仿生元素在展覽建筑造型中的運(yùn)用研究

溫玲

摘 要：文章以仿生元素在展覽建筑造型中的運(yùn)用作為切入點(diǎn)，通過(guò)一系列具有仿生元素的展覽建筑案例進(jìn)行分類(lèi)研究，歸納出仿生展覽建筑造型的生成模式與法則，即展覽建筑造型結(jié)構(gòu)仿生、展覽建筑造型仿生、展覽建筑表皮仿生、展覽建筑空間的功能仿生、展覽建筑生長(zhǎng)過(guò)程仿生，解析其設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)方法，激發(fā)建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)新的建筑作品時(shí)的新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：仿生元素;展覽建筑;造型設(shè)計(jì)

基金項(xiàng)目：本文系2020年廣西教育廳中青年課題“廣西少數(shù)民族儺文化基因要素在文創(chuàng)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究”（2020KY30027）、2020年度廣西藝術(shù)學(xué)院教學(xué)研究與改革立項(xiàng)項(xiàng)目“廣西地域文化元素融入《展示空間設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐與探索”（2020JGY43）研究成果。

一、仿生元素在展覽建筑造型中的發(fā)展

仿生學(xué)這個(gè)名詞來(lái)源于希臘文“Bio”，具有生命之意。1960年美國(guó)學(xué)者斯蒂爾最先提出“仿生學(xué)”的概念。它是一門(mén)模仿生物特征和生物系統(tǒng)并與其他學(xué)科有著緊密關(guān)聯(lián)的學(xué)科，從其誕生到發(fā)展只有短短的幾十年，但涉及的學(xué)科領(lǐng)域和研究成果卻非常廣泛。展覽建筑是近代建筑發(fā)展衍生出的一種新的建筑形態(tài)，是在建筑內(nèi)容和建筑文化不斷擴(kuò)充和演變的基礎(chǔ)上逐漸形成的一種建筑類(lèi)型。

最早的大型展覽館建筑是1851年英國(guó)的倫敦水晶宮，其代表著當(dāng)時(shí)英國(guó)工業(yè)革命的成果和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。倫敦水晶宮突破了傳統(tǒng)建筑的材料特點(diǎn)，選用鐵架骨架結(jié)構(gòu)，以木頭和玻璃為主要建筑材料，其建筑藝術(shù)造型就像一座“水晶宮”，因其整體透明寬敞而名聲大噪，更因其建造用時(shí)不到九個(gè)月而曾轟動(dòng)全世界，堪稱(chēng)建筑工程的奇跡。

二、展覽建筑內(nèi)部空間的“虛擬生長(zhǎng)”

伴隨著社會(huì)的多元化發(fā)展，大型展出、群體活動(dòng)的形式類(lèi)別愈發(fā)豐富，展覽建筑承載的功能不斷增多，多功能性成為展覽建筑的主要特點(diǎn)。展覽建筑內(nèi)部空間是藝術(shù)發(fā)生和創(chuàng)作的場(chǎng)所，從藝術(shù)發(fā)展的角度講，展覽建筑內(nèi)部空間是藝術(shù)展示直觀形象的表征形式。如日本建筑設(shè)計(jì)師磯崎新為中國(guó)中央美術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)的新美術(shù)館，展館內(nèi)部采用了立柱空間的設(shè)計(jì)，展廳的頂部利用殼體的剖面造型，設(shè)計(jì)出了類(lèi)似月亮造型的采光頂，陽(yáng)光能很好地透過(guò)屋頂照射到展廳里，讓整個(gè)展館顯得非常通透和開(kāi)闊，觀眾在展廳里行走，似乎置身于無(wú)邊界的空間，設(shè)計(jì)讓空間與墻之間的界限變得越來(lái)越模糊。內(nèi)外空間不再作為區(qū)分展覽空間與非展覽空間的界限是中國(guó)當(dāng)代藝術(shù)展館發(fā)展的大趨勢(shì)，展廳的設(shè)計(jì)采用了弱化展墻的概念，讓空間與空間之間相互滲透，形成內(nèi)外無(wú)邊界的建筑空間關(guān)系。

三、仿生展覽建筑造型的生成模式與法則

仿生展覽建筑是仿生學(xué)科在建筑領(lǐng)域跨界發(fā)展產(chǎn)生的建筑類(lèi)型，主要是通過(guò)對(duì)大自然生物體的形態(tài)、骨骼結(jié)構(gòu)、表皮、功能及生命周期生長(zhǎng)規(guī)律等方面進(jìn)行參考和借鑒，并通過(guò)技術(shù)手段使其形成高效、合理并適應(yīng)環(huán)境發(fā)展的建筑類(lèi)型。

