探析形態(tài)仿生在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

本文通過(guò)對(duì)形態(tài)仿生概念以及設(shè)計(jì)手法的的分析，歸納和總結(jié)出在建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中如何結(jié)合形態(tài)仿生的設(shè)計(jì)理念更好地設(shè)計(jì)出符合時(shí)代要求，讓人與自然能夠和諧相處的設(shè)計(jì)作品。最后指出形態(tài)仿生學(xué)的發(fā)展對(duì)建筑設(shè)計(jì)的形成與發(fā)展有重要的意義與價(jià)值。

不可否認(rèn)，在全球化科技浪潮席卷下，建筑設(shè)計(jì)正在并將繼續(xù)以前所未有的速度發(fā)展著。很多當(dāng)代建筑師也正在考慮在其作品中反映當(dāng)代科技的意義與目的的同時(shí)，轉(zhuǎn)變一貫的“機(jī)械意象”的堅(jiān)持，嘗試科技、自然、設(shè)計(jì)的互動(dòng)發(fā)展，運(yùn)用更有機(jī)的手法結(jié)合現(xiàn)代科技來(lái)傳達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念，以此形成一個(gè)整體循環(huán)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。仿生學(xué)的發(fā)展無(wú)疑為此注入了一股活力。

關(guān)于仿生學(xué)

所謂“仿生”，顧名思義就是向生物學(xué)習(xí)、模仿或取得啟示，仿造各種生物的優(yōu)點(diǎn)以用于人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)造或改進(jìn)。仿生學(xué)的問(wèn)世，標(biāo)志著人們對(duì)生物科學(xué)的研究進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，也意味著人類(lèi)文明程度的顯著提高。而“建筑仿生學(xué)，指在建筑學(xué)固有的性能與特點(diǎn)范圍內(nèi)，將現(xiàn)實(shí)中自然形態(tài)、社會(huì)生態(tài)的特征與規(guī)則合理運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)學(xué)科?！彼兄喾矫婧投鄬哟蔚姆诸?lèi)，如結(jié)構(gòu)、外形、功能、材料等，適用領(lǐng)域極為廣泛。從國(guó)內(nèi)外建筑仿生設(shè)計(jì)學(xué)的發(fā)展情況來(lái)看，形態(tài)仿生設(shè)計(jì)和功能仿生設(shè)計(jì)是目前建筑仿生設(shè)計(jì)研究應(yīng)用的重要領(lǐng)域。本論文將著重圍繞建筑設(shè)計(jì)與形態(tài)仿生設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容做進(jìn)一步的闡述。

建筑形態(tài)仿生分析

生物形態(tài)反映的是自然屆生物存在的一種客觀狀態(tài)，是生物體內(nèi)在屬性的外在表現(xiàn)，對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)，脫離了自然環(huán)境和功能等因素的單純的形態(tài)沒(méi)有意義。但是對(duì)于仿生設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，單純的生物形態(tài)本身也具有豐富的借鑒意義和啟示作用。

建筑形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是指直接從模仿自然生物的形態(tài)特征入手，并加以戲劇性和藝術(shù)性的效果處理的一種設(shè)計(jì)手法，是人們?cè)陂L(zhǎng)期向大自然學(xué)習(xí)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)積累經(jīng)驗(yàn)，在依據(jù)原型的基礎(chǔ)上發(fā)揮創(chuàng)造性思維而創(chuàng)造出更優(yōu)良、多樣化的形態(tài)的過(guò)程，一般可以從以下幾個(gè)分類(lèi)來(lái)研究：

1.直接形的仿生

直接形的仿生也指比較形象、逼真地再現(xiàn)事物原來(lái)面貌，尤其傾向于對(duì)大自然各種各樣的看得見(jiàn)，摸得著的實(shí)體進(jìn)行模擬，它給建筑帶來(lái)新穎的造型和生動(dòng)的形象，讓人們立刻產(chǎn)生對(duì)生物的聯(lián)想，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)仿生的最直接的方法。它一般比較注重自然形態(tài)本身的物理幾何構(gòu)成，傳達(dá)的主要是生物形態(tài)的物理屬性，通常具有很好的情趣性、有機(jī)性、可愛(ài)性，所以在各地少年宮、幼兒園和其他具有特殊使用用途的建筑物上有更明顯的體現(xiàn)。

