解读仿生结构形式在建筑中的运用

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:姬月强
[导读] 摘要:当代仿生结构对于设计活动有着特别大的影响。
        中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司  河北石家庄  050031
        摘要:当代仿生结构对于设计活动有着特别大的影响。仿生结构设计是一门有着独到之处的艺术。仿生设计的艺术更加重视实用性,不过这并不是说仿生结构设计的作品就没有比较高的审美价值。仿生设计有着比较强的综合性。好的结构设计的运用需要有艺术的参与。所以,本文主要探究的是仿生结构形式在建筑中的具体应用。
        关键词:仿生结构;建筑;应用;
        1.仿生结构概述
        《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出的“适用、经济、绿色、美观”的新八字建筑方针包含了建设的特性趋势。只有在开展设计作业活动的时候,对低碳环保以及绿色的理念进行综合考量,进而才能够更好地实现建筑跟自然以及人类的和谐统一,从而达到建设出绿色环保的建筑的目的。所以,这就要求建筑设计师有比较敏锐的设计意识和比较强的设计能力。当然,设计师在开展设计活动的时候,可以通过将大自然的生物进行转换,进而成为设计灵感的来源。通过对一系列设计手法的合理运用,进而完成仿生建筑的设计。仿生建筑在当前已经是一种时代潮流。在全球很多的著名建筑,都跟仿生结构形式有关系。仿生结构形式不但让整个建筑的外观设计有着更多的设计灵感来源,而且在建筑所采用的材料以及建筑所表现出的功能方面都有很积极的作用。防生结构是对有关的材料进行加工,进而表达出自然界的各种物象的一种构成。在自然环境条件中有着特别丰富多彩的景物,而形态门类也特别多,其形象也复杂。所以,这也让设计师在进行表现的时候会面临比较大的难度。然而,对于造型艺术家而言,对五彩缤纷的生活现实进行反应和呈现正是其任务所在,而且也是要求设计师进行持续的探索和追求的重要要求。通过对各种各样的艺术方法和手段的发现,进而让人类社会的表达可以更加丰富和完善。因此,设计源于生活,主要是设计师长期对生活进行全面和细致的观察并进行一系列的探索和研究,再加上对一些恰当的材料进行应用,可以建设出更加丰富的内容。对于仿生结构来说,主要有四大类别:一是动物造型类;二是人物造型类;三是植物造型类;四是其他景物造型类。比如水波纹或者各种各样的表面的肌理等。这些各种各样的结构形式都可以在对建筑外观进行设计的时候被巧妙的应用。
        2.仿生结构形式在建筑中的具体应用
        2.1建筑仿生学的分类
        建筑仿生写主要表现在其应用方式上,主要有结构功能的仿生以及形式和形象的仿生形式。形式或者形象的仿生主要是将自然界的一些肌理特征或者生物特征在建筑的外形方面进行模仿。比如比较典型的北京奥运会主体育场的鸟巢,是2001年普林斯克奖的获得者赫尔佐格以及德梅龙和中国建筑师进行合作完成的巨型体育场的设计。整个体育场在外观方面特别像一个鸟巢。这就是设计师通过对自然环境条件下的鸟巢进行观察和应用,在建筑的设计活动中进行应用的结果。自然界中的鸟巢的外观可以用树枝或者草堆积而成,鸟巢体育馆则采用了十一万吨的钢筋,是一个特别大的钢网的围合构成。均匀受力的网像树枝一样没有比较明确的指向。设计师通过对这种形象和形式仿生方式的应用,这才造就了中国甚至在全球范围内都是典型的建筑。结构功能仿生主要是将自然界的一些物象的关系或者力学特性等进行分析和探索,进而在建筑设计作业活动中进行应用。比如智能飞行器柔性机翼结构,通过蜻蜓翅膀结构特征和翅膀前缘的翅痣、关节等细部的观察,设计师才设计出智能飞行器发生柔性机翼的创新思想。
        2.2仿生结构在建筑装饰中的应用
        在人们物质生活水平不断提升的推动下,很多人在日常生活中对于建筑空间已经不再是基本的实用方面的功能,常常都会追求一种更加精致的生活状态这就要求设计师需要有更高的设计水平。所以设计师常常都会在大自然中进行灵感的找寻。

