仿生元素在展覽建筑造型中的運用研究

溫玲

摘 要：文章以仿生元素在展覽建筑造型中的運用作為切入點，通過一系列具有仿生元素的展覽建筑案例進行分類研究，歸納出仿生展覽建筑造型的生成模式與法則，即展覽建筑造型結(jié)構(gòu)仿生、展覽建筑造型仿生、展覽建筑表皮仿生、展覽建筑空間的功能仿生、展覽建筑生長過程仿生，解析其設計思維和設計方法，激發(fā)建筑設計師在設計新的建筑作品時的新的思路和方法。

關鍵詞：仿生元素;展覽建筑;造型設計

基金項目：本文系2020年廣西教育廳中青年課題“廣西少數(shù)民族儺文化基因要素在文創(chuàng)品設計中的應用研究”（2020KY30027）、2020年度廣西藝術(shù)學院教學研究與改革立項項目“廣西地域文化元素融入《展示空間設計》課程的實踐與探索”（2020JGY43）研究成果。

一、仿生元素在展覽建筑造型中的發(fā)展

仿生學這個名詞來源于希臘文“Bio”，具有生命之意。1960年美國學者斯蒂爾最先提出“仿生學”的概念。它是一門模仿生物特征和生物系統(tǒng)并與其他學科有著緊密關聯(lián)的學科，從其誕生到發(fā)展只有短短的幾十年，但涉及的學科領域和研究成果卻非常廣泛。展覽建筑是近代建筑發(fā)展衍生出的一種新的建筑形態(tài)，是在建筑內(nèi)容和建筑文化不斷擴充和演變的基礎上逐漸形成的一種建筑類型。

最早的大型展覽館建筑是1851年英國的倫敦水晶宮，其代表著當時英國工業(yè)革命的成果和科學技術(shù)的進步。倫敦水晶宮突破了傳統(tǒng)建筑的材料特點，選用鐵架骨架結(jié)構(gòu)，以木頭和玻璃為主要建筑材料，其建筑藝術(shù)造型就像一座“水晶宮”，因其整體透明寬敞而名聲大噪，更因其建造用時不到九個月而曾轟動全世界，堪稱建筑工程的奇跡。

二、展覽建筑內(nèi)部空間的“虛擬生長”

伴隨著社會的多元化發(fā)展，大型展出、群體活動的形式類別愈發(fā)豐富，展覽建筑承載的功能不斷增多，多功能性成為展覽建筑的主要特點。展覽建筑內(nèi)部空間是藝術(shù)發(fā)生和創(chuàng)作的場所，從藝術(shù)發(fā)展的角度講，展覽建筑內(nèi)部空間是藝術(shù)展示直觀形象的表征形式。如日本建筑設計師磯崎新為中國中央美術(shù)學院設計的新美術(shù)館，展館內(nèi)部采用了立柱空間的設計，展廳的頂部利用殼體的剖面造型，設計出了類似月亮造型的采光頂，陽光能很好地透過屋頂照射到展廳里，讓整個展館顯得非常通透和開闊，觀眾在展廳里行走，似乎置身于無邊界的空間，設計讓空間與墻之間的界限變得越來越模糊。內(nèi)外空間不再作為區(qū)分展覽空間與非展覽空間的界限是中國當代藝術(shù)展館發(fā)展的大趨勢，展廳的設計采用了弱化展墻的概念，讓空間與空間之間相互滲透，形成內(nèi)外無邊界的建筑空間關系。

三、仿生展覽建筑造型的生成模式與法則

仿生展覽建筑是仿生學科在建筑領域跨界發(fā)展產(chǎn)生的建筑類型，主要是通過對大自然生物體的形態(tài)、骨骼結(jié)構(gòu)、表皮、功能及生命周期生長規(guī)律等方面進行參考和借鑒，并通過技術(shù)手段使其形成高效、合理并適應環(huán)境發(fā)展的建筑類型。

