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現代建築仿生中的人與自然和諧相處思想

一、背景介紹

仿生學起源於希臘語，其英文名稱 Bionics 意為「生命的一部分」。 仿生學的目的是研究和模擬生物體的結構、功能、行為及其調控機制，為工程技術提供新的設計理念、工作原理和系統構成。 建築仿生學是現代仿生學中的一個重要分支，它研究生物的結構和功能，利用自然的輪廓、形態、自然功能，在建築設計和製造中加以模仿，進而開發新材料和新結構。

二、建築仿生簡介

建築的誕生本是為了保護人類躲避自然侵害，

仿生學是一種嶄新的建築風格，

1. 建築仿生學的學科基礎 世間萬物之間都有聯繫。野生自然與無機自然之間，有機與無機之間，並非涇渭分明，而是都遵循一種相同的內在規律。這為提供人類利用自然、從自然中汲取經驗創造了可能。

三、建築仿生的具體內容 1. 建築仿生的原則

- 人與自然和諧相處是建築仿生的原則

2. 建築仿生的內容

建築仿生並非是一味地追求具象化。簡單的模仿自然生物的形態，是對自然的不假思索的複製粘貼是一種低端行為，設計師需要從自然中提煉靈感，根據自己對自然的理解和體悟，創造自己的仿生建築作品。 實際上，建築仿生主要包含形態仿生，結構仿生，功能仿生和材料仿生四大內容。

- 形態仿生是指簡單地模仿大自然中的形態，包括生物與非生物。大部分情況下是將小的物體直接放大為建築，所以單純的形式仿生建築往往非常具象。如 The Big Duck. Flanders, New York, USA 就非常寫實地還原了白鴨子的外觀事實上，很多單純模仿自然形態的形式仿生建築沒有實現結構上的優化，反而增加了不必要的建設難度，因而具有較高的經濟造價，造成了資源的浪費。 - 結構仿生：結構仿生與形式仿生相比則要更加高級，前者往往可以體現對自然形態的抽象、解構以及功能性設計。具體來說，結構仿生建築會通過分析自然形態的結構關係、空間大小、力學特性、材料性能以及比例尺度從而獲得思路，並且可以將其運用在幾乎所有類型建築的結構設計中，滿足其不同的需求。結構仿生包括殼結構仿生、膜結構仿生、懸索結構仿生、蜂巢結構仿生、腔結構仿生等等。結構仿生一般具有優良的受力結構，可以節約材料，降低造價，例如大跨度的展覽廳、球館、運動場往往使用膜結構來降低重量。同時結構仿生也具有流暢、優雅、抽象的美感，給人們獨特的視覺體驗，比如聞名遐邇的雪梨歌劇院，它擁有近十三個殼體群，形態優美流暢，就是殼結構應用的典型。

作者：知乎用戶wbndzE 連結：https://www.zhihu.com/question/400654367/answer/1275836329

- 功能仿生則是複製自然中存在的相互作用。常見的例子是光合作用，

- 材料仿生是遵循自然法則，從自然屬性的機械特性，結構關係和材料性能中汲取靈感，並將其應用於建築物的結構或形狀設計，旨在提高建築資源的效率。

3. 現代建築仿生的發展

傳統的仿生建築關注於形式仿生和結構仿生，現代仿生建築則側重於對自然形態的功能原理進行研究，並將研究內容其與建築設計相結合。建築師使用的不再是自然的外部形式，而是可以表達生物功能的——自然的特徵和特性。 建築作為人類生產生活的空間，其功能往往是複雜的，帶有生物學色彩的。而現代建築的重要分支動態建築則就是通過對建築本身或者局部進行改變、移動與調整，從而滿足人們對它的功能需求並適應周圍環境的不斷發展變化。比如，架構可以新陳代謝，外牆變得智能可再生，屋頂成為綠色城市的新天地。它們是運動中的事物，可以由自由植物恢復，並始終根據功能調整形狀。 就以太陽能仿生技術為例，太陽能仿生技術分為模仿葉片趨光性安排樓層布置活動收集太陽光的被動型太陽能仿生，使用光熱、光電技術收集儲蓄太陽能的主動式太陽能建築，和應用自然通風和散熱仿生技術；被動型太陽能仿生，例子有荷蘭鹿特丹的城市仙人掌（圖3），主動式太陽能建築的例子有美國的「豎紋塔」摩天大樓；應用自然通風和散熱仿生技術，有應用白蟻巢穴自循環系統的辛巴威東門中心和應用鱗片系統的是韓國的 DANCING DRAGON 雙子塔（圖4）。

