仿生建筑的形態設計手法

李丹 陳善春

摘要：仿生建筑是重視提取自然中的靈感，在建筑創作過程通過多種手段中予以表達。本文通過分類介紹仿生建筑，結合仿生建筑現行的設計理念，提出仿生建筑的形態設計手法，成為現代建筑仿生思潮的借鑒。

關鍵詞：仿生建筑；學科交叉；形態設計；創作表達

前言

建筑的發展歷程表明，新材料新結構的出現都將促進社會變革，出現了新的社會機制。在建筑建造過程中由社會生產方式的變化帶來了新結構、新材料、構造技術，促使建筑形式的變革，帶來了設計師們對建筑形式更進一步的探索。

人類生存環境的逐步惡化，使人們更加重視水和土地等資源的節約，進而促進了生態學、仿生學的發展。生態科學觀念運用于建筑領域，出現了綠色建筑、綠色城市、綠色技術等新興思想，推動了建筑空間藝術的新發展，建筑在造型中則更加重視城市結構及建筑所具有的生態特征，更重視對建筑與環境、建筑與自然的關系的深度解讀。

建筑技術與信息技術的結合促進了智能建筑進一步的發展，為人類提供更加舒適且物質能量能夠得到高效運轉的建筑環境。高新的技術為建筑仿生學在實際應用中提供堅實的技術支持。

1 仿生建筑的分類

1.1 模仿功能

由于建筑的功能錯綜復雜，在設計中難以將其有機組織、協調統一，成為功能復合型、綜合有序的整體。對自然界中的生物功能進行模仿，是向成功范例求取經驗的途徑，是建筑設計中極有價值的一環。

向大自然學習功能的整合統一，建筑師有必要了解到功能的整合過程不僅僅是孤立、靜止的，而是多功能元素的多種綜合作用，并不僅僅是單一功能的疊加，也不是單一功能的模仿。處理好負責與簡單多樣與統一的功能問題，能夠更好的在復雜的功能組合中探索節約材料創造趣味空間的靈感。

1.2 模仿形式

生物與建筑的形式都是多種多樣，精彩紛呈，在建筑形式對于自然形態的模仿中，應注意二者在物理上的相似性，在形態的“真” 與“美”兩個概念上，兩者都遵循普遍的原理和規律。建筑的創作中，仿的就原型來自于形態豐富的大自然，我們通過對千姿百態生物的充分研究并尋求把握其規律，通過恰當的手法，具象或抽象，可以將其運用于建筑設計中，豐富人們的視覺，對使用者、觀賞者的心理、甚至生理產生難以言喻的感覺，例如蓋里的作品中常常運用童年記憶中的魚的形態，這種抽象的魚的形態對于每個觀賞使用者都產生不同的感覺。有時這種感覺來自于對于創意的認同或不認同等想法，有時這種共鳴來自與對于生命的禮贊。優秀的仿生設計中，當使用者成功與建筑產生高級別共鳴的心理認可時，建筑師做到的不僅僅是引導人們對建筑自身的鑒賞過程，更是對于自然對于生命的感知。

1.3 模仿結構

對于生物結構的模仿是從自然界物象的材料、結構、力學等關系特性中汲取靈感，并應用于建筑中，采取此類結構的設計，往往是人類對于材料性能的重新認知，實現傳統結構難以達到的功能要求。因此，模仿結構的仿生在設計中得到了廣泛的應用，很多優秀的設計都是基于對于生物結構的模仿而取得了非凡的成就。如生物界的蛋殼、海螺殼、蜘蛛網等結構原理被有心者發現后，經過探索與創新，逐步發展成為現今成熟的殼體結構、索網結構。

對結構的模仿，要求建筑師甚至結構工程師善于觀察自然界中各種生物的結構，從中發現不同，汲取靈感，并合理地應用現代技術，這樣才能在對結構的模仿中去的更多生動的創意，創造出更多的仿生結構體系。

