淺述仿生學對建筑設(shè)計

莫立英

【摘要】中國的地理位置決定了中國特有的自然觀，中國遼源廣闊，平原、江河和湖泊以及多氣候帶的自然條件為穩(wěn)定的農(nóng)牧業(yè)提供了良好的客觀條件。在這樣的條件下，人們的思想也得到了很大程度上的升華，逐漸形成了以自然觀為主導的思想理念體系。儒學思想是中國自然觀的最好的總結(jié)，儒學思想中提倡中庸，主體與客體要和諧、統(tǒng)一，是道德化的理念，是天人合一的思想。這樣的思想要求人們親近自然，并認為自然美是一切美的基礎(chǔ)，凡事遵循自然界的合理因素。

【關(guān)鍵詞】仿生學；建筑設(shè)計；原則

1、 前言

西方地理環(huán)境多山而近海，地域比較狹長，不適合定居的農(nóng)牧發(fā)展，這就使西方人面向不同的機遇和挑戰(zhàn)，地理位置的影響使得西方人性格外向并且好戰(zhàn)，他們開始征服自然和改造自然，同時對人本身的力量開始崇拜，使得西方文明思想開始以人為中心展開、發(fā)展和繼承下去。 在古希臘，美學是自然哲學的一部分，思想家們首先關(guān)心的是美學的現(xiàn)實基礎(chǔ)，美是事物內(nèi)部的和諧，是整體中部分的和諧美。西方早期的美學中認為：事物都是創(chuàng)造出來的，包括自然。在眾多的社會實踐中，如：繪畫、雕塑和建筑設(shè)計中，都體現(xiàn)著人的主觀能動性和創(chuàng)造性，所以人本主義是西方思想和哲學的一個重要的基礎(chǔ)理念。

2、 仿生學在建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則

2.1社會性原則

人類居住的整個體系是一個客觀物質(zhì)與主觀思想結(jié)合的產(chǎn)物，不同地區(qū)的文化具有很大的區(qū)分性，不同地區(qū)的社會意識形態(tài)也是不同的，按地域分為東方和西方大的文化區(qū)域概念，其中又分成很多小的區(qū)域"在這些不同的區(qū)域里，思想發(fā)源、宗教、氣候帶和經(jīng)濟發(fā)展的不同步和多樣性決定了在這個地域生活的人們對建筑形態(tài)接受和理解程度的不同。

研究建筑首先研究的對象就是這個地區(qū)的社會意識形態(tài)，辯證唯物主義提出：意識與物質(zhì)形態(tài)之間是作用與反作用的關(guān)系，兩者又是相互促進發(fā)展的。人們對新事物的產(chǎn)生在其初始時期都有懷疑和排斥的階段，對新事物的接受需要一個適當?shù)倪^程，仿生學建筑的初期階段，也是如此，人們對仿生學建筑奇特的外型和新奇的結(jié)構(gòu)理論都表示了懷疑，但是一系列成功的案例表明了它的優(yōu)勢和存在的意義。建筑同時也會代表一個地區(qū)的文化程度和經(jīng)濟發(fā)展的速度，在人類社會的發(fā)展史上，幾乎每一個歷史時期都會有一座或者幾座的標志性建筑，如：中國的長城、埃及的金字塔、希臘的雅典娜神殿等。

從建筑本身固有的特點來看，一座建筑有相對長的使用期限，這就要求設(shè)計者在進行研究同時就要考慮到其所處的社會形態(tài)、科學技術(shù)水平、經(jīng)濟發(fā)展程度等因素，要盡可能在現(xiàn)有的客觀和主觀條件下設(shè)計出有代表性和具有超前性的建筑。

2.2生態(tài)環(huán)境原則

生態(tài)環(huán)境問題是當今世界的首要問題，在日益發(fā)展的社會，伴隨著經(jīng)濟快速增長，人們的精神生活和物質(zhì)生活也在快速提高，經(jīng)濟的發(fā)展促使了現(xiàn)有大中型城市的擴建和新興中小城市的興起。這大大的滿足了人們的物質(zhì)生活的需求，可是帶來的負面影響也是相當?shù)膰乐兀纾航ㄖ覊m、建筑垃圾、建筑的質(zhì)量問題、建筑高耗能和建筑形式“量產(chǎn)”優(yōu)化與周圍自然環(huán)境不和諧等。

原有建筑設(shè)計理念在受到科學技術(shù)等方面的影響對環(huán)境的利用和保護意識不夠，對原有資源的過度開采造成了大量的建筑垃圾，對于建筑垃圾又沒有更好的處理技術(shù)，這就造成了費時、費力和費資金的局面。仿生學建筑在利用客觀的地理環(huán)境方面做到了因地制宜，利用合理的設(shè)計和建筑技術(shù)手段，依據(jù)地質(zhì)、地形的不同，盡可能的順應(yīng)地表曲線進行建筑的整體策劃和設(shè)計。這樣減少了對原有生態(tài)環(huán)境整體的破壞，盡可能的對資源反復利用，減少了建筑施工的時間、工作量和建筑垃圾的產(chǎn)生。

