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【摘 要】伴随着自然的演绎和当今居住环境的巨大变化,仿生设计艺术越来越广泛地应用到建筑设计领域当中.该论文通过对仿生设计的研究,希望为设计找到合适的表现方式,为传达设计的内涵提供素材,使我们从自然形态中受到启迪.本文通过对一些建筑作品的形态上体现出来的仿生特征进行简要地分析介绍,指出建筑形态的仿生创作是当代建筑创作可以借鉴的一个重要途径.
【关 键 词】仿生设计；创新思维；建筑造型
1背景分析
如今社会发展的步伐越来越快,人们的压力与日俱增.在越来越缺少自然生机的人机环境中,人们越来越向往自然界的山川、河流、花草、虫鱼.近年来,仿生设计的理念在建筑设计领域中得到了越来越多的关注.建筑造型的仿生设计理念源于生活,通过对生活中的各种生物体的形象和功能作出具体的研究,寻找自然界中存在的科学合理的造型规律,并通过对这些造型规律的模仿设计来获取灵感,来丰富和完善建筑造型的一种处理手法.如对蜗牛、蝴蝶、贝壳、风车、菠萝等生活中的客观存在的动植物,通过对自然界中的生物形态的形象构成进行研究所得到的原始元素运用到建筑的造型设计中,并使该建筑与周边的环境有机融合在一起.从研究动、植物的生长肌理以及一切自然生态的规律中得到启发,结合建筑造型的自身特点而设计出适应新环境的建筑造型.因此,建筑的仿生设计是一种新型的发展趋势,仿生设计将越来越引起建筑设计师们的重视.
2建筑仿生的类型
2.1形态仿生
形态仿生就是从生物形态,器官甚至细胞,基因等宏观或微观的形象出发,进行形态的模拟.在很多情况下,给人以视觉的刺激.这种建筑仿生现象是最基本的仿生方法.也是最久远,最常见的.使用这一手法的建筑物对于周围的环境能起到重要的点缀作用,满足人们的猎奇心理,有的还更能形象地反映出该建筑物的使用功能,甚至还可以再现建造地区所常见的动植物特有的形象,产生出意想不到的宣传效果西班牙建筑师高迪(AntonioGaudi)曾经创造了大量生物特征极其明显的作品.他设计的神圣家族教堂从植物外形取得灵感,被认为是现代仿生建筑的开篇之作；
2.2结构仿生
这个结构不仅仅是力学结构,还包括组织原则通过研究生物整体或部分的构造组织方式发现其中建筑某部分的潜在相似进而对其模仿,以创造新的建筑形象或解决新的问题.悬索结构也是工程师受蜘蛛网启发,从而发明的.所有柔韧的材料如藤、绳、索都具有极强的抗拉特性.悬索结构广泛用于建筑设计上,日本的代代木体育馆,用数根自然下垂的钢索牵引主体结构的各个部位,从而托起了这座总面积达20000多平方米的超大型建筑；北京工人体育馆的双层辐射式悬索结构,外形好像平放的自行车轮,有上下两张有杆件相连的网.悬索结构可以造姿百态的形状,从某种程度上它是认识自然、改造自然中,科学、艺术与技术的综合.
2.3概念仿生
相对于前两种类型层次更高,因此就有着更重要的意义.这种建筑仿生现象是针对建筑的某些特性进行研究,找出其更深层次的内在原因,将原因上升为抽象的理论层次,运用这个理论与建筑设计的潜在相似,对具体的建筑设计进行指导.太阳能建筑就是模拟植物把太阳能转化为生物能的原理.将太阳能转化为可再生能源的建筑形式.产生于日本的新陈代谢理论就是看到生物体在生长、繁殖.运动等生命活动过程中不断出现新组织生长,旧机体衰亡的现象而进行理论抽象,又运用到建筑设计中.代表作有丹下健三设计的山梨文化会馆.中国的微排大厦等作品.
3仿生建筑中计算机技术的应用
目前,由于仿生建筑的复杂曲面结构,传统的人工设计制图在仿生建筑上结构建模和分析都存在很大的困难,计算机技术虚拟仿真设计为仿生建筑快速准确的实现成为可能,通过先进CAD/CAE软件可以提供较好的解决方案.利用汽车行业中常见的建模和分析软件CATIA--世界上最先进的3DCAD软件能很精确建立曲面模型.例如著名的钢结构鸟巢设计就是由这个软件设计出来的.
4仿生建筑的发展趋势
4.1仿生建筑应遵循自然规律
目前在国外,有一些专门做仿生类型的事务所,不过此类事务所的方案大多数结束在图纸上,建成的作品只占少数.英国借鉴仿生学原理的“未来系统”就是以一种相对简单系统下的自然程序来完成建筑作品.很多建筑师在作品中表现出仿生趋向,他们通过对结构、形体的推敲和模仿,让建筑展现给人们自然的有机之美.国内现在对仿生建筑的研究不多,侧重于形式仿生方面,其中在小型景观建筑方面有很多实例.已经建成的大型仿生建筑代表作品有江苏常州恐龙馆和天津博物馆.在国内有很多建筑以仿生建筑为名,但是实际上仿生的成分甚少,有的形象太过具象,被业内称之为“象形建筑”,目前正在广泛的争论之中.
仿生建筑昭示我们必须遵循和尊重自然规律,注意环境生态、经济效益与形式新颖的有机结合,建筑师应善于运用类推的方法,从自然界中观察吸收一切有用的因素作为创作灵感,同时学习生物科学的肌理并结合现代建筑技术来为建筑创新服务.
4.2仿生建筑应突出地域性特征
就我国目前的状况来说,由于文化背景的不同,对于这种前卫的建筑模式,我们的态度不应该以抄袭某个现有范式而满足,也不能让观者以“模仿得像不像”为标准来评判,而是要脚踏实地地分析今天国人特定的功能需求、技术及经济条件、审美习惯等,从先进的经验中找寻适合自身发展的启示,采取针对“此时”、“此地”、“此功能”的新环境策略.丰富多彩的生物界提供了千变万化的奇思怪想,仿生建筑刚刚起步,有着光辉的前景和漫长的道路.它的产生并不是个人或者某个部门能够单独完成的,它的诞生需要多门学科之间的通力合作,对建筑师的要求也就更高了.然而仿生并不能仅仅停留在作为一种处理手法的阶段,它不是一种存活数十年的流派,它应该具有永恒的生命,并且成为建筑师的一种意识,融入到日常的建筑设计中去.
4.3仿生建筑应注重环境的结合
仿生建筑注重环境、经济效益与形式创新的有机结合,是对建筑师综合实力的考验.狭义的仿生建筑最终落实到建筑形式的与众不同,而广义的仿生是对自然界生生不息的生命原理的借鉴.仿生建筑的意义既是为了建筑的创新,又是为了协调本身与自然生态环境的关系,保持生态平衡.仿生建筑作为建筑创新设计的一个方向,体现出“天人合一”的理论精髓,同时也是维持生态平衡的一种方法,因此在建筑设计发展过程中应广为应用.
5结束语
本文通过对三类建筑仿生现象的分析,可以清楚的看到建筑仿生现象创造的本质.人类对自然界的利用越来越充分,越来越精益求精.与此同时,人类更加注意到了人与环境的相融相通,其材料大都不再从自然界直接获取,而是根据其原理进行人工制造,越来越多地为我们大家的生存环境考虑而其风格也不再只从人类的主观思路出发,人与自然本就是个统一的整体,相辅相成,才能创造绿色空间并持续发展下去.