通过对大自然的有关景物进行观察和分析,进而在建筑装饰设计活动中进行引进和应用,不但能够让有关的作品表现出更强的绿色、环保的特征,而且也能够让人们的实用性功能和需求得到更好地满足。这在当前的社会发展进程中也是必然的趋势。比如蜂窝灯的设计主要就是源自于自然界中的蜂巢。设计师将灯罩做成蜂窝的形状,不但有着比较强的个性化特征,而且还有比较强的美观性。同时,也能够有效的防止光线直接照射人眼而引发眩晕的现象。在灯光的光源穿过蜂巢的空隙的时候,就会变成具有方向性的光,这样就可以让光线的照射范围被局限在一个区域内,进而形成从中央外围逐渐失光的成效。因此,就可以呈现出特别明显的层次变化。而灯罩的造型以及颜色倘若能够搭配的更好,就可以成为比较有特色的景象。而在自然界中的蜂巢其外形都是由六角形进行排列所形成的结构,这样的结构有着特别坚固的特征,因此,叫蜂窝结构。蜂巢外侧相互组合的六角形边交叉的点是内侧六角形的中心,这样不但能够让整个结构有更高的强度,而且还能有效避免发生破裂的情况。通过对蜂巢原理的应用,可以做成蜂巢板。蜂巢板是一种绿色的材料,在整个建筑领域中有着越来越广泛的应用。蜂窝板的做法是中间是比较厚的蜂窝状的芯材,上下两边粘贴的是轻薄的面板,也被称作蜂窝加层结构。蜂窝板这种特殊的结构,不但能够让材料本身表现出比较强的抗压强度和抗冲击性,而且也有比较好的缓冲性。蜂窝板的表面不容易发生变形的情况,而且表面比较平整,具有隔热和吸声的特征。在当前这个时代环境下是比较潮流的环保新材料。材料主要有纸质蜂窝板以及铝蜂窝板。纸质蜂窝板也成为家具的材料,也可以在建筑的内隔断或者外墙挂板上进行应用。纸质蜂窝板的特征是有着比较好的防震性能以及隔热、保温特征、稳定性能比较好,而且体积比较轻。同时,还可以对其进行循环应用,从而让有关的成本支出实现合理的降低。当然,纸质蜂窝板也有比较广泛的用途,可以在制作包装箱的时候,对里面的物品进行防护。比如一些托盘或者包装板,不但能够让有关的资源消耗量得到节约,而且也能够实现很好的环境保护的目的。当然,也是一种比较绿色环保的包装材料。
        2.3形式形象仿生
        在当前设计涉及了很多学科的内容。设计也成为了艺术的一种。艺术修养可以直接对个人的审美情趣进行反应和体现。而设计作品的美学性跟设计师的艺术修养有着特别紧密的联系。在美学价值能够得到很好的呈现的时候,使用价值也可以通过科学技术手段的方式进行发挥和展现。比如位于印度首都新德里的印度莲花寺庙。该建筑的设计灵感源于莲花,莲花又有比较多的寓意。比如在婆罗门教的神话中,传说创造之神是在毗湿奴入定的时候,从其肚脐中生出的莲花中钻出来的。而居住在印度次大陆中部的比罗尔族解释世界起源的时候也有比较相像的说法。“最初,天下皆水,有莲生出水面。是时巨神居于阴间,经莲茎出至水上,以莲花为座。莲花本身有“出污泥而不染”的特性。在佛教里面,弟子为追求在浑浊的婆娑世界中保持身心洁净,不被尘世污染,进而可以顺利地实现往生的目的。所以,整个寺庙的外观上特别像一个莲花。整个寺庙的外观也由27片有大理石材质组成的花瓣,每三个一组,从而形成了九个侧面。该寺庙有九个入口可以进入到中庭中,最大可以容纳2500人。
        3.结束语
        综上所述,在对建筑开展设计活动的时候,一些特别有名的建筑都在采用仿生结构形式,这些设计师的设计灵感来源常常都是源于大自然。从大自然中进行深入的观察和感悟,进而对有关的形态或者形象进行深刻的概括,能够建设出我们看到的优秀作品。因此,应当热爱大自然,对大自然进行保护以及深刻的了解,可以在大自然中找到更多的秘密,这样也能够让我们的生活有更加多的可能。
        参考文献:
        [1]刘先军.设计的科学化倾向——以高技派建筑为例[J].美术观察,2017(04):123-125.
        [2]郭晨,廖乐天.浅析建筑中的艺术性与实用性表现[J].大众文艺,2019(03):151-152.
        [3]余露璐.从艺术原理视角探析建筑艺术及其特性[J].大众文艺,2019(06):106-108.
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