仿生建筑的形態(tài)設(shè)計手法

李丹 陳善春

摘要：仿生建筑是重視提取自然中的靈感，在建筑創(chuàng)作過程通過多種手段中予以表達(dá)。本文通過分類介紹仿生建筑，結(jié)合仿生建筑現(xiàn)行的設(shè)計理念，提出仿生建筑的形態(tài)設(shè)計手法，成為現(xiàn)代建筑仿生思潮的借鑒。

關(guān)鍵詞：仿生建筑；學(xué)科交叉；形態(tài)設(shè)計；創(chuàng)作表達(dá)

前言

建筑的發(fā)展歷程表明，新材料新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)都將促進(jìn)社會變革，出現(xiàn)了新的社會機(jī)制。在建筑建造過程中由社會生產(chǎn)方式的變化帶來了新結(jié)構(gòu)、新材料、構(gòu)造技術(shù)，促使建筑形式的變革，帶來了設(shè)計師們對建筑形式更進(jìn)一步的探索。

人類生存環(huán)境的逐步惡化，使人們更加重視水和土地等資源的節(jié)約，進(jìn)而促進(jìn)了生態(tài)學(xué)、仿生學(xué)的發(fā)展。生態(tài)科學(xué)觀念運用于建筑領(lǐng)域，出現(xiàn)了綠色建筑、綠色城市、綠色技術(shù)等新興思想，推動了建筑空間藝術(shù)的新發(fā)展，建筑在造型中則更加重視城市結(jié)構(gòu)及建筑所具有的生態(tài)特征，更重視對建筑與環(huán)境、建筑與自然的關(guān)系的深度解讀。

建筑技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了智能建筑進(jìn)一步的發(fā)展，為人類提供更加舒適且物質(zhì)能量能夠得到高效運轉(zhuǎn)的建筑環(huán)境。高新的技術(shù)為建筑仿生學(xué)在實際應(yīng)用中提供堅實的技術(shù)支持。

1 仿生建筑的分類

1.1 模仿功能

由于建筑的功能錯綜復(fù)雜，在設(shè)計中難以將其有機(jī)組織、協(xié)調(diào)統(tǒng)一，成為功能復(fù)合型、綜合有序的整體。對自然界中的生物功能進(jìn)行模仿，是向成功范例求取經(jīng)驗的途徑，是建筑設(shè)計中極有價值的一環(huán)。

向大自然學(xué)習(xí)功能的整合統(tǒng)一，建筑師有必要了解到功能的整合過程不僅僅是孤立、靜止的，而是多功能元素的多種綜合作用，并不僅僅是單一功能的疊加，也不是單一功能的模仿。處理好負(fù)責(zé)與簡單多樣與統(tǒng)一的功能問題，能夠更好的在復(fù)雜的功能組合中探索節(jié)約材料創(chuàng)造趣味空間的靈感。

1.2 模仿形式

生物與建筑的形式都是多種多樣，精彩紛呈，在建筑形式對于自然形態(tài)的模仿中，應(yīng)注意二者在物理上的相似性，在形態(tài)的“真” 與“美”兩個概念上，兩者都遵循普遍的原理和規(guī)律。建筑的創(chuàng)作中，仿的就原型來自于形態(tài)豐富的大自然，我們通過對千姿百態(tài)生物的充分研究并尋求把握其規(guī)律，通過恰當(dāng)?shù)氖址?，具象或抽象，可以將其運用于建筑設(shè)計中，豐富人們的視覺，對使用者、觀賞者的心理、甚至生理產(chǎn)生難以言喻的感覺，例如蓋里的作品中常常運用童年記憶中的魚的形態(tài)，這種抽象的魚的形態(tài)對于每個觀賞使用者都產(chǎn)生不同的感覺。有時這種感覺來自于對于創(chuàng)意的認(rèn)同或不認(rèn)同等想法，有時這種共鳴來自與對于生命的禮贊。優(yōu)秀的仿生設(shè)計中，當(dāng)使用者成功與建筑產(chǎn)生高級別共鳴的心理認(rèn)可時，建筑師做到的不僅僅是引導(dǎo)人們對建筑自身的鑒賞過程，更是對于自然對于生命的感知。

1.3 模仿結(jié)構(gòu)

對于生物結(jié)構(gòu)的模仿是從自然界物象的材料、結(jié)構(gòu)、力學(xué)等關(guān)系特性中汲取靈感，并應(yīng)用于建筑中，采取此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計，往往是人類對于材料性能的重新認(rèn)知，實現(xiàn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以達(dá)到的功能要求。因此，模仿結(jié)構(gòu)的仿生在設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，很多優(yōu)秀的設(shè)計都是基于對于生物結(jié)構(gòu)的模仿而取得了非凡的成就。如生物界的蛋殼、海螺殼、蜘蛛網(wǎng)等結(jié)構(gòu)原理被有心者發(fā)現(xiàn)后，經(jīng)過探索與創(chuàng)新，逐步發(fā)展成為現(xiàn)今成熟的殼體結(jié)構(gòu)、索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

對結(jié)構(gòu)的模仿，要求建筑師甚至結(jié)構(gòu)工程師善于觀察自然界中各種生物的結(jié)構(gòu)，從中發(fā)現(xiàn)不同，汲取靈感，并合理地應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，這樣才能在對結(jié)構(gòu)的模仿中去的更多生動的創(chuàng)意，創(chuàng)造出更多的仿生結(jié)構(gòu)體系。

