郭洁
昆明理工大学设计研究院 云南昆明 650000
摘要：基于提升建筑规划质量的目的，为确保人体仿生学在建筑规划中能够真正发挥作用，本文对人体仿生学的特点进行简要分析，详细阐述了建筑规划中人体仿生学的应用案例，最后具体探讨了人体仿生学在建筑规划中的应用构想及可行性。
关键词：建筑规划；人体仿生学；作用；构想
人体仿生学是一门新兴的学科分支，涉及多个专业领域。随着科学技术的不断发展，人体仿生学的知识不断完善，专业技术日益成熟，促使人体仿生学在建筑规划中的应用逐渐受到重视。根据建筑行业的现代化发展需求，依据建筑规划的基础原则，通过深入研究人体仿生学，将相关技术科学应用到建筑规划中，优化人体仿生学的应用思路，强化人体仿生学在建筑规划所涉及环境规划、排水管网规划中的应用，可实现对建筑规划水平的有效提升，对提升建筑建设的科学性、环保性具有重要意义。
1.人体仿生学的特点分析
仿生学是模仿生物的特殊本领的一门科学，主要是模仿生物建造技术装置。人体仿生学是仿生学的一个新兴学科分支，具有系统性强、全面性强、发展潜力大等特点。人体仿生学的模仿对象主要是人，以人体各部位的不同功能为依据，研发生物建造技术及功能完善的装置，依据相关系统的运作原理，促进系统性的提升。在专业应用领域中，利用人体仿生学的知识与技术解决实际问题，体现出人体仿生学的全面性特征。人体仿生学是对人类自身的探索，具有无穷的发展潜力，对科学技术的发展具有较强的推动作用。
人体仿生学在建筑规划中的应用需遵循整体类比性、技术先行等原则，从全局角度考虑建筑规划问题，以整体眼光看待建筑项目，对建筑项目所涉及各模块的规划与人体各部位的功能进行整体类比，以实际难题作为人体仿生学在建筑规划中应用的突破点，通过正确认识人体各部分系统，结合对建筑项目的全面分析，优化建筑规划思路，评估建筑规划方案的可行性，探寻建筑规划的技术背景与现实载体，强调专业技术实际应用的重要性，坚持技术先行，优化建设建筑项目，促进人体仿生学在建筑规划中的实际应用，从而提升建筑规划质量及科学性，为建筑项目施工提供科学依据。
2.建筑规划中人体仿生学的应用案例
2.1人体仿生学在排水管网规划中的应用
建筑规划与建设是城市发展规划所涉及的重要内容，对城市的健康可持续发展具有很大影响。排水管网规划是城市规划的关键，直接影响着建筑规划效果。雨污分流是基于人体仿生学提出的一种排水管网规划理念，主要是模仿人体的肾脏代谢——泌尿系统，有利于提升城市污水排放的效率。人体肾脏承担着调节体液、新陈代谢，而肾脏代谢——泌尿系统所具备功能的发挥，需要静动脉、肾被膜、肾皮质、肾小体等功能模块的协同作用予以支持，从而保证人体内分泌的平衡。基于对人体仿生学的深入研究，依据雨污分流理念规划城市排水管网，分管处理城市污水和雨水，合理修建地上明沟与地下暗渠，促进城市规划质量的提高，从而完善城市排水系统。雨污分流的城市排水管网见图1。
图1：雨污分流排水管网示意图
2.2人体仿生学在环境规划中的应用
随着人体仿生学的日益成熟，在各个行业领域中的应用越来越受重视。尤其是人体仿生学在建筑规划中的应用，逐渐由理论转化为实际，城市环境仿生运用的成功案例也越来越多。例如欧思曼（G·E·Haussmann）的巴黎规划改建计划，该计划的实施充分利用了人体仿生学相关知识和技术，实现了巴黎结构功能的合理优化，是对人类身体系统的优化、合理模拟，体现将人体仿生学应用到建筑规划中的可行性。在巴黎规划改建计划中，大面积的绿色森林公园主要是规划在巴黎的东西郊区（即现在的维星斯公园和布伦公园）。从人体仿生学来看，两座公园主要是对人体内两肺的模拟。而巴黎改建计划所包含的塞纳河环形绿化带则对人体呼吸管道的模拟，市内主次干道网络主要是对人体血管系统的模拟。人体仿生学在巴黎规划改建中的应用，有效改善了城市的生态环境，体现出人体仿生学在建筑规划中发挥的重要作用。
3.人体仿生学在建筑规划中的应用构想
3.1城市垃圾处理与人体代谢系统
