浅述仿生学对建筑设计

莫立英

【摘要】中国的地理位置决定了中国特有的自然观，中国辽源广阔，平原、江河和湖泊以及多气候带的自然条件为稳定的农牧业提供了良好的客观条件。在这样的条件下，人们的思想也得到了很大程度上的升华，逐渐形成了以自然观为主导的思想理念体系。儒学思想是中国自然观的最好的总结，儒学思想中提倡中庸，主体与客体要和谐、统一，是道德化的理念，是天人合一的思想。这样的思想要求人们亲近自然，并认为自然美是一切美的基础，凡事遵循自然界的合理因素。

【关键词】仿生学；建筑设计；原则

1、 前言

西方地理环境多山而近海，地域比较狭长，不适合定居的农牧发展，这就使西方人面向不同的机遇和挑战，地理位置的影响使得西方人性格外向并且好战，他们开始征服自然和改造自然，同时对人本身的力量开始崇拜，使得西方文明思想开始以人为中心展开、发展和继承下去。 在古希腊，美学是自然哲学的一部分，思想家们首先关心的是美学的现实基础，美是事物内部的和谐，是整体中部分的和谐美。西方早期的美学中认为：事物都是创造出来的，包括自然。在众多的社会实践中，如：绘画、雕塑和建筑设计中，都体现着人的主观能动性和创造性，所以人本主义是西方思想和哲学的一个重要的基础理念。

2、 仿生学在建筑设计中的应用原则

2.1社会性原则

人类居住的整个体系是一个客观物质与主观思想结合的产物，不同地区的文化具有很大的区分性，不同地区的社会意识形态也是不同的，按地域分为东方和西方大的文化区域概念，其中又分成很多小的区域"在这些不同的区域里，思想发源、宗教、气候带和经济发展的不同步和多样性决定了在这个地域生活的人们对建筑形态接受和理解程度的不同。

研究建筑首先研究的对象就是这个地区的社会意识形态，辩证唯物主义提出：意识与物质形态之间是作用与反作用的关系，两者又是相互促进发展的。人们对新事物的产生在其初始时期都有怀疑和排斥的阶段，对新事物的接受需要一个适当的过程，仿生学建筑的初期阶段，也是如此，人们对仿生学建筑奇特的外型和新奇的结构理论都表示了怀疑，但是一系列成功的案例表明了它的优势和存在的意义。建筑同时也会代表一个地区的文化程度和经济发展的速度，在人类社会的发展史上，几乎每一个历史时期都会有一座或者几座的标志性建筑，如：中国的长城、埃及的金字塔、希腊的雅典娜神殿等。

从建筑本身固有的特点来看，一座建筑有相对长的使用期限，这就要求设计者在进行研究同时就要考虑到其所处的社会形态、科学技术水平、经济发展程度等因素，要尽可能在现有的客观和主观条件下设计出有代表性和具有超前性的建筑。

2.2生态环境原则

生态环境问题是当今世界的首要问题，在日益发展的社会，伴随着经济快速增长，人们的精神生活和物质生活也在快速提高，经济的发展促使了现有大中型城市的扩建和新兴中小城市的兴起。这大大的满足了人们的物质生活的需求，可是带来的负面影响也是相当的严重，例如：建筑灰尘、建筑垃圾、建筑的质量问题、建筑高耗能和建筑形式“量产”优化与周围自然环境不和谐等。

原有建筑设计理念在受到科学技术等方面的影响对环境的利用和保护意识不够，对原有资源的过度开采造成了大量的建筑垃圾，对于建筑垃圾又没有更好的处理技术，这就造成了费时、费力和费资金的局面。仿生学建筑在利用客观的地理环境方面做到了因地制宜，利用合理的设计和建筑技术手段，依据地质、地形的不同，尽可能的顺应地表曲线进行建筑的整体策划和设计。这样减少了对原有生态环境整体的破坏，尽可能的对资源反复利用，减少了建筑施工的时间、工作量和建筑垃圾的产生。

