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概述仿生学在建筑设计中的应用摘 要：仿生学在建筑设计中应用的非常广泛，它在建筑中的使用实现了大 自然、生物、人类生存环境及人的协调发展，体现了人类崇尚大自然的愿望随 着自然的演绎和当今居住环境的巨大变化，仿生设计艺术越来越广泛地应用到建 筑设计领域当中关键词：仿生学，建筑设计，功能仿生，引 言：仿生建筑将生物界的一些生物的组织和形象当作研究对象，在自然界中不 断探索合理的科学建造规律，通过多年的潜心研究 ， 对现代建筑的形体结构及 功能布局的设计和形成起到促进作用研究建筑仿生学就是为了从自然界中吸取 灵感进行创新，以便与自然生态环境相协调，保持生态的平衡发展一．仿生学的内涵仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，是上世纪中期出现的一门新的边 缘科学仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植与建筑 设计之中，发明性能优越的装置，机器以及仪器，创造新的技术在短短的几十 年里，仿生学从无到有发展迅猛，并且研究成果十分可观仿生学大大开阔了人 们的视界，显示了极强的适应能力，也开辟了独特的技术发展道路即向大自然索 取蓝图的道路二、在建筑设计中的仿生设计类型2.1 、形态仿生在建筑仿生中建筑形态的仿生被称作最常见的仿生方式，人们往往通过观察 自然界的生物形态并进行模仿，经过精心的设计创造出许多体貌多变的特殊的建 筑形态 。

随着人类社会文明程度的提高，人们可以自己设计创造出许多物品， 这些造物信息大多来源于对自然界的模拟、设计以及再创造随着科学技术的不 断进步和人们生活水平的提高，人们在产品设计方面不再只追求产品功能方面的 领先，还要追求其自然气息，为迎合现代人的审美需求，国家应大量提倡并实施 仿生设计理念，在创新设计的同时融入自然风格，使人们在这个钢筋混凝土的时 代也能时刻感受到自然的气息，该策略才能实现环境与人类共生的愿望人们在 大自然的启示下发明了建筑形态仿生，通过对生物的结构和形态的剖析、模仿及 应用，将生物体的功能优势和组织结构充分应用到现代建筑中人们不可以把建 筑形态的仿生单纯理解为对生物体的外形的模仿，建筑形态的仿生是建筑设计师 们将自然界无与伦比的美丽形态与自己培养的修养和审美相互融合并进行再创 造的结果自然界是人类赖以生存的生活环境，自然界中的生物向人们展示着它 们特有的美丽特质，人们把自然界中的生物当作研究和模仿的最佳对象，通过这 种模仿可以制造出许多物品，例如生产工具、居住场所等，这种有效途径对实现人类与自然的共生起到促进作用2．2、功能仿生在建筑使用功能方面的仿生应用也很普遍，表现形式也是多种多样的，只 要善于应用类推的方法，就可以从自然界中吸取无穷的灵感，使建筑的空间布局 更具有新意。

例如，芬兰著名建筑师阿尔托(Alvar Aalto)设计的德国不莱梅高层 公寓(1958年〜1962年)的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服务部分与卧 室部分比作蝶身与翅膀，不仅使内部空间布局新颖，而且也使建筑的造型变得更 为丰富建筑的功能往往是错综复杂的，它不仅仅是单一功能元素的相加而是 多功能发展过程的综合如何有机地组织各种功能成为一种综合的整体，自然界 生物也为人们提供了交织组合的范例，这使得建筑师在建筑功能组织中有所启 发当代集中式的建筑倾向已使巨型高层建筑与多功能建筑随处可见，这就要求 在有限的空间内要高效低耗地组织好各部分的关系，使这些空间可以适应多种功 能建筑师没有理由在复杂的功能组合中浪费空间和材料，也没有理由不向大自 然这位最好的老师学习2.3 、概念仿生相对于前两种类型层次更高，因此就有着更重要的意义这种建筑仿生现象 是针对建筑的某些特性进行研究，找出其更深层次的内在原因，将原因上升为抽 象的理论层次，运用这个理论与建筑设计的潜在相似，对具体的建筑设计进行指 导太阳能建筑就是模拟植物把太阳能转化为生物能的原理将太阳能转化为可 再生能源的建筑形式产生于日本的新陈代谢理论就是看到生物体在生长、繁殖。

