[建筑工程管控]仿生建筑.doc

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1、（建筑工程管理）仿生建筑仿生建筑目录隐藏城市环境仿生使用功能仿生建筑形式的仿生组织结构仿生其他分类方法仿生建筑的意义仿生建筑文化的新趋向飞鸟型仿生建筑仿生建筑以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律为研究对象，探寻自然界中科学合理的建造规律，且通过这些研究成果的运用来丰富和完善建筑的处理手法，促进建筑形体结构以及建筑功能布局等的高效设计和合理形成。从某个意义上说，仿生建筑也是绿色建筑，仿生技术手段也应属于绿色技术的范畴。对于仿生建筑的研究被认为赋予了提供健康生活，改善生态环境的目标，体现了社会可持续发展意识和对人类生存环境的关怀。另外，从建筑创作研究的角度见，仿生和生态构思有相通之处，它们的过

2、程和出发点相对于其他的构思方法或类型有自己的特点。建筑仿生学的表现和应用方法，归纳起来大致有四个方面：城市环境仿生，使用功能仿生，建筑形式仿生，组织结构仿生。当然，往往会出现综合性的仿生应用，形成壹种城市和建筑的仿生整体。编辑本段城市环境仿生早于1853年时，巴黎塞纳区行政长官欧思曼(G.E.Haussmann)为了执行法国皇帝拿破仑三世的巴黎建设计划，曾对巴黎市区进行了大规模的改建，它不仅要表示对帝国首均的赞美，而且要于城市结构功能上进行改善，使城市交通、环境绿化、居住水平均达到壹个新的境界。为了实现这壹理想，他的巴黎改建规划于某种程度上就是模拟了人的生态系统而进行规划设计的。例如当时于巴黎

3、东、西郊规划建设的俩座森林公园，东郊维星斯公园和西郊布伦公园的巨大绿化面积，就象征着人的俩肺，环形绿化带和赛纳河就象是人的呼吸管道，这样就使新鲜空气能够输入城市的各个区域。市区内环形和放射的各种主干和次要道路网就象是人的血管系统，使血流能够循环畅通。这种城市环境仿生思想，不仅于当时已起到了积极的作用，解决了困扰巴黎的城市交通和环境美化问题，使巴黎于世界上成为城市改建的成功范例，而且城市环境仿生理论今后仍然值得借鉴和完善。编辑本段使用功能仿生于建筑使用功能方面的仿生，应用也很普遍，不过表现的形式是多种多样的，只要善于应用类推的方法，就能够从自然界中吸取无穷的灵感，使建筑的空间布局更具有新意。19

4、50年，法国建筑师勒柯布西耶于设计法国孚日山区的朗香教堂期间，壹枚蟹壳给了他无穷灵感。他选择了和以往任何设计作品均不同的屋顶样式。该屋顶各边均像壳壹样向上弯曲，于壳易碎的超薄材料里蕴藏着自然力和坚韧性。同时，朗香教堂的平面就是模拟人的耳朵，象征着上帝能够倾听信徒的祈祷。正是因其平面具有超现实的功能，以致于造型上也相应获得了奇异神秘的效果。芬兰著名建筑师阿尔托设计的德国不莱梅的高层公寓(19581962年)的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服务部分和卧室部分比作蝶身和翅膀，不仅造成内部空间布局新颖，而且也使建筑的造型变得更为丰富。类似的情况仍有许多，比较著名的如19601963年夏朗(Hans

5、Scharoun)设计建造的柏林爱乐音乐厅内部空间则是仿自乐器内部空间共鸣的效果而建造了这壹复杂奇特的形体。1966年由丹下健三于日本山梨县建成的文化会馆是壹座新陈代谢派的著名作品，它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能，设计了壹个个垂直的圆形交通塔，内为电梯、楼梯和各种服务设施，所有办公空间则建立其间，这样能够根据需要不断扩建或减少。编辑本段建筑形式的仿生建筑形式的仿生则最为常见，它不仅能够取得新颖的造型，而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出非凡的效果。最早应用仿生形式的近代建筑师是西班牙人高迪(AntonioGaudi)，他于巴塞罗纳设计了许多带有明显动物骨骼形式的公寓建筑，隐喻着这座

6、海滨城市战胜蛟龙的古老传说。例如1904-1906年建的巴特洛公寓和1910年建的米拉公寓均是如此。埃罗萨里宁(EeroSaarinen)于1958年所作的美国耶鲁大学冰球馆形如海龟，1961年所作的纽约环球航空公司航站楼形如飞鸟，也均是举世瞩目的例子。于1964年丹下健三于东京建造的奥运会游泳馆和球类比赛馆，利用悬索结构仿贝壳体形，使功能、结构和造型达到有机结合，令人耳目壹新，成为建筑艺术作品的优秀范例。赖特是壹位善于结合自然环境的建筑师，他于1944年设计建造的威斯康星州雅可布斯别墅，就是把住宅仿照地面菌菇类植物进行设计的，给人以自然的形态，达到和环境融为壹体的境界。此外，又如萨巴(Far

