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　　建筑仿生學(xué)是根據(jù)自然生態(tài)與社會生態(tài)規(guī)律，并結(jié)合建筑科學(xué)技術(shù)特點而進行綜合應(yīng)用的科學(xué)。它的主要研究內(nèi)容包括：城市仿生，功能仿生，結(jié)構(gòu)仿生，形式仿生等方面。應(yīng)用范圍很廣，從城市總體到單體建筑，從居住環(huán)境到材料都可涵蓋。它的研究意義既是為了建筑應(yīng)用類比的方法從自然界中吸取靈感進行創(chuàng)新，同時也是為了與自然生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)平衡。

　　自然界是人類最好的老師，人們無時無刻不在從自然界中獲得啟發(fā)而進行有益的創(chuàng)造。仿生并不是單純地模仿照抄，它是吸收動物、植物的生長肌理以及一切自然生態(tài)的規(guī)律，結(jié)合建筑的自身特點而適應(yīng)新環(huán)境的一種創(chuàng)作方法，它無疑是最具有生命力的，也是可持續(xù)發(fā)展的保證。下面舉幾個簡單的例子：

　　一建筑使用功能仿生：從自然界中吸取無窮的靈感，使空間的布局更具有新意。

　　1950年，法國建筑師勒·柯布西耶在設(shè)計法國孚日山區(qū)的朗香教堂期間，一枚蟹殼給了他無窮靈感。他選擇了與以往任何設(shè)計作品都不同的屋頂樣式。該屋頂各邊都像殼一樣向上彎曲，在殼易碎的超薄材料里蘊藏著自然力和堅韌性。同時，朗香教堂的平面就是模擬人的耳朵，象征著上帝可以傾聽信徒的祈禱。正是因其平面具有超現(xiàn)實的功能，以致在造型上也相應(yīng)獲得了奇異神秘的效果。

　　芬蘭著名建筑師阿爾托設(shè)計的德國不萊梅的高層公寓(1958—1962年)的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服務(wù)部分與臥室部分比作蝶身與翅膀，不僅造成內(nèi)部空間布局新穎，而且也使建筑的造型變得更為豐富。

　　1966年由丹下健三在日本山梨縣建成的文化會館是一座新陳代謝派的著名作品，它的平面組合就是仿照植物新陳代謝的功能，設(shè)計了一個個垂直的圓形交通塔，內(nèi)為電梯、樓梯與各種服務(wù)設(shè)施，所有辦公空間則建立其間，這樣可以根據(jù)需要不斷擴建或減少。

　　二建筑形式的仿生：不僅可以取得新穎的造型，而且往往也能為發(fā)揮新結(jié)構(gòu)體系的作用創(chuàng)造出非凡的效果。

　　近代建筑師是西班牙人高迪(Antonio Gaudi)，他在巴塞羅納設(shè)計了許多帶有明顯動物骨骼形式的公寓建筑，隱喻著這座海濱城市戰(zhàn)勝蛟龍的古老傳說。

　　埃羅·薩里寧(Eero Saarinen)于1958年所作的美國耶魯大學(xué)冰球館形如海龜，1961年所作的紐約環(huán)球航空公司航站樓形如飛鳥，也都是舉世矚目的例子。

　　在1964年丹下健三在東京建造的奧運會游泳館與球類比賽館，利用懸索結(jié)構(gòu)仿貝殼體形，使功能、結(jié)構(gòu)與造型達到有機結(jié)合，令人耳目一新，成為建筑藝術(shù)作品的優(yōu)秀范例。賴特是一位善于結(jié)合自然環(huán)境的建筑師，他在1944年設(shè)計建造的威斯康星州雅可布斯別墅，就是把住宅仿照地面菌菇類植物進行設(shè)計的，給人以自然的形態(tài)，達到和環(huán)境融為一體的境界。

　　三組織結(jié)構(gòu)仿生：

　　1947—1949年意大利結(jié)構(gòu)工程師奈爾維和建筑師巴托利(Nervi and Bartoli)設(shè)計的意大利都靈展覽館的巨形拱頂就是仿葉脈肌理而建造起來的，混凝土骨架和玻璃格組成的拱頂寬93.6m，長75m。

　　1960年奈爾維又建成了羅馬奧運會的大體育宮，半圓形彎頂直徑達到98.4m，可容納16000觀眾，內(nèi)部采用放射形拱肋的構(gòu)造形式支撐著上部的混凝土彎頂，頂厚只有6cm。同部看去既象一朵花，也象是密密麻麻的葉脈網(wǎng)，成功地使現(xiàn)代技術(shù)與使用功能、裝飾藝術(shù)達到有機的結(jié)合。

　　坐落于日本東京的1964年奧運會主場館——代代木體育場，也是當(dāng)代仿生建筑的杰出代表。這一個由瞬間的海浪漩渦而引發(fā)靈感的設(shè)計，其類似海螺的獨特造型給人很強的視覺沖擊。這座建筑就采用了懸索結(jié)構(gòu)這一來源于蜘蛛網(wǎng)的靈感，用數(shù)根自然下垂的鋼索牽引主體結(jié)構(gòu)的各個部位，從而托起了這座總面積達兩萬多平米的超大型建筑，成為建筑藝術(shù)的經(jīng)典作品，其懸索結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計師川口衛(wèi)也因此成名。

