仿生建築設計:生態+科技+創意

建築仿生是根據自然與社會生態規律，結合了生物學、美學等，把建築結構、建築功能和自然生態環境進行綜合搭配，注重環境生態、經濟效益與形式新奇的有機結合，已成為新時代建築學領域的一種新潮流。有觀點認為，未來的城市將是仿生與生態的城市。

綠維文旅認為，建築進入到了一個新綜合時代，並呈現出六大新綜合發展趨勢，即：可持續性新綜合、功能多元化新綜合、歷史文化新綜合、技術利用新綜合、經濟價值新綜合、鄰裡社會性新綜合。

綠色仿生建築在把握以上六大綜合發展趨勢的基礎上，還需以節能、環保為基本原則，從高新科技、低碳節能、生土建築、覆土生態、創意仿生等方向實現突破。

在生態文明、新型城鎮化大背景下，建築企業及設計師應轉變工作思路與手法，學習和應用新科技，服務建築創新，賦予仿生建築新的社會目標與時代特徵，實現綠色中國夢！

建築仿生學的應用範圍很廣，從城市總體到單體建築，從居住環境到材料都可涵蓋。本文從城市仿生、功能仿生、結構仿生、形式仿生四方面，結合案例，展示仿生建築的創新設計理念。

城市環境仿生方面，比較有代表性的例子在巴黎的轉換改造中清晰可見。1853年巴黎的大規模整治方案，不僅要表達讚美帝國的首都，並要改善城市的結構和功能，打造綠色城市交通，環境和生活。所以，在模擬人體生態系統的基礎上，對該城市進行了規劃。

市區內的環形與放射狀的道路網就好比人體內循環暢通的血管系統，東西郊區的兩座森林公園，好比人體兩肺。為了解決巴黎市沒有充足的空氣，當地建築師從呼吸道的結構出發，構建了賽納河與環形狀的綠化帶。

在這一系統中，環形狀的市區與主幹就好像流通於身體內部的血管。這樣的城市環境設計理念與仿生思想相吻合，這樣的設計方式對城市的發展具有積極性意義，有效地解決了巴黎的城市交通以及環境美化的問題。

海綿城市，顧名思義，是指城市能像「海綿」一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的「彈性」，通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建築、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然淨化的城市發展方式。

「海綿城市」材料實質性應用，表現出優秀的滲水、抗壓、耐磨、防滑以及環保美觀多彩、舒適易維護和吸音減噪等特點，成了「會呼吸」的城鎮景觀路面，也有效緩解了城市熱島效應，讓城市路面不再發熱。

在建築使用功能方面的仿生，應用也很普遍，不過表現的形式是多種多樣的，只要善於應用類推的方法，就可以從自然界中吸取無窮的靈感，使建築的空間布局更具有新意。

這個未來風格的塔式大廈包含著數千棵樹木，通過「吸收」有毒煙霧可以有效解決城市汙染問題。它被命名為「仿生拱形摩天大樓」，旨在使用「生物牆」來吸收有害煙霧氣體，它能夠吸收這些有害氣體，並轉化成為氧氣。

每一層都有「天空花園」，遍布著樹木。同時，這裡還有商店、餐廳和博物館。該建築使用太陽能和風能，以及進行水質淨化、再循環利用和消除雜質的生物反應器。

這是日本設計師Sou Fujimoto為法國蒙彼利埃設計的一棟集辦公、畫廊、酒吧與餐廳於一體的綜合性建築物，全高17層，其最大的特點在於，整個建築物就像棵大樹般開枝散葉，讓露臺和陽臺狂放地向四周綻放，從而提供相當多樣又實用的戶外空間。

120戶家庭朝向各不相同，客戶可以根據個人情況選擇。起居室儘量大地面向陽臺，符合當地的生活習慣。塔樓的其他空間還包含一些畫廊，餐廳，全景酒吧以及辦公等配套公共設施。

 

在結構仿生方面，先進的工程師們在近幾十年來已取得了非凡的成就，他們比建築師更善於觀察自然界的一切生態規律，已應用現代技術創造了一系列嶄新的仿生結構體系。從一滴水珠和一個蛋殼看到了其自由拋物線型曲面的張力與薄壁高強的性能；從一片樹葉的葉脈發現了其交叉網狀的支撐組織肌理，這些對建築結構的創新設計都是十分有益的啟示。

斯圖加特Achim Menges教授在新作 ICD/ITKE亭中展示了一種全新的建築，其靈感來自於生活在水下，並居住在水泡中的水蜘蛛的建巢方式。

整個亭子是在一層柔軟的薄膜內部用機器人織上可以增強結構的碳纖維而形成的輕型纖維複合材料外殼構築物，同時這種建造方式使用到最少的材料實現了結構穩定性。

研究團隊研究了水蜘蛛的水下生活模式，它們在水下建造出鋼筋般的堅固水泡並生活在其中，作為水泡支撐結構的蜘蛛絲能讓水泡在遭遇水流變化時承受機械盈利，保證水泡內的安全和穩定。

扎哈·哈迪德建築事務所執掌的卡達Lusail酒店項目，設計靈感由沙漠風信子的結構啟發而來，它是一種波斯灣原生的開花植物，學名Cistanche tubulosa(管花肉蓯蓉)。

酒店「9點式」裙樓環繞著中央的主體建築，而其周身也流動著猶如風信子般彼此交錯的幾何線條。

外立面上猶如縴手細織的Mashrabiya紋樣(伊斯蘭教傳統建築中用來遮蔭的一種花格屏風)，減弱了灼熱日光的力量。

貌似新潮的「流動性」概念，其實一直埋藏于波斯的建築遺產與傳統觀念中。在該項目，從穹頂到天花板、到牆面再到地板，連貫的紋樣如同書寫或幾何繪圖，令建築各部分形成一種曖昧的聯繫，這種聯繫甚至令建築學元素上的涇渭都模糊起來。

建築形式的仿生則最為常見，它不僅可以取得新穎的造型，而且往往也能為發揮新結構體系的作用創造出非凡的效果。紐西蘭太平洋環境公司的建築師們設計的黃樹屋餐廳，位於一片紅樹林上。

建築主體為人工種植的白楊木條，欄杆用附近的紅衫木做成，充分利用了自然採光。

外形像是一個豆莢，建在一棵10米高的紅樹上，靈感源於昆蟲的繭，可容納30名用餐的客人。高架通道由當地的紅樹製成。

1986年在印度的新德裡綻放了一朵白色蓮花，這座運用幾何原理精密計算出的蓮花寺，它高34.27米，底座直徑74米，由三層花瓣組成，全部採用白色大理石建造。底座邊上有9個連環的清水池，拱託著這巨大的"蓮花"。

蓮花寺是新德裡的地標建築，人們都稱之為坐落新德裡的"雪梨歌劇院"。以其承載的文化和設計者巧具匠心的設計，每年吸引著數以千計的遊客前來參觀。白天，俯覽蓮花寺，在底座上的九個水池的襯託下，廟宇既有宗教和民族特色，又不失一種現代感。晚間，廟宇在白色燈光的照射下，猶如黑暗中漂浮水上的燈花。

本文根據綠維文旅創意建築設計研究院公眾號內容編輯整理

部分圖片來源攝圖網，部分來源網絡

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