1、仿生建筑解析仿生建筑解析建筑仿生可以是多方而的，也可以是綜合性，建筑仿生可以是多方而的，也可以是綜合性， 不僅是通過對不僅是通過對生物的外形進行簡生物的外形進行簡單模仿單模仿而轉(zhuǎn)化出具有實用價值的客觀物，更重要的是要而轉(zhuǎn)化出具有實用價值的客觀物，更重要的是要學習生物生長的自然規(guī)學習生物生長的自然規(guī)律與已的生存環(huán)境的關系律與已的生存環(huán)境的關系，有效的運用仿生學原理創(chuàng)造出新穎和適應自然生態(tài)，有效的運用仿生學原理創(chuàng)造出新穎和適應自然生態(tài)的建筑形式。的建筑形式。前 言仿生建筑的概念仿生建筑的分類仿生建筑的空間特征目 錄經(jīng)典仿生建筑案例仿生建筑的概念過渡頁 仿生建筑的概念實體的仿生是從自然界中選取研究對
2、象，將對象形態(tài)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為可以利用在技術領域的抽象功能，考慮用不同的物質(zhì)材料和工藝手段創(chuàng)造新的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，具有科技性、時代性。抽象的討論，是從城市發(fā)展的角度來認識。在“全球化”的語境下，“地域性”這個元素對營造城市場所的歸屬感尤為重要，這給建筑的仿生設計提出了新的要求。仿生不再僅僅只是為了追求高科技的展現(xiàn)，也應該是尊重，并發(fā)展當?shù)匚拿}，具有地域性的創(chuàng)造。這種仿生具有適宜性。仿生建筑的概念仿生建筑的分類過渡頁一、建筑形態(tài)的仿生 建筑形態(tài)的仿生是建筑仿生中最常見的仿生方式，人們通過對自然界的生物的形態(tài)進行模仿，從而創(chuàng)造出體貌多變的建筑形態(tài)。仿生建筑的分類二、建筑結(jié)構(gòu)的仿生結(jié)構(gòu)仿生是從自然界汲取靈感
3、，從而實現(xiàn)建筑力學、結(jié)構(gòu)、材料性能等方而的仿生。對生物結(jié)構(gòu)形態(tài)的研究是實現(xiàn)這些要求的有效途徑。以動植物、微生物、人類自身等為原型，通過考察自然的選擇和優(yōu)化規(guī)律，提取出原型中的結(jié)構(gòu)體系，來為新建筑結(jié)構(gòu)提供合理的外形;通過分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，將其應用于建筑整體的結(jié)構(gòu)力學之中。仿生建筑的分類1.薄殼形態(tài)薄殼形態(tài)生物界的各種蛋殼、貝殼、烏龜殼、海螺殼都是一種曲度均勻、質(zhì)地輕巧的“薄殼結(jié)構(gòu)”。這種“薄殼結(jié)構(gòu)”的表面雖然很薄，但非常耐壓。 仿生建筑的分類仿生建筑的概念殼體結(jié)構(gòu)的強度和剛度主要是利用了其幾何形狀的合理性，把受到的壓力均勻地分散到殼體的各個部分，以很小的厚度承受很大的重量，這就是“薄殼結(jié)構(gòu)”的
4、特點。 建于1959年的巴黎國家工業(yè)與技術中心陳列館是薄殼結(jié)構(gòu)建筑中較為出色的作品。建筑屋頂采用了分段預制的雙層雙曲鋼筋混凝上薄殼結(jié)構(gòu)，巨大的白色殼體平而呈三角形，每邊跨度達218m，矢高48m,使用而積達到90000m2。雙層混凝上殼體借鑒了扇貝波浪狀起伏的表而形態(tài)，使殼體的剛度大大增加，總厚度僅為120mm,結(jié)構(gòu)效率顯著，實現(xiàn)了用最少材料建造最大使用空間的構(gòu)想。仿生建筑的概念2.2.骨架形態(tài)骨架形態(tài)放眼看去，動物在長期進化中逐漸形成了適合生存環(huán)境的種種形態(tài)，而保持這種形態(tài)的骨骼系統(tǒng)在強度、硬度和穩(wěn)定性等方而是很完美的。仿生建筑的分類密爾沃基藝術博物館在展館接待廳玻璃大窗外設計了遮陽層，遮陽