7、iburzSahba)于19751987年建成的印度德里的母亲庙(MotherTemple)则是仿自壹朵荷花的造型，它表达了圣洁和优美的形象，成为周围环境的主要标志。编辑本段组织结构仿生19471949年意大利结构工程师奈尔维和建筑师巴托利(NerviandBartoli)设计的意大利均灵展览馆的巨形拱顶就是仿叶脉肌理而建造起来的，混凝土骨架和玻璃格组成的拱顶宽93.6m，长75m。奈尔维和维特罗西(A.Vitelozzi)于1957年建造的罗马奥运会小体育宫，半圆形弯顶直径60m，内部采用了钢筋混凝土网格的结构系统，就是受葵花的启发，不仅用材经济，受力合理，而且创造了内部装饰新颖的效果。小体

8、育宫的外部则从人类腿骨的受力分析中得到启示，创造了壹圈丫形支撑体系，使空间结构和建筑艺术形式的虚实结合达到了完美的统壹。1960年奈尔维又建成了罗马奥运会的大体育宫，半圆形弯顶直径达到98.4m，可容纳16000观众，内部采用放射形拱肋的构造形式支撑着上部的混凝土弯顶，顶厚只有6cm。同部见去既象壹朵花，也象是密密麻麻的叶脉网，成功地使现代技术和使用功能、装饰艺术达到有机的结合。对比公元120124年建成的罗马万神庙，半圆形弯顶直径为43.2m，混凝土厚度则为1.2m，这充分说明了建筑技术运用仿生原理所取得的巨大进步。奈尔维既是壹位闻名遐迩的结构工程师，也是壹位卓越的建筑师，他的创造性于很大程

9、度上就是得益于向自然界学习。美国结构工程师富勒(BuckminsterFuller)是另壹位有创造性的人物。他从自然界中的结晶体和蜂窝的棱形结构中获得启示，创造了壹系列惊人的大空间结构作品。1958年他于美国巴吞鲁日(BatonRouge，LA)建造的联合油罐车公司的巨大弯顶，直径达115.2m，就是应用晶体结构的原理建造的。1967年富勒和塞道(FullerandSadao)壹起建造的加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆，是壹座球体建筑，于当时展览会上极为引人注目。他很可能是模拟壹种深海鱼类的网状骨骼和放射虫的组织结构，创造了立体网架的短线弯窿，高度达60m，直径为76.2m，弯窿外部用塑料敷贴

10、，且可启闭，夜间灯光照亮，通体透明，犹如星球落地。纽约环球航空公司航站楼不仅是外形仿生的著名作品，而且埃罗萨里宁仍和威廉加德纳(WilliamGardner)于结构上建造四瓣组合式薄壳，中间有缝隙采光，四瓣薄壳则由下部的丫形柱支撑，这和人的头盖骨的拼合极为相似。航站楼应用这种结构肌理不仅解决了自由曲线造型的难点，而且于结构和形式上又能达到有机的融合，这是值得建筑师们注意的。且不需为了建筑的某种造型就壹定要牺牲结构的合理性，相反，有机的结构和新颖的形式能够相互共生。德国结构工程师奥托(FreiOtto)于1967年于加拿大蒙特利尔国际博览会上建造的德国馆，象壹群帐篷式的建筑物，这是用网索结构仿蜘

11、蛛网形的支撑体系，上面用塑料面层覆盖，造型非常特殊，它能够有利于作为临时性建筑的装卸。1972年的慕尼黑奥运会的体育场馆也运用了这壹结构形式。由于他善于使用这种结构类型，因此也有人称他为“蜘蛛人”。这种蛛网形的网索结构后来仍发展为帆布张力结构系统，和帐篷形式更为接近。其实，建筑师中也不乏于结构上应用仿生的例子，勒柯布西耶早年大量使用的鸡腿柱和框架悬挑的结构系统无疑是从动物腿骨支撑所得到的启示，1931年他于巴黎附近波依西(Poissy)建造的萨伏伊别墅(VillaSavoye)就是这种结构系统的体现，至今仍被人们所称颂。赖特是众所周知的建筑大师，他早年曾攻读过结构专业，因此能于建筑造型和结构体

12、系的融合方面运用自如。1950年他设计建造的威斯康星州约翰逊制蜡公司试验楼(HelioLaboratoryandResearehTower，Racine，Wisc.)就是仿树状结构特点，把主要支承结构放于建筑中央，四周楼板悬挑，外表形成幕墙，取得了新颖效果。应用同样原理，赖特于1956年仍大胆设想了1英里高的摩天楼方案。于结构仿生方面，最值得称颂的仍是后起之秀，年轻的西班牙建筑师圣地亚哥卡拉特拉瓦(SantiagoCalatrava)。他于1951年出生于西班牙的巴伦西亚，曾于当地的建筑学院建筑学专业毕业，后人瑞士苏黎世大学土木系学习结构工程，毕业后又于1981年获该校建筑系技术科学博士学位。

