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现代建筑仿生中的人与自然和谐相处思想

一、背景介绍

仿生学起源于希腊语，其英文名称 Bionics 意为“生命的一部分”。 仿生学的目的是研究和模拟生物体的结构、功能、行为及其调控机制，为工程技术提供新的设计理念、工作原理和系统构成。 建筑仿生学是现代仿生学中的一个重要分支，它研究生物的结构和功能，利用自然的轮廓、形态、自然功能，在建筑设计和制造中加以模仿，进而开发新材料和新结构。

二、建筑仿生简介

建筑的诞生本是为了保护人类躲避自然侵害，

仿生学是一种崭新的建筑风格，

1. 建筑仿生学的学科基础 世间万物之间都有联系。野生自然与无机自然之间，有机与无机之间，并非泾渭分明，而是都遵循一种相同的内在规律。这为提供人类利用自然、从自然中汲取经验创造了可能。

三、建筑仿生的具体内容 1. 建筑仿生的原则

- 人与自然和谐相处是建筑仿生的原则

2. 建筑仿生的内容

建筑仿生并非是一味地追求具象化。简单的模仿自然生物的形态，是对自然的不假思索的复制粘贴是一种低端行为，设计师需要从自然中提炼灵感，根据自己对自然的理解和体悟，创造自己的仿生建筑作品。 实际上，建筑仿生主要包含形态仿生，结构仿生，功能仿生和材料仿生四大内容。

- 形态仿生是指简单地模仿大自然中的形态，包括生物与非生物。大部分情况下是将小的物体直接放大为建筑，所以单纯的形式仿生建筑往往非常具象。如 The Big Duck. Flanders, New York, USA 就非常写实地还原了白鸭子的外观事实上，很多单纯模仿自然形态的形式仿生建筑没有实现结构上的优化，反而增加了不必要的建设难度，因而具有较高的经济造价，造成了资源的浪费。 - 结构仿生：结构仿生与形式仿生相比则要更加高级，前者往往可以体现对自然形态的抽象、解构以及功能性设计。具体来说，结构仿生建筑会通过分析自然形态的结构关系、空间大小、力学特性、材料性能以及比例尺度从而获得思路，并且可以将其运用在几乎所有类型建筑的结构设计中，满足其不同的需求。结构仿生包括壳结构仿生、膜结构仿生、悬索结构仿生、蜂巢结构仿生、腔结构仿生等等。结构仿生一般具有优良的受力结构，可以节约材料，降低造价，例如大跨度的展览厅、球馆、运动场往往使用膜结构来降低重量。同时结构仿生也具有流畅、优雅、抽象的美感，给人们独特的视觉体验，比如闻名遐迩的悉尼歌剧院，它拥有近十三个壳体群，形态优美流畅，就是壳结构应用的典型。

作者：知乎用户wbndzE 链接：https://www.zhihu.com/question/400654367/answer/1275836329

- 功能仿生则是复制自然中存在的相互作用。常见的例子是光合作用，

- 材料仿生是遵循自然法则，从自然属性的机械特性，结构关系和材料性能中汲取灵感，并将其应用于建筑物的结构或形状设计，旨在提高建筑资源的效率。

3. 现代建筑仿生的发展

传统的仿生建筑关注于形式仿生和结构仿生，现代仿生建筑则侧重于对自然形态的功能原理进行研究，并将研究内容其与建筑设计相结合。建筑师使用的不再是自然的外部形式，而是可以表达生物功能的——自然的特征和特性。 建筑作为人类生产生活的空间，其功能往往是复杂的，带有生物学色彩的。而现代建筑的重要分支动态建筑则就是通过对建筑本身或者局部进行改变、移动与调整，从而满足人们对它的功能需求并适应周围环境的不断发展变化。比如，架构可以新陈代谢，外墙变得智能可再生，屋顶成为绿色城市的新天地。它们是运动中的事物，可以由自由植物恢复，并始终根据功能调整形状。 就以太阳能仿生技术为例，太阳能仿生技术分为模仿叶片趋光性安排楼层布置活动收集太阳光的被动型太阳能仿生，使用光热、光电技术收集储蓄太阳能的主动式太阳能建筑，和应用自然通风和散热仿生技术；被动型太阳能仿生，例子有荷兰鹿特丹的城市仙人掌（图3），主动式太阳能建筑的例子有美国的“竖纹塔”摩天大楼；应用自然通风和散热仿生技术，有应用白蚁巢穴自循环系统的津巴布韦东门中心和应用鳞片系统的是韩国的 DANCING DRAGON 双子塔（图4）。

