安徽安德建筑设计有限公司 安徽合肥 230000
摘要：生物在千万年进化的过程中，为了适应自然界的规律而不断完善自身的组织结构与性能，获得了高效低耗、自我更新、新陈代谢、结构完整的保障系统，从而得以顽强的生存与繁衍，维持了生物链的平衡与延续。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。尤其是在大力提倡节约能源，减少环境污染，建设节约型社会的环境下，研究仿生学在建筑工程中的应用更具有十分重要的意义。
关键词：仿生学，仿生建筑，设计
一、生物特性对现代建筑设计理念的改变
1、建筑设计的自然特性
总的来说，建筑仿生设计理念的来源是生物界和自然界。利用生物界和自然界的很多特性来融合现代建筑的设计理念。造就符合人们审美观，符合自然发展理念的新型建筑。自然界的生物除了外观上、造型上的独特性。还有很多特性如采光、避害、抗风、保温、穿透、自我保护，这些功能与结构都十分的精巧、协调、合理、高效。都将带给我们无穷无尽的设计思路与设计理念。
2、建筑设计的空间性
自然界生生不息，和谐运转的理念对于建筑设计的空间性来说也是一种深刻的启示，对于生命体来说，时间的流逝有着特别重要的意义。我们的建筑很多时候更像一个生命体，在时光的不停变化中，它也会生长、发展至衰亡。城市和建筑的生长应该随着社会需求的变化而变化。将自然生命体的发展理念应用于建筑体的发展理念上，对建筑的发展、空间理念都会有很大的支撑和革新。
3、建筑设计中的可持续性
自然界的生物总是对能量有着高效的利用和转换率。例如麻雀没有企鹅厚厚的皮下脂肪可供保暖和储能，却能轻易的将体温保持在41度。北极熊体表颜色易于吸引太阳辐射热，毛发浓密且中空，能有效的阻止体表散热。在建筑设计中，很多生物的储能特性已经被大量应用建筑设计当中，体育馆太阳光板的应用就源于植物的光合作用。
4、建筑设计中的运动特性。
力与动态美一真是建筑界想要表达的两个重要理念。从这个角度来说，生物界可以给予我们深刻启示。在自然界，植物的向上特性和动物的爆发力特性都表现出了力与美的完整融合。生物的发展过程，变化过程与静态的形式结合，将产生那些具有动感、且富于人们想像的动感建筑物群体。西班牙的建筑师圣地亚哥的“可特建筑”在这方面极具有代表性。工程美学与建筑美学结合的设计将造就具备动感想像力的完美形态建筑。
二、我国仿生建筑的发展
在我国，建筑仿生学的研究现在刚刚起步，它不同于其他的流派，它将是一个长期的研究课题。普通建筑流派是根据人类知识成果中的某一方面，或针对某时期的经济现状和建筑技术发展的情况产生，当所属的时代背景过去后，此流派也随之销声匿迹，只存在于建筑史课本上的案例，或者偶尔为后世拿来汲取一下灵感。在学科与学科之间愈来愈互相渗透交叉的现在，建筑仿生设计的研究需要更多、跨度更大的学科领域的配合，而且应当伴随建筑科学发展的整个过程，最后形成一种仿生的意识，融入到日常的建筑设计中去。从某种意义上说，建筑仿生设计不单单是一种流派，而是一种趋势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
我国正处于社会主义初级阶段，环境和能源是建设和谐社会所要面临的两人问题，我国能源分布不均匀，人均资源量少，而且工业、交通和建筑能耗高，据有关资料统计，目前，我国的建筑能耗约占总能耗的25%。如果不加大建筑节能技术研究开发力度，随着经济的快速发展，建筑能耗的比例将快速上升到35%以上。可见我国急需发展绿色节能建筑来降低能源损耗，目前我国各地的高等学府、科研单位、设计单位等都在积极地进行绿色、节能建筑等方面的研究。各种全国性的学术研讨会也都定期召开。比如不久前召开的“全国现代结构工程学术研讨会”是受中国建筑金属结构协会和中国钢结构协会委托。。。。
而且就建筑设计而言，仿生元素也为建筑师开展了新的思路，提供了新的形式，建筑师运用生物形态有时是出于象征和隐喻的动机，有时是因为自然激发了他们在建筑结构、外形及功能方面的灵感。同时，随着科技的高速发展，计算机性能已经可以将新材料和建筑机构设计在电脑屏幕上建构出来，先进的科技为新设计思想提供了先进的技术平台，使各种形态的仿生建筑能够成为现实，也为我国的建筑设计领域注入了新鲜血液。
