國(guó)內(nèi)園林規(guī)劃中的仿生設(shè)計(jì)研究

張雅琦

摘 要：本文從仿生學(xué)和仿生設(shè)計(jì)的理論概念入手，結(jié)合中國(guó)古今園林規(guī)劃仿生設(shè)計(jì)發(fā)展歷程，分析了園林設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)手法和立足點(diǎn)，為的是推進(jìn)現(xiàn)代園林中的仿生設(shè)計(jì)研究。

關(guān)鍵詞：園林；仿生學(xué)；仿生設(shè)計(jì)；材料；功能

隨著人類社會(huì)進(jìn)程的不斷發(fā)展，人類為達(dá)到自身各種需求而肆意采取各種手段破壞大自然，導(dǎo)致人類與自然之間的矛盾越發(fā)凸顯。一直到現(xiàn)在，社會(huì)新聞出現(xiàn)大自然對(duì)人類“懲罰”的自然災(zāi)難，人類才逐漸意識(shí)到生態(tài)破壞的嚴(yán)重性，并開(kāi)始尋找另外的方式來(lái)探索自然的可持續(xù)發(fā)展與利用，維持自然生態(tài)環(huán)境的良好平衡。

園林規(guī)劃設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)人性化與文化地域結(jié)合的生態(tài)設(shè)計(jì)，以及切合休息區(qū)以放松為主題的舒適感。其精髓為結(jié)合地域文化和當(dāng)?shù)刈匀伙L(fēng)光特色，使人們?cè)谟^光中找尋到返璞歸真的心靈放松。

1 “仿生”概念

實(shí)際上，“仿生學(xué)”又是“模仿生物的科學(xué)”，是通過(guò)模擬研究生物系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、原理、行為等，利用生物的結(jié)構(gòu)和功能原理，為研制機(jī)械和各種新技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想和系統(tǒng)構(gòu)成的技術(shù)科學(xué)。其誕生的原始目的在于通過(guò)模擬的方法來(lái)改善現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備，并創(chuàng)新和創(chuàng)造工藝技術(shù)。

2 國(guó)內(nèi)仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史研究分析

2.1 安徽宏村

公元1190～1194年，位于安徽徽州六縣之一——黟縣東北部的宏村，有個(gè)非常奇特而又具有代表性的地貌——“?！毙徒Y(jié)構(gòu)布局。這個(gè)村落有著幾百年歷史，但是到近些年的改革時(shí)代才真正意義上地被關(guān)注。隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，我們能更合理地去分析這個(gè)中國(guó)古代鄉(xiāng)村水利工程。

宏村獨(dú)特之處是四面環(huán)山，山體被植被覆蓋，另在村里建有一座大面積的池塘——南湖。在結(jié)構(gòu)布局上基本保持現(xiàn)在科學(xué)依據(jù)的“坐南朝北”的手法，而村落恰好是山水環(huán)繞的正中央，由此形成了“枕山、環(huán)水、面屏”的理想風(fēng)水環(huán)境。

從平面圖來(lái)看，牛型村的“腸胃”作了精心的規(guī)劃設(shè)計(jì)。其“牛腸”的位置是水圳引入西溪河入水口，環(huán)繞全村，最后流入了南湖，這樣的人工水系在幾百年前的生活環(huán)境下完全可以做到生產(chǎn)、生活、排水、消防和改善生態(tài)環(huán)境等一系列的功能。利用這個(gè)方格網(wǎng)狀的交通系統(tǒng)，村民足不出戶就可以引用、洗滌、澆灌等。另外，村落中心看似半月形的水池其實(shí)是“牛胃”——月沼，池邊環(huán)繞著住宅和祠堂，集聚性很強(qiáng)。這些優(yōu)秀的水利工程和古典建筑相照應(yīng)，更顯宏村獨(dú)到的人文水利工程的價(jià)值所在。

再一筆點(diǎn)睛之處在于南方注重的風(fēng)水學(xué)，智慧的前人為了“鎮(zhèn)禍”刻意豐富了“牛”型：一是在西溪上建起了4座木橋，看似“牛腿”，實(shí)際上也為居民外出提供便利；二是在村西北的雷崗山，有意種植了兩棵大樹(shù)，這也已成為這個(gè)村落常年祭拜的吉祥物。

國(guó)內(nèi)早期宏村的“?！毙头律O(shè)計(jì)從最本真的角度為人類提供了生活便利，也豐富了自然界形態(tài)結(jié)構(gòu)。

2.2 上海世博后灘公園

2010年，上海世博園景觀綠地典型代表之一——后灘公園，坐落于世博園區(qū)的西側(cè)，西靠黃浦江，東靠浦明路，總占地面積14.2公頃，是狹長(zhǎng)的濱江景觀帶。改造前場(chǎng)地為船舶修理廠，污染較為嚴(yán)重。因區(qū)位特殊，需契合世博生態(tài)理念要求，這為項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件。

