仿生建筑

 編者按

建筑仿生是根據(jù)自然與社會(huì)生態(tài)規(guī)律，結(jié)合了生物學(xué)、美學(xué)等，把建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能和自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合搭配，注重環(huán)境生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益與形式新奇的有機(jī)結(jié)合，已成為新時(shí)代建筑學(xué)領(lǐng)域的一種新潮流。有觀點(diǎn)認(rèn)為，未來的城市將是仿生與生態(tài)的城市。

綠維文旅認(rèn)為，建筑進(jìn)入到了一個(gè)新綜合時(shí)代，并呈現(xiàn)出六大新綜合發(fā)展趨勢(shì)，即：可持續(xù)性新綜合、功能多元化新綜合、歷史文化新綜合、技術(shù)利用新綜合、經(jīng)濟(jì)價(jià)值新綜合、鄰里社會(huì)性新綜合。

綠色仿生建筑在把握以上六大綜合發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，還需以節(jié)能、環(huán)保為基本原則，從高新科技、低碳節(jié)能、生土建筑、覆土生態(tài)、創(chuàng)意仿生等方向?qū)崿F(xiàn)突破。

在生態(tài)文明、新型城鎮(zhèn)化大背景下，建筑企業(yè)及設(shè)計(jì)師應(yīng)轉(zhuǎn)變工作思路與手法，學(xué)習(xí)和應(yīng)用新科技，服務(wù)建筑創(chuàng)新，賦予仿生建筑新的社會(huì)目標(biāo)與時(shí)代特征，實(shí)現(xiàn)綠色中國夢(mèng)！

建筑仿生學(xué)的應(yīng)用范圍很廣，從城市總體到單體建筑，從居住環(huán)境到材料都可涵蓋。本文從城市仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生、形式仿生四方面，結(jié)合案例，展示仿生建筑的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。

01-城市仿生

1巴黎城市改建規(guī)劃

城市環(huán)境仿生方面，比較有代表性的例子在巴黎的轉(zhuǎn)換改造中清晰可見。1853年巴黎的大規(guī)模整治方案，不僅要表達(dá)贊美帝國的首都，并要改善城市的結(jié)構(gòu)和功能，打造綠色城市交通，環(huán)境和生活。所以，在模擬人體生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)該城市進(jìn)行了規(guī)劃。

市區(qū)內(nèi)的環(huán)形與放射狀的道路網(wǎng)就好比人體內(nèi)循環(huán)暢通的血管系統(tǒng)，東西郊區(qū)的兩座森林公園，好比人體兩肺。為了解決巴黎市沒有充足的空氣，當(dāng)?shù)亟ㄖ煆暮粑赖慕Y(jié)構(gòu)出發(fā)，構(gòu)建了賽納河與環(huán)形狀的綠化帶。

在這一系統(tǒng)中，環(huán)形狀的市區(qū)與主干就好像流通于身體內(nèi)部的血管。這樣的城市環(huán)境設(shè)計(jì)理念與仿生思想相吻合，這樣的設(shè)計(jì)方式對(duì)城市的發(fā)展具有積極性意義，有效地解決了巴黎的城市交通以及環(huán)境美化的問題。

2海綿城市

海綿城市，顧名思義，是指城市能像“海綿”一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，通過加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。

“海綿城市”材料實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，表現(xiàn)出優(yōu)秀的滲水、抗壓、耐磨、防滑以及環(huán)保美觀多彩、舒適易維護(hù)和吸音減噪等特點(diǎn)，成了“會(huì)呼吸”的城鎮(zhèn)景觀路面，也有效緩解了城市熱島效應(yīng)，讓城市路面不再發(fā)熱。

02-功能仿生

1仿生拱形大廈

在建筑使用功能方面的仿生，應(yīng)用也很普遍，不過表現(xiàn)的形式是多種多樣的，只要善于應(yīng)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。

這個(gè)未來風(fēng)格的塔式大廈包含著數(shù)千棵樹木，通過“吸收”有毒煙霧可以有效解決城市污染問題。它被命名為“仿生拱形摩天大樓”，旨在使用“生物墻”來吸收有害煙霧氣體，它能夠吸收這些有害氣體，并轉(zhuǎn)化成為氧氣。

每一層都有“天空花園”，遍布著樹木。同時(shí)，這里還有商店、餐廳和博物館。該建筑使用太陽能和風(fēng)能，以及進(jìn)行水質(zhì)凈化、再循環(huán)利用和消除雜質(zhì)的生物反應(yīng)器。

2“白樹”集合住宅

這是日本設(shè)計(jì)師Sou Fujimoto為法國蒙彼利埃設(shè)計(jì)的一棟集辦公、畫廊、酒吧與餐廳于一體的綜合性建筑物，全高17層，其最大的特點(diǎn)在于，整個(gè)建筑物就像棵大樹般開枝散葉，讓露臺(tái)和陽臺(tái)狂放地向四周綻放，從而提供相當(dāng)多樣又實(shí)用的戶外空間。

