论仿生设计理念在中国现代建筑中的应用研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 论仿生设计理念在中国现代建筑中 的应用研究 摘要随着自然选择的结果，人 们的居住环境发生着巨大的变化，人们 的智慧使得设计越来越精巧，在面对自 然界的强大的竞争力下，在当今的建筑 设计领域中广泛的应用到仿生设计理念。 本文通过对仿生学及仿生建筑的概念和 中国现代建筑的本土设计理念的讨论， 使我们了解到仿生理念是可以应用到中 国现代建筑中的，以及中国元素在现代 仿生建筑中的应用。 中国论文网 /2/view-12796219.htm 关键词 仿生学 中国元素 现代 建筑 本土化 文脉 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：Q811 文献标识码： A 文章编号： 仿生学及仿生建筑概念 仿生学是一门技术科学，旨在 研究生物系统独特的结构和性质，为全 世界的工程技术提供了新的工作原理、 系统构成和设计思想。仿生学这一概念 的诞生有效的改善了现代化的技术设备， 并且使得新的工艺技术层出不穷。仿生 建筑将生物界的一些生物的组织和形象 当作研究对象，在自然界中不断探索合 理的科学建造规律，通过多年的潜心研 究，对现代建筑的形体结构及功能布局 的设计和形成起到促进作用。仿生学建 筑对于人们的生活起到暗示的作用，提 醒人们要注重并遵循自然规律，将经济 效益、生态环境和新奇形式有机结合起 来，仿生设计理念的创新需要不断学习 和发挥新型科技的特点，为达成这一目 标，要培养建筑师们善于采用推理类方 法，把从自然界中观察并总结的所有有 用因素当作创作灵感，并将生物科学和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 现代化建筑技术有机的结合起来才能有 效的为建筑业的创新服务。 二，中国现代建筑设计风格的 本土化 民族特征的象征一般是指民族 文化，中国现代建筑离不开民族的传统 特征，就像种子的生存离不开土壤。传 统民族文化要想得到继承和发展必须依 赖于现代文化，要想创造出民族建筑就 必须以继承为基础，通过不断发掘建筑 和周围所处环境的关系来激发设计创作 灵感。中国传统的民族文化博大精深， 它充分展现了本土特征，但是在实际的 创作中不能照抄传统设计模式，应该摒 弃传统模式的束缚，综合分析实际环境 从而进行创作思维。通过对历史文化的 剖析，现代化的建筑师们将中国传统文 化合理有效的渗透到城市文明和建筑中， 要实现中国本土建筑的目标必须不断使 自己立足于世界，不断的探索和创新。 当今的建筑师们以一种特定的方式和形 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 态展现了建筑的文化特性、社会的进步 以及历史发展的特征。现代化的建筑必 须充分表达其对建筑的材料、技术、功 能等的真实性需求，也包括和建筑环境 的充分融合。现代化的建筑师们不仅要 研究建筑美学，更要研究中国本土的文 化特性，这样才能创作出时代气息和本 土风格并存的建筑。 三，仿生理念在中国现代建筑中 的应用 中国现代建筑中大量用到仿生 理念，其形式表现为以下几类：仿壳体 式、仿气泡式、仿螺旋式以及仿植物纤 维式等。 1.仿壳体式。蛋壳对于人们的建 筑业的研究起到重要的作用，现代设计 师深受蛋壳的启发，以蛋壳轻薄的设计 理念设计出许多大型壳状结构的建筑作 品，这些建筑作品都十分优秀。例如我 们都知道的北京国家大剧院就是采用了 这种蛋壳结构的设计，从外观上看该建 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 筑是一个半椭圆球形，采用钛金属板作 建筑物屋面，整个网壳被人工湖包围着， 在水下设置了各种通道，该类建筑不仅 坚固而且很大程度上节省了建筑材料， 通过对壳结构的力学原理的分析，可知 壳类建筑无需柱子的支撑，同时也开阔 了人们的视野，将建筑物的美完美的呈 现出来。 2仿气泡式。生物学上表明各 种动植物的细胞内都充盈着细胞液或气 体，它们会对细胞壁产生一定程度的压 力，这种压力通常被科学家们称作细胞 的胀压，根据这一原理，各种奇特新颖 的冲液或者充气结构的大型建筑便在设 计师们匠心独运的思维下应运而生。例 如，奥林匹克公园的水立方就是通过模 仿生物机理，为建筑提供了新的发展方 向，以全新、环保的外表皮展示给大家， 该建筑自然通风，并且采用水循环系统 模式，将高科技的材料大量运用到建筑 中，使得水立方在各方面都最为完善， 成为最适合游泳的竞赛场所。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.仿螺旋式。自然界是一个神奇 的设计师，它给许多生物都设计出了美 丽的螺旋线，作为古今中外建筑物母体 的螺旋形是建筑设计师们模仿自然生物 的螺旋形态设计建造出来的。螺旋形建 筑在上海世博会上也得到应用，例如上 汽通用汽车馆的设计灵感就是讲汽车工 业和大自然紧密的结合起来。