直接形的仿生不等于直接原封不動(dòng)地照搬自然形態(tài)，對(duì)具體物象的直接套用，而是要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?，使其吻合現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的功能和審美需求的形態(tài)特點(diǎn)。這是進(jìn)行直接的具象形態(tài)仿生的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。墨西哥建筑師哈維爾·賽諾西設(shè)計(jì)了一座形如“鸚鵡螺”的小屋，整個(gè)外形模仿鸚鵡螺貝殼的形狀，在巨大的鑲嵌著彩色玻璃墻的房屋內(nèi)部，到處種滿了各種植物和小樹(shù)，從樓梯盤(pán)旋而下的時(shí)候感覺(jué)就像軟體動(dòng)物趴在植被上，被建筑師本人稱為“生物建筑”。

當(dāng)然，我們也經(jīng)常會(huì)看到一些簡(jiǎn)單模仿某一形象的作品，大都已背離了建筑仿生的意義，只是一種單純追求新奇噱頭的效果，它既無(wú)創(chuàng)新的價(jià)值，又破壞了周?chē)沫h(huán)境，需要引以為戒。

2.間接意的仿生

所謂“意”即指“心理意象”，也就說(shuō)事物可以根據(jù)不同的需要抽象成不同的程度，可以是對(duì)事物的具象的模糊性再現(xiàn)，也可以是高度抽象的模仿性再現(xiàn)，還可以是高度抽象的非模仿性再現(xiàn)。

間接意的形態(tài)仿生過(guò)程不僅僅只是停留在建筑物的外形設(shè)計(jì)，而是賦予了建筑物更為深層的含義，讓人產(chǎn)生聯(lián)想與想象，也是在現(xiàn)代建筑仿生設(shè)計(jì)中用的最多最普遍的一種方法。這種仿生設(shè)計(jì)不僅能夠反映建筑物的藝術(shù)造型美，還往往蘊(yùn)含著機(jī)智與深邃的知識(shí)內(nèi)涵，這點(diǎn)無(wú)論從古希臘利用多利克柱式體現(xiàn)男性的陽(yáng)剛，利用愛(ài)奧尼克柱式體現(xiàn)女性的柔美，還是到現(xiàn)代的各類(lèi)千奇百怪的仿生建筑形態(tài)設(shè)計(jì)都能看出來(lái)。

此類(lèi)形態(tài)仿生與直接形的仿生最大的不同之處在于它通常具有高度簡(jiǎn)化的特征，能用點(diǎn)線面的變化組合來(lái)表現(xiàn)建筑的美感和神韻，抽象的轉(zhuǎn)換所得的建筑造型韻味、特色十足。意象仿生通過(guò)研究生物千姿百態(tài)的規(guī)律，然后探討它們?cè)诮ㄖ蠎?yīng)用的可能性，這不僅要使功能、結(jié)構(gòu)與新形式有機(jī)融合，而且是超越模仿而升華為創(chuàng)造的一種過(guò)程。這樣也對(duì)建筑設(shè)計(jì)師的審美、綜合素養(yǎng)以及創(chuàng)新能力提出了更高的要求。

比如扎哈.哈迪德設(shè)計(jì)的廣州歌劇院，主要受到了河谷概念以及卵石在水中受到侵蝕過(guò)程的影響。整個(gè)外形設(shè)計(jì)就像河流中被沖刷平滑的鵝卵石，圓滑的過(guò)度貫穿在不同的元素和不同的樓層間，使得流動(dòng)的感覺(jué)在空間內(nèi)得以延續(xù)。這不僅是一次對(duì)仿生形態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，更體現(xiàn)了一種對(duì)城市文脈的獨(dú)特探索，對(duì)未來(lái)充滿了雄心壯志和樂(lè)觀主義精神。

