仿生建筑的造型设计

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［摘 要］建筑仿生设计是吸收动物、植物生长机理以及一切自然生态规律,结合自身建筑特点而适应新环境的一种创作方法,它无疑是具有生命力的也是可持续发展的.因此,结合当前日益严峻的环境形势,引入生态建筑造型仿生设计非常有必要.

［关 键 词］仿生设计；和谐；环境；自然

［中图分类号］TU201［文献标识码］A［文章编号］1005-6432（2012）6-0030-03

1引言

自进入20世纪70年代以来,环境污染、资源短缺、人口不断膨胀,导致人们对环境与自然的保护越来越多的关注,“生态”成了人们日常惯用的词语.关于生态的分支学科很多,例如海洋生态学,农业生态学等,可以说没有哪一样的学科能够像生态学科这样被广泛地发展普及,而建筑生态学也是这些分支中的一门.基于人们对环境问题的深入认识和人们潜意识中对于大自然的追求,生态建筑也越来越体现着它自身不可替代的优越性.因为生态建筑是无公害、无污染、健康舒适、节能环保的建筑类型,它能够利用生态学原理和方法,从而解决生态与环境问题.

模仿是生物的天性,是人与动物活动的基本特征.人类在发展演变的过程中,就充分地利用了这一本能,推动着人类的不断进步.这其中的一种模仿就叫做仿生设计.仿生设计这一方法在古代就早已产生,时至今日,它仍是人们不断探索并使用的高效创新手段.“物竞天择,适者生存”,这句老话揭示了自然界中所有的生物体的存在都是有合理性的,在大自然的锤炼中,一切生物在不断地演进,使得自己的各个部分的结构功能逐渐发展、完善,在这种形态下,形成了能够最好地满足其生存的功能和适应环境的“自然结构”.当人类的智慧和认知自然的能力有限时,效仿自然以及模仿自然的设计形式便诞生了,因为,这样不仅是解决问题的一种有效途径,更能在无形当中切合自然界的种种自然规律.建筑造型的仿生设计作为生态建筑的设计方法之一,更易形成一种造型别致,设计效果强的艺术品.并且,通过模仿生物体的自然属性,更体现了设计的人性化,成为建筑与环境和谐共生的纽带,从而也促进了环境的可持续发展.

2仿生建筑造型设计

建筑造型的仿生设计作为建筑仿生的设计手法之一,主要是指在设计中模拟生物体的形状或颜色等,属于一种比较感性的仿生设计手法,可以提高建筑与环境的亲和性、适应性,它与功能仿生设计、结构仿生设计等一样,体现了人类与生存环境的和谐关系.建筑造型的仿生设计主要分为象形仿生设计和抽象仿生设计.

2.1象形仿生设计

每个生物体都具有其本身的象征意义,形成了全人类的共同认识,例如：鸽子象征和平、圣洁和活力,蝎子象征憎恨和邪恶；同时也有不同国家不同地域形成的其他观点,我国的牡丹和竹子是国家的象征,而日本是以樱花作为自己国家的象征.基于生物的这种象征意义,建筑师也可以运用象征的手法来表达设计想法和共同的价值观念.象形仿生建筑涉及了许多的生物,对它们的模仿体现了生物与人类的共同本质,那就是生命的本能.弗兰克盖里、尤金崔和迈克尔索金等建筑工作室是擅长将生物象形、建筑功能和时代风格结合的大师,他们当中很多的设计都运用了象形仿生的手法,形成了一系列具有标志性的前沿建筑风格.

在结构派的大师弗兰克盖里的作品中,鱼和蛇是经常会出现的象形仿生形象.斐欧那拉基普曾经这样分析盖里的设计：“鱼的频繁出现是功能对形势、结构灵活性的需要.”并且,盖里经常使用钛作为建筑材料,使建筑拥有流动的曲面和生物体般的光泽,正如查尔斯詹克斯所说：“一个新的交叠的弯曲表面,像鱼鳞或者犰狳皮.”这种材料取材于美国本土,辅以新颖灵巧的构思和创新,使用相近风格来处理钛,使其成为建筑的外贴面材,使得建筑更具有风格性.

1987年建成的鱼舞餐厅位于日本神户高速公路旁,在繁忙的港口营造了喧闹的气氛.盖里的选材尊重了周围的工业气氛,用连接网做的高达198米的巨型鲤鱼具有完美的形式和感人的动态.透过餐馆内部的蓝色铝合金玻璃幕墙向外观看鲤鱼建筑,仿佛置身于海底世界,这个建筑也因此成了神户的标志性建筑,吸引着广大的游客.

