仿生元素在展览建筑造型中的运用研究

温玲

摘 要：文章以仿生元素在展览建筑造型中的运用作为切入点，通过一系列具有仿生元素的展览建筑案例进行分类研究，归纳出仿生展览建筑造型的生成模式与法则，即展览建筑造型结构仿生、展览建筑造型仿生、展览建筑表皮仿生、展览建筑空间的功能仿生、展览建筑生长过程仿生，解析其设计思维和设计方法，激发建筑设计师在设计新的建筑作品时的新的思路和方法。

关键词：仿生元素;展览建筑;造型设计

基金项目：本文系2020年广西教育厅中青年课题“广西少数民族傩文化基因要素在文创品设计中的应用研究”（2020KY30027）、2020年度广西艺术学院教学研究与改革立项项目“广西地域文化元素融入《展示空间设计》课程的实践与探索”（2020JGY43）研究成果。

一、仿生元素在展览建筑造型中的发展

仿生学这个名词来源于希腊文“Bio”，具有生命之意。1960年美国学者斯蒂尔最先提出“仿生学”的概念。它是一门模仿生物特征和生物系统并与其他学科有着紧密关联的学科，从其诞生到发展只有短短的几十年，但涉及的学科领域和研究成果却非常广泛。展览建筑是近代建筑发展衍生出的一种新的建筑形态，是在建筑内容和建筑文化不断扩充和演变的基础上逐渐形成的一种建筑类型。

最早的大型展览馆建筑是1851年英国的伦敦水晶宫，其代表着当时英国工业革命的成果和科学技术的进步。伦敦水晶宫突破了传统建筑的材料特点，选用铁架骨架结构，以木头和玻璃为主要建筑材料，其建筑艺术造型就像一座“水晶宫”，因其整体透明宽敞而名声大噪，更因其建造用时不到九个月而曾轰动全世界，堪称建筑工程的奇迹。

二、展览建筑内部空间的“虚拟生长”

伴随着社会的多元化发展，大型展出、群体活动的形式类别愈发丰富，展览建筑承载的功能不断增多，多功能性成为展览建筑的主要特点。展览建筑内部空间是艺术发生和创作的场所，从艺术发展的角度讲，展览建筑内部空间是艺术展示直观形象的表征形式。如日本建筑设计师矶崎新为中国中央美术学院设计的新美术馆，展馆内部采用了立柱空间的设计，展厅的顶部利用壳体的剖面造型，设计出了类似月亮造型的采光顶，阳光能很好地透过屋顶照射到展厅里，让整个展馆显得非常通透和开阔，观众在展厅里行走，似乎置身于无边界的空间，设计让空间与墙之间的界限变得越来越模糊。内外空间不再作为区分展览空间与非展览空间的界限是中国当代艺术展馆发展的大趋势，展厅的设计采用了弱化展墙的概念，让空间与空间之间相互渗透，形成内外无边界的建筑空间关系。

三、仿生展览建筑造型的生成模式与法则

仿生展览建筑是仿生学科在建筑领域跨界发展产生的建筑类型，主要是通过对大自然生物体的形态、骨骼结构、表皮、功能及生命周期生长规律等方面进行参考和借鉴，并通过技术手段使其形成高效、合理并适应环境发展的建筑类型。

（一）展览建筑造型结构仿生

马克思在《资本论》里曾赞叹：“蜜蜂建筑蜂房的本领使人间的许多建筑师感到惭愧。”蜜蜂在建造蜂巢时对材料和空间的利用率非常高，几乎达到完美，蜂巢的结构使其承载能力可以达到其等重材料的最高限度。人类通过对大自然的观察，根据蜂窝的建造原理，仿其结构制成适合现代社会需求的新型产品和材料。基于这种结构特性，仿生建筑设计代表设计师——西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦，将仿生设计理念与建筑设计原理相结合，设计了美国密尔沃基艺术博物館。该展馆在建筑外形结构设计上模仿了飞鸟的翅膀，建筑的主体使用大量密集的百叶窗象征了飞鸟翅膀的肋骨，观众只要抬头往天空看，就可以看到类似于飞鸟的骨架结构轮廓。在展览建筑屋顶的设计上，卡拉特拉瓦模拟了飞鸟关节的运动轨迹，让展览建筑的屋顶具有展开和关闭的独特功能，使展览建筑在结构和功能上有机结合，充分展示了仿生元素与展览建筑结构相互结合的魅力。

（二）展览建筑造型仿生

自然界蕴含着无数千姿万态可供参考模仿的生物体。当仿生学与建筑学、艺术学科发生交叉碰撞，就会产生新的建筑艺术作品。大胆创新又富有特色的展览建筑造型是展馆设计孜孜追求的艺术。由雅克·赫尔佐格、德梅隆、艾未未以及钢共同完成的设计作品——中国国家体育场（鸟巢），其外观是由无数根钢筋焊接而成的网格状构架，看上去就像用树枝编织而成的鸟巢。在大自然中，小鸟是用草和很多不同的、柔韧度相似的纤维材料与树枝缠绕，编织成鸟巢。来自日本的设计师西泽立卫设计的丰岛艺术博物馆，其建筑造型看上去犹如一滴水，它的整个建筑采用的是25cm厚的白色混凝土壳，从建筑内部完全看不到任何的承重梁或结构柱子，展馆造型采用的是壳膜包裹的设计，馆内没有过多进行修饰和包装，设计灵感来源于大自然的水滴形状，所以展馆的造型是水滴造型，设计初衷是为了与周边的山、田、海滩完美融合。