5、片同機械動力裝置相連可以啟閉，建筑造型也隨之變化。當開啟到頂點時，所有遮陽金屬桿的輪廓形成兩道優(yōu)美的弧線，形如一只振翅的巨鳥，給人以強烈的視覺沖擊。卡拉特拉瓦的這些作品不僅在結(jié)構(gòu)與功能上能夠有機結(jié)合，并且創(chuàng)造出了令人耳目一新的建筑造型。仿生建筑的分類3 3、網(wǎng)狀形態(tài)、網(wǎng)狀形態(tài) 人們受到蜘蛛網(wǎng)的啟發(fā)發(fā)明了懸索結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中柔軟的索網(wǎng)在應力狀態(tài)下可以任意變形，最終達到只承受軸向拉力，既無彎矩也無剪力的受力狀態(tài)。仿生建筑的分類1951年意大利建筑師奈爾維在其作品迦蒂羊毛廠中采用的混凝上肋板結(jié)構(gòu)，也模仿了王蓮葉脈的機理，平而內(nèi)相互連接的肋梁增強了結(jié)構(gòu)的整體剛度，精巧的形態(tài)令人稱贊。后來建筑界廣泛應用的井
6、式樓蓋和密肋樓蓋等結(jié)構(gòu)形式或許正是受了它的啟發(fā)。仿生建筑的分類4 4、桿莖形態(tài)、桿莖形態(tài)當代高層建筑設計中也通過借鑒竹子這種空心和結(jié)節(jié)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點，發(fā)明了筒體結(jié)構(gòu)，山框架或剪力墻圍合成類似于竹筒的豎向井筒，沿著高度方向每隔一定的間距在建筑的相應位置設置類似竹節(jié)的加強結(jié)構(gòu)層將筒體與框架相互連接起來，能夠極大地加強建筑水平與豎直方向的穩(wěn)定性，形成一個具有良好受力性能的空間構(gòu)架。如美國芝加哥西爾斯大廈(110層，420m，是由9個方筒聚合形成束筒結(jié)構(gòu)，起到如竹節(jié)般的結(jié)構(gòu)加強作用。仿生建筑的分類5 5、樹狀形態(tài)、樹狀形態(tài) 按照仿生學的建構(gòu)理論，以自然界的樹木作為研究對象，可以得到樹狀結(jié)構(gòu)的基木形態(tài)。
7、典型的樹狀結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征是多級分枝、三維伸展。它通過對樹木自然形態(tài)的力學分析和形態(tài)簡化而成，樹冠上的荷載自上而下通過各層枝權傳遞時接近軸向傳力，可以充分發(fā)揮材料的抗壓性能，因而能覆蓋較大空間。仿生建筑的分類卡拉特拉瓦設計建造的葡萄牙里斯本東方火車站，屋頂采用一個個樹狀結(jié)構(gòu)排列組合成了一片“樹林”。目前國內(nèi)外有許多高速公路收費站也紛紛采用了樹狀結(jié)構(gòu)，使這一結(jié)構(gòu)變得越來越普及。仿生建筑的分類6 6、氣膜形態(tài)、氣膜形態(tài)通過對氣泡現(xiàn)象進行結(jié)構(gòu)分析與模仿而產(chǎn)生的充氣結(jié)構(gòu)打破了傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，在有壓氣體壓力的調(diào)整下，只要塑造出封閉的外形，任何形狀都可以實現(xiàn)。仿生建筑的分類水立方采用了新型基于氣泡理論的
