关键词:仿生建筑学;景观桥梁;应用;展望
引言
针对仿生建筑学在景观桥梁设计中的应用现状,进行科学研究,并简要介绍景观桥梁设计中运用仿生建筑学的重要性、景观桥梁的特点与设计原则,提出仿生建筑学在景观桥梁设计当中的应用要点与展望,希望能够给相关人员提供帮助。由于桥梁结构与造型设计比较复杂,原有的设计理念已经不能够完全满足当今设计需求。现阶段,伴随景观桥梁建设项目的不断增多,不仅能够满足居民的出行需求,而且具有良好的景观观赏功能。将各项景观元素加入到桥梁设计当中,能够保证景观桥梁的各项功能得到更好发挥,提升桥梁的艺术魅力。
1景观桥梁设计中运用仿生建筑学的重要性
仿生建筑学主要分为四个部分,分别是功能仿生、形式仿生、组织结构仿生与环境仿生。其中,功能仿生主要指的是利用人造的各项材料,对生物的形式、受力情况进行模拟。形式仿生重点模仿有关生物造型,设计出更为生动、灵活的形象。组织结构仿生其主要目的是保证多功能建筑在一定的空间内,充分发挥各组织间的关系,保证空间的适应性更强。与上述三种仿生不同,环境仿生主要是模拟生态系统,提高城市规划水平,从而保证城市环境得到更好改善。
2景观桥梁的设计原则分析
(1)保证桥梁正常运行的设计原则。众所周知,桥梁的核心功能是连接、交通运输,故设计人员在设计时,要合理控制景观设计硬件的使用量,设计硬件不能够占用通行界限,在漆黑的夜晚,桥梁灯光亮度与照明范围不能影响人们的正常出行。(2)坚持安全第一的设计原则。桥梁具有良好的沟通功能,设计人员要从安全角度出发,桥梁的主体结构要具有良好的整体性,保证桥梁结构更为稳固。以桥梁主体结构为载体的景观设计,如灯饰与涂饰等,对工程的施工安全没有任何影响。(3)节约性原则。景观桥梁设计人员要从环境保护角度进行设计,对建设施工区域的动植物采取合理保护措施,减少声音与光源污染的产生。
3仿生建筑学的应用
目前,仿生建筑按其表现及应用方式分为4个方面:建筑功能仿生、建筑形式仿生、组织结构仿生和城市环境仿生。
3.1建筑功能仿生
主要是通过一些人造的材料,达到模拟生物的构件形式、受力状况、空间体积感和曲面特征等目的。许多建筑设计师认为它是最具价值的仿生类型使用功能仿生方法是指通过模仿生物的构造、受力状况等使得桥梁的设计更加合理。使用功能可以分为结构功能仿生和生理功能仿生。设计师已经能够从结构功能仿生角度出发,创造出集自然美和社会美于一身的设计。大自然赋予每种生物奇特而复杂的生理功能,这使得给非生命体创造出如同生命体般的生理功能变得异常困难,因而生理功能仿生目前还难以模仿,这是以后设计师在使用功能仿生方面的突破点。
3.2组织结构仿生
结构仿生是功能仿生的一个更高阶段,它的目的是让多功能建筑在有限的空间内最有效地发挥各个组织的关系,使得这些空间可以适应多种功能。结构形态仿生是景观桥梁设计中常用的一种仿生手法,它以明确的仿生造型体现桥梁设计理念。结构形态仿生通过模拟生物的结构来获得新颖的设计方案,在安全使用和精神美感上都给人们带来了惊喜。
3.3城市环境仿生
环境是通过模拟生态系统来进行城市的规划,这种仿生方法可以有效解决城市交通和城市环境美化问题。周边环境仿生是通过模仿桥位周围的生物结构或形状,赋予桥梁生动的形象。桥梁作为环境的一部分,它与周边环境的协调会带来更加理想的景观效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆周边环境仿生方法使得桥梁与周边环境具有相似的形态进而互相融合。周边环境包括自然环境和人文环境,自然环境是最原始的景观,所以桥梁设计中应该尽量减少对自然环境破坏。人文环境是人类活动的产物,包含历史文化的积淀,设计桥梁时必须遵循更好彰显人文精神的原则。总之,周边环境仿生方法有效地利用环境,使桥梁构成新环境的一个有机组成部分,从而使桥梁在具备自身功能美的同时,还与周边环境相互协调。
3.4建筑形式仿生
建筑形式的仿生是创新的一种有效跌方法,它是研究模仿有关生物造型,设计出更为生动、灵活的形象。它是最直接的仿生类型。并且影响建筑形式的三个因素是仿生观念对建筑形式的启发.采用生物系统的观点,把建筑景观桥梁设计作为一有机的整体,主要考虑了影响建设的三个因素,以其对下列问题的解答有所裨益;1、建筑形式的美学问题;2、建筑形式与环境的和谐;3、建筑的生态问题;4、建筑造型、支撑结构、功能的统一.
4景观桥梁设计技术的新趋势
从仿生建筑学角度来进行景观桥梁的设计已经成为当今的趋势,而智能仿生将是设计技术发展新的突破点。英国滑铁卢国际火车站是建筑师对智能仿生的勇敢尝试。智能仿生摒弃了以往简单的模仿生物的构造和形态,而是将生物的行为融入设计中。笔者认为在将来景观桥梁可以从两方面实现智能仿生,分别为智能结构仿生和智能材料仿生。
4.1智能材料仿生
智能仿生材料是指具有类似生物组织功能的仿生材料。这种材料不仅能大大减少结构物的重量,而且其他一些附加功能也伴随出现。北京水立方国家游泳中心就源于智能材料仿生,它全身的生物膜结构使得整体重量变小,而且具有自洁功能,同时太阳光能够完全透过膜进入室内,白天室内完全不需要开灯,大大节约了资源。同理智能仿生材料可以减少桥梁构造物的永久荷载,减少墩台的承重,提高安全系数。智能仿生材料对于桥梁的外观改善也有重要的作用,比如通过使用智能仿生涂料,使得桥梁的整体颜色更好地融于周边环境。具有自洁功能的仿生材料也能使桥梁保持持久的外观美。
4.2加强桥梁细微之处的设计
细微处是指景观桥梁的桥面铺装、整体色彩以及灯光装饰等地方。仿生学的相关设计理念同样可以运用于这些方面。比如铺上防滑的桥面铺装来体现人文关怀,运用合理的色彩搭配来增加桥梁与周边环境的协调性,运用动物发光原理创造出新的照明设施。总之,细微处的设计可以成为点睛之笔。
4.3采用新型技术
为了保证结构复杂的生物模型转化成与之相对应的数学模型,运用计算机技术特别关键,人机界面能够帮助设计人员更加全面地了解设计方案内容,设计人员可结合人机界面,获取有关设计数据,了解景观桥梁和周围生态环境的协调性。
结语
完美的设计需要设计师无穷的想象力,但更需要的是在尊重大自然基础上的想象力。对于景观桥梁设计人员而言,要全面了解景观桥梁设计要点,遵守景观桥梁设计原则,并妥善运用仿生建筑学理论,在提升景观桥梁审美性的同时,为人们提供一个更为优美、安全的出行环境。基于仿生建筑学的景观桥梁带来的是力与美结合,是对大自然力与美要求的最好诠释,它的发展必然会使桥梁设计进入崭新的时代。
参考文献
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[4]盛鸿飞.桥梁建筑美学[M].北京:人民交通出版社,1999.
论文作者: 覃泽贝
论文发表刊物:《城镇建设》2019年23期
论文发表时间:2020/1/9
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