2.2抽象仿生设计

通过把自然生物造型抽象化而得来的建筑造型是建筑特有的有机造型,与象形仿生相比,抽象仿生显得更具有深层内涵,更具有建筑感,是大量建筑仿生建筑采用的手法.抽象仿生设计由来已久,典型性的例子就是人们了解的古希腊柱式的人性模拟：多利克柱式模仿男性比例,粗壮刚劲；爱奥尼克柱式模仿女性特征,柔美典雅.现代建筑当中也有许多建筑师追求创新,营造自然与建筑之间的和谐,结合当时的艺术领域对建筑的启发,设计出的建筑造型与自然形态有许多相似之处.受到表现主义和有机建筑理论的影响,一些建筑师创造了许多抽象仿生设计的典范之作.这一设计手法的大师有很多,例如安东尼高迪、门德尔松、勒柯布西耶.

圣地亚哥卡拉特拉瓦是一位将结构美和建筑美紧密结合的设计师,他把艺术、科学、技术融为一体,不仅从自然生物的外部形态中获取建筑设计形式的灵感,也善于从人或动物的运动形式和结构中寻找能体现生命规律和自然法则的结构方法.他认为“运动就是美,古典主义在过去就了解了这一点”,“奔驰的高速列车的美和21世纪未来派探索的美具有相同的性质”.他的建筑往往处于一种模拟生命运动而跃跃欲试的状态,使人们不由得对他的建筑产生期待和联想.他设计的西班牙塞维利亚市阿拉米罗大桥,全长200米,由13对钢索斜拉固定在142米高的58度斜桥塔上,桥塔与桥面间建立了平衡的对话关系,作品概念源于1986年他的一个名为“奔跑的躯干”的构思.

3仿生建筑造型设计的原则

建筑的仿生设计有其独特的设计原则,例如整体优化原则,适应性原则和多功能原则.而这些原则主要是针对功能仿生、结构仿生、能源利用和材料仿生来说的,指的是建筑结构、功能等的高效、经济以及对于环境气候等的调节功能.

在不断地了解中认识到,对于建筑造型的仿生设计,无论是象形仿生,还是抽象仿生,都应同样尽量做到整体优化和适应性的原则,只不过,我们可以从另一个角度来考虑这两个原则的含义.由于仿生设计为设计师提供了一种能与自然和大众沟通的良好的桥梁,是人们能够理解和接受设计师的非常好的手段,并且还能够大大地满足人们日益提高的物质文化追求.因此如果一个设计师能够很好地利用仿生设计,说明他的思想当中蕴涵着对自然环境的尊重与热爱,这个建筑也就在无形当中体现着对自然环境的义务和责任,这样的一座建筑要比普通的高楼大厦更能体现对环境的亲和,也提醒着周围的人,提高对环境的关心和爱护.

3.1整体优化的原则

整体优化原则是许多在仿生建筑设计上取得卓越成就的大师都推崇的原则,他们都很强调建筑的整体性.

仿生造型的建筑师们力图创造新的、有意义的建筑形式,以求探寻能够体现新的审美观念的途径,尽量突破传统建筑的形式禁忌,完全拒绝传统建筑艺术所强调的完满统一、规整、严谨有序的构图章法,对传统建筑进行消解和淡化,尝试塑造一种前所未有的建筑形象.但这是很难的,这是一种将建筑艺术提升为一种能表达更深层次的纯艺术,如果艺术积累不到位又一味地追求突破的话,就容易造成设计的作品给人不伦不类的感觉,缺少共鸣.因此,我们在设计当中就应该注重建筑的整体性,也就是建筑自身给人的感觉应该是和谐统一的,就建筑的造型而言不能造成建筑的各个部分不协调、混杂的效果,这也是其他艺术门类所共有的原则.

3.2适应性的原则

适应性原则更是设计师应认真对待的,因为这一点能很好地体现环境与建筑的和谐共生.就像生物与自然环境的和谐共生一样,建筑要与周围的环境条件和用途相适应,要与环境的主题相适应.

以下是两个建筑与当地的自然环境相适应的良好例子,设计者结合当地的地理环境和周围的建筑形态,对生态造型进行了具有针对性的设计,十分值得我们学习和借鉴.

伯兹波特摩斯拉萨姆参与设计的欧洲海滨小镇莫克姆的滨海区城镇重建方案竞赛,设计师提供了一个惊奇鲜亮的想法：结合周围的环境,受到光和当地集市上厚重的钢结构以及维多利亚海滨极度铺张的影响,形成了由钢结构和玻璃等构成的四只光色鲜亮的大虾形态建筑,建在滨海防浪堤的地基上,代表着当地未合并前的四个村落,目前的功能分别为娱乐中心、音乐厅、码头和救生艇站.四只大虾如发光的宝石点缀着带有休息亭和娱乐小摊的海边林荫道.

