設計思維與自然元素再應用

馬亮亮（中國美術學院，浙江 杭州 310000）

本文主要針對自然元素與生態建筑的互為關系作為案例分析，從自然元素的體化應用、自然元素的量化應用、自然元素的形態應用三方面出發，進而引出如何提取自然元素應用的設計思維，并且通過圖文并茂的方式以及大師作品的講解對讀者起到一定的啟發作用，了解如何運用設計思維去探索自然元素在現實生活中的設計應用。

一、自然元素與生態建筑相關性分析

（一）自然元素與生態建筑的互為關系

大自然是最偉大的建筑師。在建筑結構上人類所遇到的很多問題，在現存的環境狀態中大自然已經給予了類似的答案。由于生物在長久進化的過程中，為了順應自然界的規律需要不斷的改善自己的組織和性能，它想要生存與繁衍，就必須要具備新陳代謝、應變周圍環境、完整的自我保護功能。只有做到這些要求，自然界中生物鏈的均衡和發展才能得到保持，進而才能渾然一體。雖然人們生活和成長需要有建筑作為自身主要的載體，但是作為地球中的一員，人們也應該讓建筑去適應與遵守自然狀態下的原則，不然就會破壞自然原本的環境，并且也會導致人類自身的毀滅性傷害。

在自然界中，有很多生物有著鬼斧神工的造型以及形態，往往這些形態元素會成為人類設計構思建筑的靈感來源。從水滴的動態表現和蛋殼的殼形結構看到了曲面與薄殼令人吃驚的元素本能；從樹葉的葉脈當中看到了互相交織的紋理結構。鳥會編織樹條做成巢穴，燕子會用泥巴制造出自己的巢穴，鳥所做的自己的巢穴仿佛向人類展示了許多奇特的建筑構造。這種對于生態建筑設計的仿生學原理常被許多建筑大師應用到建筑構造當中，從建筑本身的構造需要，按照動植物的微觀元素制造出了許許多多讓人感嘆的建筑作品，成為人類歷史上的一道風景線。

人類所居住的建筑不應該是一個單純用來遮風擋雨、簡單的鋼筋混泥土組成的避難所。它更是一個有生命的有機體的存在，如同鳥筑巢一樣，充滿自己的情感在里面。人類身在其中，就好像在大自然中生活一樣，無拘無束。如果自然元素與建筑相結合，那么在不久以后，我相信人類所居住的環境會變得豐富多彩，與大自然完美融合，會更加的充滿樂趣。

（二）以流水別墅為例分析

談到自然元素與建筑結構的相關聯系性，自然而然的會想到與自然環境完美融合的流水別墅。流水別墅建造在1936年，出自美國的建筑大師賴特之手。它在美國賓西法尼亞洲匹茲堡市相近的森林中。流水別墅顧名思義是坐落在小型瀑布之上的，它的材料大部分利用了與周圍山石相似的鋼筋混泥土的材料。并且利用了大玻璃的落地窗，產生了強烈的虛實對比。流水別墅采取了當代的鋼筋混泥土的建筑構筑的材料，完美的融合到了周圍山體樹林當中，恰是由于這個原因，才使得人感受到自己仿佛處在心曠神怡的境界中。

流水別墅反映的是自然與建筑結構的相關聯性和對自然環境元素的恰當應用以及對新原料的采納。人類所生活的載體其實與自然是相互關聯的，完完全全的可以融合進環境常態當中，成為環境中的一部分。合理的建筑不會毀壞自然現存的狀態，反之會和自然景觀完美的結合。

二、如何提取自然元素與生態建筑進行有機結合

自然元素設計是當代建筑創作的組成部分，它既是一門藝術又是一門理論；同時也受經濟和能源條件的制約。從建筑升級的角度來探討自然元素對建筑的重要作用，通過對自然元素的體化應用、量化應用與自然元素的形態應用進行探討，分析如何提取自然元素與生態建筑進行有機結合。

（一）自然元素的體化應用

自然元素的體化應用顧名思義是將自然界中微觀的元素進行宏觀的表現，自然界經過46億年的進化，已經形成了非常完善的自然系統。物種進化的豐富多樣，適者生存，現存的物種都是經過自然環境篩選的，大部分微觀的結構或者形態都是可以采納與利用的。比如，細胞的內部結構（見圖2-2-1），樹葉的紋理結構（見圖2-2-2），樹枝的伸展結構（見圖2-2-3），水的靜態結構（見圖2-2-4）等微觀因素都可以當作設計者的靈感來源。自然元素的體化就是將自然微觀結構放大或者直接將現存的自然結構進行整理規劃進而放大運用。