（一）展覽建筑造型結(jié)構(gòu)仿生

馬克思在《資本論》里曾贊嘆：“蜜蜂建筑蜂房的本領(lǐng)使人間的許多建筑師感到慚愧。”蜜蜂在建造蜂巢時(shí)對(duì)材料和空間的利用率非常高，幾乎達(dá)到完美，蜂巢的結(jié)構(gòu)使其承載能力可以達(dá)到其等重材料的最高限度。人類(lèi)通過(guò)對(duì)大自然的觀察，根據(jù)蜂窩的建造原理，仿其結(jié)構(gòu)制成適合現(xiàn)代社會(huì)需求的新型產(chǎn)品和材料。基于這種結(jié)構(gòu)特性，仿生建筑設(shè)計(jì)代表設(shè)計(jì)師——西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦，將仿生設(shè)計(jì)理念與建筑設(shè)計(jì)原理相結(jié)合，設(shè)計(jì)了美國(guó)密爾沃基藝術(shù)博物館。該展館在建筑外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上模仿了飛鳥(niǎo)的翅膀，建筑的主體使用大量密集的百葉窗象征了飛鳥(niǎo)翅膀的肋骨，觀眾只要抬頭往天空看，就可以看到類(lèi)似于飛鳥(niǎo)的骨架結(jié)構(gòu)輪廓。在展覽建筑屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)上，卡拉特拉瓦模擬了飛鳥(niǎo)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡，讓展覽建筑的屋頂具有展開(kāi)和關(guān)閉的獨(dú)特功能，使展覽建筑在結(jié)構(gòu)和功能上有機(jī)結(jié)合，充分展示了仿生元素與展覽建筑結(jié)構(gòu)相互結(jié)合的魅力。

（二）展覽建筑造型仿生

自然界蘊(yùn)含著無(wú)數(shù)千姿萬(wàn)態(tài)可供參考模仿的生物體。當(dāng)仿生學(xué)與建筑學(xué)、藝術(shù)學(xué)科發(fā)生交叉碰撞，就會(huì)產(chǎn)生新的建筑藝術(shù)作品。大膽創(chuàng)新又富有特色的展覽建筑造型是展館設(shè)計(jì)孜孜追求的藝術(shù)。由雅克·赫爾佐格、德梅隆、艾未未以及鋼共同完成的設(shè)計(jì)作品——中國(guó)國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢），其外觀是由無(wú)數(shù)根鋼筋焊接而成的網(wǎng)格狀構(gòu)架，看上去就像用樹(shù)枝編織而成的鳥(niǎo)巢。在大自然中，小鳥(niǎo)是用草和很多不同的、柔韌度相似的纖維材料與樹(shù)枝纏繞，編織成鳥(niǎo)巢。來(lái)自日本的設(shè)計(jì)師西澤立衛(wèi)設(shè)計(jì)的豐島藝術(shù)博物館，其建筑造型看上去猶如一滴水，它的整個(gè)建筑采用的是25cm厚的白色混凝土殼，從建筑內(nèi)部完全看不到任何的承重梁或結(jié)構(gòu)柱子，展館造型采用的是殼膜包裹的設(shè)計(jì)，館內(nèi)沒(méi)有過(guò)多進(jìn)行修飾和包裝，設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于大自然的水滴形狀，所以展館的造型是水滴造型，設(shè)計(jì)初衷是為了與周邊的山、田、海灘完美融合。

（三）展覽建筑表皮仿生

展覽建筑表皮就是展覽建筑的外部空間形象，它依附于展覽建筑的內(nèi)外立面，并有一定的排布規(guī)律和韻律感。日本建筑師安藤忠雄在做建筑設(shè)計(jì)時(shí)，非常擅長(zhǎng)使用材料去裝飾建筑表皮，他曾說(shuō)：“任何一種材料只要正確運(yùn)用就能讓其爍爍生輝。”布里斯班的M3Architecture事務(wù)所設(shè)計(jì)的澳大利亞知識(shí)樹(shù)紀(jì)念館設(shè)計(jì)的靈感來(lái)源于重溫記憶，該展館建筑是為了紀(jì)念一棵有歷史意義的樹(shù)。現(xiàn)今，建筑師對(duì)展覽建筑表皮仿生的理解也是多樣的，有些注重建筑材料的仿生，有些注重展覽建筑表皮的形式美感仿生，但隨著未來(lái)新技術(shù)、新材料等的發(fā)展，展覽建筑表皮只是為建筑提供一個(gè)簡(jiǎn)單的物質(zhì)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代聲光電科技發(fā)展背景下，會(huì)有更多可隨心所欲切換更新的展覽建筑表皮，建筑師也會(huì)創(chuàng)造出更多的仿生展覽建筑表皮形態(tài)。