8、多而體空間鋼架體系，主體是由ETFE膜與鋼框架相組合的充氣薄膜結(jié)構(gòu)。整個建筑長寬均177m，高31m，建筑面積87283m2,由 3700多個氣枕構(gòu)成，ETFE氣枕面積約10萬m2。仿生建筑的分類 7 7、晶體形態(tài)、晶體形態(tài)結(jié)構(gòu)專家研究了原子與分子穩(wěn)定的品體構(gòu)成式，將這種形式運用于空間結(jié)構(gòu)的設計中，發(fā)明了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，具有很大的跨越能力。已是一種用很多桿件以一定規(guī)律組成的空間結(jié)構(gòu)，桿件規(guī)格統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)高度較小，能夠有效的利用空間。仿生建筑的分類 三、功能仿生三、功能仿生建筑的功能往往是錯綜復雜的，如何有機組織各種功能成為一種綜合的整體，自然界中的生物為我們提供了成功的范例，它不僅僅是單一功能元素的相
9、互疊加，而是多功能發(fā)展過程的整合，因此產(chǎn)生了一個較高發(fā)展階段的新特性。仿生建筑的分類 四、材料仿生四、材料仿生材料仿生是指模仿生物體組成材料的物理特性和化學成分，研究出新型的建筑材料，來滿足人們對建筑材料性能和品種口益增長的需要。仿生建筑的分類仿生建筑的空間形態(tài)特征過渡頁幾何特征幾何特征仿生建筑的設計手法打破了以往建立在靜態(tài)三維幾何學上的沉悶的空間形態(tài)，現(xiàn)代數(shù)學在分形學、拓撲學方而的探索對這一趨勢起到了推波助瀾的作用。仿生建筑的空間特征1 1、塑形、塑形由于結(jié)構(gòu)仿生的原型在自然中以變化萬千的形態(tài)存在著，因此山結(jié)構(gòu)仿生手法產(chǎn)生的空間在形態(tài)上也有意對自然原型進行重塑。強調(diào)建筑的可塑性形態(tài)，追求動感
10、和自由感，表現(xiàn)柔性美，從而產(chǎn)生建立在幾何性基礎上的塑形建筑空間形態(tài)。仿生建筑的空間特征2 2、柔曲、柔曲建筑結(jié)構(gòu)仿生探求能夠用較少的材料建造出經(jīng)濟合用的結(jié)構(gòu)形式，設計出了大膽而優(yōu)美的具有非直線有機形式的結(jié)構(gòu)。這些具有柔和曲線的結(jié)構(gòu)能夠?qū)κ婢彽胤稚ⅲ苊饬藨械默F(xiàn)象，因此能夠?qū)⒉牧系牧W特性發(fā)揮得淋漓盡致。仿生建筑的空間特征3 3、連續(xù)、連續(xù) 生物結(jié)構(gòu)形體內(nèi)部所包含的物質(zhì)用來維系生命運轉(zhuǎn)，物質(zhì)之間小斷進行著交換與轉(zhuǎn)化，他們是有機相連的整體。轉(zhuǎn)化到建筑空間中則可以看出這些“生命物質(zhì)”所占有的“容積”被掏了，用來容納人們的行為活動。而這些掏出來的空間自然而然繼承了機體連續(xù)的特質(zhì)，呈現(xiàn)出一種連貫互通的形態(tài)。仿生建筑的空間特征4 4、漸變、漸變結(jié)構(gòu)仿生建筑的空間大都呈現(xiàn)出一種逐漸的、順序的、有規(guī)律的變化，產(chǎn)生一種自然有韻律的節(jié)奏感。仿生建筑的空間特征結(jié)語過渡頁結(jié)語 仿生建筑注重環(huán)境、經(jīng)濟效益與創(chuàng)新的有機結(jié)合，是對建筑師綜合實力的考驗。狄義的仿生建筑最終落實到建筑形式的與眾不同，廣義的仿生是對自然界生生不息的生命原理的借鑒。仿生建筑的意義既是為了建筑創(chuàng)新，又是為了與自然生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)平衡。仿生建筑作為保證生態(tài)平衡的一種手段，作為建筑創(chuàng)新的一個力一向，以及對“天人合一”理想的一種表達，應對中國建筑發(fā)展有所啟迪。
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