世博會與仿生建筑

學號0720070119〈上海世博會與仿生建筑〉報告人： 楊青青 所在學院：出版印刷與藝術設計學院班級： 環(huán)境藝術設計一班任課老師： 張朝暉摘要建筑形式的仿生是創(chuàng)新的一種有效方法，它是通過研究生物千姿百態(tài)的規(guī)律后而探討在建筑上應用的可能性，這不僅要使功能、結構與新形式有機融合，而且還應是超越模仿而升華為創(chuàng)造的一種過程。其中，每四年一度的世博會，它的展館作為各國各國彰顯自己在社會，文化，經(jīng)濟等各領域的成就的載體，其設計不但體現(xiàn)這各國的建筑文化，更彰顯著各國最頂尖建筑師的設計理念。在2010上海世博國家館上，我們看到了“海貝殼”以色列館，“青蘋果”羅馬尼亞館，以及形態(tài)可掬的“紫蠶島”日本館等等。相比以前的世博會，越來越多仿生建筑的出現(xiàn)讓我們看到了建筑形式的新趨向，相信以上海世博會為方向標，更富有創(chuàng)新與環(huán)保意義的仿生建筑會興起于充滿希望的未來。關鍵詞：仿生、世博會、展館ShanghaiWorldExpoandBiomimeticArchitectureAbstractBionicisaninnovativearchitecturalformsaneffectiveway,itisbystudyingthelawsofbiologicalstrangethingsaftertheapplicationofwhichtoexplorethepossibilityoftheconstruction,whichnotonlymakethefunction,structure,andnewformsoforganicintegration,butalsogoesbeyondtheimitationofandsublimatethecreationofaprocess.Amongthem,onceeveryfouryears,theWorldExpo,anditsexhibitionhallhighlightingtheirowncountriesasacountryinsocial,cultural,economicandotherachievementsinthefieldofthecarrier,itsdesignwillnotonlyreflectthecountry'sarchitecturalculture,butalsorevealsthecountry'stopthearchitect'sdesignphilosophy.NationalMuseumofShanghaiWorldExpoin2010,wesawthe"SeaShell"IsraelMuseum,"GreenApple"HallofRomania,aswellaspatternsKeju"purplesilkwormIsland"JapanPavilionandsoon.ComparedtothepreviousExpo,moreandmoretheappearanceofbionicarchitecturearchitecturalformsweseeanewtrend,IbelievethatthedirectionoftheShanghaiWorldExpowillprovidestandard,moreinnovative,andenvironmentalsignificanceoftheriseinthebionicbuildingswillbefullofhopefuture.Keywords:biomimetic,Expo,ExhibitionHallTOC\o"1-5"\h\z摘要 2EnglishSubject 2\o"CurrentDocument"Abstract 2\o"CurrentDocument"引言 41仿生建筑的含義 4\o"CurrentDocument"2世博會與仿生建筑 6\o"CurrentDocument"2.1羅馬尼亞館一“青蘋果” 6\o"CurrentDocument"2.2日本館一“東方紫蠶” 8\o"CurrentDocument"2.3以色列館一“海之貝殼” 102.4挪威館一“15棵樹” 113仿生建筑的新趨勢 13-3-3-引言仿生設計是建筑設計的重要手法之一。