13、他的博士论文题是“结构的可折叠性”。毕业后他留居瑞士开业，继续致力于折叠结构和仿生结构的实践，他观察狗的骨架和腿的活动支撑，已作出了许多可喜的成就。他于1983年建造的瑞士卢塞恩市邮局前的大雨蓬就是最早应用活动关节的实践。19861987年他于巴塞尔市壹座中世纪古建筑的改建中，将咖啡厅上的天花钢梁架做成仿动物骨架的自由曲线，既有着新颖的观赏效果，又能符合受力的特性，是壹种大胆的尝试。此后，他于1987年为加拿大多伦多市建造的BCE文化广场大厦，创造性地模仿了树干分叉的生长肌理，设计了俩边的支柱和顶栅的弧形肋架，取得了非凡的艺术效果。19911992年他于西班牙的塞维利亚1992年国际博览会为科

14、威特设计的展览馆，其屋顶是可自由启闭的结构，模拟着动物关节的自由运动。夜间屋顶肋架敞开，下面平台上便可进行露天的各种活动，它不仅于结构和功能上能够有机结合，而且也给人以无限的遐想。19891993年他于为法国里昂塞托拉斯机场(SatolasAirport)附近的铁路车站设计建造中，完全应用了动物骨架的结构原理，充分发挥了节省材料提高效能的特性，且且造型新颖，令人刮目。此外，他仍为1992年巴塞罗纳奥运会设计建造最有标志性的电讯塔，也是吸取了植物干茎自由平衡的形态而获得新颖构思的。编辑本段其他分类方法根据不同的仿生学原理和用料，仿生建筑可分为以下几种：拱形结构类曾生活于中生代的巨大爬行动物恐龙，

15、身长20多米，身高4至8米，体重达30至40吨。这样壹个庞然大物要走动觅食，生存下去，四肢必须承受相当大的负荷。如果恐龙不具备合理的力学结构，四肢就会被偌大的身躯压塌。专家们发现，恐龙巨大的身躯、长颈和粗长的尾巴的重力中心是于腰部，身体的重量通过身体重心传递到粗壮的四肢上，整个身体的上部犹如壹座拱桥。从力学角度来见，它的确是壹种承受巨大负荷的理想结构的造型，这便是建筑史上的“拱形结构”的历史渊源。该仿生建筑的特点，是用料省，坚固耐压，外观美观大方。薄壳结构类生物界的各种蛋壳、贝壳、乌龟壳、海螺壳以及人的头盖骨等均是壹种曲度均匀、质地轻巧的“薄壳结构”。这种“薄壳结构”的表面虽然很薄，但非常耐压

16、。模仿它们壳体于外力作用下，内力均沿着整个表面扩散和分布的力学特征，于建筑施工中早已得到广泛应用。日本东京的代代木体育馆则活像壹只巨大的海螺，其外观曲线流畅、轻快、形态动人，被认为是当代最成功的体育建筑之壹。充气结构类植物和动物的细胞内能充满了液体或气体。这些液体或气体对细胞壁产生壹定的压力。生物学家把这种压力称之为液体静力压和气体静力压，统称为细胞的胀压。根据细胞胀压原理，人们便设计出各种新颖别致的充气充液结构的体育建筑，如大型体育场馆、室内球场、网球场、充气游泳池、登山帐篷、野外餐厅等等。美国工程师大卫盖格成功地设计了壹系列充气体育馆密执安州蓬塔克城的歇尔佛体育馆就是盖格的杰作。充气体育建

17、筑具有造型优美、光彩悦目的时代魅力。“螺旋”结构类车前子的叶子壹般呈螺旋状排列，夹角为137º30´30。只有这样，每片叶子方能得到最多的阳光。设计师们向车前子借鉴了调节日光辐射的原理，匠心独具地建造壹座呈螺旋状排列的13层楼房，每个房间均能够得到最充足的阳光。新陈代谢类日本建筑师提出的“新陈代谢”城市设想，通过对生命周期和循环的分析，探求壹种将不断更新变化的设备部分和能够长期使用的巨大结构体分开的设计方法。1966年由丹下健三于日本山梨县建成的文化会馆是壹座新陈代谢派的著名作品，它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能，设计了壹个个垂直的圆形交通塔，内为电梯、楼梯和各种服

18、务设施，所有办公空间则建立其间，这样能够根据需要不断扩建或减少。编辑本段仿生建筑的意义建筑仿生能够是多方面的，也能够是综合性的，如能成功应用仿生原理就能创造出新奇和适应环境生态的建筑形式。同时仿生建筑学也给人们暗示着必须遵循和注重许多自然界的规律，它告诉我们建筑仿生应该注重环境生态、经济效益和形式新奇的有机结合，仿生创新更需要学习和发挥新科技的特点，要做到这壹点，建筑师必须善于应用类推的方法，从自然界中观察吸收壹切有用的因素作为创作灵感，同时学习生物科学的肌理且结合现代建筑技术来为建筑创新服务。建筑仿生学是新时代的壹种潮流，今后也仍然会成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段。编辑本段仿

