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摘要：伴随时代的变迁，城市及农村经济快速发展，建筑空间结构也在不断变化。在现代城市当中，空间结构已然成为一种建筑基础，尤其是在可持续发展领域，仿生学建筑引起了广泛的关注。这种仿生建筑主要基于自然与人性来有效促进城市空间的进一步发展，所以具有很广阔的发展前景。为此，本文主要概述了仿生建筑学，并分析了其在空间结构中的推广应用。
关键词：空间结构；仿生建筑学；推广应用
在新世纪下，国内资源相对紧缺，特别是房建产品在投入使用之后，每年都会大量消耗能源。据有关数据显示在新建房屋中高耗能建筑已超过80%，基于节省能源目标来打造节约型生态社会现已迫在眉睫，而仿生建筑学可以仿造自然界中存在的天然元素，以达到大幅节约能源的目的。基于模仿思想，广泛吸纳动植物的固有形态、风雨雷电等的变化，再结合大自然特点与建筑本身的思想下打造出一种全新的结构空间环境。在这些结构中，蕴含着自然界形态万千的优美结构。在空间结构中，通过应用仿生建筑学，以生物结构模仿为基础，充分利用生物的结构、系统功能等，创新规划出更理想的空间结构。
一、仿生建筑学的概基础述
1、基本内涵
近些年来，建筑界呈现出一种很明显的仿生发展趋势。在建筑领域引进仿生原理就是为了基于类比的方法从自然界获取一些的灵感，创新设计建筑，以体现出现代建筑和生态环境的共生与和谐发展，为平衡生态系统贡献一份力量。一直以来自然界就是人类最理想的导领者和指引者，通过仿生除了能够直接模仿自然界外，还能大量引进并灵活运用自然界中存在的动植物基本生长规律，再从建筑物自己的特征出发，提出一种和谐自然环境、彰显自然规律的设计新方法，以促进现代化城市和整个社会的可持续发展。顾名思义，仿生建筑学融合了仿生学和现代建筑学。除了拥有建筑学和现代仿生学的基础共性外，还拥有自己相当独特的特点。其中主要研究生物体形象、借鉴动植物功能，并基于生物界的基础原则及机理，着重改进优化建筑设计，以进一步丰富建筑形态及基础功能。
2、基本种类
（1）仿生组织结构
历经几十年的发展后，国内的结构仿生行业也进步明显。现代化的工程师相较于建筑师而言更加能够洞晓自然界当中广泛存在的发展规律，并从现代化技术出发，在仿生结构系统内有效运用以上这些规律。譬如，根据一片树叶当中存在的纹理探索出其中存在的交叉网状先进支撑原理，以更好地设计基本的建筑结构。
（2）仿生建筑形式
在当前的仿生建筑学行业，十分常见仿生建筑形式。其中，除了能够丰富建筑外观外，还能充分发挥建筑结构应有的功能作用。在仿生建筑形式中，一般就是在建筑领域推广应用生物界之中丰富多样的形态。这不仅会有机整合功能、结构和外形，还会做出一定的创造，如扎哈-广州歌剧院等便十分典型。但是，在现实当中也常常会有部分仅模仿外形的不良肤浅作品，而背离仿生建筑学之中的内涵本质，要求有关人员充分关注该问题，诸如飞机场的着陆场地建设，便可以深入模仿飞行生物的有关形态表现。
（3）仿生建筑功能
在仿生建筑功能领域，具有很丰富的表现形式。作为设计者会用类比推论法便可以轻松地从自然界激发出灵感，进一步增强建筑物空间结构及整体布局的新颖度。在建筑当中，本就涉及一个复杂多变的功能系统，设计师应注意有效融合各方面的功能形成一个有机的整体，从自然界存在的生物特点获得启示就是一个很有效的途径。譬如，人就是自然界中的高级生物，用嘴除了能够品尝各种味道外，还能够说话、唱歌等。基于以上原理，当前的建筑设计者便可以从中获得建筑功能有机组织方面的启示，以进一步丰富同一建筑物结构的基础功能。
