仿生材料在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳敏豪

（廣州市景森園景設(shè)計(jì)有限公司）

仿生材料在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳敏豪

（廣州市景森園景設(shè)計(jì)有限公司）

隨著仿生學(xué)與設(shè)計(jì)學(xué)在當(dāng)代的不斷發(fā)展，也隨著人們對(duì)于景觀要求的不斷提升，使得仿生材料不斷出現(xiàn)在園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)活動(dòng)中，并且仿生材料逐漸成為現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的主要發(fā)展趨勢(shì)。仿生材料的出現(xiàn)，不僅推動(dòng)了我國(guó)園林設(shè)計(jì)的發(fā)展，還為人與自然的和諧統(tǒng)一發(fā)展提供了推動(dòng)力。所以，本文主要從仿生材料的概念，以及仿生材料在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

仿生材料；現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1　引言

生物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程，為了適應(yīng)環(huán)境的變化而不斷完善自身的結(jié)構(gòu)組織與機(jī)能，從而得到了性能高超、組織結(jié)構(gòu)完善，身體機(jī)能良好的保障系統(tǒng)，從而在大自然中生存下來(lái)。生活在自然界的人類與其他生物是好朋友，人類看著自然界形形色色的生物具有這樣或那樣的本領(lǐng)，就開始想象和模仿他們，從而出現(xiàn)了仿生學(xué)，進(jìn)而出現(xiàn)了仿生材料。

人們研究仿生學(xué)是為了從生物本身出發(fā)，借助由自然界生物引發(fā)的靈感進(jìn)行模仿和創(chuàng)新，以便于自然和諧相處，共同發(fā)展。

從自然中尋找仿生材料和設(shè)計(jì)理念也是現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，其主要包括兩方面的內(nèi)容：淤園林建筑仿生，它是通過(guò)研究生物界許許多多生物體的組織結(jié)構(gòu)和性能，并將研究成果用于仿生材料創(chuàng)作，從而解決現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中仿生材料的問(wèn)題。于環(huán)境的仿生，它是人與自然相聯(lián)系的場(chǎng)所。

2　仿生材料的概念

仿生材料是指根據(jù)生物本身的組織結(jié)構(gòu)和性能研制的材料。在仿生學(xué)上，常常把根據(jù)生命系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)和性能而設(shè)計(jì)制造的人工材料稱為仿生材料。

仿生材料學(xué)是仿生學(xué)的一個(gè)分支，它是從微觀世界的角度研究生物材料的組織結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系，從而研究出和原生物材料一樣或者超出原生物材料的的一門學(xué)科，他是眾多學(xué)科的的交叉部分。

仿生設(shè)計(jì)不但要模仿生物的結(jié)構(gòu)而且要模仿生物的功能。把材料學(xué)、生物學(xué)、仿生學(xué)結(jié)合起來(lái)，對(duì)于促進(jìn)仿生材料的發(fā)展具有重要意義。生物自然進(jìn)化讓生物材料具有最合理的結(jié)構(gòu)，并且具有自我適應(yīng)的能力。

3　仿生材料在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)自然界中各種生物的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性能等方面的不斷研究，讓一種新的材料開始出現(xiàn)在當(dāng)今社會(huì)中——仿生材料。

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常通過(guò)一些模仿竹子、石頭、木頭等仿生材料的應(yīng)用，不但使得材料所具備的功能性被有效利用，而且使園林風(fēng)格的整體性與多樣性被全面地體現(xiàn)出來(lái)，比如，在中國(guó)的傳統(tǒng)園林中，常常在水泥中加入一些瓷瓦碎石，從而使他們組成不同風(fēng)格的花紋圖案來(lái)呼應(yīng)園林景觀，并豐富園林景觀的文化內(nèi)涵，有些動(dòng)植物的形象被賦予各種喻意：鯉魚跳龍門象征著仕途通暢，桂花象征和平友好，菊花被人看作堅(jiān)忍不拔的化身，荷花出淤泥而不染象征了純潔高尚，竹子以其中空有節(jié)的特性常被用來(lái)比喻虛心好學(xué)和高風(fēng)亮節(jié)的優(yōu)秀品質(zhì)，梧桐象征了高潔，亦有高士隱居之意等。近現(xiàn)代隨著材料工藝的發(fā)展，常會(huì)通過(guò)對(duì)動(dòng)植物形態(tài)的模仿而設(shè)計(jì)出馬賽克等園林裝飾。