借助生活中常見的某種形體，形象或仿照生物的某些原理，特征，進行創(chuàng)造性的構思，設計出神似某種形體或符合某種生物學原理的建筑，以上說列出的建筑：以上說列出的建筑：以色列館如同雙手相擁的“海貝殼”，而羅馬尼亞館很容易看出是一個模仿蘋果的具象建筑，日本館則是以昆蟲為原型的建筑……這些仿生的世博會館獨特的生動形象和鮮明的個性特征給人與某種聯(lián)想與趣味，同時昭示著新時代“立足自然，創(chuàng)新環(huán)保”的建筑設計理念。1.仿生建筑的含義在建筑領域方面，仿生的傾向在近幾十年來也在不斷發(fā)展，它的研究意義既是為了建筑應用類比的方法從自然界中吸取靈感進行創(chuàng)新，同時也是為了與自然生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)平衡。自然界是人類最好的老師，人們無時無刻不在從自然界中獲得啟發(fā)而進行有益的創(chuàng)造。仿生并不是單純地模仿照抄，它是吸收動物、植物的生長肌理以及一切自然生態(tài)的規(guī)律，結合建筑的自身特點而適應新環(huán)境的一種創(chuàng)作方法，它無疑是最具有生命力的，也是可持續(xù)發(fā)展的保證。1983年德國人勒伯多出版了一本著作，名為《建筑與仿生學》，系統(tǒng)闡明了建筑仿生學的意義，建筑學應用仿生理論的方法，建筑仿生學與生態(tài)學的關系，建筑仿生學與美學的關系等等，正式為建筑仿生學奠定了理論基礎。加上在此前后，許多有創(chuàng)見的建筑師進行了有關建筑仿生的實踐，使建筑仿生學已逐漸形成為一種時代潮流。建筑仿生學的表現(xiàn)與應用方法，歸納起來大致有4個方面：城市環(huán)境仿生，使用功能仿生，建筑形式仿生，組織結構仿生。當然，往往也會出現(xiàn)綜合性的仿生應用，形成為一種城市與建筑的仿生整體。有異曲同工之處。在建筑使用功能方面的仿生，應用也很普遍，不過表現(xiàn)的形式是多種多樣的，只要善于應用類推的方法，就可以從自然界中吸取無窮的靈感，使建筑的空間布局更具有新意。例如芬蘭著名建筑師阿爾托設計的德國不萊梅的高層公寓的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服務部分與臥室部分比作蝶身與翅膀，不僅造成內(nèi)部空間布局新穎，而且也使建筑的造型變得更為豐富。又如勒?？虏嘉饕?950—1955年間設計建造的法國朗香教堂的平面就是模擬人的耳朵，象征著上帝可以傾聽信徒的祈禱。正是因其平面具有超現(xiàn)實的功能，以致在造型上也相應獲得了奇異神秘的效果。類似的情況還有許多，比較著名的如1960—1963年夏朗在柏林設計建造的愛樂音樂廳內(nèi)部空間則是仿自樂器內(nèi)部空間共鳴的效果而建造了這一復雜奇特的形體。1966年由丹下健三在日本山梨縣建成的文化會館是一座新陳代謝派的著名作品，它的平面組合就是仿照植物新陳代謝的功能，設計了-5-一個個垂直的圓形交通塔，內(nèi)為電梯、樓梯與各種服務設施，所有辦公空間則建立其間，這樣可以根據(jù)需要不斷擴建或減少。建筑的功能往往是錯綜復雜的，如何有機組織各種功能成為一種綜合的整體在自然界中生物也為我們提供了交織組合的范例，它不僅僅是單一功能元素的相加，而是多功能發(fā)展過程的綜合，因此產(chǎn)生了一個較高發(fā)展階段的新特性。例如人的嘴，不僅能吃飯，又能說話唱歌，還能品嘗甜酸苦辣。這種原理應該使建筑師在建筑功能組織中有所啟發(fā)。當代集中式的建筑傾向已使巨型高層建筑與多功能建筑隨處可見，這就要求我們在有限的空間內(nèi)要高效低耗地組織好各部分的關系，使得這些空間可以適應多種功能。建筑師沒有理由在復雜的功能組合中浪費空間和材料，也沒有理由不向大自然這位老師學習。2.上海世博會與仿生建筑2.1羅馬尼亞館一青蘋果2010年世博會召開期間，一顆環(huán)抱著山坡綠水、草坪樹木的巨大“青蘋果”將現(xiàn)身世博園內(nèi)，這就是羅馬尼亞國家館。