（四）展覽建筑空間功能仿生

展覽建筑空間功能仿生包括模擬生物形態(tài)、轉(zhuǎn)化自然界生物結(jié)構(gòu)和性能等。例如，深圳的華·美術(shù)館是由一座廢舊的洗衣廠房改建而成的，其造型酷似蜂巢，因此又被稱(chēng)為“蜂巢”。展館采用六邊形鋼結(jié)構(gòu)重疊組合而成，不銹鋼和深藍(lán)色玻璃組合的表皮，賦予了建筑更有趣的外觀，形成強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊，同時(shí)也使建筑的表皮下保留了過(guò)去建筑的歷史和意義。荷蘭尼爾特·詹斯設(shè)計(jì)的淡水館，就是建筑和展品融為一體的藝術(shù)品。展館內(nèi)的空間造型、燈光全部都模仿了水流動(dòng)的形態(tài)和功能，館內(nèi)的墻面、地板、屏幕、界面都具有特殊的可觸摸功能，參觀者還可以在展館內(nèi)創(chuàng)造奇特的藝術(shù)造型。

（五）展覽建筑生長(zhǎng)過(guò)程仿生

西班牙建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦曾說(shuō)過(guò)，“生長(zhǎng)”出現(xiàn)在生物學(xué)領(lǐng)域，我們可以很容易的理解，即出生、成長(zhǎng)、成熟、衰老的變化過(guò)程，但“生長(zhǎng)”的原則同樣也可以應(yīng)用在建筑界。在仿生建筑的空間模式中，生長(zhǎng)的意義在于表現(xiàn)出仿生建筑空間的營(yíng)造方式方法，其含義與自然界中生物生長(zhǎng)基本相同，生長(zhǎng)的意義為形態(tài)的變化，即把自然界中生物的形態(tài)變化規(guī)律應(yīng)用于仿生建筑，通過(guò)仿生建筑的空間組織表達(dá)出來(lái)。著名建筑設(shè)計(jì)師弗蘭克·蓋里設(shè)計(jì)的畢爾巴鄂古根海姆博物館，其建筑造型狂野大氣，爍爍生輝的有機(jī)金屬材質(zhì)和瘋狂扭曲的表皮像盛開(kāi)的金屬花朵般，向上不斷攀升、生長(zhǎng)。這個(gè)展館在設(shè)計(jì)過(guò)程中先是采用了自然塑形的方法，接著借助計(jì)算機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)制作出建筑模型后，采用數(shù)字化設(shè)備將模型進(jìn)行分割、編號(hào)最后施工、組裝、搭建而成。中國(guó)著名的設(shè)計(jì)師馬巖松為美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心設(shè)計(jì)的“浮游之島”采用了超前沿的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)方案中整個(gè)建筑酷似一排巨大的樹(shù)林覆蓋在城市的上空，建筑頂部造型的表皮設(shè)計(jì)出抽象、自由的樹(shù)葉，建筑造型磅礴大氣，富有生長(zhǎng)活力。

四、展覽建筑的仿生設(shè)計(jì)未來(lái)發(fā)展

隨著全球化發(fā)展速度的加快，空間設(shè)計(jì)的創(chuàng)意正以其獨(dú)特的姿態(tài)面向新時(shí)代。對(duì)于如何才能更好把握環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)和創(chuàng)意，有人是這么回答的：“設(shè)計(jì)源于藝術(shù)，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師需要有藝術(shù)家的思維習(xí)慣，并且要將藝術(shù)家式的睿智運(yùn)用于設(shè)計(jì)的全過(guò)程，從設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)講，用藝術(shù)的眼光去搞設(shè)計(jì)才是明智之舉。”所以，仿生藝術(shù)思維下的空間設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新，更需要從實(shí)踐中深化發(fā)展，只有大膽創(chuàng)新的藝術(shù)設(shè)計(jì)思維，才能把創(chuàng)意設(shè)計(jì)引入到可操作的藝術(shù)設(shè)計(jì)案例中，使藝術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)縱橫式、跨越式的發(fā)展。我們?cè)趧?chuàng)新的同時(shí)還要注重社會(huì)人文環(huán)境的系統(tǒng)需求，為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)向更深層次的方向發(fā)展，設(shè)計(jì)師需要不斷深入現(xiàn)實(shí)，去探索大自然賦予人的各種靈感，進(jìn)而得到更多的設(shè)計(jì)創(chuàng)意。

五、結(jié)語(yǔ)

仿生緣于科學(xué)家對(duì)大自然的探索，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，仿生學(xué)科與建筑學(xué)科的互動(dòng)也越來(lái)越緊密，兩個(gè)學(xué)科甚至多個(gè)學(xué)科之間的跨界與合作變得越來(lái)越生動(dòng)有趣。仿生元素在展覽建筑造型中的運(yùn)用，不但賦予了設(shè)計(jì)更多的實(shí)際功能，讓展館建筑活潑而新穎，富有激情和詩(shī)意，它更促進(jìn)了人與自然、自然與建筑之間的和諧。嶄新靈動(dòng)、自由的仿生學(xué)科朝著建筑學(xué)科方向發(fā)展，相信在未來(lái)的建設(shè)中，建筑仿生學(xué)將會(huì)給我們帶來(lái)更多新的驚喜。

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作者單位：

廣西藝術(shù)學(xué)院建筑藝術(shù)學(xué)院