3.綜合的形態(tài)仿生

“形者神之質(zhì)，神者形之用”，所謂綜合的仿生即指形與意結(jié)合的仿生方法，對(duì)一種物態(tài)既要模擬它的形體，同時(shí)又考慮對(duì)其神韻的傳達(dá)，達(dá)到形神兼?zhèn)涞哪康?。?shí)際上建筑的形態(tài)是集功能材料、色彩、肌理等物質(zhì)要素以及當(dāng)代科技、文化、藝術(shù)等要素于一體的綜合的視覺(jué)呈現(xiàn)。在真實(shí)的建筑設(shè)計(jì)中，生物的形態(tài)模擬和意義的傳達(dá)往往相互交叉融合，沒(méi)有明顯的界線。

最具代表性的例子莫過(guò)于臺(tái)北101大樓，設(shè)計(jì)靈感源于竹子，寓意學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。建筑多節(jié)式外觀，高聳入云，宛如花開(kāi)般節(jié)節(jié)登至富貴頂峰，象征生生不息的中國(guó)傳統(tǒng)建筑意涵，無(wú)論形態(tài)還是寓意都把竹子這種自然物態(tài)的仿生學(xué)意義發(fā)揮到了極致。

形態(tài)仿生對(duì)現(xiàn)代建筑形態(tài)探索的意義

1.仿生思維提高了概念設(shè)計(jì)的效率，豐富了建筑造型語(yǔ)言

通常來(lái)講，一個(gè)設(shè)計(jì)的概念決定了設(shè)計(jì)的方向，利用仿生思維不僅節(jié)省了時(shí)間，還大大提高了概念設(shè)計(jì)的質(zhì)量，豐富了造型語(yǔ)言。大自然豐富的形體結(jié)構(gòu)， 多維的變化層面， 巧妙色彩裝飾和圖形組織以及它們的生存方式、肢體語(yǔ)言、聲音特征、平衡能力為我們?nèi)斯ば螒B(tài)設(shè)計(jì)提供了新的設(shè)計(jì)方式和造美法則。有機(jī)多層次的結(jié)構(gòu)給建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的審美標(biāo)準(zhǔn)和多元的造型語(yǔ)匯，建筑師不必參照過(guò)去或現(xiàn)在的歷史形式和藝術(shù)風(fēng)格，使建筑擺脫了固有的思維模式，拓展了設(shè)計(jì)的可能性，增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜與趣味性，是設(shè)計(jì)創(chuàng)新不斷的源泉，為城市注入了新的活力。

2.迎合了人們回歸自然的精神需求

在沒(méi)有文字的年代，不僅精神功能需要語(yǔ)言的傳承，物質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)總結(jié)也需要語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，于是在這個(gè)過(guò)程中，作為物質(zhì)文化的住房形式便以之為媒介與大自然緊密的聯(lián)系在一起。例如我國(guó)云南景頗族和哈尼族的建房歌就深刻的體現(xiàn)了他們?cè)缙谑茏匀粏⑹具\(yùn)用仿生學(xué)的意識(shí)?！翱匆?jiàn)了野豬拱地學(xué)會(huì)了挖地基，看見(jiàn)了牛甩尾巴學(xué)會(huì)了用大刀和斧子，看見(jiàn)了蛇橫架在樹(shù)上學(xué)會(huì)了架梁子，看見(jiàn)了牛肋骨學(xué)會(huì)了架椽子……”

利用現(xiàn)實(shí)事物建構(gòu)的口承民俗傳說(shuō)，從最初把客觀的人與自然的關(guān)系主觀化為人神關(guān)系，到還原為客觀的人與自然、人與人的關(guān)系，反映了人們各個(gè)時(shí)期主體意識(shí)的覺(jué)悟，它所倡導(dǎo)的社會(huì)規(guī)范貫徹到人們的日常行為活動(dòng)中，指導(dǎo)著人們的建房活動(dòng)等社會(huì)實(shí)踐。隨著科技的發(fā)展，其精神意義也會(huì)不斷傳承，發(fā)揮其效能和影響。

