仿生學在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

1、仿生學在建筑設(shè)計中的應(yīng)用 本文結(jié)合仿生學的理論就該學科在建造設(shè)計中的應(yīng)用舉行了探討，文章主要從仿生學在建造形式、結(jié)構(gòu)、功能及建造材料等方面的應(yīng)用做了詳盡的推薦，以期能夠通過本文引起建造設(shè)計領(lǐng)域的關(guān)注，加入到仿生建造設(shè)計研究行列中，推進建造事業(yè)的蓬勃進展。 隨著社會經(jīng)濟進展，人們生活質(zhì)量的提高，人們對現(xiàn)代建造設(shè)計提出了更高要求。要求現(xiàn)代建造不僅要質(zhì)量達標，功能齊全，而且對建造的藝術(shù)形態(tài)也提出了新的要求。仿生學是一門相對自立的學科，目前已漸漸走向成熟階段，如何將仿生學應(yīng)用到建造設(shè)計中，提升建造的整體藝術(shù)美感，突顯建造時代風格，是當今建造設(shè)計領(lǐng)域需要嘗試研究的重點課題。 1.建造形式仿生 就現(xiàn)代建造

2、而言，建造形式不單是建造藝術(shù)美感的表達，更能將現(xiàn)代建造所包含的寓意以多樣化的形式表達出來。建造形式仿生思想理念產(chǎn)生的靈感來源于人們對自然界各種動物、植物及其他物質(zhì)形態(tài)的精心觀看，從中發(fā)覺了美的元素，并將這些元素提煉出來，進而通過藝術(shù)手法及相關(guān)的處理措施將這些元素融合到建設(shè)設(shè)計中，使建造同自然界美妙的事物完善結(jié)合，給人們帶來視覺上的盛宴。按照建造形式仿生設(shè)計手法不同，可將其分為象形仿生和抽象仿生。 1.1建造象形仿生設(shè)計 建造象形仿生設(shè)計指的是將自然界中一些具有藝術(shù)美感的物質(zhì)外部形態(tài)，經(jīng)過藝術(shù)加工處理后應(yīng)用到建造設(shè)計中。比如位于我國首都北京的“鳥巢”，其外觀整體形態(tài)宛如鳥巢，美輪美奐，它的設(shè)計靈

3、感主要來源于自然界中的某種鳥巢。位于我國蘇州的東方之門，俗稱秋褲樓，被譽為“世界第一門”，整體外觀以陰刻形式勾畫輪廓，給人留下想象空間。三百米高度的“門”形外觀，既表達了獨特的古典神韻又體現(xiàn)了超群的現(xiàn)代科技。 建造抽象仿生設(shè)計突破了對建造物外形的設(shè)計階段，抽象仿生設(shè)計賦予了建造物更深層次的寓意。抽象仿生設(shè)計不僅能突出建造物的藝術(shù)美感，還能將該建造物所在地的歷史文化背景和人們的夙愿表達出來。比如美國的 “自由女神像”，該建造直接采用了人體的藝術(shù)形態(tài)作為建造設(shè)計思路，她所表達的寓意是人們肦望世界和平，人權(quán)自由。 2.建造結(jié)構(gòu)仿生 建造結(jié)構(gòu)仿生是建造仿生學的重要組成部分，從某種程度上講建造結(jié)構(gòu)仿生標

4、志著現(xiàn)代建造仿生學進展水平。國內(nèi)一些知名學者將仿生學根據(jù)模式將其分為五大模式，即生長模式、編織模式、運動模式、脹壓模式和表面模式；該五種結(jié)構(gòu)仿生模式幾乎概括了自然界全部生物的形態(tài)。將這些結(jié)構(gòu)仿生模式導入到建造設(shè)計中，經(jīng)過加工處理后，用來構(gòu)建建造結(jié)構(gòu)形體空間。就當前的建造結(jié)構(gòu)仿生進展現(xiàn)狀而言，在建造設(shè)計中比較常用的結(jié)構(gòu)形式有：筒體結(jié)構(gòu)、螺旋結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)。下文筆者就懸索結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)比較有代表性的結(jié)構(gòu)舉行逐一推薦。 2.1懸索結(jié)構(gòu) 懸索結(jié)構(gòu)是通過柔性拉索承載建造物荷載的結(jié)構(gòu)形式。懸索結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用于體育館、大型廠房及橋梁方面。比如我國南昌的 “生米大橋”其結(jié)構(gòu)就

5、是懸索結(jié)構(gòu)，采用拉索承載橋梁自重和橋面活載。 2.2殼體結(jié)構(gòu) 殼體結(jié)構(gòu)建造的特點是整體性強，外觀柔美，結(jié)構(gòu)在外力作用下可將外力沿著不同的方向舉行分解，受力能力強。比如，位于澳大利亞悉尼市區(qū)北部的悉尼歌劇院就是殼體結(jié)構(gòu)建造物的典型代表。 2.3膜結(jié)構(gòu) 自然界中有許很多多的膜結(jié)構(gòu)物質(zhì)，比如動植物的細胞膜，肥皂泡膜等等；該類物質(zhì)的膜結(jié)構(gòu)在內(nèi)外壓力差作用下形成脹壓模式，使膜結(jié)構(gòu)上邊的荷載勻稱分布在膜結(jié)構(gòu)表面，比如我國北京的游泳館 “水立方”就是采用的膜結(jié)構(gòu)建造模式。 3.建造功能仿生 建造功能仿生就是對自然界中各種物質(zhì)存在的功能原理舉行探索，并將這些功能原理運用到建造設(shè)計實踐中的過程。比如，我們生活中

6、比較常見的植物竹子，它是軀干中空的形態(tài)，該種植物形態(tài)它自身的功能主要體現(xiàn)在承載上部枝葉的荷載和活載，還能通過中空的軀干輸送自身所需要的養(yǎng)分物質(zhì)。竹子的結(jié)構(gòu)功能形式在當前的簡體結(jié)構(gòu)形式的建造中應(yīng)用較廣。建造功能仿生相對于建造形式仿生、建造結(jié)構(gòu)仿生及建造材料仿生而言，該建造仿生形式研究的較晚，仍然需要我們進一步加強對其研究和探究。信任隨著人類社會的進展，科學技術(shù)的不斷提升，建造功能仿生也將會很快地應(yīng)用到建造設(shè)計領(lǐng)域中。 4.建造材料仿生 建造材料仿生只要是對自然界生物軀體的組織結(jié)構(gòu)及生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)舉行模仿而研發(fā)出來的新型建造材料。在某種程度上建造材料仿生可有效達到建造節(jié)能效果。比如人類按照蜂巢、蟻穴的結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計出了加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫橡膠以及泡沫玻璃等。并將加氣混凝土或泡沫混凝土加工制作為加氣混凝土砌塊用來填充隔墻，大大地減輕了建造隔墻的自重，并且在隔音效果和保溫效果方面表現(xiàn)優(yōu)異。將加起混凝土應(yīng)用到建造的梁板結(jié)構(gòu)施工中，可有效削減梁板結(jié)構(gòu)自重，還可削減混凝土的用量，經(jīng)濟性良好。 5.結(jié)語 總之，隨著人類社會的不斷進展，人們的審美觀念也會不斷發(fā)生變化，相應(yīng)地對建造設(shè)計領(lǐng)域提出的要求