（一）展覽建筑造型結(jié)構(gòu)仿生

馬克思在《資本論》里曾贊嘆：“蜜蜂建筑蜂房的本領使人間的許多建筑師感到慚愧。”蜜蜂在建造蜂巢時對材料和空間的利用率非常高，幾乎達到完美，蜂巢的結(jié)構(gòu)使其承載能力可以達到其等重材料的最高限度。人類通過對大自然的觀察，根據(jù)蜂窩的建造原理，仿其結(jié)構(gòu)制成適合現(xiàn)代社會需求的新型產(chǎn)品和材料。基于這種結(jié)構(gòu)特性，仿生建筑設計代表設計師——西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦，將仿生設計理念與建筑設計原理相結(jié)合，設計了美國密爾沃基藝術(shù)博物館。該展館在建筑外形結(jié)構(gòu)設計上模仿了飛鳥的翅膀，建筑的主體使用大量密集的百葉窗象征了飛鳥翅膀的肋骨，觀眾只要抬頭往天空看，就可以看到類似于飛鳥的骨架結(jié)構(gòu)輪廓。在展覽建筑屋頂?shù)脑O計上，卡拉特拉瓦模擬了飛鳥關節(jié)的運動軌跡，讓展覽建筑的屋頂具有展開和關閉的獨特功能，使展覽建筑在結(jié)構(gòu)和功能上有機結(jié)合，充分展示了仿生元素與展覽建筑結(jié)構(gòu)相互結(jié)合的魅力。

（二）展覽建筑造型仿生

自然界蘊含著無數(shù)千姿萬態(tài)可供參考模仿的生物體。當仿生學與建筑學、藝術(shù)學科發(fā)生交叉碰撞，就會產(chǎn)生新的建筑藝術(shù)作品。大膽創(chuàng)新又富有特色的展覽建筑造型是展館設計孜孜追求的藝術(shù)。由雅克·赫爾佐格、德梅隆、艾未未以及鋼共同完成的設計作品——中國國家體育場（鳥巢），其外觀是由無數(shù)根鋼筋焊接而成的網(wǎng)格狀構(gòu)架，看上去就像用樹枝編織而成的鳥巢。在大自然中，小鳥是用草和很多不同的、柔韌度相似的纖維材料與樹枝纏繞，編織成鳥巢。來自日本的設計師西澤立衛(wèi)設計的豐島藝術(shù)博物館，其建筑造型看上去猶如一滴水，它的整個建筑采用的是25cm厚的白色混凝土殼，從建筑內(nèi)部完全看不到任何的承重梁或結(jié)構(gòu)柱子，展館造型采用的是殼膜包裹的設計，館內(nèi)沒有過多進行修飾和包裝，設計靈感來源于大自然的水滴形狀，所以展館的造型是水滴造型，設計初衷是為了與周邊的山、田、海灘完美融合。

（三）展覽建筑表皮仿生

展覽建筑表皮就是展覽建筑的外部空間形象，它依附于展覽建筑的內(nèi)外立面，并有一定的排布規(guī)律和韻律感。日本建筑師安藤忠雄在做建筑設計時，非常擅長使用材料去裝飾建筑表皮，他曾說：“任何一種材料只要正確運用就能讓其爍爍生輝。”布里斯班的M3Architecture事務所設計的澳大利亞知識樹紀念館設計的靈感來源于重溫記憶，該展館建筑是為了紀念一棵有歷史意義的樹。現(xiàn)今，建筑師對展覽建筑表皮仿生的理解也是多樣的，有些注重建筑材料的仿生，有些注重展覽建筑表皮的形式美感仿生，但隨著未來新技術(shù)、新材料等的發(fā)展，展覽建筑表皮只是為建筑提供一個簡單的物質(zhì)基礎，在現(xiàn)代聲光電科技發(fā)展背景下，會有更多可隨心所欲切換更新的展覽建筑表皮，建筑師也會創(chuàng)造出更多的仿生展覽建筑表皮形態(tài)。