二、仿生建筑学广泛应用在空间结构中的措施
1、结合到造型艺术上
在许多时候，建筑师常常不会从建筑结构出发去探索适宜的建筑造型。有时甚至还会以舍弃建筑结构专业空间的方法过分强调建筑造型。但是相较于建筑师，工程师更擅长观察大自然当中存在的生成基本规律，并通过现代技术打造出一个仿生结构新系统。从发现自然到在建筑结构内融入自然界肌理，有时甚至还会从一片树叶中表现出的叶脉衍，来得出整个建筑支撑系统。譬如，意大利的奈尔维结构工程师及巴托利建筑师，他们参考仿照某片树叶内部的叶脉肌理，设计规划出都灵展览馆内部的巨型拱顶，并得出长75m、宽93.6m的美丽拱顶。至上而下，该设计理念与自然十分接近，且整个造型极具艺术性，以错落交织的混凝土骨架与透明玻璃格交错呼应令该建筑名流千史。
2、结合到经济技术上
我国作为发展中国家之一，有责任和义务研发使用先进技术，来降低减少自然材料损耗，特别是现代建筑业。仿生建筑体系恰恰能达到这一目的，例如在当前的仿生建筑体系结构内，经由多个排列整齐的规则六棱柱形一起组合而成蜂巢结构。其中，各个六棱柱在底部均含有三个一样的菱形，并几乎和近代数学家算出的菱形锐钝角大体一致。以上结构最突出的优势就是大量节约建筑原材料。既经济实惠，又坚固稳定且体积大，所以吸引了建筑界乃至数学界领域专家们的赞叹。譬如，为了应对多发地震灾害，新西兰国会大厦便有引用全木结构。其中外形设计的既有结构酷似一个蜂巢，整个简洁的蜂巢，具有很坚固稳定的外立面结构，且施工便捷、从下至上依次逐层递减，以降低用料量。又如，韩国十字路口偏侧一角的建筑Kang-nam，有组合圆孔并有效表达模型，且试着处理外露的双层墙结构。从视角上及时舒缓了城市的紧张生活，并利用张力松弛再加无大体积混凝土以及无刚度软化措施，一起形成一个特殊存在的空间场景，以科学诠释建筑技术和城市经济。
3、结合到自然环境上
在大自然当中，几何学属于抽象的代表之一。在当前的建筑空间中，一般会通过各种几何形体，如水平线、直角、垂直线、曲线等，一起组合而成主体建筑结构，令这种建筑结构似乎直接来自于自然的演变。譬如，气泡、水滴在截面最小的空间内，通过组合不规则方式，逐步集聚成多，以点带面，一起组合而成三维空间。例如，在设计国家游泳中心体系结构中，便有基于自然界的规律，科学分割三维空间，并且以有机细胞为构成基础单位。在常见肥皂泡、结晶矿物构造中，随处可见类似的结构单元。其中的外表似乎是一直薄膜弱结构，但其实在内部有辅以超强的钢结构，并有机结合钢结构和自然界外表膜结构。另外，在万人体育场、鸟巢、国家大剧院等标志性建筑当中，也常常会看到膜结构。其中就均有基于大自然中广泛存在的结构元素，来打造经典建筑结构，以彰显出自然界的语言单元。
三、结语
综上所述，在空间结构中，推广应用仿生建筑学有助于人类和自然环境一起协调发展。人类可以通过仿生建筑学从大自然形貌出发创新设计建造建筑，充分融入大自然中的美好元素以打造出绿色仿生建筑，从而顺应时代的发展、加快经济的增长速度。
参考文献：
[1]肖玉兵.仿生建筑学在空间结构中的运用[J].建筑工程技术与设计，2017，（27）：432-432.
[2]杨帆.试论仿生建筑学在空间结构中的有效运用[J].中国房地产业，2018，（5）：211.
[3]周立.仿生建筑学在空间结构中的应用[J].消费导刊，2017，（10）：207-208.
[4]桑柳.仿生建筑学在空间结构中的运用[J].工程技术研究，2017，（8）：202，207.
[5]刘静.仿生建筑学在空间结构中的运用[J].天津大学，2016（02）：96-96.