自然元素的體化應用可以很好的使設計融入環境中，也可以很好的利用自然元素的自身的特點讓建筑獨樹一幟。在如今高速發展的社會時代中，我們應該去感受自然給人們帶來的無限力量與美麗，從中提取適合人類使用的自然微觀元素，經過構思提取再優化處理，最后應用到建筑實際當中去（見圖2-1-5）。

自然元素的體化的應用會讓整個人類的生存環境與自然的現有狀態更加融洽，不會使得建筑看起來是違背自然常理，僅僅考慮到了人類的生存所需要的條件，而大量的破壞生態的現存狀態。

（二）自然元素的量化應用

自然元素的量化應用，量化應用的自身意思就是指數量的無限重復使用，使體驗者感受到量化的氣勢，給人一種視覺的沖擊力。自然的量化應用一般會用于建筑的外立面修飾，陳設裝置等大面積的設計當中。自然元素的量化應用是把自然元素具有特色的部分提取出來，進行重復使用。比方說，蜂巢菱形結構的應用，動植物花紋結構應用（見圖2-2-1）等。量化是大自然的一部分。一棵參天大樹由相似的樹葉量化重復給人一種宏偉氣勢的感覺；一群南飛的鳥群，量化重復組合構成不同的形狀，給人不一樣的美的視覺盛宴；一頭奔馳的獵豹，身上由無數斑點量化重復修飾，讓人感到一種連貫性與組織性。

具有相同屬性的元素，它們的量化應用可以創造一種愉悅的視覺形象，具有一致性。在簡單重復的基礎上增加稍微的變化，可以吸引觀看者的好奇心與注意力。在提取自然元素進行量化應用的時候要注意提取元素的可適用性與合理性。

（三）自然元素的形態應用

自然元素的形態應用樸素一點說就是保持原有的自然形態，使設計的構思與實施符合現存的自然現狀，而不是為了設計破壞現存的自然狀態去滿足人的需要，舉個很簡單的例子是說在建造一個民俗住宅的時候，有一棵樹阻礙了建筑的進程，設計者不是去把這課樹移除進行設計，而是保留現有的自然狀態，想方設法進行再設計，使得自然元素與設計有機融合；再舉個例子，在一個山坡上進行建筑設計，作為設計者不是要把山坡鏟平，而是保留山坡的原始形態，使得建筑形態去迎合山坡走勢，進行合理化的設計，與山坡進行完美的融合，這就是所謂的自然元素的形態應用。

這種形態應用是來源于自然元素的提取，其中包括建筑結構與地形地貌的相融洽，讓整個的環境中人為的建筑與自然環境之間的差別幾乎近似于消除狀態，進而讓建筑本身與大地渾然一體。大地與地形的連綿起伏完全的把建筑物的體量進行了融合，保留了大地外貌的完整性。在現代的建筑中，為了掩蓋和消除建筑存在的表象，往往是把建筑體量深深的埋入大地。具體來說，現代大部分的生存載體是將載體的外表形式的形成看作對地表和地貌的人為化的重構，進而讓載體的自身形態和大地地貌的融合效果達到最完美的狀態。

自然元素的形態應用恰當的嵌入了環境天然的肌理當中，將其大多數的體量用自然的方式來進行掩蓋隱藏，進而達到對自然環境影響的一種減弱效果。引入自然形態可以起到調節室內溫度、濕度以及凈化空氣的作用，除此之外，通過植物的新陳代謝，可以改善城市的熱島效應，吸收大量的城市有害物質，減輕城市的噪音污染。夏天可以對建筑起到遮擋太陽的效果，而冬天可以減少建筑外部的熱反射和眩光，對建筑本身起到保暖的作用。自然形態的應用讓建筑本身看起來與自然環境更加融合，減弱了城市自身僵化固有的表現形式，進而與自然環境更好的融合。

總結

地球是整個生物體系的共同家園，人類只不過是具有思想的一種高級生物，但不代表是地球僅存的一種物種。地球是成千上萬物種的共同家園，我們應該尊重每一種物種的生活環境狀態。不要因為人類自己的一時的舒服而毀掉了長久存在的地球。我國生態建筑規劃建設的步伐正在加快，作為設計師的我們應該善于從大自然中提取自然元素進行運用，使現代建筑與自然互為關聯，與環境相適應，使得建筑與環境更加的融洽以及讓人類生存的場所完美的融入到自然中去，打造生態、文明、和諧、可持續發展的生活生存環境，讓世界變得更加美好。