3.1功能仿生材料

同人體一樣，自然界中的生物也需要通過(guò)對(duì)肌體的調(diào)動(dòng)來(lái)完成自身整個(gè)系統(tǒng)的新陳代謝工作和各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)生物具有的這種功能被設(shè)計(jì)師參考應(yīng)用到仿生設(shè)計(jì)中時(shí)，便創(chuàng)造出功能方面的仿生設(shè)計(jì)。與其他方面的仿生設(shè)計(jì)相比，功能仿生屬于一種相對(duì)來(lái)講比較高級(jí)的新型仿生形式，由于該形式涉及到的仿生學(xué)與設(shè)計(jì)學(xué)方面的內(nèi)容比較多，所以，設(shè)計(jì)師在對(duì)此項(xiàng)功能進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一定要全面且深刻地了解認(rèn)識(shí)生命的活動(dòng)原理。

此外，設(shè)計(jì)師還需要對(duì)自然界中各類型的生物作用進(jìn)行了解，從規(guī)律的條件和本質(zhì)兩個(gè)方面進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，從而使一些復(fù)雜的活動(dòng)過(guò)程能夠在有限的園林區(qū)域內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。譬如，對(duì)自然界水體進(jìn)行自我凈化的活動(dòng)過(guò)程仿生，從而達(dá)到凈化園林中的廢水，使被破壞的水生系統(tǒng)可以被重建的目的；對(duì)自然界中某些由植被形成的群落進(jìn)行仿生，從而使園林中的生態(tài)系統(tǒng)具有快速的自我恢復(fù)功能等。

3.2結(jié)構(gòu)仿生材料

結(jié)構(gòu)仿生材料是根據(jù)生物肌體的性能，模仿生物體或者其中一部分的材料。設(shè)計(jì)者從蜂巢上得到啟發(fā)，根據(jù)蜂巢發(fā)明了蜂窩泡沫磚，這些蜂窩狀材料，不僅隔熱保溫，而且結(jié)構(gòu)輕質(zhì)美觀，在現(xiàn)代園林建筑設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。下雨的時(shí)候，荷花的葉子比較干爽，這是由于在荷葉上有一層光滑且柔軟的絨毛，它讓荷葉雖然經(jīng)過(guò)雨水打擊但不會(huì)被打濕，與此同時(shí)，絨毛上承載著的水滴，可以迅速吸收荷葉上的灰塵顆粒，然后帶著灰塵從荷葉上滾落下來(lái)，從而荷葉變得非常潔凈。此種現(xiàn)象已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到一種帶有自我清潔功能的涂料上。

在園林建筑設(shè)計(jì)中，最常使用的結(jié)構(gòu)仿生是拉模結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)主要是人類受到了昆蟲的翅膀在拉張的過(guò)程中產(chǎn)生的力學(xué)美的啟發(fā)而創(chuàng)造出來(lái)的。而由德國(guó)當(dāng)代著名景觀設(shè)計(jì)師彼得·拉茨設(shè)計(jì)的并以其名字命名的花園，更是將仿生結(jié)構(gòu)及空間設(shè)計(jì)理念注入其中：用“可俯瞰的恐龍”“龍骨”形式作為花園的路，作為設(shè)計(jì)亮點(diǎn)的恐龍脊骨則是努力做到與真實(shí)的恐龍脊骨相像，并且恐龍脊骨內(nèi)更是挖了圓形凹槽，既增加了空間，又增加了層次，使“龍骨”對(duì)于游人來(lái)說(shuō)既可近處賞玩，又可遠(yuǎn)觀其形。

