建筑作品。

2 仿生元素在建筑中的分類。

建筑模型的仿生包括形態(tài)的仿生、結(jié)構(gòu)的仿生以及功能的仿生和材料的仿生。形態(tài)仿生是最常見最易理解的。通過(guò)對(duì)自然界的生物形態(tài)進(jìn)行模仿，制作出各種各樣的建筑形態(tài)。仿生元素使建筑的造型更新穎、生動(dòng)。

通過(guò)研究生物的外形，探討在建筑模型制作中的應(yīng)用性，使建筑的功能、結(jié)構(gòu)和形式有機(jī)結(jié)合。例如：

（1）臺(tái)北101大樓：在外形設(shè)計(jì)上的靈感源于竹子，帶有學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的寓意；

（2）北京國(guó)家體育場(chǎng)：由于看上去像一個(gè)大大的鳥巢，俗稱鳥巢；

（3）印度蓮花寺：建筑的靈感源于蓮花，由巴哈伊信徒所建。寺廟由27片大理石花瓣組成，每三個(gè)花瓣為一組，形成九個(gè)側(cè)面，可以容納2500人，其中有9個(gè)入口通往中庭；

（4）迪拜棕櫚島：雖然叫做島但是由人工建造，在空中鳥瞰像一片棕櫚葉，包括一個(gè)新月造型；

（5）臺(tái)灣疾病控制中心大樓：設(shè)計(jì)靈感源于鸚鵡螺貝殼，大樓外墻有交錯(cuò)排列的幾何紋路，也反應(yīng)出大樓內(nèi)部的DNA研究工作；

（6）芝加哥螺旋塔：位于芝加哥的一座摩天大樓，靈感源于筍螺；

建筑形態(tài)的仿生并不是簡(jiǎn)單的對(duì)生物形態(tài)的模仿，而是建筑設(shè)計(jì)師將自然形態(tài)和自己的創(chuàng)意、審美有機(jī)結(jié)合的結(jié)果。人們通過(guò)研究模仿制作生產(chǎn)工具，建造住所，以此實(shí)現(xiàn)人與之然的和諧統(tǒng)一。

隨著外形仿生建筑的不斷豐富，人們對(duì)建筑的設(shè)計(jì)更注重節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、適用、安全等因素。所以高興節(jié)能的建筑越來(lái)越受到人們的重視。結(jié)構(gòu)仿生通過(guò)從大自然的長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中尋找靈感，模仿生物的結(jié)構(gòu)、功能等實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性仿生。在探尋自然界生物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的同時(shí)，不得不感嘆自然的神奇力量讓生物的結(jié)構(gòu)有著難以想象的特點(diǎn)。通過(guò)參照自然界微生物、動(dòng)植物等的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來(lái)完成建筑模型的制作，通過(guò)分析生物結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，將其應(yīng)用到建筑領(lǐng)域。著名的結(jié)構(gòu)仿生建筑有：

（1）北京國(guó)家游泳中心：俗稱水立方，為2008奧運(yùn)會(huì)所建，可容納1.7萬(wàn)人。建筑物外表看上去像是一個(gè)水和氣泡的立方體，又像是充滿了壓力的植物細(xì)胞，科學(xué)家通過(guò)這種細(xì)胞脹壓的原理，設(shè)計(jì)出充氣或者充液的建筑。外面的膜結(jié)構(gòu)可透過(guò)更多的光線，從而減少能源成本。這也使得水立方更適合作為游泳場(chǎng)所。

（2）北京國(guó)家大劇院：整個(gè)建筑采用殼體結(jié)構(gòu)。建筑外部為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，成半橢圓的球形。在自然界中的貝殼、烏龜殼、人的頭骨等彎曲的表面與其有著相同的力學(xué)原理。

（3）北京工人體育館：建筑靈感源于蜘蛛網(wǎng)的幾何形狀。人類將這種穩(wěn)固的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)應(yīng)用的建筑設(shè)計(jì)中，稱之為懸索結(jié)構(gòu)。建筑的頂部有上下兩張網(wǎng)。中間由桿件支撐。

建筑功能的仿生實(shí)用性很強(qiáng)，但由于生物的功能不像外形和結(jié)構(gòu)那樣顯而易見，在這個(gè)領(lǐng)域還需要長(zhǎng)時(shí)間的探索和研究。一旦掌握了功能仿生會(huì)給人們生活帶來(lái)很大益處。其中杰出的作品為：

位于哈薩克拉雷的節(jié)能大樓。設(shè)計(jì)師通過(guò)白蟻巢穴的功能特點(diǎn)在晝夜溫差相差40攝氏度的哈薩克拉雷建造了節(jié)能大樓。通過(guò)在各個(gè)部位按住的管道達(dá)到室內(nèi)溫度持續(xù)保持在23-25攝氏度直接。大大節(jié)省了電能的消耗。

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑材料的種類層出不窮。建筑材料的發(fā)展緣于建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。建筑材料的仿生滿足了人們對(duì)建筑材料種類的不斷增長(zhǎng)的需求。科學(xué)家通過(guò)蜂巢隔熱、輕巧、美觀、保溫的特點(diǎn)，研制出了蜂窩泡沫塑料、泡沫玻璃等用這些材料建成的建筑，結(jié)構(gòu)輕盈、冬暖夏涼。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，仿生元素已在建筑模型制作中被廣泛應(yīng)用，仿生建筑越來(lái)越成為被人們重視的一部分，今后更會(huì)成為設(shè)計(jì)創(chuàng)新的源泉。同時(shí)要注意仿生是多方面的，它具有綜合性。對(duì)于建筑模型制作而言，仿生建筑的前景更加廣闊。

[1]王受之.世界現(xiàn)代建筑史[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004(03):76.

[2]張萌.《殼與仿生建筑》載《青少年科技博覽》[Z].2006(05).

[3]《人民日?qǐng)?bào)市場(chǎng)報(bào)》[N].1999-12-22(04).

[4]楊凌.從“水立方”看建構(gòu)哲學(xué)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2005(04).

[5]Hugh Aldersey-Williams.ZOOMORPHIC[M]. Laurence King Publishing London,UK,2004:98.