运动等生命活动过程中不断出现新组织生长，旧机体衰亡的现象而进行理论抽 象，又运用到建筑设计中代表作有丹下健三设计的山梨文化会馆中国的微排 大厦等作品2．4、结构仿生形态万千的自然界生物根据自己不同的构造和存在方式，有着不同的特征， 存在不同的体现自身特点的尺度，只要认真研究客观生物实体构造和空间结构形 式之间的相似离合度，认清生物体的优化程度和结构限定性，探寻空间结构形式 与生物形体和构造之问的内在关系，有利于人们对结构仿生工程的认识，找到一 条发展仿生建筑结构新形式的途径这个结构不仅仅是力学结构，还包括组织原 则通过研究生物整体或部分的构造组织方式发现其中建筑某部分的潜在相似进 而对其模仿，以创造新的建筑形象或解决新的问题在结构仿生方面，最著名的 还有西班牙工程师圣地亚哥.卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)他为1992年西班牙 塞维利亚国际博览会设计的科威特展览馆，其屋顶是模拟动物关节的自由运动而 可自由启闭的结构，夜间屋顶肋架敞开，下面平台上便可进行露天的各种活动， 它不仅在结构与功能上能够有机结合，而且也给人以无限的遐想三、仿生建筑设计发展趋势3.1 、标准化标准化建筑设计是在建筑工程方面建立和实现有关的标准、规范、规则等的 过程。

建筑标准化的目的是合理利用原材料，促进构配件的通用性和互换性，实 现建筑工业化，以取得最佳经济效果标准化对生物仿生实用性的体现，体现生 物适用自然时自我改良形成的标准体，是不断修正和改良的结果3.2 、环保节能化环保节能建筑设计也叫生态建筑设计，是以生态学的原理和方法为基础，以 人、建筑 、自然和社会和谐发展为目标，寻求最适合人类生存和发展的生态建 筑目标的设计方式随着我国人口的增加和资源环境的压力不断增加，环保节能 已经成为我国经济发展指标中的一项重要任务，而建筑在节能减排、保障环保方 面则有着更重要的位置，据国家有关资料显示，我国的建筑能耗非常惊人在建 造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的 30％，使用的钢材、水泥等 建材的生产能耗占 16.7％两项相加，我国的能源有约一半被建筑消耗了，因此 建筑节能也就成为全社会节能工作的重点所在3.3 、多维空间化多维空间设计是指应用多维空间的原理对建筑物进行设计 改良，使得建筑的空间设计更加合理多维空间中 “ 维 ” 是一种度量，在三维 空间坐标上，加上时间，时空互相联系就构成四维时空 现在科学家的理论认 为整个宇宙是十一维的，只是人类的理解只能理解到三维。

也就是说多维空间概 念本身就表示空间的无限性拓展性，即通过人类合理的利用，有用的空间可以为 人类提供更大的空间感受随着人类对自然世界不断的开发利用，人类越来越发 现现有空间的有限性，而开发宇宙的多维空间可以为人类开发更大的生存空间， 促进人类的发展，现在最主要的多维空间开发观念主要有海洋空间开发和地下空 间开发理念等，主要拓展人类尚未开发的空间来实现建筑设计的空间有效利用结 语：建筑仿生是多方面的，也是综合性的，合理运用仿生原理，可帮助人们创 造性地设计出新颖和适应生态环境的建筑形式同时，仿生建筑学暗示着人们必 须遵循和注意许多自然界的规律，它告诉人们建筑仿生应该注意环境生态、经济 效益与形式新颖的有机结合建筑仿生的创新更需要学习和发挥新科技的特点， 要做到这一点，从事建筑行业的设计师必须善于应用类推的方法，从自然界中观 察吸收一切有用的因素作为创作灵感，同时学习生物科学的机理并结合现代建筑 技术来为建筑创新服务建筑仿生学是新时代的一种潮流，它必将促进建筑工业 的不断发展，成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段参考文献：[1]戴志中，杨震，熊伟.建筑创作构思解析：生态仿生[M].北京：中国计 划出版社， 2006．[2]哈韦尔•皮奥斯，罗莎•塞尔维拉.建筑学的仿生结木一西班牙皮奥斯和 塞尔维拉的五个作品及五项原则[J].时代建筑.2006(9)： 67. 68.⑶杨小峰，罗文媛.仿生建筑浅析[J].青岛理工大学学报，2006(6)： 89—90.。