仿生学在建筑设计中的应用

王璐璐

（华北理工大学，河北 唐山063000）

一、仿生学概述

仿生学是指在建造的过程形式上对生物特征构造进行模仿应用的科学，它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物各项特征原理，并将这些特征原理引用到设计当中。从仿生学的降生、成长，到现在短短几十年的时间内，对于其研究发展的效率是非常快的。仿生学的兴起开辟了独特的设计风格，也是向生物界探索研究的纽带，它使人们的认知更加的广阔，对建筑设计起到引领性作用。

二、仿生建筑学原理及发展趋势

仿生建筑学的原理就是以生物界某些生物的功能组织和形象特征作为建筑设计的元素应用的原理，对自然界建筑规律进行科学的研究并且取其精华应用到现代建筑设计中来，并通过对这些规律的探索来增加建筑设计手法的灵活性，促进建筑形体结构及建筑功能布局等的高效设计和合理形成。通俗地讲就是在建筑设计中引入一定的生物的特点、性能、结构和功能作为设计的灵感，使得建筑设计更加具有设计美感，更加的具有实用性，最终使建筑设计更加完善，与自然融为一体。

近年来，仿生建筑学在设计领域不断受到青睐，因为该设计理念相对来说比较的奔放自由，设计师们可以通过自己对自然、对自然生物的探索与发现对设计产生自己独特的设计灵感并加以运用。不仅如此，设计师们还可以选择自己喜爱的动植物来作为建筑结构主体，进而形成建筑主体结构与周围环境设计的和谐统一，给人一种自然的美感。

三、仿生学在建筑设计中的应用与具体表现

仿生学在现代建筑设计中的主要实现途径主要包括四个方面，城市环境仿生、使用功能仿生、建筑形式仿生和组织结构的仿生，以及这四种基本的表现方式相结合形成的综合性的表现途径。

1.城市环境仿生。这一概念与其他几个仿生表现途径相比起来是一个更复杂更系统的工程，它注重的方面是城市整体环境与建筑的设计相结合，既要求城市在整体上要保持环保设计理念又要城市的各种建筑设计与城市公共设计相统一，最终实现城市整体环境优化。城市环境仿生设计应用相对也非常广泛，例如拿破仑的巴黎建设，十八世纪的巴黎改建规划在默写程度上就是以人的生态系统而进行模拟设计的。例如当时在巴黎东、西郊计划扶植的两座森林公园，东郊维星斯公园和西郊布伦公园的大面积的绿化，就是以人的两肺进行仿生的，环形绿化带与赛纳河就像是人的呼吸管道，这样就使新鲜空气可以输入城市的各个区域。市区内环形和放射的各种主干与次要道路网就是好像是人的血管，使血液能够畅通的流淌。

2.使用功能仿生。使用功能仿生即通过对自然界某些生物功能特点的研究，找出其与人类使用需求能够相通的特点，或者能够帮助改善人类生活的特点，把其应用到建筑设计中，使建筑设计的功能更加完善，二者能够更加的完美结合，例如法国建筑师勒·柯布西耶设计的朗香教堂，就是以一枚蟹壳作为设计创作元素，将教堂的屋顶各边都设计成像壳一样向上弯曲，使其不仅更加的具有坚韧性，更能表现出与大自然的完美结合。而且，朗香教堂的平面设计也是以人的耳朵作为创作灵感，象征着上帝可以倾听信徒的祈祷。正是因其平面具备超现实的功效，乃至在整体造型获得了非常完美的效果。由于人类对于建筑的概念本身就来源于对世界生物的认识，是从自然形态中进化而来的，因此人类建筑史上对于形式仿生的利用是最为广泛的。

3.建筑形式的仿生。建筑形式的仿生是最为常见的，它既可以设计出新潮的造型，而且也能为新结构体系设计出不凡的效果。由于人类对于建筑的概念本身就来源于对世界生物的认识，是从自然形态中转化而来的，因此人类建筑史上对于形式仿生的利用是最为广泛的，例如北京的鸟巢，北京鸟巢是中国建筑设计杰出作品之一，整个外观是用树枝般的钢网“编织”成一个鸟巢的造型，各个网格错综复杂，相互贯通，大气磅礴。

4.组织结构仿生。其是利用自然界生物的力学特点、结构关系等特点来改善建筑设计的结构、材料使用等，最终实现建筑的节能、舒适和环保。现在组织结构仿生建筑设计中使用得最多的有：拱形结构、蛋形结构、螺旋结构。例如拱形结构就是从恐龙形体上找到创作原型，恐龙的重心都在腰部，用腰部作为重力的中心支点，支撑起整个恐龙巨大的身体，尾巴以及四肢，整个身体的就如一座拱桥一般。该仿生建筑的特点，是节约材料，坚韧稳固，造型大气、更加具有美感。

仿生学在建筑设计中的应用需要人们对大自然不断的探索，设计师们必须善于从自然界中找出生物的特点以及一切对设计有价值的因素作为创作灵感，在此同时与现代新科技结合。大自然是一位优秀的导师，它设计的每一个“音符”，每一种“旋律”都值得我们去发现，去追求，去实践。

总之，仿生学的应用使建筑设计更完善、更自然，更创新，也使得建筑更加具有实用性和人性化。充分利用仿生学建筑学原理，并将二者有效的结合在一起，将会创造更美好的建筑设计造型，更能满足人们对于美好的追求。