日常垃圾处理与污水排放是城市建筑规划的要点，也是城市基础设施建设所涉及的重要系统，对城市化建设和可持续发展具有重要影响。基于人体仿生学在建筑规划中的应用需求，在城市垃圾处理这一功能模块的规划中，可依据人体代谢系统进行合理规划。人体的新陈代谢涉及多个器官的协同作用，主要是通过多渠道将代谢废物排出体外，代谢速度大幅度提升。通过模拟人体的代谢系统，科学规划城市垃圾处理系统，设计“小垃圾就地处理，大垃圾集中处理”的城市垃圾处理规划方案，减少垃圾集中处理的工作量，提高城市垃圾处理效率，避免严重破坏城市生态环境。对于城市污水处理系统，基于人体仿生学的科学应用，可模拟人体肾脏泌尿系统的代谢原理，严格按照区域污水集中处理、分批排放的原则，采用分管处理方式对城市日常用水与污水排放进行处理，满足日常生产生活对水资源的需求，促进城市污水的快速处理，以便更好地保护城市生态环境和居住环境。垃圾处理流程见图2。
图2：垃圾处理流程
3.2城市供暖制冷与人体恒温系统
人体皮肤是感知气温冷暖的直接途径，根据不同人的身体素质差异，人体皮肤的冷点和热点也有很大区别。根据人体温度感受器对动态刺激的反应特征，主要是感知气温的动态变化，借助人体的热感受器与冷感受器感受热刺激与冷刺激，而这种感受需要依靠体液调节与神经调节予以支持。神经调节与体液调节两种方法所针对的方向存在明显区别，体液调节涉及人体皮肤表层血流量、排汗量等多个方面。神经调节主要是依靠下丘脑的作用来实现，其中，下丘脑前部主要是调节人体的散热功能，而御寒功能主要是依靠下丘脑后部来实现。
为提升建筑供暖制冷规划的科学性、环保性，基于人体仿生学的应用原理，在深入分析人体恒温系统的基础上，合理规划建筑物的暖气管线，优化建筑的冷暖气供应及热量分配，从而提升电力等各类资源的利用率。在城市供暖制冷规划中，为满足建筑物内的散热和御寒需求，可根据建筑整体规划，优化构建类似人体温度反馈调节机制的供暖制冷系统，合理调控局部温度，降低能源浪费，从而保证建筑的供暖制冷效果。
3.3城市空气改善与人体呼吸系统
随着城市化建设的不断深化，空气污染问题越发突出，导致空气质量不断下降，改善空气质量也逐渐成为城市建筑规划需要重视的问题和实现的目标。基于人体仿生学在建筑规划中的应用，根据人体呼吸系统的工作原理，如依靠鼻腔内的鼻毛清洁空气，以呼吸道的软骨保证空气的畅通，以鼻粘膜粉笔的黏液湿润空气等，为更好地改善城市空气质量，合理规划空气净化系统，可模拟人体鼻腔防尘处理，依据建筑规划，合理布设防尘绿化带，优化城市建筑的空气循环路径，沉降处理空气中的灰尘。同时，为加强城市绿化环境管理，可设立专门的空气净化设施，减少空气中粉尘的传播，依靠专业设备实现空气自净，改善空气质量，从而提高城市居住环境。
4.在建筑规划中应用人体仿生技术的可行性分析
城市化建设的不断深化，对城市规划与建筑规划提出了更高的要求，人体仿生学在建筑规划中的应用逐渐受到重视，对缓解人与环境、城市发展与环境保护等矛盾很有帮助，有利于协调建筑规划与生态环境保护、资源利用具有重要意义。建筑规划所涉及的方方面面以及遇到的实际问题，依据人体仿生学的相关知识和技术，能够从人体找到应对措施，促进建筑规划科学性的提高，从而解决建筑规划产生的现实问题。
在建筑规划中应用人体仿生学，优化建筑运作系统，制定建筑规划的系统措施，合理配比建筑规划与资源利用，有助于提升建筑规划与建设中各类资源的利用率，提高建筑规划费用的合理性，实现对建筑质量与成本的有效控制。人体仿生学研究具有一定的前瞻性，而将人体仿生学应用到建筑规划中，不仅发展前景广阔，也有利于建筑行业的健康、绿色化发展。人体仿生学在建筑规划中的应用，是建筑行业现代化发展的必然选择，也是对节能环保理念的体现。着眼于人体功能系统，优化建筑规划，有利于提升建筑规划的高效性和环保性，促进建筑行业与生态环境的协调发展。
结束语：
建筑规划是城市规划建设的关键，而人体仿生学在建筑规划中的应用，对解决建筑规划中的现实问题，提升建筑规划效果具有重要意义。为确保人体仿生学在建筑规划中能够真正发挥作用，应深入研究人体各功能系统，将人体功能与建筑规划进行有机结合，优化建筑规划思路，从城市供暖制冷、垃圾与污水处理、控制质量改善等方面考虑人体仿生学的应用，促进实用类科学与实践型应用的结合，保障建筑行业的健康持续发展。
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论文作者:郭洁
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/7
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