120戶家庭朝向各不相同，客戶可以根據(jù)個(gè)人情況選擇。起居室盡量大地面向陽臺(tái)，符合當(dāng)?shù)氐纳盍?xí)慣。塔樓的其他空間還包含一些畫廊，餐廳，全景酒吧以及辦公等配套公共設(shè)施。

03-結(jié)構(gòu)仿生

1仿生“水泡”碳纖維復(fù)合材料建筑

在結(jié)構(gòu)仿生方面，先進(jìn)的工程師們?cè)诮鼛资陙硪讶〉昧朔欠驳某删?，他們比建筑師更善于觀察自然界的一切生態(tài)規(guī)律，已應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)造了一系列嶄新的仿生結(jié)構(gòu)體系。從一滴水珠和一個(gè)蛋殼看到了其自由拋物線型曲面的張力與薄壁高強(qiáng)的性能；從一片樹葉的葉脈發(fā)現(xiàn)了其交叉網(wǎng)狀的支撐組織肌理，這些對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)都是十分有益的啟示。

斯圖加特Achim Menges教授在新作 ICD/ITKE亭中展示了一種全新的建筑，其靈感來自于生活在水下，并居住在水泡中的水蜘蛛的建巢方式。

整個(gè)亭子是在一層柔軟的薄膜內(nèi)部用機(jī)器人織上可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的碳纖維而形成的輕型纖維復(fù)合材料外殼構(gòu)筑物，同時(shí)這種建造方式使用到最少的材料實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

研究團(tuán)隊(duì)研究了水蜘蛛的水下生活模式，它們?cè)谒陆ㄔ斐鲣摻畎愕膱?jiān)固水泡并生活在其中，作為水泡支撐結(jié)構(gòu)的蜘蛛絲能讓水泡在遭遇水流變化時(shí)承受機(jī)械盈利，保證水泡內(nèi)的安全和穩(wěn)定。

2卡塔爾奢侈酒店

扎哈·哈迪德建筑事務(wù)所執(zhí)掌的卡塔爾Lusail酒店項(xiàng)目，設(shè)計(jì)靈感由沙漠風(fēng)信子的結(jié)構(gòu)啟發(fā)而來，它是一種波斯灣原生的開花植物，學(xué)名Cistanche tubulosa(管花肉蓯蓉)。

酒店“9點(diǎn)式”裙樓環(huán)繞著中央的主體建筑，而其周身也流動(dòng)著猶如風(fēng)信子般彼此交錯(cuò)的幾何線條。

外立面上猶如纖手細(xì)織的Mashrabiya紋樣(伊斯蘭教傳統(tǒng)建筑中用來遮蔭的一種花格屏風(fēng))，減弱了灼熱日光的力量。

貌似新潮的“流動(dòng)性”概念，其實(shí)一直埋藏于波斯的建筑遺產(chǎn)與傳統(tǒng)觀念中。在該項(xiàng)目，從穹頂?shù)教旎ò?、到墻面再到地板，連貫的紋樣如同書寫或幾何繪圖，令建筑各部分形成一種曖昧的聯(lián)系，這種聯(lián)系甚至令建筑學(xué)元素上的涇渭都模糊起來。

04-形式仿生

1紅樹林樹屋

建筑形式的仿生則最為常見，它不僅可以取得新穎的造型，而且往往也能為發(fā)揮新結(jié)構(gòu)體系的作用創(chuàng)造出非凡的效果。新西蘭太平洋環(huán)境公司的建筑師們?cè)O(shè)計(jì)的黃樹屋餐廳，位于一片紅樹林上。

建筑主體為人工種植的白楊木條，欄桿用附近的紅衫木做成，充分利用了自然采光。

外形像是一個(gè)豆莢，建在一棵10米高的紅樹上，靈感源于昆蟲的繭，可容納30名用餐的客人。高架通道由當(dāng)?shù)氐募t樹制成。

2印度蓮花寺

1986年在印度的新德里綻放了一朵白色蓮花，這座運(yùn)用幾何原理精密計(jì)算出的蓮花寺，它高34.27米，底座直徑74米，由三層花瓣組成，全部采用白色大理石建造。底座邊上有9個(gè)連環(huán)的清水池，拱托著這巨大的"蓮花"。

蓮花寺是新德里的地標(biāo)建筑，人們都稱之為坐落新德里的"悉尼歌劇院"。以其承載的文化和設(shè)計(jì)者巧具匠心的設(shè)計(jì)，每年吸引著數(shù)以千計(jì)的游客前來參觀。白天，俯覽蓮花寺，在底座上的九個(gè)水池的襯托下，廟宇既有宗教和民族特色，又不失一種現(xiàn)代感。晚間，廟宇在白色燈光的照射下，猶如黑暗中漂浮水上的燈花。

本文根據(jù)綠維文旅創(chuàng)意建筑設(shè)計(jì)研究院公眾號(hào)內(nèi)容編輯整理

部分圖片來源攝圖網(wǎng)，部分來源網(wǎng)絡(luò)

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