基于仿生学理念对建筑设计的应用——贵州六枝特区体育中心设计

(沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110168)

一、仿生学概述

生物的发展是为了适应大自然的规律，从而不断的完善自身的性能以及组织和结构，进而得到物种的生存与繁衍，确保生物链的完整性与平衡性。[1]建筑的仿生研究就是基于这种理念，从大自然中获取建筑的设计灵感，通过利用合理的自然规律，来丰富和完善建筑的设计方法，促进建筑的使用效率提高以及场地布局的合理，从某种意义上来说，仿生技术手段也属于绿色技术范畴。

二、项目简介

贵州六枝特区，位于贵州省六盘水市，地处云贵高原东斜坡乌蒙山与苗岭山脉的衔接地带，由于岩石的不断风化和泥沙的沉积作用，形成喀斯特地貌，地域内分布着很多山间盆地、丘陵、坝子。六枝特区体育健身中心是面向公众开放的体育设施，位于七冶国际居住片区的密集楼群东侧。[2]用地面积39万平方米，场地成不规则图形，合理地利用场地高差提供最大化的活动场地，激活周边城市活力，大量运用仿生技术手段，达到建筑形体与周边场地有机统一是项目设计的重点。

三、项目设计中仿生学的应用

本项目的仿生技术手段，主要是在建筑结构、建筑材料、建筑形式以及建筑场地布置等方面进行研究分析。

(一)建筑结构

建筑仿生设计中，最重要的组成部分就是建筑结构仿生，常用的结构形式有膜结构、壳体结构、悬索结构等，将仿生技术应用于建筑设计中，可以保证建筑的合理性，多变性。[3]本项目建筑形体，主要运用的是壳体结构，整体外观大方优美、整体性强，而对于自然界中的蛋壳类，贝类等，其外壁张力高，充分利用其几何形状的合理性，把收到的压力均匀的分布在壳体的各个部分，具备良好的受力性能。体育中心设计中的体育馆、游泳馆、综合馆外壳，其中体育馆，游泳馆外壳运用的是壳体结构中的扁壳，综合馆运用的是筒壳结构。不仅解决了建筑大体量的重量问题，而且满足了建筑内部大空间的使用要求，最大限度的节约了钢材的使用，达到了节约建筑材料的目的，另外建筑整体形式新颖，采光充足，与整个场地有机统一。

(二)建筑材料

建筑材料的仿生技术主要是以生物的物质形态和躯体组织结构为主进行仿照，以此为出发点，研究出新型的建筑材料，并且保证建筑的使用效果。例如，以白蚁巢穴结构为基础，设计出了泡沫玻璃，泡沫混凝土以及加气混凝土等。

建筑外观采用的是低辐射玻璃，大面积的应用，满足了采光的要求，再根据低辐射玻璃的特性，防止室外温度影响室内温度，最大限度的保障室内环境的平衡，在日常训练，比赛时达到最佳的室内温度效果，减少了不必要的能源浪费。并将纤维素高分子材料与低辐射玻璃结合，起到减轻重量，过滤光线的作用。

(三)建筑形式

建筑形式是展现建筑美学的重途径，通过建筑形式的变化，来表达建筑的喻意以及建筑群体现代化的特性。建筑形式仿生主要是仿照自然界中的动植物骨骼、外形。细胞结构等，为建筑外观设计提供了有效的“模版”，打破了传统建筑外形的枯燥、古板，使建筑充满现代化元素，给人以视觉享受。

项目中自由运动场地和地下停车场运用的就是象形仿生设计手法，四块运动场地表现的是一种细胞结构的艺术形态，结合外表皮的木格栅清晰的加强了“细胞结构”这一艺术形态，不同的运动场地由平台，结合地形高差相互连接。这样进一步丰富了建筑造型，又使建筑产生一种生命动态，保证了建筑空间布局的协调统一。

(四)建筑场地设计

建筑的场地设计是整个建筑设计中的重点，场地四周环山，整体从东北角到南向高度逐步递减，整体高差最大可大30M，结合当地的地理环境现状，场地采取整体设计手法，将整个场地理解成一个有机生命体，各个建筑元素在场地内根据道路、水系、平台、坡道等连接成整体，各个建筑元素为有机体内细胞结构。不仅如此，建筑场馆与场地内绿化坡地、水池、广场等形成对比强烈的图底关系，互相强调。

地块整体围绕着入口广场进行布置，入口广场西侧为亲水平台，广场中心设有水池，围绕场地保留的丘陵形成整个人行广场的视觉中心，并在北侧设有舞台，供附近居民活动观赏，整个广场按照场地高差进行设计，将土方变化降到最低，最大限度的达到节地效果。

将场地内的相对高差，丘陵、台地等进行有效利用，改造成商业、舞台等建筑功能，大范围的高差，利用大台阶处理。整个场地逐步增加，形成垂直方向的空间变化。台阶下面设计为商业，节约场地资源，台阶上方连接着喻为“空中立交”的平台，连接三大馆，使三大馆相互连接就、交融。既满足了三大馆的疏散问题，又有效的解决了场地内的人车分离问题。

场地北侧为室外活动场地与全民健生中心，以及一条关贯穿场地北部的慢跑道路，将整个场地南北联系在一起，活动场分为篮球、网球、羽毛球等多种活动区域，慢跑道路尽头设有儿童娱乐场地，场地西侧与山体附近设有攀岩活动区。以满足不同人群的活动需求。

整个设计场地与周边环境完美结合在一起，根据高差变化来设计场地功能，尽最大程度保留场地原有高差，地貌，节约场地内土地资源。沿着周边道路设置不同区域的停车场，自整个场地由东向南可以俯瞰整个场地景色。

四、结语

在建筑设计中运用仿生技术手段，能够保证建筑设计的多样性与丰富性，是建筑变的更加人性化，更具有实用性，并利用建筑仿生技术可以推动建筑节能，节材。而对于场地内的仿生有机设计，可以最大限度利用整个场地资源，整合场地内的元素，将各个元素应用的不同的方面，丰富整个场地设计内容，实现场地与建筑最大程度的结合，推动建筑设计节约土地。而当代仿生学的发展，离不开自然界的物质，利用自然界的中有利因素进行建筑创作，将当代建筑设计手段与生物科学进行结合，为建筑提供新型的创作方向。总之，建筑仿生作为时代的潮流，其将会成为生态环境平衡与建筑创作发展的重要方法，促建建筑仿生设计，就是促进建筑的节能化，生态化的发展。

【参考文献】

[1]周天璇.建筑设计中仿生学的相关应用探讨[J].四川水泥，2016(8):97-97.

[2]杨振华.基于级别特征值的岩溶含水层水质模糊综合评价修正[J].中国岩溶,2015(6):551-559.

[3]萧进辉.基于仿生学思路的民用建筑设计[J].房地产导刊，2015(20):120-120.