19、生建筑文化的新趋向建筑仿生已成为壹种新时代潮流，也是建筑文化的新课题。为了启发建筑合理创新，以及使城市环境达到生态平衡和持续发展，建筑仿生学是壹种重要手段。建筑仿生学是根据自然生态和社会生态规律，且结合建筑科学技术特点而进行综合应用的科学。它的主要研究内容包括：城市仿生，功能仿生，结构仿生，形式仿生等方面。建筑仿生学的应用范围很广，从城市总体到单体建筑，从居住环境到材料均可涵盖。未来的城市将是仿生和生态的城市。建筑仿生是壹个老课题，也是壹种最新的科研趋向，它愈来愈引起人们的注意。因为人类文化从蒙昧时代进入文明时代就是于模仿自然和适应自然界规律的基础上不断发展起来的，直到近现代时期，特别是飞机和

20、潜水艇的发明也均是仿生的科研成果，人们从飞鸟和鱼类的特性中获得启发，取得了史无前例的新成就。建筑同样如此，古代从巢居穴居到各类建筑的出现，无不留下了模仿自然的痕迹。可是，随着工业化的高速发展，使人类的文明发生了异化，反过来破坏了自己的生存环境，也使自己的创作囿困于僵化的机器制品，束缚了创造性，这就是为什么于近几十年来人类重新对仿生学开始重视的原因。仿生原理于现代科学技术上的应用是非常广泛的，于是就促使了仿生学（Bionics）这门新兴交叉科学的出现。1960年于美国俄亥俄州召开了第壹届仿生学讨论会，于会上共同制定了仿生学的概念，和会人员认为仿生学就是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造

21、系统具有或类似于生物系统特征的壹门科学。它的目的是应用模拟的方法来改善现代技术设备且创造新的工艺技术。于建筑领域方面，仿生的倾向于近几十年来也于不断发展，它的研究意义既是为了建筑应用类比的方法从自然界中吸取灵感进行创新，同时也是为了和自然生态环境相协调，保持生态平衡。自然界是人类最好的老师，人们无时无刻不于从自然界中获得启发而进行有益的创造。仿生且不是单纯地模仿照抄，它是吸收动物、植物的生长肌理以及壹切自然生态的规律，结合建筑的自身特点而适应新环境的壹种创作方法，它无疑是最具有生命力的，也是可持续发展的保证。1983年德国人勒伯多（J.S.Lebedew）出版了壹本著作，名为建筑和仿生学（Ar

22、chitectureandBionic），系统阐明了建筑仿生学的意义，建筑学应用仿生理论的方法，建筑仿生学和生态学的关系，建筑仿生学和美学的关系等等，正式为建筑仿生学奠定了理论基础。加上于此前后，许多有创见的建筑师进行了有关建筑仿生的实践，使建筑仿生学已逐渐形成为壹种时代潮流。其实，人类于建筑技术上所遇到的许多难题，自然界中早已有了类似的解答，因为生物于千万年进化的过程中，为了适应自然界的规律需要不断完善自身的性能和组织，它需要获得高效低耗、自觉应变、新陈代谢、肌体完整的保障系统，从而生物才能得以生存和繁衍。只有这样，自然界才能成为壹个整体，才能保持生物链的平衡和延续。当然，人也是大自然中的壹

23、员，人类为了生存和发展不仅需要建筑，而建筑也需要适应自然界的规律，否则不仅会破坏自然环境，而且也会毁灭人类自身。从人和自然界的关系来说，建筑可谓是人的第3层皮肤（第1层是人的自身皮肤，第2层是衣服），它是人和自然界之间的中介，如何使建筑能适应环境的自然规律，又能适合人类不断发展的需要，这的确是现代文明所提出的新课题。正因为如此，有效寻找和利用自然界生物的成长规律来适应人类社会发展对建筑的需要，这就是建筑仿生学的主要任务。建筑仿生学的表现和应用方法，归纳起来大致有4个方面：城市环境仿生，使用功能仿生，建筑形式仿生，组织结构仿生。当然，往往也会出现综合性的仿生应用，形成为壹种城市和建筑的仿生整体。

24、于城市环境仿生方面，比较有代表性的例子能够于巴黎的改建规划中明显地见到。早于1853年时，巴黎塞纳区行政长官欧思曼（G.E.Haussmann）为了执行法国皇帝拿破仑第三的巴黎建设计划，曾对巴黎市区进行了大规模的改建，它不仅要表示对帝国首均的赞美，而且要于城市结构功能上进行改善，使城市交通、环境绿化、居住水平均达到壹个新的境界。为了实现这壹理想，他的巴黎改建规划于某种程度上就是模拟了人的生态系统而进行规划设计的。例如当时于巴黎东、西郊规划建设的俩座森林公园，东郊维星斯公园和西郊布伦公园的巨大绿化面积，就象征着人的俩肺，环形绿化带和赛纳河就象是人的呼吸管道，这样就使新鲜空气能够输入城市的各个区域