（三）展览建筑表皮仿生

展览建筑表皮就是展览建筑的外部空间形象，它依附于展览建筑的内外立面，并有一定的排布规律和韵律感。日本建筑师安藤忠雄在做建筑设计时，非常擅长使用材料去装饰建筑表皮，他曾说：“任何一种材料只要正确运用就能让其烁烁生辉。”布里斯班的M3Architecture事务所设计的澳大利亚知识树纪念馆设计的灵感来源于重温记忆，该展馆建筑是为了纪念一棵有历史意义的树。现今，建筑师对展览建筑表皮仿生的理解也是多样的，有些注重建筑材料的仿生，有些注重展览建筑表皮的形式美感仿生，但随着未来新技术、新材料等的发展，展览建筑表皮只是为建筑提供一个简单的物质基础，在现代声光电科技发展背景下，会有更多可随心所欲切换更新的展览建筑表皮，建筑师也会创造出更多的仿生展览建筑表皮形态。

（四）展览建筑空间功能仿生

展览建筑空间功能仿生包括模拟生物形态、转化自然界生物结构和性能等。例如，深圳的华·美术馆是由一座废旧的洗衣厂房改建而成的，其造型酷似蜂巢，因此又被称为“蜂巢”。展馆采用六边形钢结构重叠组合而成，不锈钢和深蓝色玻璃组合的表皮，赋予了建筑更有趣的外观，形成强烈的视觉冲击，同时也使建筑的表皮下保留了过去建筑的历史和意义。荷兰尼尔特·詹斯设计的淡水馆，就是建筑和展品融为一体的艺术品。展馆内的空间造型、灯光全部都模仿了水流动的形态和功能，馆内的墙面、地板、屏幕、界面都具有特殊的可触摸功能，参观者还可以在展馆内创造奇特的艺术造型。

（五）展览建筑生长过程仿生

西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦曾说过，“生长”出现在生物学领域，我们可以很容易的理解，即出生、成长、成熟、衰老的变化过程，但“生长”的原则同样也可以应用在建筑界。在仿生建筑的空间模式中，生长的意义在于表现出仿生建筑空间的营造方式方法，其含义与自然界中生物生长基本相同，生长的意义为形态的变化，即把自然界中生物的形态变化规律应用于仿生建筑，通过仿生建筑的空间组织表达出来。著名建筑设计师弗兰克·盖里设计的毕尔巴鄂古根海姆博物馆，其建筑造型狂野大气，烁烁生辉的有机金属材质和疯狂扭曲的表皮像盛开的金属花朵般，向上不断攀升、生长。这个展馆在设计过程中先是采用了自然塑形的方法，接着借助计算机设备设计制作出建筑模型后，采用数字化设备将模型进行分割、编号最后施工、组装、搭建而成。中国著名的设计师马岩松为美国纽约世界贸易中心设计的“浮游之岛”采用了超前沿的设计理念，设计方案中整个建筑酷似一排巨大的树林覆盖在城市的上空，建筑顶部造型的表皮设计出抽象、自由的树叶，建筑造型磅礴大气，富有生长活力。

四、展览建筑的仿生设计未来发展

随着全球化发展速度的加快，空间设计的创意正以其独特的姿态面向新时代。对于如何才能更好把握环境艺术设计和创意，有人是这么回答的：“设计源于艺术，优秀的设计师需要有艺术家的思维习惯，并且要将艺术家式的睿智运用于设计的全过程，从设计发展的趋势来讲，用艺术的眼光去搞设计才是明智之举。”所以，仿生艺术思维下的空间设计需要创新，更需要从实践中深化发展，只有大胆创新的艺术设计思维，才能把创意设计引入到可操作的艺术设计案例中，使艺术设计实现纵横式、跨越式的发展。我们在创新的同时还要注重社会人文环境的系统需求，为了实现环境艺术设计向更深层次的方向发展，设计师需要不断深入现实，去探索大自然赋予人的各种灵感，进而得到更多的设计创意。

五、结语

仿生緣于科学家对大自然的探索，随着科学与技术的发展，仿生学科与建筑学科的互动也越来越紧密，两个学科甚至多个学科之间的跨界与合作变得越来越生动有趣。仿生元素在展览建筑造型中的运用，不但赋予了设计更多的实际功能，让展馆建筑活泼而新颖，富有激情和诗意，它更促进了人与自然、自然与建筑之间的和谐。崭新灵动、自由的仿生学科朝着建筑学科方向发展，相信在未来的建设中，建筑仿生学将会给我们带来更多新的惊喜。

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作者单位：

广西艺术学院建筑艺术学院