四、建筑仿生的意义

建筑仿生是将仿生学应用到设计领域中的典范，建筑仿生决定了建筑的功能性问题，并为建筑综合功能和美学形式的探寻打开了前景，并且它教会了建筑师思考和使用综合形式和系统。

建筑仿生能够将生物自身的结构、性能等特征引入其中，完善整体建筑的美观性、功能性，更好地开拓了人们视野，增强了建筑作品的生命力，除此之外，仿生建筑被认为赋予了提供健康生活，改善生态环境的目标，体现了社会可持续发展意识，和对人类生存环境的关怀。

1.5 建筑仿生的目标与展望

仿生建筑已成为未来建筑的发展前景。未来人类城市建筑的努力方向是使人与自然融为一体；使建筑更加充满活力；使建筑在城市的有机组织中充当生态系统的角色。 举个例子，飞机的内部隔板希望可以最大程度地减轻重量，承受更多的力，同时在下降时能够支持不平衡载荷降落。那么通过将生物学和建筑学融为一体，设计模拟了粘液霉菌的生物生长模式（一系列有效的线性结构可以增强整体结构），从而优化了面板的新结构系统。与所有有机细胞一样，在该结构的每个单元中以最佳适应方式进行组织。

作者：IMPACT STUDIO 链接：https://www.zhihu.com/question/53483851/answer/1541862615 来源：知乎

未来人们的目标是自然与科技的完美融合，这或许是理论远远高出了实际。但理想与现实的差距恰恰是世界在不断更新和发展的前提，

未来仿生建筑师的使命是探索自然与建筑融合的完美方式，

建筑仿生的基础是人与自然的关联。

• • 亚洲凯恩斯**

比利时建筑师文森特·卡勒鲍特（Vincent Callebaut）提出了一种将自然生态系统引入城市的概念，其设计的“农场主”由成堆的巨型玻璃鹅卵石制成，用于中国深圳的某地。为了应对该国快速的城市化进程，卡勒鲍特希望完全重新考虑当前的城市结构，并取消郊区。城市越密集，能源消耗就越少。方案的挑战是要建立一个碳排放量为零，能源为正的肥沃的城市化进程，以使经济发展与地球的保护相协调。 建筑师根据自然界的规则提出了一种新型的城市栖息地，其中有成堆的巨型鹅卵石内部居住着整个社区。所有的能源都将来自太阳和风，任何产生的东西都将可回收，当地的能源将尽可能地资本化。每个塔楼的居民也可以在那里工作，从而减少了旅行的需要。所有食物和商品将在建筑物内，悬浮的果园和菜园中生产，所有废物将被反馈到生态系统中。 该提案被冠以亚洲凯恩斯的称号，是一系列的塔，其中一些塔包含多达20块玻璃“鹅卵石”。钢结构将产生弯曲的形状，而太阳能电池板和风力涡轮机将安装在外表面上。生物形态基于自然界的形状，例如草原鹰的垂直翅膀，鹦鹉螺的螺旋形和流体动力学形状，白蚁丘的通风情况。

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

[仿生学设计](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］ 段少飞.论仿生学在建筑设计中的应用 [J].山西建筑，2019（2）：12-13

［2］ 陈子颖.过去、现代和未来：未来城市发展构想——基于高层动态仿生建筑的探讨[J].艺术与设计（理论），2018（9）：59-61

仿生建筑的设计，要求建筑师具有敏锐的观察力以及较高的创造力，