基于仿生學(xué)理念對(duì)建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用
——貴州六枝特區(qū)體育中心設(shè)計(jì)

(沈陽(yáng)建筑大學(xué) 遼寧 沈陽(yáng) 110168)

一、仿生學(xué)概述

生物的發(fā)展是為了適應(yīng)大自然的規(guī)律，從而不斷的完善自身的性能以及組織和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到物種的生存與繁衍，確保生物鏈的完整性與平衡性。[1]建筑的仿生研究就是基于這種理念，從大自然中獲取建筑的設(shè)計(jì)靈感，通過(guò)利用合理的自然規(guī)律，來(lái)豐富和完善建筑的設(shè)計(jì)方法，促進(jìn)建筑的使用效率提高以及場(chǎng)地布局的合理，從某種意義上來(lái)說(shuō)，仿生技術(shù)手段也屬于綠色技術(shù)范疇。

二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

貴州六枝特區(qū)，位于貴州省六盤水市，地處云貴高原東斜坡烏蒙山與苗嶺山脈的銜接地帶，由于巖石的不斷風(fēng)化和泥沙的沉積作用，形成喀斯特地貌，地域內(nèi)分布著很多山間盆地、丘陵、壩子。六枝特區(qū)體育健身中心是面向公眾開(kāi)放的體育設(shè)施，位于七冶國(guó)際居住片區(qū)的密集樓群東側(cè)。[2]用地面積39萬(wàn)平方米，場(chǎng)地成不規(guī)則圖形，合理地利用場(chǎng)地高差提供最大化的活動(dòng)場(chǎng)地，激活周邊城市活力，大量運(yùn)用仿生技術(shù)手段，達(dá)到建筑形體與周邊場(chǎng)地有機(jī)統(tǒng)一是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)中仿生學(xué)的應(yīng)用

本項(xiàng)目的仿生技術(shù)手段，主要是在建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑形式以及建筑場(chǎng)地布置等方面進(jìn)行研究分析。

(一)建筑結(jié)構(gòu)

建筑仿生設(shè)計(jì)中，最重要的組成部分就是建筑結(jié)構(gòu)仿生，常用的結(jié)構(gòu)形式有膜結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等，將仿生技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，可以保證建筑的合理性，多變性。[3]本項(xiàng)目建筑形體，主要運(yùn)用的是殼體結(jié)構(gòu)，整體外觀大方優(yōu)美、整體性強(qiáng)，而對(duì)于自然界中的蛋殼類，貝類等，其外壁張力高，充分利用其幾何形狀的合理性，把收到的壓力均勻的分布在殼體的各個(gè)部分，具備良好的受力性能。體育中心設(shè)計(jì)中的體育館、游泳館、綜合館外殼，其中體育館，游泳館外殼運(yùn)用的是殼體結(jié)構(gòu)中的扁殼，綜合館運(yùn)用的是筒殼結(jié)構(gòu)。不僅解決了建筑大體量的重量問(wèn)題，而且滿足了建筑內(nèi)部大空間的使用要求，最大限度的節(jié)約了鋼材的使用，達(dá)到了節(jié)約建筑材料的目的，另外建筑整體形式新穎，采光充足，與整個(gè)場(chǎng)地有機(jī)統(tǒng)一。

(二)建筑材料

建筑材料的仿生技術(shù)主要是以生物的物質(zhì)形態(tài)和軀體組織結(jié)構(gòu)為主進(jìn)行仿照，以此為出發(fā)點(diǎn)，研究出新型的建筑材料，并且保證建筑的使用效果。例如，以白蟻巢穴結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出了泡沫玻璃，泡沫混凝土以及加氣混凝土等。

建筑外觀采用的是低輻射玻璃，大面積的應(yīng)用，滿足了采光的要求，再根據(jù)低輻射玻璃的特性，防止室外溫度影響室內(nèi)溫度，最大限度的保障室內(nèi)環(huán)境的平衡，在日常訓(xùn)練，比賽時(shí)達(dá)到最佳的室內(nèi)溫度效果，減少了不必要的能源浪費(fèi)。并將纖維素高分子材料與低輻射玻璃結(jié)合，起到減輕重量，過(guò)濾光線的作用。

(三)建筑形式

建筑形式是展現(xiàn)建筑美學(xué)的重途徑，通過(guò)建筑形式的變化，來(lái)表達(dá)建筑的喻意以及建筑群體現(xiàn)代化的特性。建筑形式仿生主要是仿照自然界中的動(dòng)植物骨骼、外形。細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，為建筑外觀設(shè)計(jì)提供了有效的“模版”，打破了傳統(tǒng)建筑外形的枯燥、古板，使建筑充滿現(xiàn)代化元素，給人以視覺(jué)享受。

