仿生结构形式在建筑中的运用探讨

仿生结构形式在建筑中的运用探讨

于婉平

山东龙冈旅游股份有限公司济南分公司 山东济南 250101

摘要：当代仿生结构对设计的影响是巨大的，仿生结构设计是一门特殊的艺术。仿生设计比艺术更强调实用性，但这并不能认为仿生结构设计作品没有审美价值。仿生设计是一门综合性学科，好的结构设计运用需要艺术的参与。基于此，本文就仿生结构形式在建筑中的运用进行简要阐述。

关键词：防生结构；建筑；运用；

1 仿生结构概述

《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出的“适用、经济、绿色、美观”的新八字建筑方针，涵盖了建筑设计的特性趋势。只有在设计阶段先行考虑到绿色、低碳、环保，考虑到人、自然、建筑的和谐统一，才能实现建成绿色环保建筑。这就需要建筑设计师的敏锐设计能力，那么设计师的设计就是通过大自然的生物转化为设计来源，通过设计手法，从而形成仿生建筑。仿生建筑形式已成为一种新时代潮流，全世界很多著名的建筑都来源于仿生结构形式。仿生结构形式不仅对建筑外观设计提供了设计的灵感，而且对建筑的功能，材料等方面提供了很大的帮助。仿生结构是运用材料加工，表现自然界多种物象的一种构成。自然界中的景物丰富多彩。其形态门类繁多，形象也极其复杂。因此，其表现难度是很大的。可是，对于造型艺术家来说，反映五彩缤纷的生活现实，正是我们的重任所在，客观要求我们去追求和探索，发觉各种艺术手段，来丰富和完善我们的表现能力。所以说设计来源于生活，来源于设计师对生活的观察、探索、研究，加上材料的运用等创造出无限的空间想象能力，把不能变成了可能。对于仿生结构而言，归纳起来可分为四大类，即人物造型类、动物造型类、植物造型类，以及其它形形色色的景物造型类。比如水波纹、各种植物表面的肌理等。这些形形色色的结构形式在建筑外观设计中被巧妙地运用。

2 仿生结构形式在建筑中的运用

2.1 建筑仿生学的分类

建筑仿生学在表现与应用方法上，有形式形象仿生，结构功能仿生。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。北京奥运会主体育场“鸟巢”，由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计。体育场建筑外观形似鸟巢，可以看出设计师通过对自然界中的鸟巢灵感，大胆地运用在建筑外形中。自然界中的“鸟巢”外观用草、树枝等穿插累积而成。而鸟巢体育馆，采用了11万吨钢铁，巨大的钢网围合而成，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向。设计师通过这种形式形象仿生的方式，大胆的想法，才成就了中国乃至世界的代表性建筑。结构功能仿生是从自然界物象的力学特性、结构关系、材料性能等汲取灵感，用于建筑机构形态设计中。例如，智能飞行器柔性机翼结构通过蜻蜓翅膀网状翅脉结构特征以及翅膀前缘的翅痣、关节等细部结构的观察，设计师设计出智能飞行器仿生柔性机翼的创新构思，如图1所示。

图1 智能飞行器

2.2 仿生结构在建筑装饰中的运用

随着生活水平的提高，大多数人已不在满足于生活上的基本实用功能，而是追求更精致的生活状态。那么给设计师带来更艰巨的考验，设计师只有在大自然中充分找到灵感，熟练地把自然界的景物运用的建筑装饰中，使作品不仅美观舒适、有特色、绿色环保，不仅满足人们的需求，也是当前的发展趋势。如图2所示，“蜂窝灯”的设计，灵感来源为自然界中的蜂巢，设计师把灯罩做成蜂窝状，不仅漂亮美观，有特色，而且避免光线直接照射入人眼，引起眩晕，当灯光光源穿过蜂巢空隙，会变成具有方向性的光，让光线照射范围被局限在一个区域内，形成从中央往外围逐渐失光的效果。所以呈现出丰富明显的渐层变化。灯罩的颜色与造型搭配的好的话，还可成为房中一景，给人以享受。

图2 蜂窝灯

自然界中的蜂巢外形是大小六角形紧密排列所形成的结构，这种结构非常坚固，叫蜂窝结构。蜂巢外侧相互组合的六角形边交叉的点是内侧六角形的中心，这不仅可以提高强度，使蜂巢房更加坚固，还能防止破裂。通过蜂巢的原理，蜂巢板做为绿色材料越来越多的运用在建筑中。蜂窝板的做法是中间为较厚的蜂窝状芯材，上下两面粘贴两块较薄的面板，也称为蜂窝夹层结构，如图3所示。蜂窝板这种特殊的结构，不仅能提高本身的抗压强度、抗冲击性、而且缓冲性好。蜂窝板表面平整、不易变形；吸声隔热、符合现代环保潮流。材料有铝蜂窝板、纸质蜂窝板。铝蜂窝板可以做家具的材料，也可以用在建筑幕墙外墙挂板，或者室内隔断。纸质蜂窝板不仅体积轻，稳定性好，保温隔热，防震等优点，还可以循环使用，降低成本。纸质蜂窝板的用途也广泛，可以制作包装箱保护里面物品，防止损坏，如包装板以及各类的托盘等。它不仅可以节约资源，保护生态环境，而且是一种新型绿色、成本低廉的包装材料。

图3 蜂窝板

2.3 形式形象仿生

当代设计涉及多个学科，设计俨然成为艺术的一类。艺术修养能够直接体现个人的审美情趣，从而影响到美的发挥，设计作品的美学价值与设计师的艺术修养息息相关。当美学价值得以实现时，使用价值应用科技手段将其发挥出来。如图4中的“印度莲花寺”，它位于印度首都新德里。设计师的灵感来源于莲花，“莲花”的寓意很多，比如，在婆罗门教的神话中，创造之神据说是在毗湿奴入定时，从其肚脐中生出的莲花中钻出来的 ；居住在印度次大陆中部的比罗尔族在解释世界起源时也有相似的说法 ：“最初，天下皆水，有莲生出水面。是时巨神居于阴间，经莲茎出至水上，以莲花为座。莲花本身有“出污泥而不染”的特性，在佛教中，弟子们追求的境界，也是希望自己在这个浑浊的娑婆世界中，不被尘世污染，保持身心洁净，最终能够顺利往生。故寺庙整体外观就像莲花一样，它包括27片大理石花瓣，每三个一组，形成九个侧面，可容纳2500人，共有9个入口可进入中庭。

图4 印度莲花寺

在建筑设计中，很多知名的建筑都采用了仿生结构形式，设计师的灵感来源都来自大自然，从大自然中的感悟进行形态的高度概括，形成现在我们所看到的优秀作品。所以我们必须热爱大自然，保护大自然，深刻了解大自然，在大自然中探索更多的秘密，才能为我们带来无穷无尽的灵感！

参考文献：

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[2] 郭晨,廖乐天.浅析建筑中的艺术性与实用性表现[J].大众文艺,2019(03):151-152.

[3] 余露璐.从艺术原理视角探析建筑艺术及其特性[J].大众文艺,2019(06):106-108.