淺述仿生學對建筑設計

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定的農牧業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，儒學思想中提倡中庸，主體與客體要和諧、統一，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，凡事遵循自然界的合理因素。

【關鍵詞】仿生學；建筑設計；原則

1、 前言

西方地理環境多山而近海，地域比較狹長，不適合定居的農牧發展，這就使西方人面向不同的機遇和挑戰，地理位置的影響使得西方人性格外向并且好戰，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，思想家們首先關心的是美學的現實基礎，美是事物內部的和諧，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、雕塑和建筑設計中，都體現著人的主觀能動性和創造性，所以人本主義是西方思想和哲學的一個重要的基礎理念。

2、 仿生學在建筑設計中的應用原則

2.1社會性原則

人類居住的整個體系是一個客觀物質與主觀思想結合的產物，不同地區的文化具有很大的區分性，不同地區的社會意識形態也是不同的，按地域分為東方和西方大的文化區域概念，其中又分成很多小的區域"在這些不同的區域里，思想發源、宗教、氣候帶和經濟發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的社會意識形態，辯證唯物主義提出：意識與物質形態之間是作用與反作用的關系，兩者又是相互促進發展的。人們對新事物的產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的過程，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構理論都表示了懷疑，但是一系列成功的案例表明了它的優勢和存在的意義。建筑同時也會代表一個地區的文化程度和經濟發展的速度，在人類社會的發展史上，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，這就要求設計者在進行研究同時就要考慮到其所處的社會形態、科學技術水平、經濟發展程度等因素，要盡可能在現有的客觀和主觀條件下設計出有代表性和具有超前性的建筑。

2.2生態環境原則

生態環境問題是當今世界的首要問題，在日益發展的社會，伴隨著經濟快速增長，人們的精神生活和物質生活也在快速提高，經濟的發展促使了現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生活的需求，可是帶來的負面影響也是相當的嚴重，例如：建筑灰塵、建筑垃圾、建筑的質量問題、建筑高耗能和建筑形式“量產”優化與周圍自然環境不和諧等。

原有建筑設計理念在受到科學技術等方面的影響對環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，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境方面做到了因地制宜，利用合理的設計和建筑技術手段，依據地質、地形的不同，盡可能的順應地表曲線進行建筑的整體策劃和設計。這樣減少了對原有生態環境整體的破壞，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生。

建筑的高耗能，一直是限制建筑發展的另一個因素，也是對生態環境一個重要的破壞因素，現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環境產生影響破壞。仿生學建筑吸取了自然界生物的自身能量轉換的特點，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”優化，建筑造型與外表皮色彩的相似和建筑高度不規范等問題。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”優化在很大的程度上造成了與原有的生態環境不協調和人們精神上的審美疲勞。

2.3可行性原則

在傳統建筑設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、建筑用地的環境以及當時審美感覺和傳統設計經驗等方面來衡量建筑的可行性，以達到建筑設計主題和使用的效率。傳統建筑設計中，很大程度上受制于當時的科學技術水平和各個學科之間的融合性，傳統的建筑設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、技術含量不高、使用效率低！性能不全以及對環境破壞比較嚴重等問題的出現。

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

通過仿生學對自然界分析研究后得到的數據，改進了建筑設計上的結構、造型和表皮材質的限制，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計中結構設計、外表皮材質應用！能量消耗等方面也起到了舉足輕重的作用，建筑設計中采用生物學的DNA排列、細胞組成、生物自身能量轉換等科研成果后，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造了更多的社會經濟價值。

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無法進行農業生產、植林和再建筑，給像我國這樣本來土地緊張的國家和地區帶來嚴重的影響。臨海的地區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，生產出來的環保和生態建筑材料有易拆卸、易分解、回收再利用以及產生較少的有害物質等優勢。并且，新的建筑材質在建筑使用期間容易維護和保養。使用仿生學材質使建筑外墻的清潔問題也可以得到解決，仿生建筑材質可以減少對建筑外表皮的清潔次數與工作量，減少了資金的投入和工作的危險性。參考仿生學理念設計的建筑在后期使用、維護和拆除后產生的眾多問題上得到了解決，大大的節約了資金和工作量以及環境污染等方面的困難，這就是仿生學的后期性價值的體現。

以往的建筑設計，建筑師和設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系，以及建筑所帶來的社會價值、生態環境價值、經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境以及生態環境等方面考察，不難發現，仿生建筑是一個具有時代特征和未來性質的高科技發展趨勢，是可持續發展的建筑設計體系。