25、。市区内环形和放射的各种主干和次要道路网就象是人的血管系统，使血流能够循环畅通。这种城市环境仿生思想，不仅于当时已起到了积极的作用，解决了困扰巴黎的城市交通和环境美化问题，使巴黎于世界上成为城市改建的成功范例，而且城市环境仿生理论今后仍然值得借鉴和完善。1954年欧洲“十次小组”（Team10）于荷兰召开预备会时，英国建筑师史密森曾提出壹种新的城市形态，称之为“簇群城市”，这也是仿生的成果，它是根据植物生长变化的规律而提出的壹种新城市布局思想。他们设想把这种城市主干道设计成三叉形的道路系统，象征着植物“干茎”，使交通流量得以均匀分布。同时把城市“干茎”设计成自由弯曲的分叉系统，且且带有多触角地

26、蔓延扩展的子系统，就象树枝分叉壹样，也兼有蛛网状的连接。这样既可避免车流泛滥，也可有利于各区之间的区分和连接。他们预言，这种城市布局壹方面能保持现代城市功能的需要，又能重新获得昔日传统城市的自然气息。同时，这种城市是不断生长变化的，也可使城市和建筑物的分布获得有机的组合。目前许多小区的规划设计和“簇群城市”规划思想颇有异曲同工之处。于建筑使用功能方面的仿生，应用也很普遍，不过表现的形式是多种多样的，只要善于应用类推的方法，就能够从自然界中吸取无穷的灵感，使建筑的空间布局更具有新意。例如芬兰著名建筑师阿尔托设计的德国不莱梅的高层公寓（19581962）的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服务部分

27、和卧室部分比作蝶身和翅膀，不仅造成内部空间布局新颖，而且也使建筑的造型变得更为丰富。又如勒。柯布西耶于19501955年间设计建造的法国朗香教堂的平面就是模拟人的耳朵，象征着上帝能够倾听信徒的祈祷。正是因其平面具有超现实的功能，以致于造型上也相应获得了奇异神秘的效果。类似的情况仍有许多，比较著名的如19601963年夏朗（HansScharoun）于柏林设计建造的爱乐音乐厅内部空间则是仿自乐器内部空间共鸣的效果而建造了这壹复杂奇特的形体。1966年由丹下健三于日本山梨县建成的文化会馆是壹座新陈代谢派的著名作品，它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能，设计了壹个个垂直的圆形交通塔，内为电梯、楼梯

28、和各种服务设施，所有办公空间则建立其间，这样能够根据需要不断扩建或减少。建筑的功能往往是错综复杂的，如何有机组织各种功能成为壹种综合的整体于自然界中生物也为我们提供了交织组合的范例，它不仅仅是单壹功能元素的相加，而是多功能发展过程的综合，因此产生了壹个较高发展阶段的新特性。例如人的嘴，不仅能吃饭，又能说话唱歌，仍能品尝甜酸苦辣。这种原理应该使建筑师于建筑功能组织中有所启发。当代集中式的建筑倾向已使巨型高层建筑和多功能建筑随处可见，这就要求我们于有限的空间内要高效低耗地组织好各部分的关系，使得这些空间能够适应多种功能。建筑师没有理由于复杂的功能组合中浪费空间和材料，也没有理由不向大自然这位老师学

29、习。建筑形式的仿生则最为常见，它不仅能够取得新颖的造型，而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出非凡的效果。最早应用仿生形式的近代建筑师是西班牙人高迪（AntonioGaudi），他于巴塞罗纳设计了许多带有明显动物骨骼形式的公寓建筑，隐喻着这座海滨城市战胜蛟龙的古老传说。例如1904-1906年建的巴特洛公寓和1910年建的米拉公寓均是如此。埃罗。萨里宁（EeroSaarinen）于1958年所作的美国耶鲁大学冰球馆形如海龟，1961年所作的纽约环球航空公司航站楼形如飞鸟，也均是举世瞩目的例子。于1964年丹下健三于东京建造的奥运会游泳馆和球类比赛馆，利用悬索结构仿贝壳体形，使功能、结构和造型

30、达到有机结合，令人耳目壹新，成为建筑艺术作品的优秀范例。赖特是壹位善于结合自然环境的建筑师，他于1944年设计建造的威斯康星州雅可布斯别墅，就是把住宅仿照地面菌菇类植物进行设计的，给人以自然的形态，达到和环境融为壹体的境界。此外，又如萨巴（FariburzSahba）于19751987年建成的印度德里的母亲庙（MotherTemple）则是仿自壹朵荷花的造型，它表达了圣洁和优美的形象，成为周围环境的主要标志。建筑形式的仿生是创新的壹种有效方法，它是通过研究生物千姿百态的规律后而探讨于建筑上应用的可能性，这不仅要使功能、结构和新形式有机融合，而且仍应是超越模仿而升华为创造的壹种过程。上述建筑师的