項(xiàng)目中自由運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和地下停車場(chǎng)運(yùn)用的就是象形仿生設(shè)計(jì)手法，四塊運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地表現(xiàn)的是一種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的藝術(shù)形態(tài)，結(jié)合外表皮的木格柵清晰的加強(qiáng)了“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”這一藝術(shù)形態(tài)，不同的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地由平臺(tái)，結(jié)合地形高差相互連接。這樣進(jìn)一步豐富了建筑造型，又使建筑產(chǎn)生一種生命動(dòng)態(tài)，保證了建筑空間布局的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(四)建筑場(chǎng)地設(shè)計(jì)

建筑的場(chǎng)地設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，場(chǎng)地四周環(huán)山，整體從東北角到南向高度逐步遞減，整體高差最大可大30M，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境現(xiàn)狀，場(chǎng)地采取整體設(shè)計(jì)手法，將整個(gè)場(chǎng)地理解成一個(gè)有機(jī)生命體，各個(gè)建筑元素在場(chǎng)地內(nèi)根據(jù)道路、水系、平臺(tái)、坡道等連接成整體，各個(gè)建筑元素為有機(jī)體內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。不僅如此，建筑場(chǎng)館與場(chǎng)地內(nèi)綠化坡地、水池、廣場(chǎng)等形成對(duì)比強(qiáng)烈的圖底關(guān)系，互相強(qiáng)調(diào)。

地塊整體圍繞著入口廣場(chǎng)進(jìn)行布置，入口廣場(chǎng)西側(cè)為親水平臺(tái)，廣場(chǎng)中心設(shè)有水池，圍繞場(chǎng)地保留的丘陵形成整個(gè)人行廣場(chǎng)的視覺(jué)中心，并在北側(cè)設(shè)有舞臺(tái)，供附近居民活動(dòng)觀賞，整個(gè)廣場(chǎng)按照?qǐng)龅馗卟钸M(jìn)行設(shè)計(jì)，將土方變化降到最低，最大限度的達(dá)到節(jié)地效果。

將場(chǎng)地內(nèi)的相對(duì)高差，丘陵、臺(tái)地等進(jìn)行有效利用，改造成商業(yè)、舞臺(tái)等建筑功能，大范圍的高差，利用大臺(tái)階處理。整個(gè)場(chǎng)地逐步增加，形成垂直方向的空間變化。臺(tái)階下面設(shè)計(jì)為商業(yè)，節(jié)約場(chǎng)地資源，臺(tái)階上方連接著喻為“空中立交”的平臺(tái)，連接三大館，使三大館相互連接就、交融。既滿足了三大館的疏散問(wèn)題，又有效的解決了場(chǎng)地內(nèi)的人車分離問(wèn)題。

場(chǎng)地北側(cè)為室外活動(dòng)場(chǎng)地與全民健生中心，以及一條關(guān)貫穿場(chǎng)地北部的慢跑道路，將整個(gè)場(chǎng)地南北聯(lián)系在一起，活動(dòng)場(chǎng)分為籃球、網(wǎng)球、羽毛球等多種活動(dòng)區(qū)域，慢跑道路盡頭設(shè)有兒童娛樂(lè)場(chǎng)地，場(chǎng)地西側(cè)與山體附近設(shè)有攀巖活動(dòng)區(qū)。以滿足不同人群的活動(dòng)需求。

整個(gè)設(shè)計(jì)場(chǎng)地與周邊環(huán)境完美結(jié)合在一起，根據(jù)高差變化來(lái)設(shè)計(jì)場(chǎng)地功能，盡最大程度保留場(chǎng)地原有高差，地貌，節(jié)約場(chǎng)地內(nèi)土地資源。沿著周邊道路設(shè)置不同區(qū)域的停車場(chǎng)，自整個(gè)場(chǎng)地由東向南可以俯瞰整個(gè)場(chǎng)地景色。

四、結(jié)語(yǔ)

在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用仿生技術(shù)手段，能夠保證建筑設(shè)計(jì)的多樣性與豐富性，是建筑變的更加人性化，更具有實(shí)用性，并利用建筑仿生技術(shù)可以推動(dòng)建筑節(jié)能，節(jié)材。而對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)的仿生有機(jī)設(shè)計(jì)，可以最大限度利用整個(gè)場(chǎng)地資源，整合場(chǎng)地內(nèi)的元素，將各個(gè)元素應(yīng)用的不同的方面，豐富整個(gè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地與建筑最大程度的結(jié)合，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)節(jié)約土地。而當(dāng)代仿生學(xué)的發(fā)展，離不開(kāi)自然界的物質(zhì)，利用自然界的中有利因素進(jìn)行建筑創(chuàng)作，將當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)手段與生物科學(xué)進(jìn)行結(jié)合，為建筑提供新型的創(chuàng)作方向。總之，建筑仿生作為時(shí)代的潮流，其將會(huì)成為生態(tài)環(huán)境平衡與建筑創(chuàng)作發(fā)展的重要方法，促建建筑仿生設(shè)計(jì)，就是促進(jìn)建筑的節(jié)能化，生態(tài)化的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]蕭進(jìn)輝.基于仿生學(xué)思路的民用建筑設(shè)計(jì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015(20):120-120.