建筑的高耗能，一直是限制建筑发展的另一个因素，也是对生态环境一个重要的破坏因素，现有大部分的建筑在供水、供电、空间利用，尤其是供热问题上都对生态环境产生影响破坏。仿生学建筑吸取了自然界生物的自身能量转换的特点，解决了部分问题，例如供热！供电和空间利用等方面的问题。

大中型城市的扩建和中小型城市的兴起满足了人们的物质和精神生活的需要，但是，也同时伴随着很多问题，如：城市中建筑的“量”优化，建筑造型与外表皮色彩的相似和建筑高度不规范等问题。我国改革开放前的住宅楼很多被称作“火柴盒”楼房，这样的建筑形式就是建筑的“量产”优化在很大的程度上造成了与原有的生态环境不协调和人们精神上的审美疲劳。

2.3可行性原则

在传统建筑设计中主要是参考建筑主体的使用功能、建筑使用性能、建筑整体造价、建筑用地的环境以及当时审美感觉和传统设计经验等方面来衡量建筑的可行性，以达到建筑设计主题和使用的效率。传统建筑设计中，很大程度上受制于当时的科学技术水平和各个学科之间的融合性，传统的建筑设计在当时很少与其他学科之间进行并行的研究和相互的借鉴，导致建筑形式上的单一、技术含量不高、使用效率低！性能不全以及对环境破坏比较严重等问题的出现。

仿生学参与建筑设计后，在很多方面大大的改善了传统模式建筑设计的缺陷与不足。仿生學通过对自然界中生物的研究得到大量的数据，并与建筑设计过程中的各个必要的要素相结合，改善了传统建筑设计狭隘的限制。在保护环境以及控制空气指标和光污染上起到了很显著的生态效益。

通过仿生学对自然界分析研究后得到的数据，改进了建筑设计上的结构、造型和表皮材质的限制，改变了人们对原有的生活空间的概念，使人们生活的环境更亲近自然更舒适更加愉悦，仿生学建筑同时也改变了人们对原有建筑的审美观念，提高了建筑本身的社会效益。

仿生学的研究对建筑设计中结构设计、外表皮材质应用！能量消耗等方面也起到了举足轻重的作用，建筑设计中采用生物学的DNA排列、细胞组成、生物自身能量转换等科研成果后，大大的降低了施工成本和材料的浪费，也使建筑的高度、使用年限等方面得到了改善，人对空间的利用和工作效率得到了提高，这样就使仿生学建筑创造了更多的社会经济价值。

2.4仿生学建筑后期性价值

在建筑使用年限到期后，建筑拆除后产生的废弃物是一个很重要的问题。建筑垃圾的处理是一个很大的消耗过程，建筑垃圾的处理需要大量的资金和大面积掩盖所需要的土地。用来填埋的土地在后期短时间内无法进行农业生产、植林和再建筑，给像我国这样本来土地紧张的国家和地区带来严重的影响。临海的地区可以用建筑垃圾进行填海，但是这样的处理方法对海洋的污染和侵古也是很严重的。

通过对自然界的研究分析，生产出来的环保和生态建筑材料有易拆卸、易分解、回收再利用以及产生较少的有害物质等优势。并且，新的建筑材质在建筑使用期间容易维护和保养。使用仿生学材质使建筑外墙的清洁问题也可以得到解决，仿生建筑材质可以减少对建筑外表皮的清洁次数与工作量，减少了资金的投入和工作的危险性。参考仿生学理念设计的建筑在后期使用、维护和拆除后产生的众多问题上得到了解决，大大的节约了资金和工作量以及环境污染等方面的困难，这就是仿生学的后期性价值的体现。

以往的建筑设计，建筑师和设计师把建筑看作一个相对独立的个体所存在，很少的去考虑建筑本身与周围自然界的和谐关系，以及建筑所带来的社会价值、生态环境价值、经济价值和后期性价值等诸多方面。如果从建筑个体与社会环境以及生态环境等方面考察，不难发现，仿生建筑是一个具有时代特征和未来性质的高科技发展趋势，是可持续发展的建筑设计体系。