31、作品无疑值得于建筑创作中借鉴的，只要我们善于观察和吸收自然界中千变万化现象的内于规律，我们就能有取之不尽的源泉。遗憾的是也经常会出现壹些简单模仿某壹形象的作品，如1974年建的京均人脸住宅，仍有美国的许多“热狗”快餐店的具象广告式建筑，这些均已背离了建筑仿生的意义，只是壹种单纯追求新奇噱头的效果，它既无创新的价值，也不能和周围生态环境取得协调，是壹种建筑文化的糟粕，这是需要引以为戒的。于结构仿生方面，先进的工程师们于近几十年来已取得了非凡的成就，他们比建筑师更善于观察自然界的壹切生态规律，已应用现代技术创造了壹系列崭新的仿生结构体系。从壹滴水珠和壹个蛋壳见到了其自由抛物线型曲面的张力和薄壁高强

32、的性能；从壹片树叶的叶脉发现了其交叉网状的支撑组织肌理，这些对建筑结构的创新设计均是十分有益的启示。19471949年意大利结构工程师奈尔维和建筑师巴托利（NerviandBartoli）设计的意大利均灵展览馆的巨形拱顶就是仿叶脉肌理而建造起来的，混凝土骨架和玻璃格组成的拱顶宽93.6m，长75m.奈尔维和维特罗西（A.Vitelozzi）于1957年建造的罗马奥运会小体育宫，半圆形弯顶直径60m，内部采用了钢筋混凝土网格的结构系统，就是受葵花的启发，不仅用材经济，受力合理，而且创造了内部装饰新颖的效果。小体育宫的外部则从人类腿骨的受力分析中得到启示，创造了壹圈丫形支撑体系，使空间结构和建筑艺

33、术形式的虚实结合达到了完美的统壹。1960年奈尔维又建成了罗马奥运会的大体育宫，半圆形弯顶直径达到98.4m，可容纳16000观众，内部采用放射形拱肋的构造形式支撑着上部的混凝土弯顶，顶厚只有6cm.同部见去既象壹朵花，也象是密密麻麻的叶脉网，成功地使现代技术和使用功能、装饰艺术达到有机的结合。对比公元120124年建成的罗马万神庙，半圆形弯顶直径为43.2m，混凝土厚度则为1.2m，这充分说明了建筑技术运用仿生原理所取得的巨大进步。奈尔维既是壹位闻名遐迩的结构工程师，也是壹位卓越的建筑师，他的创造性于很大程度上就是得益于向自然界学习。美国结构工程师富勒（BuckminsterFuller）是

34、另壹位有创造性的人物。他从自然界中的结晶体和蜂窝的棱形结构中获得启示，创造了壹系列惊人的大空间结构作品。1958年他于美国巴吞鲁日（BatonRouge，LA）建造的联合油罐车公司的巨大弯顶，直径达115.2m，就是应用晶体结构的原理建造的。1967年富勒和塞道（FullerandSadao）壹起建造的加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆，是壹座球体建筑，于当时展览会上极为引人注目。他很可能是模拟壹种深海鱼类的网状骨骼和放射虫的组织结构，创造了立体网架的短线弯窿，高度达60m，直径为76.2m，弯窿外部用塑料敷贴，且可启闭，夜间灯光照亮，通体透明，犹如星球落地。纽约环球航空公司航站楼不仅是外形仿生

35、的著名作品，而且埃罗。萨里宁仍和威廉。加德纳（WilliamGardner）于结构上建造四瓣组合式薄壳，中间有缝隙采光，四瓣薄壳则由下部的丫形柱支撑，这和人的头盖骨的拼合极为相似。航站楼应用这种结构肌理不仅解决了自由曲线造型的难点，而且于结构和形式上又能达到有机的融合，这是值得建筑师们注意的。且不需为了建筑的某种造型就壹定要牺牲结构的合理性，相反，有机的结构和新颖的形式能够相互共生。德国结构工程师奥托（FreiOtto）于1967年于加拿大蒙特利尔国际博览会上建造的德国馆，象壹群帐篷式的建筑物，这是用网索结构仿蜘蛛网形的支撑体系，上面用塑料面层覆盖，造型非常特殊，它能够有利于作为临时性建筑的装

36、卸。1972年的慕尼黑奥运会的体育场馆也运用了这壹结构形式。由于他善于使用这种结构类型，因此也有人称他为“蜘蛛人”。这种蛛网形的网索结构后来仍发展为帆布张力结构系统，和帐篷形式更为接近。其实，建筑师中也不乏于结构上应用仿生的例子，勒。柯布西耶早年大量使用的鸡腿柱和框架悬挑的结构系统无疑是从动物腿骨支撑所得到的启示，1931年他于巴黎附近波依西（Poissy）建造的萨伏伊别墅（VillaSavoye）就是这种结构系统的体现，至今仍被人们所称颂。赖特是众所周知的建筑大师，他早年曾攻读过结构专业，因此能于建筑造型和结构体系的融合方面运用自如。1950年他设计建造的威斯康星州约翰逊制蜡公司试验楼（He