建筑的高耗能，一直是限制建筑發(fā)展的另一個因素，也是對生態(tài)環(huán)境一個重要的破壞因素，現(xiàn)有大部分的建筑在供水、供電、空間利用，尤其是供熱問題上都對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響破壞。仿生學建筑吸取了自然界生物的自身能量轉(zhuǎn)換的特點，解決了部分問題，例如供熱！供電和空間利用等方面的問題。

大中型城市的擴建和中小型城市的興起滿足了人們的物質(zhì)和精神生活的需要，但是，也同時伴隨著很多問題，如：城市中建筑的“量”優(yōu)化，建筑造型與外表皮色彩的相似和建筑高度不規(guī)范等問題。我國改革開放前的住宅樓很多被稱作“火柴盒”樓房，這樣的建筑形式就是建筑的“量產(chǎn)”優(yōu)化在很大的程度上造成了與原有的生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)和人們精神上的審美疲勞。

2.3可行性原則

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計中主要是參考建筑主體的使用功能、建筑使用性能、建筑整體造價、建筑用地的環(huán)境以及當時審美感覺和傳統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗等方面來衡量建筑的可行性，以達到建筑設(shè)計主題和使用的效率。傳統(tǒng)建筑設(shè)計中，很大程度上受制于當時的科學技術(shù)水平和各個學科之間的融合性，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計在當時很少與其他學科之間進行并行的研究和相互的借鑒，導致建筑形式上的單一、技術(shù)含量不高、使用效率低！性能不全以及對環(huán)境破壞比較嚴重等問題的出現(xiàn)。

仿生學參與建筑設(shè)計后，在很多方面大大的改善了傳統(tǒng)模式建筑設(shè)計的缺陷與不足。仿生學通過對自然界中生物的研究得到大量的數(shù)據(jù)，并與建筑設(shè)計過程中的各個必要的要素相結(jié)合，改善了傳統(tǒng)建筑設(shè)計狹隘的限制。在保護環(huán)境以及控制空氣指標和光污染上起到了很顯著的生態(tài)效益。

通過仿生學對自然界分析研究后得到的數(shù)據(jù)，改進了建筑設(shè)計上的結(jié)構(gòu)、造型和表皮材質(zhì)的限制，改變了人們對原有的生活空間的概念，使人們生活的環(huán)境更親近自然更舒適更加愉悅，仿生學建筑同時也改變了人們對原有建筑的審美觀念，提高了建筑本身的社會效益。

仿生學的研究對建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計、外表皮材質(zhì)應(yīng)用！能量消耗等方面也起到了舉足輕重的作用，建筑設(shè)計中采用生物學的DNA排列、細胞組成、生物自身能量轉(zhuǎn)換等科研成果后，大大的降低了施工成本和材料的浪費，也使建筑的高度、使用年限等方面得到了改善，人對空間的利用和工作效率得到了提高，這樣就使仿生學建筑創(chuàng)造了更多的社會經(jīng)濟價值。

2.4仿生學建筑后期性價值

在建筑使用年限到期后，建筑拆除后產(chǎn)生的廢棄物是一個很重要的問題。建筑垃圾的處理是一個很大的消耗過程，建筑垃圾的處理需要大量的資金和大面積掩蓋所需要的土地。用來填埋的土地在后期短時間內(nèi)無法進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植林和再建筑，給像我國這樣本來土地緊張的國家和地區(qū)帶來嚴重的影響。臨海的地區(qū)可以用建筑垃圾進行填海，但是這樣的處理方法對海洋的污染和侵古也是很嚴重的。

通過對自然界的研究分析，生產(chǎn)出來的環(huán)保和生態(tài)建筑材料有易拆卸、易分解、回收再利用以及產(chǎn)生較少的有害物質(zhì)等優(yōu)勢。并且，新的建筑材質(zhì)在建筑使用期間容易維護和保養(yǎng)。使用仿生學材質(zhì)使建筑外墻的清潔問題也可以得到解決，仿生建筑材質(zhì)可以減少對建筑外表皮的清潔次數(shù)與工作量，減少了資金的投入和工作的危險性。參考仿生學理念設(shè)計的建筑在后期使用、維護和拆除后產(chǎn)生的眾多問題上得到了解決，大大的節(jié)約了資金和工作量以及環(huán)境污染等方面的困難，這就是仿生學的后期性價值的體現(xiàn)。

以往的建筑設(shè)計，建筑師和設(shè)計師把建筑看作一個相對獨立的個體所存在，很少的去考慮建筑本身與周圍自然界的和諧關(guān)系，以及建筑所帶來的社會價值、生態(tài)環(huán)境價值、經(jīng)濟價值和后期性價值等諸多方面。如果從建筑個體與社會環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境等方面考察，不難發(fā)現(xiàn)，仿生建筑是一個具有時代特征和未來性質(zhì)的高科技發(fā)展趨勢，是可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計體系。