3.3色彩和質(zhì)感、圖案仿生

在園林中對(duì)仿木、仿竹、仿石材料的運(yùn)用，能給人樸實(shí)、自然的感覺(jué)，可緩解人們因工作而引起的疲勞與壓力，如圖1人造沙礫模擬沙灘。

3.4化學(xué)成分仿生

園林設(shè)計(jì)中常用的材料貝殼，抗張強(qiáng)度高，它的成分很簡(jiǎn)單，95豫是石灰石，5豫是蛋白質(zhì)，兩者粘結(jié)成堅(jiān)不可摧的整體，不需要高溫?zé)Y(jié)。

3.5仿生材料在形態(tài)方面的應(yīng)用

在此方面，我國(guó)的園林設(shè)計(jì)師主要從兩個(gè)方面對(duì)形態(tài)仿生進(jìn)行了有效的應(yīng)用：淤抽象式的形態(tài)仿生。園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中的此種仿生設(shè)計(jì)，是以自然界的生態(tài)環(huán)境為依據(jù)而逐漸的發(fā)展和衍生出來(lái)的仿生設(shè)計(jì)；正常情況下，此種仿生設(shè)計(jì)主要就是通過(guò)反應(yīng)一些簡(jiǎn)單形體具有的本質(zhì)特征來(lái)表現(xiàn)形態(tài)方式。此種仿生技術(shù)的應(yīng)用，可以使園林的設(shè)計(jì)更加豐富，使得園林的景觀更加優(yōu)美。于具象式的形態(tài)仿生。此種仿生設(shè)計(jì)主要是通過(guò)將自然界中各類型生物具有的形態(tài)結(jié)構(gòu)、顏色的搭配、以及生長(zhǎng)的環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此種仿生技術(shù)的應(yīng)用，可以將自然界中具有的和諧美有效地融入到當(dāng)前我國(guó)園林的規(guī)劃設(shè)計(jì)中。

圖1　人造沙礫模擬沙灘

4　總結(jié)

仿生材料在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用處處可見(jiàn)。園林的設(shè)計(jì)是人們與自然對(duì)話和融合的重要紐帶，是實(shí)現(xiàn)人與自然環(huán)境的和諧相處的重要媒介。仿生材料作為園林設(shè)計(jì)的一種新手段、新方法、新思維在現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)中扮演著越來(lái)越重要的作用，設(shè)計(jì)師通過(guò)仿生材料來(lái)表達(dá)自己對(duì)園林設(shè)計(jì)的理解，為人們解決人與自然和諧共處這一重要話題提供了有價(jià)值的思考。

總而言之，在自然界中，生物的種類、造型是多種多樣的，顏色也是五彩斑斕的、各種生物結(jié)構(gòu)也是千奇百怪的；大自然中的生物具有的此種特色，使其為負(fù)責(zé)園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師們提供了十分豐富的靈感資源。將仿生材料設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到當(dāng)前我國(guó)園林的規(guī)劃和設(shè)計(jì)的工作中，不僅可以使建設(shè)完成的園林景觀帶有極高的親切感，還能夠?qū)崿F(xiàn)人類與園林建筑同自然環(huán)境之間的和諧統(tǒng)一，使園林規(guī)劃中返璞歸真的設(shè)計(jì)理念可以真正被實(shí)現(xiàn)。

[1]徐珊珊.仿生設(shè)計(jì)在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J]援現(xiàn)代園藝，2014，20：87～88援

[2]周鵬援仿生設(shè)計(jì)原理在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]援熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009 （5）：66～69援

[3]劉玉寒援從形態(tài)仿生設(shè)計(jì)談產(chǎn)品創(chuàng)新[J]援廣西輕工業(yè)，2010（1）：59～60援[4]李偉，焦江洪援園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的重要作用[J]援北京農(nóng)業(yè)，2014，36：54～55援

TU986.2

A

1673-0038（2015）49-0067-02

2015-11-15

陳敏豪（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事園林景觀擴(kuò)初和施工圖設(shè)計(jì)工作。