當(dāng)今的信息時(shí)代，人們對(duì)設(shè)計(jì)的要求不同于過(guò)去只注意功能的優(yōu)異領(lǐng)先，而是追求清新、淳樸，注重返樸歸真和探討個(gè)性的自律。形態(tài)仿生讓設(shè)計(jì)回歸自然，賦予設(shè)計(jì)形態(tài)以生命的象征是人類(lèi)對(duì)精神需求所達(dá)到的共識(shí)。各種生物符合自然生存法則的自身特性的生長(zhǎng)機(jī)制也讓設(shè)計(jì)師必然考慮設(shè)計(jì)的靈活與社會(huì)屬性，以期能更好的達(dá)到宜人性的目的。

3.促進(jìn)自然與技術(shù)的結(jié)合發(fā)展

形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是在與技術(shù)的相輔相成中得到發(fā)展的，設(shè)計(jì)師每一次靈感的汲取，每一次造型的分析，都需要與之相應(yīng)的技術(shù)支撐。而每一次技術(shù)的進(jìn)步又要求仿生形態(tài)的更進(jìn)一步的縱深發(fā)展，促使人們?nèi)ヌ剿魃谋举|(zhì)意義。自然界中鳥(niǎo)給人類(lèi)設(shè)計(jì)的啟示應(yīng)該是最早和最豐富的，從早期受鳥(niǎo)巢啟示的樹(shù)上巢居到架空蓋房的“干欄”樓居，再到今天運(yùn)用高科技的模型手法對(duì)生物原型進(jìn)行定量分析的國(guó)家體育場(chǎng)，是人類(lèi)在與大自然的反復(fù)磨合中創(chuàng)造出來(lái)的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)的演進(jìn)，是技術(shù)與自然結(jié)合發(fā)展的最好證明。而在未來(lái)，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，建筑普遍向垂直方向演進(jìn)，“空中樓閣”的概念似乎與之又不謀而合?！翱罩袠情w”這幾個(gè)字的意思原來(lái)是用來(lái)描寫(xiě)一些不可能實(shí)現(xiàn)的事情，或者形容一些幻想中虛構(gòu)的房屋建筑，利用空間建造超高層的高樓大廈，還會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，仿佛又回到了人類(lèi)居住之初的巢居時(shí)代。大自然生物是一個(gè)不斷進(jìn)化的過(guò)程，建筑空間結(jié)構(gòu)形態(tài)也將隨著科技的進(jìn)步，在與自然的緊密結(jié)合中實(shí)現(xiàn)否定之否定的辨證發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)然，我們得承認(rèn)，所有的仿生設(shè)計(jì)作品都不可能是形式或結(jié)構(gòu)或材料的單一或簡(jiǎn)單的仿制，它涉及到多領(lǐng)域、多學(xué)科的知識(shí)的綜合運(yùn)用和協(xié)調(diào)。在仿生形態(tài)的研究和應(yīng)用中，應(yīng)該從具象的形態(tài)與結(jié)構(gòu)中探索其特殊的功能結(jié)構(gòu)與形態(tài)協(xié)調(diào)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)生命系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理研究，總結(jié)出仿生形態(tài)的科學(xué)規(guī)律。

而就目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平而言，我們對(duì)于自然界的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的，這就更需要科技、設(shè)計(jì)與自然的互動(dòng)，從自然界中觀察吸收一切有用的因素作為創(chuàng)作靈感，同時(shí)學(xué)習(xí)生物科學(xué)的肌理并結(jié)合現(xiàn)代建筑技術(shù)來(lái)為建筑創(chuàng)新服務(wù)。

（作者單位：蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介：宋曉真，講師。