三、仿生理念在建筑设计中的运用
1、结构仿生
结构仿生中，最为成功的一个例子是生物界的各种蛋壳、贝壳、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”的表面薄而耐压，模仿它们壳体在外力作用下，内力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。1 9 2 5 年德国耶拿斯切夫玻璃厂厂房也采用了球形的薄壳设计。而美国通用汽车公司技术中心水塔，也是薄壳建筑很好的例子。建筑设计中应用仿生最成功的另一个例子就是悬索结构。它是受蜘蛛网启发设计而成，所有柔韧的材料如藤、绳、索都具有极强的抗拉特性。悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆，这样就使悬索结构中材料利用率极大，高强材料得以充分利用，还可以施加预应力，从而形成很大的跨度。日本东京的代代木体育馆，用数根自然下垂的钢索牵引主体结构的各个部位，从而托起了这座总面积达20000 多平方米的超大型建筑；北京工人体育馆的双层辐射式悬索结构，外形似平放的自行车轮，有上下两张有杆件相连的网。悬索结构可以造出千姿百态的形状，从某种程度上它是认识自然、改造自然中科学、艺术与技术的综合。
2、形态仿生
形态仿生是具戏剧性效果的仿生手段。直接模仿自然生物体的外形、结构形态以及组织关系形态的形式，使人们感到亲切并使建筑物富于联想。同时这些形态给建筑带来了新形象，，引发建筑外形的革命。西班牙建筑师高迪曾经创造了大量生物特征极其明显的作品。他设计的神圣家族教堂从植物外形取得灵感，被认为是现代仿生建筑的开篇之作；里昂萨托拉火车站就模仿比目鱼的纤细曲线骨建造；瑞士赫尔佐格设计的2 0 0 8 北京奥运会主场馆“鸟巢”方案。这些都是外形设计的灵感来源于生物特性的代表作。
3、生物特性仿生
生物特性仿生具有相当的借鉴意义，其含义是通过研究生物规律在建筑上应用的可能性。将生物的某些外部形式，内部结构与自然生态环境共生繁衍的特殊规律及美学形态的法则应用到建筑创作中去。但是仿生不是模仿照抄，而是一种创作思想，是对生物生生不息不断进化的原理的借鉴。它是吸收动植物的生长机理以及一切自然生态规律，如动植物的高效低耗、自觉应变、新陈代谢、肌体完整的保障系统，结合建筑自身的特点而适应新环境的一种创作方法，是具有生命力的。
4、材料仿生
材料仿生主要是运用生物体的组织或组成成分为建筑科学服务，它关联的生物科学层次比较低，基本上不涉及建筑设计问题，所以单独讨论。人们发现，生物特别是低等生物汲取自然界的物质元素构成它们的自身，不像人类那样采用很多元素，把成分和配比弄得很复杂，并且很多材料要经过高温烧结。许多生物仅用了十几种元素，就组成了仪态万千、性能优良的材料。
四、结语
总之，仿生学在建筑设计中的应用不仅在古代能备受推崇，即便是现代也是非常我们生活追求和艺术追求的主流形式，仿生设计是在人与自然和谐统一是这一永恒不变的人类对美的追求的根本原理，我们在进行建设设计过程中，只要善于观察生活，观察自然，用心体会，就能够发现大自然之美，大自然之精髓，然后把这种美合理运用到建筑设计中，就能为人类带来生活改变的基础上，更好的实现艺术表现，总之，仿生学在建筑设计中是符合时代潮流值得我们大力推广的设计形式。
参考文献
[1]董慧明，王燕玲.100年100位产品设计师.北京：北京理工大学出版社，2003年9月.
[2]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.
[3]刘建军.建筑设计中的技术与艺术[J].山西建筑，2004，30（3）：6-7.
论文作者:张欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：建筑论文; 建筑设计论文; 生物论文; 结构论文; 仿生学论文; 特性论文; 自然论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;