虽然政府最终未执行这个没落小镇的重建计划,但这个方案却体现了设计师尊重当地环境的原则,同样,美籍华人尤金崔认为自然形态是最美的,他经常以色彩和材质对动物体进行模拟.他的作品,海上浮城概念设计也是一个适应性极强的例子.

海上浮城针对一个10万人的社区,采用了非常原始的三叶虫形状的设计平面.这个规划追求自给自足的自我管理,漂浮在超过1609米的政府管辖海岸线上.结合当地的地理条件,三叶虫的头部是山脉,能使潮汐性海浪方向发生转变,起到保护城市的作用；在水中延伸的山体分支能提供随着人口发展所需要的充足农业用地.其建造的方式类似海洋生物的骨骼生长过程,先在海水中以电解盐方式将沉在水中的钢结构上的混凝土建好,然后上浮到水面,来完成水面建筑的施工.

除了与自然环境相适应外,还可以结合当地的风土人情来进行设计,这是建筑与人进行无形沟通的良好方式,使人们更容易接受和记住建筑本身及建筑师的设计构思,同时也能成为当地的文化向导.

安东尼高迪是建筑领域中表现主义的一位大师,他反对宗传统教主义的教条,拯救机械时代沦落的人性和艺术.受到这个影响,他的建筑融合了不少的自然形态和色彩,具有动感和韵律.1910年的米拉公寓就是高迪抽象仿生建筑的适应性的集中体现.高迪结合当地的传说,设计了自由浮动如波浪的檐线,明显如动物骨骼的墙身,使得整个建筑有一种野性的张力和生命&

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根据建筑本身的建筑用途来进行设计,也是体现仿生造型建筑适应性的方式,它能够使人们在第一时间了解建筑的意图,加强了建筑本身的宣传性.

建筑大师柯布西耶是有机主义的大师.例如廊香教堂的有机造型在当时受几何学思维惯性影响的建筑界引起了极大的震动.柯布西耶根据教堂的用途设计的仿生造型,给人丰富的联想,合拢的双手,修女的帽子,两个修士等,体现了建筑与主题作用的适应性.有学者认为,柯布西耶的廊香教堂具有相当高的价值意义,它前承高迪、门德尔松的表现主义,后启50年以后的隐喻主意和形态上的有机主意,是现代主义向后现代主义转化的顶级力作.

除此之外,比较典型的例子还有圣地亚哥卡拉特拉瓦设计的法国昂赛特拉斯火车站,它模拟了展翅欲飞的大鸟,与埃罗沙里宁的纽约环球航空公司候机楼颇为类似,隐喻了对行驶速度的期盼.高翘的屋檐结合了翅膀的造型,从侧面看可以联想到食蚁兽,内部玻璃窗棂又有动物肋骨的张弛感.

4结论

自然环境问题的日益严峻,使得人们越来越关注生态仿生造型建筑.大自然是经济的,经过数百万年进化的生物们都在以最低的消耗来满足自己的生活需要,建筑的设计可以利用这一天然的有利条件,来减少对资源环境的消耗,从而把浪费和消耗降到最低,因此,生态仿生建筑造型作为生态仿生建筑的一种形式,也应当是自然与建筑的和谐体,它提醒着人们对于环境、自然的关注.

生态仿生造型的建筑,也可以说是一种有生命的建筑,事实上,这种有生命的建筑也是人们长久以来所梦寐以求的.因为,建筑发展到今日已能做到满足人类舒适的生存需求,但同时也使人们离自然越来越远,无形之中,建筑成了人与自然环境之间的障碍.因此,自建筑师成为独立的职业以来,从未停止过对仿生建筑的探索.古希腊罗马时期以至文艺复兴时期,建筑设计多少会参照生物体的构成逻辑.19世纪末20世纪初新艺术运动,开始效仿生物,来满足工业革命新技术对于新造型的渴望.19世纪、20世纪转换之际,先驱苏利文提出“形随机能”,影响了“有机建筑”的发展.19世纪90年代晚期,随着盖里惊人的代表性建筑――毕尔巴鄂古海根博物馆的落成,由计算机辅助的新建筑思潮广为流传.直到今天,数字时代的到来,人们才看到了真正的希望.

总而言之,时代的发展需要造就了生态仿生建筑造型的发展,随着人类的不断进化,无论是象形仿生设计还是抽象仿生设计,都会不断诞生新的创意；同样,在不断地时代变换中,人们离不开建筑仿生设计的创新.但是变化的永远是创意,唯一不会变的是人类追求与自然、与环境永恒和谐共生的原则.