獨特的外觀造型以及豐富的展示內(nèi)容，有望使羅馬尼亞館成為觀眾流連駐足的“掌上明珠”。羅馬尼亞館位于世博園C片區(qū)，占地面積2000平方米，毗鄰克羅地亞館、奧地利館、盧森堡館及荷蘭館。其建筑理念為，綠色城市”。呈現(xiàn)青蘋果外形的羅馬尼亞館由兩部分組成：一個巨大的蘋果主體，以及一塊蘋果切片。從外觀上看，整個建筑就像是一只青蘋果被咬去了一口。初次看到羅馬尼亞館的時候仿如進入了一個神奇的童話世界一般，一個張著嘴的大蘋果仿佛調(diào)笑著要去吃掉另一個蘋果。讓人不得不想象該展館的外形設計師應該是一個富有童趣的人。從外觀不難看出設計師運用了仿生學的原理，將我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奶O果以建筑的形式展現(xiàn)在我們的面前，給人一種親切感。仿生的設計手法在于模仿，仿生的思想是模仿某種自然物的合理存在的原理，用以改進產(chǎn)品的使用性能，結構性能同時也豐富產(chǎn)品的造型形象。設計者通過模仿自然來展現(xiàn)自然之美，同時呼吁世界人民“綠色環(huán)?！边@一理念，正與羅馬尼亞標志文字“GREENOPOLIS”提倡健康生活方式的重要性、對可持續(xù)發(fā)展理念相契合?！疤O果象征著健康的生活方式。俗話說，一天一蘋果，醫(yī)生遠離我。”羅馬尼亞展區(qū)總代表納吉玩起了幽默。羅馬尼亞館的概念圍繞“綠色”展開，主題為“綠色城市”，其蘋果外形體現(xiàn)了健康生活方式的重要性，對可持續(xù)發(fā)展理念的關注，以及針對現(xiàn)代社會普遍存在問題“以知識為本”的解決方案?！盎诋斀癯鞘形拿髅媾R的諸多挑戰(zhàn)，羅馬尼亞國家館將反映城市中的歷史文化遺產(chǎn)，表現(xiàn)羅馬尼亞致力于更美好生活的智慧。首先讓我們踏進那只貪吃的“青蘋果”，映入眼簾的是一個全天候文化舞臺，我想在蘋果的口中觀看演出的感覺肯定不錯，定能達到視覺，聽覺，“味覺”，和“嗅覺”的盛宴吧！再上一層樓，是一個展現(xiàn)羅馬尼亞飲食文化的餐廳。在“蘋果”中用餐會不會有一種咬了他一口的感覺呢？三樓是一個多功能會議廳。這里是召開各類研討會的地方，在此可進行商業(yè)對話和其它商業(yè)活動。接著再讓我們看看那個造型獨特的“蘋果切片”，這可是展覽的主體部分。你將在這里看到羅馬尼亞多彩的歷史、主要的城市活動，特別是羅馬尼亞首都布加勒斯特的風姿。“現(xiàn)實中蘋果的顏色有綠，有紅，也有黃。在設計師的設計計劃中，也可能會通過燈光，實現(xiàn)'蘋果'變色的效果?？傊?，晚上的它一定很美!如果設計師的構想可能實現(xiàn)的話，那么它將成為一只會變色的蘋果，更為其添加了童話色彩。有童心的成年人和兒童應該對這個建筑會愛不釋手的吧！這樣清新的建筑設計，出自一個28歲的女設計師之手。青蘋果面積達2000平方米的展館，建設成本預計為250萬歐元。外墻是玻璃幕墻材料，內(nèi)為鋼結構。走出主體建筑別忘了還有個造型獨特的“蘋果切片”。“蘋果切片”是展覽的主體部分，你將在這里看到羅馬尼亞多彩的歷史、主要的城市活動，特別是羅馬尼亞首都布加勒斯特的風姿。這座蘋果建筑在展現(xiàn)它風采的同時，也展示了羅馬尼亞的歷史人文，是一座不可多得的仿生建筑。2.2日本館一東方紫蠶上海世博會日本國家館占地六千平方米，高二十四米，總預算高達一百三十億日元，是上海世博會上最大規(guī)模的外國展館之一。據(jù)介紹，日本館具有“像生命體一樣會呼吸的建筑”特點。其外觀的基調(diào)為紫紅色，由象征太陽的紅色與象征水的藍色融合而成。實際上，日本館的外部會隨著陽光的變化及夜景照明的變化變換各種“表情”，可以感受到周圍的各種動感，處處充分體現(xiàn)出“像生命體一樣會呼吸”的設計理念。外形如同蠶繭的中國2010年上海世博會日本館，中國人為其取了一個愛稱：“紫蠶島”。據(jù)2010年上海世博會日本展區(qū)總代表嫁本弘介紹， 2009年2月末，日本館建筑工程正式啟動，同時日本宣布公開征集日本館愛稱活動。截止全日本館愛稱征集活動的最后一天3月27日，共收到3588個作品，其中，96%的作品來自于中國人。