1.4 模仿材料

對自然界中生物體組成材料的模仿，重點在于分析研究材料的物理和化學性能，研究其組成構造，提煉出新型的建筑材料，可以滿足人們對建筑材料的性能和品種的更高標準的要求。生物的某些特征，是經過億萬年的不斷進化而形成的，它是大自然漫長歲月沉積的杰作，是人類取之不盡的源泉。適應性是生物對自然環境的積極共生策略，良好的適應性保證了生物能夠生存在任何環境條件下，具有良好適應性的建筑設計也是能夠充分保證建筑的物理環境及人的舒適度。例如建筑師托馬斯·赫爾佐格專注于研究建筑表皮，對于建筑表皮材料技術對生物的模仿方面做出了巨大的貢獻。

2仿生建筑的設計理念

全球資源能源逐漸短缺，建筑設計應更加自然綠色節能，尋求更加經濟有效、節能環保的設計理念。仿生建筑一直是建筑設計中較為先進的理念，相對于其他建筑，仿生建筑與自然環境結合更加緊密融洽，這種設計理念下，面臨的重點在于充分理解仿生建筑對于交叉學科及對于支撐技術的要求。

2.1 學科的交叉

現代建筑仿生產生于多學科基礎之上，是生物科學與建筑技術相結合的產物，隨著其他學科的發展不斷完善自身。它建立在多學科基礎之上，是仿生學在建筑領域的應用與延伸。現代生物學、生態學、生物進化學等學科的研究成果都直接或間接為仿生建筑提供了新的設計方法。

2.2 先進的技術

先進的技術是仿生建筑設計的重要支撐。仿生建筑卻利用高技術的材料、設計手法、施工工藝，幫助建筑師更加自由靈活的模仿生物的形態肌理，從而取得更為逼真的效果。仿生技術的建立和發展，為建筑設計提供了一種強有力的科學技術方法，許多現代的新建筑都應用了不少仿生技術。只有基于先進的科學技術，才能更好的推動對于仿生建筑的具體研究。

3形態設計手法

仿生建筑的形態設計有其自身的設計思路與方法，有兩種手段可以幫助設計師實現仿生建筑對形態的“仿”，分別是抽象及具象。

3.1 具體形象的模仿

具體形象的模仿可以通過選擇的一種簡單材料，通過或單一或重復，或分解或變形的方式，實現對具體事物形態的分解重構、積聚重生。這樣的模仿可以在很大程度上保留大自然原有的韻味，留住精髓，同時通過自己的創新，因地制宜，使新的設計獲得全新的生命。

對于具體形象模仿的建筑物有很多，有些因為完全照搬而淪于刻板的矯飾與做作，有些卻由于靈活的變化而使作品豐富出彩，設計師對具象模仿的程度與方式也是值得研究的。

3.2 抽象符號的隱喻

抽象符號的隱喻是比具象的模仿更高一層次，需要設計師對形象特征更深把握，分析提煉出能夠代表自然界形態精髓的部分，善加處理，有變異、解構等手法來對形態處理，著力于在新的環境下創造出具有自然意味的形態，創作出能引發人共鳴的形態。這種抽象的提取使的建筑形體更豐富有趣、富有藝術氣息，是先進仿生建筑形態設計的常用手法。

結語

豐富多彩的生物界為仿生建筑提供無盡的靈感源泉，自然界中的動人形態也因人的可以模仿而得以再次呈現，并產生振奮人心的作用，引發觀賞者的不同程度的共鳴。仿生建筑的形態設計應注意具體形象的模仿與抽象符號的隱喻。在未來的設計道路中，仿生建筑作為一顆璀璨的星為建筑標明了一種獨特的發展方向，其形態對自然界的模仿亦為未來建筑解決新時代中建筑形式與功能經濟等矛盾的問題提供了一種較為自然的思路。

參考文獻：

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[5] 金明姬，張浩，《建筑形態的仿生創作淺析》，低溫建筑技術，2008/12.

作者簡介：

李丹，女，長安大學建筑技術科學專業碩士畢業，工作于西北綜合勘察設計研究院。

陳善春，男，長安大學城市規劃與設計專業碩士畢業，工作于西北綜合勘察設計研究院。