四、建築仿生的意義

建築仿生是將仿生學應用到設計領域中的典範，建築仿生決定了建築的功能性問題，並為建築綜合功能和美學形式的探尋打開了前景，並且它教會了建築師思考和使用綜合形式和系統。

建築仿生能夠將生物自身的結構、性能等特徵引入其中，完善整體建築的美觀性、功能性，更好地開拓了人們視野，增強了建築作品的生命力，除此之外，仿生建築被認為賦予了提供健康生活，改善生態環境的目標，體現了社會可持續發展意識，和對人類生存環境的關懷。

1.5 建築仿生的目標與展望

仿生建築已成為未來建築的發展前景。未來人類城市建築的努力方向是使人與自然融為一體；使建築更加充滿活力；使建築在城市的有機組織中充當生態系統的角色。 舉個例子，飛機的內部隔板希望可以最大程度地減輕重量，承受更多的力，同時在下降時能夠支持不平衡載荷降落。那麼通過將生物學和建築學融為一體，設計模擬了粘液黴菌的生物生長模式（一系列有效的線性結構可以增強整體結構），從而優化了面板的新結構系統。與所有有機細胞一樣，在該結構的每個單元中以最佳適應方式進行組織。

作者：IMPACT STUDIO 連結：https://www.zhihu.com/question/53483851/answer/1541862615 來源：知乎

未來人們的目標是自然與科技的完美融合，這或許是理論遠遠高出了實際。但理想與現實的差距恰恰是世界在不斷更新和發展的前提，

未來仿生建築師的使命是探索自然與建築融合的完美方式，

建築仿生的基礎是人與自然的關聯。

• • 亞洲凱恩斯**

比利時建築師文森特·卡勒鮑特（Vincent Callebaut）提出了一種將自然生態系統引入城市的概念，其設計的「農場主」由成堆的巨型玻璃鵝卵石製成，用於中國深圳的某地。為了應對該國快速的城市化進程，卡勒鮑特希望完全重新考慮當前的城市結構，並取消郊區。城市越密集，能源消耗就越少。方案的挑戰是要建立一個碳排放量為零，能源為正的肥沃的城市化進程，以使經濟發展與地球的保護相協調。 建築師根據自然界的規則提出了一種新型的城市棲息地，其中有成堆的巨型鵝卵石內部居住著整個社區。所有的能源都將來自太陽和風，任何產生的東西都將可回收，當地的能源將儘可能地資本化。每個塔樓的居民也可以在那裡工作，從而減少了旅行的需要。所有食物和商品將在建築物內，懸浮的果園和菜園中生產，所有廢物將被反饋到生態系統中。 該提案被冠以亞洲凱恩斯的稱號，是一系列的塔，其中一些塔包含多達20塊玻璃「鵝卵石」。鋼結構將產生彎曲的形狀，而太陽能電池板和風力渦輪機將安裝在外表面上。生物形態基於自然界的形狀，例如草原鷹的垂直翅膀，鸚鵡螺的螺旋形和流體動力學形狀，白蟻丘的通風情況。

作者：IMPACT STUDIO 連結：https://www.zhihu.com/question/53483851/answer/1541862615

[仿生學設計](https://www.zhihu.com/search?q=%E4%BB%BF%E7%94%9F%E5%AD%A6%E8%AE%BE%E8%AE%A1&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22answer%22%2C%22sourceId%22%3A%221825469773%22%7D)（Biomimicry）：

［1］ 段少飛.論仿生學在建築設計中的應用 [J].山西建築，2019（2）：12-13

［2］ 陳子穎.過去、現代和未來：未來城市發展構想——基於高層動態仿生建築的探討[J].藝術與設計（理論），2018（9）：59-61

仿生建築的設計，要求建築師具有敏銳的觀察力以及較高的創造力，