以原日本國駐華大使、日中友好會館副會長谷野作太郎先生為主席的評審委員會，經(jīng)過反復評審、推敲，最終決定將中國女性提出的“紫蠶島”作為日本館的愛稱。紫色無論在中國還是在日本，都是代表高貴的顏色，同時，淡淡的紫色極其接近日本館建筑外觀的色調(diào)；蠶在中國是長壽的象征，日本館建筑外形成弧形穹頂，宛如一個巨大的蠶繭點綴著世博園；而從蠶繭中抽取蠶絲、制成絲線、織成絲絹的工藝也是由中國傳入日本的，它是中國與日本之間的一種“聯(lián)接”的象征?！白闲Q島”極其形象地表現(xiàn)了日本館的外觀和特點，可以使參觀者在廣闊的世博園內(nèi)更容易識別。同時，“紫蠶島”這一愛稱也體現(xiàn)了日本館所要傳遞的信息一一面向未來，樹立遠大理想，永遠成長與發(fā)展下去。上海世博會日本展區(qū)總代表嫁本弘表示，有了“愛稱”，日本館在中國會更有人氣。而作為“一衣帶水”的鄰邦，日本館的展示內(nèi)容將與中國觀眾形成更為親切的互動。據(jù)嫁本弘介紹，參觀日本館，首先會看到遣唐使、鑒真東渡等一系列反映日中兩國源遠流長交往歷史的展示。這些由一位位歷史先驅(qū)用心靈和信念寫就的傳奇，歷經(jīng)千余年，仍然擁有激蕩人心的力量，在日中之間呼喚著“和”與“信”的回音。日本館以“心之和、技之和”的主題呼應上海世博會“城市，讓生活更美好”的主題：其建筑外表采用透光的薄膜，可吸收太陽能發(fā)電并在夜間發(fā)光 ；孤形穹頂上“長著”三個洞和三個角，前者可接收雨水并循環(huán)利用，引入陽光減少照明用電，后者可強化冷暖空氣的流通，減少空調(diào)能耗；館內(nèi)排隊人多處，設有噴霧設施，降溫卻不會濕衣?！叭毡攫^的一個重要原則就是多發(fā)掘大自然奧妙，少給大自然增加負擔?！比毡举Q(mào)易振興機構上海代表處副所長花田美香說。環(huán)境污染、氣候變暖、老齡化及其應對之策，是日本館展示的重要內(nèi)容。其中，專門看護老年人的機器人格外令人期待。這是因為2005年日本愛知世博會的豐田企業(yè)館，就是由于展示了會演奏樂器的機器人而成為最熱門展館之一?；ㄌ锩老阏f，日本企業(yè)將為上海世博會專門研發(fā)代表當代最高水平的機器人，并與未來城市生活緊密相連。她說：“高新科技將讓日本館成為上海世博會最富魅力的展館之一?！?.3色列館一海之貝殼以色列國家館的主題為“創(chuàng)新讓生活更美好”，將向人們展現(xiàn)傳統(tǒng)與不斷進步著的猶太文化，并通過對話等展示形式，向參觀者傳遞猶太文化與中國文化的相同點。為突出主題，展館在建筑上充分利用了“創(chuàng)新與未來”元素。以色列國家館被稱作“海貝殼”，名稱與上海世博會吉祥物海寶以及上海沿海城市的特點相呼應。展館外觀由兩座的流線型建筑體組成，形似環(huán)抱在一起的雙手，象征著以色列的科技與創(chuàng)新。伊瑞特-本阿巴表示，以色列國家館展館面積約為 2000平方米，分為低語花園、光之廳、創(chuàng)新廳三個體驗區(qū)。在體驗區(qū)中游客能分別體驗與三方的對話，在低語花園中同自然對話，在光之廳里和猶太歷史的對話，在創(chuàng)新廳與未來的挑戰(zhàn)對話。整個展館的高潮在創(chuàng)新廳，游客們將在這里享受到一場由漂浮在三維空間里的燈球所呈現(xiàn)的360度視聽演出，演出將展現(xiàn)以色列在其各領域中的科技創(chuàng)新及重要成果。以色列國家館面積約為兩千平方米，分為低語花園、光之廳、創(chuàng)新廳三個體驗區(qū)。其獨特的設計贏得了另一個名字——“海貝殼”，呼應著上海世博會吉祥物海寶以及上海的沿海特色。該館設計師海姆?多頓介紹說，“海貝殼”在建筑上充滿著創(chuàng)新與未來的元素，“雙手環(huán)抱”的動感設計象征著以色列的科技與創(chuàng)新?！昂Ｘ悮ぁ卑咨牟糠质莿?chuàng)新廳，由天然石塊搭建，象征與地球、歷史的聯(lián)系和對自然資源的循環(huán)利用；透明的部分是光之廳，使用了給人輕盈視覺的玻璃材料，象征著科技和未來，充分呼應以色列館的主題。