37、lioLaboratoryandResearehTower，Racine，Wisc.）就是仿树状结构特点，把主要支承结构放于建筑中央，四周楼板悬挑，外表形成幕墙，取得了新颖效果。应用同样原理，赖特于1956年仍大胆设想了1英里高的摩天楼方案。于结构仿生方面，最值得称颂的仍是后起之秀，年轻的西班牙建筑师圣地亚哥。卡拉特拉瓦（SantiagoCalatrava）。他于1951年出生于西班牙的巴伦西亚，曾于当地的建筑学院建筑学专业毕业，后人瑞士苏黎世大学土木系学习结构工程，毕业后又于1981年获该校建筑系技术科学博士学位。他的博士论文题是“结构的可折叠性”。毕业后他留居瑞士开业，继续致力于折叠结构和

38、仿生结构的实践，他观察狗的骨架和腿的活动支撑，已作出了许多可喜的成就。他于1983年建造的瑞士卢塞恩市邮局前的大雨蓬就是最早应用活动关节的实践。19861987年他于巴塞尔市壹座中世纪古建筑的改建中，将咖啡厅上的天花钢梁架做成仿动物骨架的自由曲线，既有着新颖的观赏效果，又能符合受力的特性，是壹种大胆的尝试。此后，他于1987年为加拿大多伦多市建造的BCE文化广场大厦，创造性地模仿了树干分叉的生长肌理，设计了俩边的支柱和顶栅的弧形肋架，取得了非凡的艺术效果。19911992年他于西班牙的塞维利亚1992年国际博览会为科威特设计的展览馆，其屋顶是可自由启闭的结构，模拟着动物关节的自由运动。夜间屋顶

39、肋架敞开，下面平台上便可进行露天的各种活动，它不仅于结构和功能上能够有机结合，而且也给人以无限的遐想。19891993年他于为法国里昂塞托拉斯机场（SatolasAirport）附近的铁路车站设计建造中，完全应用了动物骨架的结构原理，充分发挥了节省材料提高效能的特性，且且造型新颖，令人刮目。此外，他仍为1992年巴塞罗纳奥运会设计建造最有标志性的电讯塔，也是吸取了植物干茎自由平衡的形态而获得新颖构思的。总之，建筑仿生能够是多方面的，也能够是综合性的，如能成功应用仿生原理就能创造出新颖和适应环境生态的建筑形式。同时仿生建筑学也给人们暗示着必须遵循和注意许多自然界的规律，它告诉我们建筑仿生应该注意

40、环境生态、经济效益和形式新颖的有机结合，仿生创新更需要学习和发挥新科技的特点，要做到这壹点，建筑师必须善于应用类推的方法，从自然界中观察吸收壹切有用的因素作为创作灵感，同时学习生物科学的肌理且结合现代建筑技术来为建筑创新服务。建筑仿生学是新时代的壹种潮流，今后也仍然会成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段。仿生建筑是21世纪建筑学领域的壹项新运动，仿生建筑学理论结合了生物学、美学和自然界中的科学规律。仿生建筑学把人类的建筑结构、建筑功能、和自然生态环境进行了结合和搭配。据专家介绍，目前的建筑仿生学的具体表当下四个方面：城市环境仿生，建筑功能仿生，建筑形式仿生，建筑内部结构仿生。下面的是

41、壹些已经修建好和正于修建的仿生建筑，仍有壹些是世界著名的建筑方案，它们代表了当今仿生建筑学的最高成就，就让我们来壹睹这12座令人惊讶的仿生建筑吧。1，巴黎“防烟雾”大厦（Anti-SmogBuilding,Paris）这所建筑是壹个新科技中心，建筑所用的原料均是可回收可降解材料。这所建筑的功能非常完善，有公共场所、会议室、画廊、餐厅和花园。采用太阳能发电和光合作用净化空气，预计将修建于巴黎运河上，将成为教育巴黎市民保护环境普及可持续发展战略的重要基地。2，美国辛辛那提的“罗布林大桥坡度”大厦（TheAscentatRoeblingBridge,Cincinnati）这座大厦位于辛辛那提市最著名

42、的罗布林大桥（RoeblingBridge）旁，被称为罗布林大桥坡度”的大厦是由纽约世界贸易中心重建总体规划建筑师丹尼尔李博斯金设计的。这座大楼最具特色的就是它顶层的倾斜坡度使用了仿生技术和周边的自然环境相适应，和著名的城市标志罗布林大桥相配合。大厦的建筑色调充分反映出了城市和天空的搭配，同时，这所大厦仍具有缓解交通压力的功能。3，哥斯达黎加“世界方舟”（ArkoftheWorld,CostaRica）由格雷特莱恩设计的这个“世界方舟”是基于壹种“流体建筑”概念为原理，使用可变形的金属材料和使用先进的“blob-like”流媒体图像技术。这个建筑的基础是壹个球形，建筑师充分使建筑物和周围自然环

43、境进行合理搭配。据报道，“世界方舟”计划修建于哥斯达黎加的热带雨林中，将成为壹个重要的生态中心和生态教育基地。4，“仿生塔”（BionicTower,Shanghai）这座始建于1997年的宏伟建筑有1000米的高度，楼身将被数个人工湖围绕能够吸收地震的震动波，减少大楼的晃动。大厦通体镶嵌玻璃加铝合金，透过开启特殊的拉板装置能够导入新鲜空气，保证大厦内部良好的通风情况。5，伦敦市政厅（CityHall,London）伦敦市政厅的设计来自诺曼福斯特公司，设计师认为我们生活的世界是能够改变的，这座大楼的用意是激励代表提出更多的议案，促进英国的民主进程。这座建筑物全部使用了无污染的可回收的材料。6，