建設(shè)過(guò)程中保留了改造前4公頃的江灘濕地。該濕地的保留就是提供棲息地給鳥(niǎo)類，還可以防洪防災(zāi)；還有一部分是將水泥硬質(zhì)防洪堤改造成為濱江濕地，以讓水岸植被繁衍生長(zhǎng)。另外，基于狹長(zhǎng)的地理?xiàng)l件，人為地營(yíng)造了內(nèi)河濕地系統(tǒng)，長(zhǎng)達(dá)1700km，打造了一個(gè)豐富優(yōu)美的濕地景觀。后灘公園設(shè)計(jì)的仿生生態(tài)功能表現(xiàn)在：第一，濕地凈化系統(tǒng)；第二，生態(tài)防洪系統(tǒng)；第三，荻臺(tái)江風(fēng)；第四，創(chuàng)造了溪谷景觀。

后灘公園的整體設(shè)計(jì)采用了立體分層方式，在濕地生態(tài)景觀基礎(chǔ)上，分別展示出田園風(fēng)味、工業(yè)記憶和后工業(yè)文明三個(gè)層次的景觀帶信息，傳達(dá)著三種不同的景觀文明。第一，先是經(jīng)歷了千年的農(nóng)耕社會(huì)，體現(xiàn)了文明遺址的景觀帶，也表現(xiàn)出了仿生設(shè)計(jì)的功能和仿生理念的重要性。其運(yùn)用了中國(guó)傳統(tǒng)記憶設(shè)計(jì)理念的“梯田”形式，不僅解決了高度差的問(wèn)題，還利用梯田進(jìn)行了灌溉，逐步使水質(zhì)沉淀與凈化。第二，見(jiàn)證了近代民族工業(yè)的歷程發(fā)展，前身為工業(yè)廠房，再生是改造后灘濕地景觀帶的綜合服務(wù)中心。第三，是后工業(yè)的文明，倡導(dǎo)低碳理念，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)公園的建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程，這主要體現(xiàn)在內(nèi)河濕地凈化、友好型護(hù)岸生態(tài)設(shè)計(jì)以及用于凈化水體的低成本維護(hù)的農(nóng)作物種植等。

上海世博后灘公園的設(shè)計(jì)是近現(xiàn)代仿生設(shè)計(jì)功能理念的成功代表之一，建立了一個(gè)可以拷貝的可持續(xù)發(fā)展水系生態(tài)凈化模式，它在傳統(tǒng)追隨形式的基礎(chǔ)上衍生了更多的功能、結(jié)構(gòu)和空間多方位的立足點(diǎn)，很好地解決了我國(guó)當(dāng)下的環(huán)境重造浪費(fèi)的問(wèn)題。

3 園林規(guī)劃中的仿生設(shè)計(jì)手法分析

根據(jù)以上的案例分析，可以觀察出當(dāng)今社會(huì)的仿生設(shè)計(jì)不僅僅是在形式、結(jié)構(gòu)上，更多的是綜合性的園林景觀規(guī)劃。從科學(xué)角度來(lái)看，仿生學(xué)具有觀察、研究和模擬各種自然形態(tài)的本領(lǐng)，但就設(shè)計(jì)而言，仿生不僅是在科技上的模擬和改進(jìn)，更多的是對(duì)材料、色彩、結(jié)構(gòu)、空間等的繼承和發(fā)展。

3.1 對(duì)材料、色彩的仿生

仿生設(shè)計(jì)中的材料多是對(duì)生物組成、形態(tài)的研究，一般采用加工和拼接組合的手法，來(lái)模仿生物的圖騰、肌理、圖案等，即對(duì)圖形重構(gòu)的一個(gè)過(guò)程。例如，現(xiàn)實(shí)景觀中的仿木、防柱等；也有組合鋪成的“仿生花紋鋪地”。但此后又相應(yīng)地產(chǎn)生了“色彩仿生”“質(zhì)感仿生”等，如人造砂礫模擬沙灘。

3.2 對(duì)功能的仿生

仿生設(shè)計(jì)是研究生物的形態(tài)、群落的生理功能或自然的規(guī)律，在理性基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)，建立一個(gè)事物本質(zhì)的模型。例如，表層細(xì)胞的滲透作用使我們找到建筑防水材料的新途徑。

3.3 對(duì)結(jié)構(gòu)的仿生

這類往往注重線條、形體、運(yùn)動(dòng)等有關(guān)審美因素的美學(xué)綜合運(yùn)用，并完成綜合美的整體。如幾何體結(jié)構(gòu)中六邊形的造型如自然界中的蜂巢，這樣的結(jié)構(gòu)能承受巨大的沖擊力，有很好的固定作用。另外，還有類似貝殼、蝸牛的弧形都有很好的力學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的塑造，如安徽宏村的“?！毙退こ獭?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

仿生設(shè)計(jì)不但是技術(shù)，也是一種理念，是園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中一種全新的思考方式。它使景觀與環(huán)境的關(guān)系如同生物體與環(huán)境的關(guān)系，相互適應(yīng)，彼此共生。透過(guò)仿生的理念更積極地關(guān)注自然界的形式中巧妙和奇特的材料，將有助于園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中“天人合一”的價(jià)值形成，更有助于人類物質(zhì)文明和精神文明的結(jié)合，使人們的生活空間變得更加舒適、合理、美觀。在未來(lái)設(shè)計(jì)中，仿生設(shè)計(jì)這一理念會(huì)被用于更多的領(lǐng)域。

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