1.4 模仿材料

對自然界中生物體組成材料的模仿，重點在于分析研究材料的物理和化學(xué)性能，研究其組成構(gòu)造，提煉出新型的建筑材料，可以滿足人們對建筑材料的性能和品種的更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。生物的某些特征，是經(jīng)過億萬年的不斷進(jìn)化而形成的，它是大自然漫長歲月沉積的杰作，是人類取之不盡的源泉。適應(yīng)性是生物對自然環(huán)境的積極共生策略，良好的適應(yīng)性保證了生物能夠生存在任何環(huán)境條件下，具有良好適應(yīng)性的建筑設(shè)計也是能夠充分保證建筑的物理環(huán)境及人的舒適度。例如建筑師托馬斯·赫爾佐格專注于研究建筑表皮，對于建筑表皮材料技術(shù)對生物的模仿方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2仿生建筑的設(shè)計理念

全球資源能源逐漸短缺，建筑設(shè)計應(yīng)更加自然綠色節(jié)能，尋求更加經(jīng)濟(jì)有效、節(jié)能環(huán)保的設(shè)計理念。仿生建筑一直是建筑設(shè)計中較為先進(jìn)的理念，相對于其他建筑，仿生建筑與自然環(huán)境結(jié)合更加緊密融洽，這種設(shè)計理念下，面臨的重點在于充分理解仿生建筑對于交叉學(xué)科及對于支撐技術(shù)的要求。

2.1 學(xué)科的交叉

現(xiàn)代建筑仿生產(chǎn)生于多學(xué)科基礎(chǔ)之上，是生物科學(xué)與建筑技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，隨著其他學(xué)科的發(fā)展不斷完善自身。它建立在多學(xué)科基礎(chǔ)之上，是仿生學(xué)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用與延伸。現(xiàn)代生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物進(jìn)化學(xué)等學(xué)科的研究成果都直接或間接為仿生建筑提供了新的設(shè)計方法。

2.2 先進(jìn)的技術(shù)

先進(jìn)的技術(shù)是仿生建筑設(shè)計的重要支撐。仿生建筑卻利用高技術(shù)的材料、設(shè)計手法、施工工藝，幫助建筑師更加自由靈活的模仿生物的形態(tài)肌理，從而取得更為逼真的效果。仿生技術(shù)的建立和發(fā)展，為建筑設(shè)計提供了一種強(qiáng)有力的科學(xué)技術(shù)方法，許多現(xiàn)代的新建筑都應(yīng)用了不少仿生技術(shù)。只有基于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才能更好的推動對于仿生建筑的具體研究。

3形態(tài)設(shè)計手法

仿生建筑的形態(tài)設(shè)計有其自身的設(shè)計思路與方法，有兩種手段可以幫助設(shè)計師實現(xiàn)仿生建筑對形態(tài)的“仿”，分別是抽象及具象。

3.1 具體形象的模仿

具體形象的模仿可以通過選擇的一種簡單材料，通過或單一或重復(fù)，或分解或變形的方式，實現(xiàn)對具體事物形態(tài)的分解重構(gòu)、積聚重生。這樣的模仿可以在很大程度上保留大自然原有的韻味，留住精髓，同時通過自己的創(chuàng)新，因地制宜，使新的設(shè)計獲得全新的生命。

對于具體形象模仿的建筑物有很多，有些因為完全照搬而淪于刻板的矯飾與做作，有些卻由于靈活的變化而使作品豐富出彩，設(shè)計師對具象模仿的程度與方式也是值得研究的。

3.2 抽象符號的隱喻

抽象符號的隱喻是比具象的模仿更高一層次，需要設(shè)計師對形象特征更深把握，分析提煉出能夠代表自然界形態(tài)精髓的部分，善加處理，有變異、解構(gòu)等手法來對形態(tài)處理，著力于在新的環(huán)境下創(chuàng)造出具有自然意味的形態(tài)，創(chuàng)作出能引發(fā)人共鳴的形態(tài)。這種抽象的提取使的建筑形體更豐富有趣、富有藝術(shù)氣息，是先進(jìn)仿生建筑形態(tài)設(shè)計的常用手法。

結(jié)語

豐富多彩的生物界為仿生建筑提供無盡的靈感源泉，自然界中的動人形態(tài)也因人的可以模仿而得以再次呈現(xiàn)，并產(chǎn)生振奮人心的作用，引發(fā)觀賞者的不同程度的共鳴。仿生建筑的形態(tài)設(shè)計應(yīng)注意具體形象的模仿與抽象符號的隱喻。在未來的設(shè)計道路中，仿生建筑作為一顆璀璨的星為建筑標(biāo)明了一種獨特的發(fā)展方向，其形態(tài)對自然界的模仿亦為未來建筑解決新時代中建筑形式與功能經(jīng)濟(jì)等矛盾的問題提供了一種較為自然的思路。

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作者簡介：

李丹，女，長安大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)專業(yè)碩士畢業(yè)，工作于西北綜合勘察設(shè)計研究院。

陳善春，男，長安大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計專業(yè)碩士畢業(yè)，工作于西北綜合勘察設(shè)計研究院。