44、英国莱斯特国家航天中心（NationalSpaceCentre,Leicester）英国国家航天中心由设计师尼古拉斯格拉姆设计。是世界上第壹个采用仿生结构的建筑物。它全部使用轻钢结构，甚至连火箭发射塔也是使用轻钢。建筑物的外表使用的是太空飞行器所使用的特殊泡沫材料，这样的设计能够保证建筑物的坚固。7，瑞典的“螺旋中心”（TurningTorso,Sweden）瑞典的“螺旋中心”大厦是斯堪的纳维亚半岛的最高建筑物，高189米，共有9个区层，每区层有5层，有152个单元，每区层均旋转少许，使整栋大厦共旋转90度。该大厦最底下俩个区层是办公室，其余7个区层共有150个豪华住宅单元，总面积1.5万。卡

45、这座极具特色的建筑已成为瑞典南部城市马尔默的标志。8，英国伯明翰塞尔福瑞吉百货大楼（SelfridgesBuilding,Birmingham）英国伯明翰塞尔福瑞吉百货大楼其外型轮廓犹如女性的身体。其外表悬挂了1.5万个铝碟，创造出壹种极具现代气息的纹理装饰效果，有如女人服饰上鳞片式的金属圆片，闪烁于阳光之下，使建筑的商业氛围表现到极致。设计该建筑的英国“未来系统建筑事物所”，将商场内部围合成壹个顶部采光的中庭，配以交叉的自动扶梯，使购物环境呈现出壹种凝聚的向心力和商业广告的展示效应。作为英国第二商业城市伯明翰的建筑地标，人们称该建筑为“未来的百货商店”。因其设计构思的前卫性，获得2004年英

46、国皇家建筑学会的“建筑设计奖”和2004年“英国皇家工艺美术委员会奖”等多个奖项。9，美国丹佛国际机场（DenverInternationalAirport,Denver）美国科罗拉多州丹佛国际机场是美国面积最大及全世界面积第二大的机场，丹佛国际机场(简称DIA)已经有18年的运营历史，是美国最为繁忙的机场之壹，有二十二家航空公司提供1200个航班。此机场的特别之处于於屋顶用特殊布料覆盖及采用张力结构的设计，令人联想到冬天受冰雪覆盖的落矶山脉。机场中杰佩森（Jeppesen）候机楼的白色张紧式织布屋顶使人联想起白雪皑皑的落基山脉。整个屋顶用34根立柱和10英里长的钢缆支承。候机楼里仍容纳了壹个

47、大型公共艺术陈列室。10，荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”（UrbanCactus,Rotterdam）荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”是壹个坐落于荷兰的住宅工程，它将于19层楼中提供98个居住单元。多亏了这种错落有致的曲线阳台的设计，每个单元的室外空间能够得到足够的阳光。这意味着，当所有居民的花园中的花正于开花期时，这个绿色摩天大楼将真的是绿色的。尽管这个建筑可能缺乏技术部门，但它的碳减排能力依然很高，这多亏了于门廊处进行的光合作用。再加上，它的白色外表也帮助减轻了市内的热度。11，美国波特兰“连跳商业中心”（JumptownBuilding,Portland）位于美国俄勒冈州波特兰市的“连跳商业中心”

48、由马来西亚建筑师肯肖杨设计。这个商业中心使用了太阳能发电，且且配备有污水及雨水回收系统，建筑材料使用了可回收的建筑材料。设计师仍为其设计了独特的园林景观，使得商业中心成为城市中心的绿色购物花园。12，未来“树纹塔”摩天大楼（TreescraperTowerofTomorrow）“树纹塔”摩天大楼由美国著名的环境设计大师、建筑师威廉麦克多诺(WilliamMcDonough)设计。他设计的“树纹塔”使建筑能够像树木壹样进行光合作用，于设计中，他充分利用太阳能和自然光，不仅实现视觉上震撼效果，同时使得整个建筑物被环境所包围，成为名副其实的绿色建筑。案例壹：BeddingtonZeroEnergyD

49、evelopment(BedZED)http:/.uk/index.htm）這個是壹個包含了住宅及辦公室的開發案，位於倫敦南方的沒落城鎮Beddington。從案名可知計畫主要的環境標的于於減低能源使用，不但有許多節能的設計，且所有的能源供應均來自於再生能源（renewableenergy），而且是來自於社區（基地）本身所生產的再生能源。如果社區所需的所有能源均是再生性的，並且來自於社區內部，就沒有運輸需求，就不會消耗石化燃料，理論上就能够達到碳中和（CarbonNetural）的境界：也就是說，社區的能源使用不會排放任何二氧化碳到空氣中。許多人對於綠建築或是生態建築存有造價高的印象。事實上，國外已有無數的案例證明綠建築並不等於高