仿生結構形式在建筑中的運用探討

發布時間：2020-12-15所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：當代仿生結構對設計的影響是巨大的，仿生結構設計是一門特殊的藝術。仿生設計比藝術更強調實用性，但這并不能認為仿生結構設計作品沒有審美價值。仿生設計是一門綜合性學科，好的結構設計運用需要藝術的參與�；�于此，本文就仿生結構形式在建筑中的運

　　摘要：當代仿生結構對設計的影響是巨大的，仿生結構設計是一門特殊的藝術。仿生設計比藝術更強調實用性，但這并不能認為仿生結構設計作品沒有審美價值。仿生設計是一門綜合性學科，好的結構設計運用需要藝術的參與�；�于此，本文就仿生結構形式在建筑中的運用進行簡要闡述。

　　關鍵詞：防生結構;建筑;運用;

　　1 仿生結構概述

　　《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》提出的“適用、經濟、綠色、美觀”的新八字建筑方針，涵蓋了建筑設計的特性趨勢。只有在設計階段先行考慮到綠色、低碳、環保，考慮到人、自然、建筑的和諧統一，才能實現建成綠色環保建筑。這就需要建筑設計師的敏銳設計能力，那么設計師的設計就是通過大自然的生物轉化為設計來源，通過設計手法，從而形成仿生建筑。仿生建筑形式已成為一種新時代潮流，全世界很多著名的建筑都來源于仿生結構形式。仿生結構形式不僅對建筑外觀設計提供了設計的靈感，而且對建筑的功能，材料等方面提供了很大的幫助。仿生結構是運用材料加工，表現自然界多種物象的一種構成。自然界中的景物豐富多彩。其形態門類繁多，形象也極其復雜。因此，其表現難度是很大的�？墒�，對于造型藝術家來說，反映五彩繽紛的生活現實，正是我們的重任所在，客觀要求我們去追求和探索，發覺各種藝術手段，來豐富和完善我們的表現能力。所以說設計來源于生活，來源于設計師對生活的觀察、探索、研究，加上材料的運用等創造出無限的空間想象能力，把不能變成了可能。對于仿生結構而言，歸納起來可分為四大類，即人物造型類、動物造型類、植物造型類，以及其它形形色色的景物造型類。比如水波紋、各種植物表面的肌理等。這些形形色色的結構形式在建筑外觀設計中被巧妙地運用。

　　2 仿生結構形式在建筑中的運用

　　2.1 建筑仿生學的分類

　　建筑仿生學在表現與應用方法上，有形式形象仿生，結構功能仿生。形式形象仿生是把自然界的生物或肌理的特征用在建筑外形上的模仿。北京奧運會主體育場“鳥巢”，由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建筑師合作完成的巨型體育場設計。體育場建筑外觀形似鳥巢，可以看出設計師通過對自然界中的鳥巢靈感，大膽地運用在建筑外形中。自然界中的“鳥巢”外觀用草、樹枝等穿插累積而成。而鳥巢體育館，采用了11萬噸鋼鐵，巨大的鋼網圍合而成，均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向。設計師通過這種形式形象仿生的方式，大膽的想法，才成就了中國乃至世界的代表性建筑。結構功能仿生是從自然界物象的力學特性、結構關系、材料性能等汲取靈感，用于建筑機構形態設計中。例如，智能飛行器柔性機翼結構通過蜻蜓翅膀網狀翅脈結構特征以及翅膀前緣的翅痣、關節等細部結構的觀察，設計師設計出智能飛行器仿生柔性機翼的創新構思，如圖1所示。

　　2.2 仿生結構在建筑裝飾中的運用

　　隨著生活水平的提高，大多數人已不在滿足于生活上的基本實用功能，而是追求更精致的生活狀態。那么給設計師帶來更艱巨的考驗，設計師只有在大自然中充分找到靈感，熟練地把自然界的景物運用的建筑裝飾中，使作品不僅美觀舒適、有特色、綠色環保，不僅滿足人們的需求，也是當前的發展趨勢。如圖2所示，“蜂窩燈”的設計，靈感來源為自然界中的蜂巢，設計師把燈罩做成蜂窩狀，不僅漂亮美觀，有特色，而且避免光線直接照射入人眼，引起眩暈，當燈光光源穿過蜂巢空隙，會變成具有方向性的光，讓光線照射范圍被局限在一個區域內，形成從中央往外圍逐漸失光的效果。所以呈現出豐富明顯的漸層變化。燈罩的顏色與造型搭配的好的話，還可成為房中一景，給人以享受。

　　自然界中的蜂巢外形是大小六角形緊密排列所形成的結構，這種結構非常堅固，叫蜂窩結構。蜂巢外側相互組合的六角形邊交叉的點是內側六角形的中心，這不僅可以提高強度，使蜂巢房更加堅固，還能防止破裂。通過蜂巢的原理，蜂巢板做為綠色材料越來越多的運用在建筑中。蜂窩板的做法是中間為較厚的蜂窩狀芯材，上下兩面粘貼兩塊較薄的面板，也稱為蜂窩夾層結構，如圖3所示。蜂窩板這種特殊的結構，不僅能提高本身的抗壓強度、抗沖擊性、而且緩沖性好。蜂窩板表面平整、不易變形;吸聲隔熱、符合現代環保潮流。材料有鋁蜂窩板、紙質蜂窩板。鋁蜂窩板可以做家具的材料，也可以用在建筑幕墻外墻掛板，或者室內隔斷。紙質蜂窩板不僅體積輕，穩定性好，保溫隔熱，防震等優點，還可以循環使用，降低成本。紙質蜂窩板的用途也廣泛，可以制作包裝箱保護里面物品，防止損壞，如包裝板以及各類的托盤等。它不僅可以節約資源，保護生態環境，而且是一種新型綠色、成本低廉的包裝材料。

　　2.3 形式形象仿生

　　當代設計涉及多個學科，設計儼然成為藝術的一類。藝術修養能夠直接體現個人的審美情趣，從而影響到美的發揮，設計作品的美學價值與設計師的藝術修養息息相關。當美學價值得以實現時，使用價值應用科技手段將其發揮出來。如圖4中的“印度蓮花寺”，它位于印度首都新德里。設計師的靈感來源于蓮花，“蓮花”的寓意很多，比如，在婆羅門教的神話中，創造之神據說是在毗濕奴入定時，從其肚臍中生出的蓮花中鉆出來的 ;居住在印度次大陸中部的比羅爾族在解釋世界起源時也有相似的說法 ：“最初，天下皆水，有蓮生出水面。是時巨神居于陰間，經蓮莖出至水上，以蓮花為座。蓮花本身有“出污泥而不染”的特性，在佛教中，弟子們追求的境界，也是希望自己在這個渾濁的娑婆世界中，不被塵世污染，保持身心潔凈，最終能夠順利往生。故寺廟整體外觀就像蓮花一樣，它包括27片大理石花瓣，每三個一組，形成九個側面，可容納2500人，共有9個入口可進入中庭。

　　在建筑設計中，很多知名的建筑都采用了仿生結構形式，設計師的靈感來源都來自大自然，從大自然中的感悟進行形態的高度概括，形成現在我們所看到的優秀作品。所以我們必須熱愛大自然，保護大自然，深刻了解大自然，在大自然中探索更多的秘密，才能為我們帶來無窮無盡的靈感!——論文作者：于婉平

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