仿生學在建筑設計中的應用

王璐璐

（華北理工大學，河北 唐山063000）

一、仿生學概述

仿生學是指在建造的過程形式上對生物特征構造進行模仿應用的科學，它是在上世紀中期才出現的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物各項特征原理，并將這些特征原理引用到設計當中。從仿生學的降生、成長，到現在短短幾十年的時間內，對于其研究發展的效率是非常快的。仿生學的興起開辟了獨特的設計風格，也是向生物界探索研究的紐帶，它使人們的認知更加的廣闊，對建筑設計起到引領性作用。

二、仿生建筑學原理及發展趨勢

仿生建筑學的原理就是以生物界某些生物的功能組織和形象特征作為建筑設計的元素應用的原理，對自然界建筑規律進行科學的研究并且取其精華應用到現代建筑設計中來，并通過對這些規律的探索來增加建筑設計手法的靈活性，促進建筑形體結構及建筑功能布局等的高效設計和合理形成。通俗地講就是在建筑設計中引入一定的生物的特點、性能、結構和功能作為設計的靈感，使得建筑設計更加具有設計美感，更加的具有實用性，最終使建筑設計更加完善，與自然融為一體。

近年來，仿生建筑學在設計領域不斷受到青睞，因為該設計理念相對來說比較的奔放自由，設計師們可以通過自己對自然、對自然生物的探索與發現對設計產生自己獨特的設計靈感并加以運用。不僅如此，設計師們還可以選擇自己喜愛的動植物來作為建筑結構主體，進而形成建筑主體結構與周圍環境設計的和諧統一，給人一種自然的美感。

三、仿生學在建筑設計中的應用與具體表現

仿生學在現代建筑設計中的主要實現途徑主要包括四個方面，城市環境仿生、使用功能仿生、建筑形式仿生和組織結構的仿生，以及這四種基本的表現方式相結合形成的綜合性的表現途徑。

1.城市環境仿生。這一概念與其他幾個仿生表現途徑相比起來是一個更復雜更系統的工程，它注重的方面是城市整體環境與建筑的設計相結合，既要求城市在整體上要保持環保設計理念又要城市的各種建筑設計與城市公共設計相統一，最終實現城市整體環境優化。城市環境仿生設計應用相對也非常廣泛，例如拿破侖的巴黎建設，十八世紀的巴黎改建規劃在默寫程度上就是以人的生態系統而進行模擬設計的。例如當時在巴黎東、西郊計劃扶植的兩座森林公園，東郊維星斯公園和西郊布倫公園的大面積的綠化，就是以人的兩肺進行仿生的，環形綠化帶與賽納河就像是人的呼吸管道，這樣就使新鮮空氣可以輸入城市的各個區域。市區內環形和放射的各種主干與次要道路網就是好像是人的血管，使血液能夠暢通的流淌。

2.使用功能仿生。使用功能仿生即通過對自然界某些生物功能特點的研究，找出其與人類使用需求能夠相通的特點，或者能夠幫助改善人類生活的特點，把其應用到建筑設計中，使建筑設計的功能更加完善，二者能夠更加的完美結合，例如法國建筑師勒·柯布西耶設計的朗香教堂，就是以一枚蟹殼作為設計創作元素，將教堂的屋頂各邊都設計成像殼一樣向上彎曲，使其不僅更加的具有堅韌性，更能表現出與大自然的完美結合。而且，朗香教堂的平面設計也是以人的耳朵作為創作靈感，象征著上帝可以傾聽信徒的祈禱。正是因其平面具備超現實的功效，乃至在整體造型獲得了非常完美的效果。由于人類對于建筑的概念本身就來源于對世界生物的認識，是從自然形態中進化而來的，因此人類建筑史上對于形式仿生的利用是最為廣泛的。

3.建筑形式的仿生。建筑形式的仿生是最為常見的，它既可以設計出新潮的造型，而且也能為新結構體系設計出不凡的效果。由于人類對于建筑的概念本身就來源于對世界生物的認識，是從自然形態中轉化而來的，因此人類建筑史上對于形式仿生的利用是最為廣泛的，例如北京的鳥巢，北京鳥巢是中國建筑設計杰出作品之一，整個外觀是用樹枝般的鋼網“編織”成一個鳥巢的造型，各個網格錯綜復雜，相互貫通，大氣磅礴。

4.組織結構仿生。其是利用自然界生物的力學特點、結構關系等特點來改善建筑設計的結構、材料使用等，最終實現建筑的節能、舒適和環保。現在組織結構仿生建筑設計中使用得最多的有：拱形結構、蛋形結構、螺旋結構。例如拱形結構就是從恐龍形體上找到創作原型，恐龍的重心都在腰部，用腰部作為重力的中心支點，支撐起整個恐龍巨大的身體，尾巴以及四肢，整個身體的就如一座拱橋一般。該仿生建筑的特點，是節約材料，堅韌穩固，造型大氣、更加具有美感。

仿生學在建筑設計中的應用需要人們對大自然不斷的探索，設計師們必須善于從自然界中找出生物的特點以及一切對設計有價值的因素作為創作靈感，在此同時與現代新科技結合。大自然是一位優秀的導師，它設計的每一個“音符”，每一種“旋律”都值得我們去發現，去追求，去實踐。

總之，仿生學的應用使建筑設計更完善、更自然，更創新，也使得建筑更加具有實用性和人性化。充分利用仿生學建筑學原理，并將二者有效的結合在一起，將會創造更美好的建筑設計造型，更能滿足人們對于美好的追求。