仿生建筑的类型及未来发展趋势
2页1、0 8 0A R T P A N O R A M A 2 0 0 7 1 0设计平台 1 9 8 3 年德国人勒伯多( J . S . L e b e d e w) 在建筑与仿生学一书 中系统阐明了建筑仿生学的意义, 建筑学应用仿生学的方法, 建筑 仿生学与生态学的关系, 建筑仿生学与美学的关系等等。 建筑仿生 学认为, 人类在建筑上所遇到的问题, 自然界早已有了相应的解决方 式。 生物在长期的生存竞争中, 为了适应自然界的规律需要不断地 完善自身性能与组织, 生物需要获得高效低耗、自觉应变、新陈代 谢、 肌体完整的保障系统, 只有这样, 自然界才能成为一个整体。 建 筑也应该适应自然界的这种规律, 建筑适应人类社会发展与自然相 协调是建筑仿生学研究的主要课题。 在科技发达的现代, 建筑仿生主要是通过结构仿生、 形式仿生 和功能仿生来直接借鉴生物体和其构筑物的。 一、仿生建筑的类型 1 . 结构仿生。 结构仿生是从自然界的物象的力学特性、 结构关 系、 材料性能等汲取灵感, 应用于建筑的结构设计中, 实现传统结 构无法实现的功能要求。 生物界的各种蛋壳、 贝壳、 乌龟壳、 海螺壳以及人
2、的头盖壳等 都是一种曲度均匀、质地轻巧的“薄壳” 。这种结构表面虽然很薄 但非常耐压。 壳体在外力作用下, 内力都沿着整个表面扩散和分布 的力学特征, 在建筑工程中早已得到广泛应用。 日本东京的代代木 体育馆是奥运会的游泳馆, 由大小两个馆组成, 外观很像一只巨大 的海螺,其外观曲线流畅、轻快、形态动人, 被认为是当代最成功 的体育建筑之一。 植物和动物的细胞内充满了液体或气体。 这些液体或气体对细 胞壁产生一定的压力。 生物学家把这种压力称之为液体静力压和气 体静力压, 统称为细胞的胀压。 根据细胞胀压原理, 人们设计出各 种新颖别致的充气充液结构的体育建筑, 如大型体育场馆、 室内球 场、 网球场、 充气游泳池、 登山帐篷、 野外餐厅等。 在充气建筑中, 起受压和疏散作用的薄膜容器和像张拉揽线一样工作的“流体肌 肉”相结合,稳固地支撑着空气构筑物。 2 . 形式仿生。 在建筑创作上, 往往通过模仿自然物象的形态来 构图和表达寓意, 可以取得新颖独特的效果。 西班牙建筑师高迪设 计的神圣家族教堂被认为是现代仿生建筑的开篇之作, 这座建筑的 外形从植物外形上得到灵感。 由瑞士赫尔佐格设
3、计的2 0 0 8 北京奥运 会主场馆“鸟巢”方案,其外形设计的灵感就来源于鸟巢的结构。 安德鲁设计的上海浦东国际机场, 绿地和碧波荡漾的水池衬托着轻 巧、 透亮的航站楼, 像一只展翅欲飞的海鸥, 寓意着上海航空事业 的腾飞。西班牙建筑师卡洛特拉瓦( S a n t i a g o C a l a t r a v a ) 设计的法 国里昂机场铁路客运站, 从远处望去这座车站那优美的造型像是一 只展翅待飞的“大鸟” ,他设计的2 0 0 4 雅典奥运会主体育馆,屋顶 如鸟儿展翅的优美曲线, 是他的仿生建筑的代表作之一。 3 . 功能仿生。 功能仿生在建筑仿生学中起步较晚, 因为人类在 研究生物的时候, 可以较为容易地把握它的形态特征, 分析出其结 构特征, 而对于复杂的功能, 只能是一个逐步认识的过程, 有时还出 现误解。因此,功能仿生是比较薄弱的一环, 但同时也是最值得借 鉴的。 德国建筑师特多 特霍斯特根据向日葵的生态原理设计的欧洲 第一座由计算机控制的太阳跟踪住宅像向日葵花一样, 始终向着太 阳, 以充分利用太阳能。 这座1 8 0 吨重的建筑物的基座是由地下室6 根柱子支撑的环形
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