淺析建筑中的仿生設計

王 淼 周小儒（北京化工大學 100000）

淺析建筑中的仿生設計

王 淼 周小儒（北京化工大學 100000）

簡述仿生設計的概念，通過對仿生學和建筑設計的對比分析，體會二者之間的差別與聯系。仿生建筑由來已久，了解仿生在建筑設計中的內容與特點，以及仿生學在現代建筑中的重要地位和應用。仿生建筑對現代社會生活，自然和人類社會及設計學具有重要意義 。

仿生設計；建筑；應用

一、仿生設計的概述

仿生設計主要是從人性化的角度對工業設計和技術科學的再整合，無論在物質上，還是在精神上，是對主觀與客觀，傳統與現代，藝術與科學，自然與人類等的多種元素的創新與融合。仿生設計的內容是模仿動物的某些特殊部位或獨特的行為結構，進而提取它們獨特的線條與結構，加之運用工業設計中機械原理來設計產品，也可以稱為設計仿生學，是在設計學和仿生學的基礎上，通過“美與力”的轉換，發展起來的新興學科。

仿生一詞大約從1960年才開始使用，在希臘語中有具有生命之意。迄今為止，生物所具有的結構與功能特征遠遠優于人工智能合成的機械構造，它們為大自然所創造，融于自然，而仿生學就是要用工程材料實現并有效運用生物功能結構完成對現實物質的改造，使其融于自然，與自然和諧適應。從而帶給人們返璞歸真，重返自然的感覺。

仿生學的意義在于：將地球從開始發展到現在，遺傳，復制，發展，更新，進化的結果直接展現在人的面前；將不斷地新陳代謝形成的與現在自然環境相協調的最優化結果呈現；是對生命現象的精妙與多樣微結構的參照，對能量儲存，轉化和利用的技術運用；是對幾十億年演化形成的簡約，優美，多樣化的結構形態最簡潔描述的方式。

二、仿生學與建筑設計的關系

建筑仿生則是以生物界的某些生物的生命體征或組織結構的規律為原理，并利用這些原理完成對建筑的豐富和發展。仿生學給予建筑設計新的生命力與活力，它是在科學構架合理的基礎上，突出美學與現代節奏的產物。近來，中國的仿生建筑在快速發展，一些商業街和地帶逐漸采用仿生理念，獨特的造型結構和強烈的視覺沖擊力給人以不同的美的體驗。而建筑設計帶給仿生學一個完善的平臺和發展方向，對建筑設計的改良與優化，主要以追求人，建筑，自然的和諧為發展目標，建設友好型社會。人類逐步擺脫傳統樓房架構的束縛，向更具有時代性，更具有活力的方向發展。仿生學與建筑設計密不可分，共同促進仿生建筑的推進與發展。

三、仿生建筑由來已久

人類仿生由來已久。自古以來，大自然就是人類各種思想原理，工程原理和技術原理的源泉。其中，仿生設計在建筑領域歷史悠久。早在15世紀人們就已經將仿生學運用到村落的設計和建筑上，宏村的地理范圍近似一頭站立的牛，人們便將村落的整體規劃按照牛的外貌布局。這種“牛型村落”的格局對于解決居民飲水用水，調解村落小氣候起到了不可替代的作用。對可持續發展和綠色發展也起到了現行效果。

仿生建筑設計在追求綠色可持續發展的基礎上，也不忘以人為本的建筑設計理念。意大利都靈展覽館，由意大利建筑師巴托利和結構工程師奈爾維于1947—1949年設計，展館的巨形拱頂是由玻璃格和混凝土骨架組成的。拱頂是仿造葉脈肌理而建起來的。設計師借鑒了車前子調節日光輻射的原理來建造一座13層樓房，呈螺旋狀矗立排列，使每個房間都得到最充足飽滿的陽光，該建筑以節省用料，堅固耐壓，外觀大方美觀而聞名世界。

從某種意義上來說，仿生設計不僅是外在形態的模仿，更應該達到外在形態與內在語義相統一的境界。臺灣疾病管制局控制中心大樓，靈感源于鸚鵡螺貝殼，由Luca Nicoletti和Manfredi為設計，幾何雕刻錯落不一的紋路外墻，使該大樓里面的細菌DNA序列以別樣的方式得以展現。將從外在的仿生形態到內在的內涵與表現融為一體。

人類從以自己直立的身軀，勞動的雙手，能彼此交流的思維與情感，在長期勞動實踐中，獲得了神經系統尤其是大腦的開發與利用。人類的智慧不僅僅停留在觀察和總結的基礎層面上，還能運用獨特的思維和創造設計能力模仿生物的特有結構功能，創造屬于自己的精神財富。仿生建筑設計的出現，體現了人類思維跨越性的一大進步，它大大開闊了人們的眼界，顯示了極強的生命力。

