摘 要 日益发展及变化的社会与人类居住环境下,建筑设计领域中也逐渐普及了仿生形态的应用。建筑师在分析自然界形态与结构之后,将其朝着现实使用工具转换并用于建筑设计中。本文阐述了仿生形态定义及其在建筑设计中的目的,随后分析了建筑设计中仿生形态的具体应用,以供参考。
关键词 仿生形态;建筑设计;应用
当前时代下,建筑设计呈现出爆炸式的发展速度。多数建筑师也相继踏上了探索科技、自然、设计互动发展的道路,在更有机的方法运用下,同时配合现代科技将自己的设计理念传达,促进了整体循环设计系统的形成。而仿生学的发展,则是在该历程中的一个重大突破,使得建筑领域中迎来了新的活力。
1 仿生形态定义及其在建筑设计中的目的
仿生形态表示人类在观察和研究自然物象之后,模仿生物形态具备的特征,并在建筑设计中应用这类自然形态。如此一来,不但融合了功能结构在内,同时也是在不断超越、升华模仿。就仿生形态来看,建筑仿生形态可谓是最直白的理解,将新鲜别致的造型、生动的外形体现在建筑上,使得观看者有着无限联想产生。生物体是由其自身功能与形态相结合且拥有生命的整体。建筑仿生形态在研究自然生物的万千姿态并实现应用后,能够发挥着启示人类的作用。
日益发展的建筑行业背景下,人们也深入研究、拓展了建筑,其仿生形态方面更是如此。在仿生技术的高效利用下,人们的日常生活更为和谐美好。最初人们在模拟自然界时仅是直接搬用,经历了初步模拟之后,发展为现下的提取与融合[1]。社会的进步推进了个性化潮流的发展,有关建筑的欣赏水平方面,人们也有了一定的变化,仿生形态也就此诞生并得到了發展。不断创新的科学技术,人们也将多样化的元素应用在建筑中。值得一提的是,人类社会本身便是组成大自然的重要成分之一,人类无法与自然界脱离、独立存在的,所以需要对自然界的奥秘不断探索,深入研究多样化的建筑。
2 仿生形态在建筑设计中的应用
2.1 形态仿生
人类对美的追求是仿生形态的立足点,站在美学角度分析研究,生物体的形态是建筑物设计的模型来源,在展示各类生物体形态的基础上,能够获取形象生动且趣味丰富的建筑,人们通过欣赏建筑,产生赏心悦目的感受,对美的震撼也有所体味。也有个别建筑物将生物中能够表达某种具体象征意义的符号提取出来。仿生形态设计中,有关建筑物结构受力等物理特性的分析很少,个别建筑物为了达成结构形式类似生物形态的目的,违背了建筑物的受力结构。现下,有关生物体形态模仿方面,有着多样化的种类,例如鱼和飞鸟便是常见的两类动物,设计师在建筑设计中时常将这两类动物当作模仿对象[2]。例如德尔卢卡·普契尼剧场的设计者为意大利建筑师保罗,他在建筑设计中,采用的理念是蝴蝶幼虫形成阶段,轻巧的设计却强烈地感染着人们,与周边环境轻易融为一体;外部采用了如同男人肋骨一般的虚假的肋骨。歌剧院外墙面蝴蝶造型,是对歌剧院崇拜之感的完美诠释,将视觉方面重复节奏感的冲击力带给了观赏者,也是设计师对其浓厚情感的充分表达。
2.2 结构仿生
生物要想生存与发展,就必须平衡地心引力并将一切外力防御,同时要与自然环境相适应,经历了长时间的金华之后便会逐渐形成最经济、稳定且合理的结构形态。羽毛草和禾本科植物,往往有着卷曲成壳形或筒形的长叶,香蒲植物有着呈螺旋状的叶子,这些都在启发人类对空间结构的奥妙展开探索。以往作为经济结构形式的传统建筑梁板支撑体系已经无法将现代社会有关大跨度空间方面的需求满足,而仿生空间结构的诞生,妥善解决了建筑设计师的难题。如2008年北京奥运会主场“鸟巢”,完美融合了中国传统镂空手法、现代新型钢结构,具有独特的意义。由“树与树根”搭建而成的建筑编织体,看起外表如同摇篮,也似孕育生命的巢,将人类对未来的憧憬寄托在内。2008年中国奥运会上,“鸟巢”不但树立了历史性的建筑,同时也开创了建筑发展史上的新路径,其设计融合了东方人的理念及欣赏习惯,强烈冲击着人们的视觉,得到了东方人的普遍认可。
2.3 功能仿生
个别“部件”具备的作用包含着“多功能”。例如竹竿是空心的,不但支撑着自身,也负责输送养料。甘蔗属于一年生植物,秤心为“轻质填充物”,周边是薄壁承重结构,有很短的“施工期与使用年限”[3]。此类结构与功能密切结合的形成,早已深度融合至建筑和工程领域中。近几年,各个国家逐渐出现了大量摩天大楼,多数承重结构选择的是圆筒薄壁,电梯或楼梯布置在筒内。如芝加哥高度为60层的第一联邦银行大楼,就其外形而言,呈现出竹节式的水平结构层,此类水平“节”结合了设备层之后,促进了功能与结构方面统一的实现。
2.4 材料仿生
相对于功能仿生而言,材料仿生并没有十分密切的联系着生物科学,基本是在生物体组织或组成成分的运用下服务于建筑领域。同时,材料仿生也没有直接联系着建筑设计情况。在研究大自然生物之后得知,个别低等生物具有较为简单的构成材料,它们十分擅长将自然界简单物质元素汲取并用于自身建构中,与人们采取的大而复杂且需要警告高温烧结的材料不同。多数生活仅仅是在十几种元素的运用下,便完成了性能优良、仪态万千的材料组成。如我们都知道贝壳具有很大的抗张拉强度,但其却有着十分简单的构成材料:主要原料为蛋白质和石灰石,在有机结合之下就完成了坚硬度极强的个体构造。而人们据此也获取了启示,逐渐踏上了具有简单成分与工艺的物质探索道路,不但实现了能源的显著节省,同时也为环境提供了可靠保障。
3 结束语
建筑中仿生形态的运用,能将不必要的浪费节省,同时也能让人回归自然。建筑承载着人类的思想,而非是机器或是简单的生物,会对我们的行为构成直接影响,同时也是时代进步的引领。提取自然界中的灵感,并在现代元素的运用下促使建筑更好地融合至周边环境中,依托建筑将人类的生活态度彰显出来,是建筑领域未来必然发展的趋势。
参考文献
[1] 杨雪.建筑形态仿生研究初步[J].江西建材,2016,(3):16.
[2] 李洁.形态仿生在建筑外观设计中的有效运用[J].住宅与房地产,2018,(02):76.
[3] 胡玮琳.形态仿生在建筑外观设计中的应用[J].中国包装,2017,37(10):24-26.
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