富有美感 的螺旋形曲线想人们展示着大自然升腾 和旋转的动力，再将汽车工业原有的元 素和线条与之结合起来，沟通了现在与 未来，刻画出一条广阔的科技之路。 4.仿植物纤维式。地球上大多数 生物都有细胞和纤维构成，纤维结构坚 韧耐拉，其特有的受拉特性引起了科学 家和设计师们的兴趣，纤维结构所特有 的承受强力和受拉的特性给人们带来启 示，设计师们在建筑业中融入该设计理 念，设计并建造了独具网索结构的特殊 形态的建筑物。最明显的就是上海世博 会上世博轴的外观设计，充分采用了仿 植物纤维的仿生学理念，制作出钢结构 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 和膜结构的外观，仅仅 6 个“阳光谷” 就 有多达 1 万的钢结构节点，并且每个节 点都有若干个（一般为 4-6）杆相交， 这种仿植物纤维式的建筑在造型上有着 受力均衡的特点，在建筑物的形式上具 有很强的方向感和节奏感，该奇特造型 使之成为整个世博会会场的景观中最为 标志的建筑。 四，建筑仿生的类型 1.形态仿生。在建筑仿生中建筑 形态的仿生被称作最常见的仿生方式， 人们往往通过观察自然界的生物形态并 进行模仿，经过精心的设计创造出许多 体貌多变的特殊的建筑形态。随着人类 社会文明程度的提高，人们可以自己设 计创造出许多物品，这些造物信息大多 来源于对自然界的模拟、设计以及再创 造。随着科学技术的不断进步和人们生 活水平的提高，人们在产品设计方面不 再只追求产品功能方面的领先，还要追 求其自然气息，为迎合现代人的审美需 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 求，国家应大量提倡并实施仿生设计理 念，在创新设计的同时融入自然风格， 使人们在这个钢筋混凝土的时代也能时 刻感受到自然的气息，该策略才能实现 环境与人类共生的愿望。人们在大自然 的启示下发明了建筑形态仿生，通过对 生物的结构和形态的剖析、模仿及应用， 将生物体的功能优势和组织结构充分应 用到现代建筑中。人们不可以把建筑形 态的仿生单纯理解为对生物体的外形的 模仿，建筑形态的仿生是建筑设计师们 将自然界无与伦比的美丽形态与自己培 养的修养和审美相互融合并进行再创造 的结果。自然界是人类赖以生存的生活 环境，自然界中的生物向人们展示着它 们特有的美丽特质，人们把自然界中的 生物当作研究和模仿的最佳对象，通过 这种模仿可以制造出许多物品，例如生 产工具、居住场所等，这种有效途径对 实现人类与自然的共生起到促进作用。 2.结构仿生。随着人们生活水平 的提高，建筑物的类型和形式不断发生 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 变化，现代化的建筑为人们带来许多好 处，并具有跨度大、强度高的特点，在 建造的时候实现了安全、节能、轻质、 经济适用等目标，现代社会，人们越来 越倾向于使用高效、省材、低耗能并且 可循环使用的建筑结构。结构仿生的灵 感来源于自然，经过设计师们对自然结 构的潜心研究，实现了建筑物结构、材 料性能和力学方面的仿生，要想实现这 些建筑要求就必须结合生物学家对生物 形态结构的研究和物理学家对力学的研 究。通过对自然界的优化和选择规律的 考察，不断发现新的生物结构形态，并 将其外形应用于新的建筑结构形态上。 3.功能仿生。当今的建筑功能也 大量的运用到生物仿生设计理念，并且 其实用性很强。建筑功能的仿生从古至 今都是一项比较复杂的项目，生物体的 功能的发掘是一个漫长的过程，和生物 体的结构和外形相比不是那么显而易见， 建筑功能仿生相对形态和结构仿生出现 的较晚，该环节也相对薄弱，但掌握并 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 合理运用功能仿生能使人们获益更多。 例如在夏天的池塘边，我们通常可以看 到雨后的荷叶比平常更加翠绿鲜亮，用 显微镜观察荷叶可看到许多小茸毛和蜡 质物，该结构能够缩小赃物、水和叶子 间的接触面积，使赃物颗粒松散的附着 在页面上，下雨时很容易被冲刷掉。人 们仿造荷叶外表这种易清洁的功能发明 了硅树脂外墙涂料，其微结构与荷叶相 同，有效解决了多风沙城市里墙面不易 清洁的问题，降低了维护外墙的费用。 五，中国现代仿生建筑中文脉 的应用 中国现代的建筑不仅要融入仿 生设计理念，还要融入中国元素，总所 周知，中国是一个农村人口比重较大的 国家，所以我国现代建筑必须充分考虑 人民的接受范围，只有在现代建筑中加 入文脉气息，才能得到大多数人的认可。 建筑不仅是人们居住的场所，更是文化 的传承，没有特殊的文化元素标志就无 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 法区分，使得建筑严重缺乏生命力。将 中国现代仿生建筑打上文脉的烙印，运 用中国元素这些文化传承的载体，能够 将大量的文化信息凝聚起来，通过建筑 传递给人们我国传统的信息，引起人们 的共鸣。文脉的应用将传统建筑的元素 融入到现代建筑中，使现代仿生建筑在 追求其国际性的同时展示着中国传统文 化的魅力。 总结 自然界是人类最好的伙伴，人