（四）展覽建筑空間功能仿生

展覽建筑空間功能仿生包括模擬生物形態(tài)、轉(zhuǎn)化自然界生物結(jié)構(gòu)和性能等。例如，深圳的華·美術(shù)館是由一座廢舊的洗衣廠房改建而成的，其造型酷似蜂巢，因此又被稱為“蜂巢”。展館采用六邊形鋼結(jié)構(gòu)重疊組合而成，不銹鋼和深藍色玻璃組合的表皮，賦予了建筑更有趣的外觀，形成強烈的視覺沖擊，同時也使建筑的表皮下保留了過去建筑的歷史和意義。荷蘭尼爾特·詹斯設計的淡水館，就是建筑和展品融為一體的藝術(shù)品。展館內(nèi)的空間造型、燈光全部都模仿了水流動的形態(tài)和功能，館內(nèi)的墻面、地板、屏幕、界面都具有特殊的可觸摸功能，參觀者還可以在展館內(nèi)創(chuàng)造奇特的藝術(shù)造型。

（五）展覽建筑生長過程仿生

西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦曾說過，“生長”出現(xiàn)在生物學領域，我們可以很容易的理解，即出生、成長、成熟、衰老的變化過程，但“生長”的原則同樣也可以應用在建筑界。在仿生建筑的空間模式中，生長的意義在于表現(xiàn)出仿生建筑空間的營造方式方法，其含義與自然界中生物生長基本相同，生長的意義為形態(tài)的變化，即把自然界中生物的形態(tài)變化規(guī)律應用于仿生建筑，通過仿生建筑的空間組織表達出來。著名建筑設計師弗蘭克·蓋里設計的畢爾巴鄂古根海姆博物館，其建筑造型狂野大氣，爍爍生輝的有機金屬材質(zhì)和瘋狂扭曲的表皮像盛開的金屬花朵般，向上不斷攀升、生長。這個展館在設計過程中先是采用了自然塑形的方法，接著借助計算機設備設計制作出建筑模型后，采用數(shù)字化設備將模型進行分割、編號最后施工、組裝、搭建而成。中國著名的設計師馬巖松為美國紐約世界貿(mào)易中心設計的“浮游之島”采用了超前沿的設計理念，設計方案中整個建筑酷似一排巨大的樹林覆蓋在城市的上空，建筑頂部造型的表皮設計出抽象、自由的樹葉，建筑造型磅礴大氣，富有生長活力。

四、展覽建筑的仿生設計未來發(fā)展

隨著全球化發(fā)展速度的加快，空間設計的創(chuàng)意正以其獨特的姿態(tài)面向新時代。對于如何才能更好把握環(huán)境藝術(shù)設計和創(chuàng)意，有人是這么回答的：“設計源于藝術(shù)，優(yōu)秀的設計師需要有藝術(shù)家的思維習慣，并且要將藝術(shù)家式的睿智運用于設計的全過程，從設計發(fā)展的趨勢來講，用藝術(shù)的眼光去搞設計才是明智之舉。”所以，仿生藝術(shù)思維下的空間設計需要創(chuàng)新，更需要從實踐中深化發(fā)展，只有大膽創(chuàng)新的藝術(shù)設計思維，才能把創(chuàng)意設計引入到可操作的藝術(shù)設計案例中，使藝術(shù)設計實現(xiàn)縱橫式、跨越式的發(fā)展。我們在創(chuàng)新的同時還要注重社會人文環(huán)境的系統(tǒng)需求，為了實現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)設計向更深層次的方向發(fā)展，設計師需要不斷深入現(xiàn)實，去探索大自然賦予人的各種靈感，進而得到更多的設計創(chuàng)意。

五、結(jié)語

仿生緣于科學家對大自然的探索，隨著科學與技術(shù)的發(fā)展，仿生學科與建筑學科的互動也越來越緊密，兩個學科甚至多個學科之間的跨界與合作變得越來越生動有趣。仿生元素在展覽建筑造型中的運用，不但賦予了設計更多的實際功能，讓展館建筑活潑而新穎，富有激情和詩意，它更促進了人與自然、自然與建筑之間的和諧。嶄新靈動、自由的仿生學科朝著建筑學科方向發(fā)展，相信在未來的建設中，建筑仿生學將會給我們帶來更多新的驚喜。

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作者單位：

廣西藝術(shù)學院建筑藝術(shù)學院