　　美國結(jié)構(gòu)工程師富勒(Buckminster Fuller)是另一位有創(chuàng)造性的人物。他從自然界中的結(jié)晶體與蜂窩的棱形結(jié)構(gòu)中獲得啟示，創(chuàng)造了一系列驚人的大空間結(jié)構(gòu)作品。

　　德國結(jié)構(gòu)工程師奧托(Frei Otto)于1967年在加拿大蒙特利爾國際博覽會上建造的德國館，象一群帳篷式的建筑物，這是用網(wǎng)索結(jié)構(gòu)仿蜘蛛網(wǎng)形的支撐體系，上面用塑料面層覆蓋，造型非常特殊，它可以有利于作為臨時性建筑的裝卸。1972年的慕尼黑奧運會的體育場館也運用了這一結(jié)構(gòu)形式。由于他善于使用這種結(jié)構(gòu)類型，因此也有人稱他為“蜘蛛人”。這種蛛網(wǎng)形的網(wǎng)索結(jié)構(gòu)后來還發(fā)展為帆布張力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，與帳篷形式更為接近。

　　建筑師中也不乏在結(jié)構(gòu)上應(yīng)用仿生的例子，勒·柯布西耶早年大量使用的雞腿柱和框架懸挑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無疑是從動物腿骨支撐所得到的啟示，1931年他在巴黎附近波依西(Poissy)建造的薩伏伊別墅(Villa Savoye)就是這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的體現(xiàn)，至今仍被人們所稱頌。

　　根據(jù)不同的仿生學(xué)原理和用料，仿生建筑還可分為以下幾種：

　　拱形結(jié)構(gòu)類

　　曾生活在中生代的巨大爬行動物恐龍，身長20多米，身高4至8米，體重達30至40噸。這樣一個龐然大物要走動覓食，生存下去，四肢必須承受相當(dāng)大的負荷。如果恐龍不具備合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)，四肢就會被偌大的身軀壓塌。專家們發(fā)現(xiàn)，恐龍巨大的身軀、長頸和粗長的尾巴的重力中心是在腰部，身體的重量通過身體重心傳遞到粗壯的四肢上，整個身體的上部猶如一座拱橋。從力學(xué)角度來看，它的確是一種承受巨大負荷的理想結(jié)構(gòu)的造型，這便是建筑史上的“拱形結(jié)構(gòu)”的歷史淵源。該仿生建筑的特點，是用料省，堅固耐壓，外觀美觀大方。

　　薄殼結(jié)構(gòu)類

　　生物界的各種蛋殼、貝殼、烏龜殼、海螺殼以及人的頭蓋骨等都是一種曲度均勻、質(zhì)地輕巧的“薄殼結(jié)構(gòu)”。這種“薄殼結(jié)構(gòu)”的表面雖然很薄，但非常耐壓。模仿它們殼體在外力作用下，內(nèi)力都沿著整個表面擴散和分布的力學(xué)特征，在建筑工程中早已得到廣泛應(yīng)用。日本東京的代代木體育館則活像一只巨大的海螺，其外觀曲線流暢、輕快、形態(tài)動人，被認為是當(dāng)代最成功的體育建筑之一。

　　充氣結(jié)構(gòu)類

　　植物和動物的細胞內(nèi)能充滿了液體或氣體。這些液體或氣體對細胞壁產(chǎn)生一定的壓力。生物學(xué)家把這種壓力稱之為液體靜力壓和氣體靜力壓，統(tǒng)稱為細胞的脹壓。根據(jù)細胞脹壓原理，人們便設(shè)計出各種新穎別致的充氣充液結(jié)構(gòu)的體育建筑，如大型體育場館、室內(nèi)球場、網(wǎng)球場、充氣游泳池、登山帳篷、野外餐廳等等。美國工程師大衛(wèi)??蓋格成功地設(shè)計了一系列充氣體育館——密執(zhí)安州蓬塔克城的歇爾佛體育館就是蓋格的杰作。充氣體育建筑具有造型優(yōu)美、光彩悅目的時代魅力。

　　“螺旋”結(jié)構(gòu)類

　　車前子的葉子一般呈螺旋狀排列，夾角為137º30´30"。只有這樣，每片葉子方能得到最多的陽光。設(shè)計師們向車前子借鑒了調(diào)節(jié)日光輻射的原理，匠心獨具地建造一座呈螺旋狀排列的13層樓房，每個房間都可以得到最充足的陽光。

　　大自然是很好的老師，自古以來各方面給人類提供了源源不斷的創(chuàng)作靈感。面臨要求是大跨度,大高度,安全,經(jīng)濟,美觀的建筑而適用,歐美等各地的學(xué)者正轉(zhuǎn)向?qū)Υ笞匀唤Y(jié)構(gòu)形態(tài)的研究。人也是大自然中的一員，人類為了生存與發(fā)展不僅需要建筑，而建筑也需要適應(yīng)自然界的規(guī)律，這不僅要使功能、結(jié)構(gòu)與新形式有機融合，而且還應(yīng)是超越模仿而升華為創(chuàng)造的一種過程。上述建筑師的作品無疑值得在建筑創(chuàng)作中借鑒的，只要我們善于觀察和吸收自然界中千變?nèi)f化現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律，我們就能有取之不盡的源泉。