四、仿生學在建筑設計中的研究內容與運用特點

仿生學在建筑設計中的研究內容，歸納起來大致有四個方面：建筑形式仿生，城市環境仿生，組織結構仿生，使用功能仿生。當四者合為一體時，便會出現綜合性的仿生應用。綜合性的仿生應用往往會出現極為協調的視覺效應，形成一種城市與建筑的仿生整體。“白樹”集合住宅是藤本壯介事務所為法國城市蒙彼利埃設計的住宅方案。建筑的靈感來源于樹木汲取陽光的高效能與這座城市傳統的戶外生活。起居室面向陽臺，陽臺盡可能向外擴張，代表著努力獲取陽光的普照，不斷積極向上，建筑一眼望去像一顆碩大的松果。建筑中其他空間還包括美術畫廊，中西式餐廳，休閑娛樂，休息以及辦公等配套公共服務設施。中央控制系統與環保壁爐等可持續的設計的配備，使建筑盡可能地使用太陽能等可再生的自然資源，減少人工能源的消耗。

仿生學最大的特點就是設計靈感來源于自然并回饋到自然。成功的運用仿生原理，不僅表現在通過仿生技術創造出新奇的形象，還在于對周邊生態環境的高度重視，是可以做到對生態環境效益，經濟效益與產品形象效益的有機統一。仿生建筑不僅是一種設計的思維與設計方法的體現，更是一種在國家倡導建設自然友好型，環境友好型，節約型社會的前提下，研究從自然中汲取到靈感的仿生建筑，一種綠色且環保的設計理念漸漸深入人心。

五、仿生學在建筑設計中的運用

建筑仿生設計，是模仿生物的結構，外形，顏色，紋理而設計的作品在展現其實用性功能的同時，又能給人強烈的視覺沖擊和美的享受，深受生活在快節奏城市中的現代人群的喜愛。

Aldar總部大樓，位于阿布扎比，其外形獨具一格，在2008年被評選為“最具有未來感的建筑”，其靈感來源于海邊的扇貝，它是由倆個圓形的凸面體組成，中間由玻璃連接而成，每個面都由曲面構成，透明的玻璃結構，在陽光下熠熠生輝。圓形在建筑中是和諧統一，理性完善，穩定堅實得象征。Aldar總部大樓是建筑質量達到國際A級水準的，中東地區第一座采用的圓形的鋼鐵網格支撐建筑物。

位于臺北信義區的臺北101，曾在2004——2009年間被評為“全球最高建筑”。由C.Y.Lee&Partners設計，靈感來源于竹子，象征者中國傳統建筑生生不息，環保向上綠色發展的精神。照明的通透以及高科技材質的獨特表現，以透明、澄澈、營造視覺穿透效果，與自然及周邊環境最大范圍的融合。該大樓于2011年7月獲得了LEED白金認證的全球最環保的建筑之一。

由瑞士赫爾佐格和德梅隆設計公司與中國建筑設計研究院組成的聯合體設計完成的北京國家體育場“鳥巢”。該體育場看上去像是一個大大的鳥巢，“鳥巢”不僅外觀精致美觀，而且追求可持續發展和綠色環保節約的理念，采用先進的節能技術和環保技術。陶瓷的紋路，鏤空的手法等元素都是從中國傳統元素中提取的精華，它的設計思路與方法提醒著我們，中國傳統元素會使現代化仿生建筑變得獨特且有民族韻味。同時“鳥巢”在滿足奧運功能使用的前提下，充分考慮它和周邊環境的匹配程度，以及城市的長期發展。使“鳥巢”在奧運會后成為一個地標建筑和旅游景點，提高場館利用率。從一而終地體現著北京奧運會“綠色，科技，人文”的主旨。

將可持續發展，綠色環保，節能減排的思路帶到建筑仿生設計中，形成人與自然的和諧統一，從改造自然到與自然和諧相處。回歸自然， 成為仿生建筑發展的必由之路。仿生建筑學是新時代的一股年輕化的潮流，今后也仍會成為建筑創新的源泉和保護環境生態平衡的重要手段。

[1]周小儒.仿生設計在建筑藝術中的運用.南京郵電大學學報（美術與設計版），2005（02）.

[2]周小儒奧運建筑仿生設計.南京郵電大學學報（社會科學版），2007（03）.

[3]羅亞環，丁建.淺談現代仿生建筑設計.城市建設理論研究，2012（36）.