建筑仿生学的表现与应用方法

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  仿生建筑以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律为研究对象,探寻自然界中科学合理的建造规律,并通过这些研究成果的运用来丰富和完善建筑的处理手法,促进建筑形体结构以及建筑功能布局等的高效设计和合理形成。从某个意义上说,仿生建筑也是绿色建筑,仿生技术手段也应属于绿色技术的范畴。

  ,体现了社会可持续发展意识和对人类生存环境的关怀。另外,从建筑创作研究的角度看,仿生与生态构思有相通之处,它们的过程和出发点相对于其他的构思方法或类型有自己的特点。

  建筑仿生学的表现与应用方法,归纳起来大致有四个方面:城市环境仿生,使用功能仿生,建筑形式仿生,组织结构仿生。当然,往往会出现综合性的仿生应用,形成一种城市与建筑的仿生整体。

  曾生活在中生代的巨大爬行动物恐龙,身长20多米,身高4至8米,体重达30至40吨。这样一个庞然大物要走动觅食,生存下去,四肢必须承受相当大的负荷。

  如果恐龙不具备合理的力学结构,四肢就会被偌大的身躯压塌。专家们发现,恐龙巨大的身躯、长颈和粗长的尾巴的重力中心是在腰部,身体的重量通过身体重心传递到粗壮的四肢上,整个身体的上部犹如一座拱桥。

  从力学角度来看,它的确是一种承受巨大负荷的理想结构的造型,这便是建筑史上的“拱形结构”的历史渊源。该仿生建筑的特点,是用料省,坚固耐压,外观美观大方。

  生物界的各种蛋壳、贝壳、乌龟壳、海螺壳以及人的头盖骨等都是一种曲度均匀、质地轻巧的“薄壳结构”。这种“薄壳结构”的表面虽然很薄,但非常耐压。

  模仿它们壳体在外力作用下,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。

  植物和动物的细胞内能充满了液体或气体。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,人们便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、野外餐厅等等。

  美国工程师大卫·盖格成功地设计了一系列充气体育馆——密执安州蓬塔克城的歇尔佛体育馆就是盖格的杰作。充气体育建筑具有造型优美、光彩悦目的时代魅力。

  车前子的叶子一般呈螺旋状排列,夹角为1373030。只有这样,每片叶子方能得到最多的阳光。设计师们向车前子借鉴了调节日光辐射的原理,匠心独具地建造一座呈螺旋状排列的13层楼房,每个房间都可以得到最充足的阳光。

  日本建筑师提出的“新陈代谢”城市设想,通过对生命周期和循环的分析,探求一种将不断更新变化的设备部分和能够长期使用的巨大结构体分开的设计方法。

  1966年由丹下健三在日本山梨县建成的文化会馆是一座新陈代谢派的著名作品,它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能,设计了一个个垂直的圆形交通塔,内为电梯、楼梯与各种服务设施,所有办公空间则建立其间,这样可以根据需要不断扩建或减少。

  建筑仿生可以是多方面的,也可以是综合性的,如能成功应用仿生原理就能创造出新奇和适应环境生态的建筑形式。

  同时仿生建筑学也给人们暗示着必须遵循和注重许多自然界的规律,它告诉我们建筑仿生应该注重环境生态、经济效益与形式新奇的有机结合,仿生创新更需要学习和发挥新科技的特点,要做到这一点,建筑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肌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,今后也仍然会成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段。

  建筑仿生已成为一种新时代潮流,也是建筑文化的新课题。为了启发建筑合理创新,以及使城市环境达到生态平衡和持续发展,建筑仿生学是一种重要手段。建筑仿生学是根据自然生态与社会生态规律,并结合建筑科学技术特点而进行综合应用的科学。

  它的主要研究内容包括:城市仿生,功能仿生,结构仿生,形式仿生等方面。建筑仿生学的应用范围很广,从城市总体到单体建筑,从居住环境到材料都可涵盖。未来的城市将是仿生与生态的城市。

  建筑仿生是一个老课题,也是一种最新的科研趋向,它愈来愈引起人们的注意。因为人类文化从蒙昧时代进入文明时代就是在模仿自然和适应自然界规律的基础上不断发展起来的,直到近现代时期,特别是飞机和潜水艇的发明也都是仿生的科研成果,人们从飞鸟和鱼类的特性中获得启。

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