而整個展館布展的高潮就在創(chuàng)新廳，游客們將在這里享受到一場由漂浮在三維空間里的燈球所呈現(xiàn)的三百六十度視聽演出，了解以色列在各領域中的科技創(chuàng)新帶來的嶄新局面。周漢民表示，中以兩國的傳統(tǒng)友誼源遠流長。上海世博會的組織者將認真做好參展方的服務工作，切實落實好對參展方的各項服務工作，使以方能夠“成功落地、精彩布展、難忘展示”，為打造一個精彩的以色列館和一屆“成功、精彩、難忘”的世博會而努力！挪威館一“15棵樹”在2010上海世博會中我們將看到一座以樹為塑造原型的建筑“挪威館”。挪威館這座位于世博浦東園區(qū)C區(qū)的建筑在眾多國家館中盡管體量不大，卻風格顯著：15棵模型樹構成的不同空間，展示了這個國家特有的海岸、森林、峽灣和群山景觀，它們的原材料來自木頭和竹子。這座以樹為原型的抽象建筑最終被命名為“15棵樹”。占地面積為3000平方米，挪威計劃為其投入2000萬歐元，其中政府投資和企業(yè)贊助各占一半。挪威方面希望在世博會閉幕后，這“15棵樹”能夠在中國實現(xiàn)易地再利用，重新“種植”到-11-需要它們的社區(qū)。據(jù)挪威館總設計師所言，“15棵樹”靈感來自一座挪威的森林，一個群落生境，在那里，不同的物種有共生的關系。設計的初衷是用一座“森林”的“15棵樹”臨時搭建一座挪威的“棚架”，使之成為一個可供學習、娛樂、收集和發(fā)現(xiàn)的“群落生境”。15棵“大樹”可以放平，然后打包，在其他地方重新“種植”搭建。在每一棵“樹”的根部，專門提供健康生活和社會活動的場所。館里有供人休息和放松的景觀，還有挪威餐廳，可以在里面品嘗挪威海鮮。單單靠美好的設想是難以實現(xiàn)這座世博建筑的，仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)樹的生長遵循一個基本的規(guī)律：如果某區(qū)域地勢較高，樹會在那里一點點積淀，直到內(nèi)部平衡，危險的彎曲壓力才消除。在卡爾斯魯研究中心，樹語言被譯成工程師可以理解的語言。他們一直期待著運用一個具有承重能力的結構零件，使它在任何地方，都不會發(fā)生過載。自然總是最好的例子，兩個樹十產(chǎn)生向外的壓力。樹為了阻止整個折斷，讓樹干上出現(xiàn)一個小細縫，以便減輕樹十另一側的壓力。今天，許多承重的汽車零件都模仿樹的造型。引擎、底盤鑄造和冶煉的零件可以在不增加重量的情況下提高十倍以上的耐用性。其他工程運用此方法也得到了好處。樹葉、樹枝、樹干的最優(yōu)的結構和最優(yōu)的位置可以給人們許多啟示。從挪威館的效果圖中我們可以看到15根柱子上的支架結構分散了頂棚的壓力，這應該是樹給予設計師在這座建筑具體實施中的啟示吧。-12-除了結構上的模仿，挪威館還以“生態(tài)環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展”為理念。最大限度的利用了太陽能和風能。屋頂有大量的太陽能板，提供建筑用的主要能耗。局部屋頂可以開啟，盡可能采用自然通風。屋頂采用半透明材料，獲得自然采光而非人工采光。屋頂有雨水收集和凈化系統(tǒng)，可以把上海梅雨季節(jié)的大量雨水直接轉(zhuǎn)化成飲用水和室內(nèi)景觀用水。挪威館以樹作為雛形來塑造展館，在外觀上做到了神似，在功能上也仿照了由樹的供需關系，充分利用太陽能及風能作為能源的供給。然而如何做到概念與具體材料的結合，設計師是花了一翻心思的。木是中國古代建筑中最為典型的材料，而在挪威的木構造技術里，有一種很先進的木膠合板技術，可以做成大尺度的建筑構件，而且保留木材本身固有的親切質(zhì)感。所以，綜合考慮了文化切入點、建構上的材料和結構特性，樹的概念漸漸形成。在設計師最初想法中，是想大量使用木料，這也正和樹這一建筑雛形相吻合，在挪威，這是最常見也是最可持續(xù)的建筑材料。但在今天的中國，用木材做建筑是不尋常的，因此不容易獲得認可。這樣，怎么實現(xiàn)挪威館的設計思路就構成了一個挑戰(zhàn)。另外，如何將整體結構的建筑變成可拆分的？經(jīng)過反復推敲后發(fā)現(xiàn)，挪威的木膠合板技術可能既是技術上的一個解決之道，也是將兩國建筑文化相結合的解決之道。通過將挪