在构成中，要注意各个点要素之间节奏感的处理，以获得有序的视觉效果。在建筑中，道路交叉处的广场、廊道交汇的门厅或过厅、梁柱的交接处、梁柱与顶棚屋面的交接处等建筑的形体空间汇聚或交接的地方都可看成节点。设计时通常对节点进行加工处理，使之成为赏心悦目的观赏点。点对空间的限定作用详见2.3.2节。......
2023-09-18
建筑形态构成-仿生建筑和象征意义
【摘要】：图3-78加利福尼亚蝴蝶馆2.具有象征意义的仿生建筑师保罗·波特菲斯认为，通过大量文明积累，动物所独有的象征意义使建筑师有可能运用象征性的模仿来表达他的想法和证实共同的价值观。图3-81上海东方艺术中心⑥模仿生物的机体运转，将建筑看成是为实现一定的空间和功能目的而存在的有机组织。
人类从蒙昧时代进入文明时代，是在模仿和适应自然的规律上逐步发展起来的，从飞鸟、鱼类、贝壳等获得启发和灵感，建筑形态也从模仿、仿生到变革和创新。
仿生建筑是模仿某些动植物的结构和形态而获得所期望的优良性能的建筑。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对象，探寻自然界中科学合理的建造规律，促进建筑体结构以及建筑功能布局等的合理形成。
建筑仿生学认为，人类在建筑上所遇到的问题，自然界早已有了相应的解决方式。建筑应该适应自然界的这种规律，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。因此，与自然相协调是建筑仿生学的主要任务。
1.模仿生物形式的仿生
模仿生物形式的仿生是将生物形态模拟运用到建筑设计中，通过模仿生物的形态来实现建筑与环境的有机融合，是能取得戏剧性效果的仿生手段。通过直接模仿自然生物体的外貌，使人们浮想联翩，如光怪陆离的造型就给人极强的视觉冲击，让人难以忘怀。自然界为建筑师提供了丰富的创作原型，生物各式各样的外观形态都可以看作是形式创作的源泉。
生物的各种形态与其生存的当地自然环境是相适应的，有必要探讨生物形态在建筑上应用的可能性。由生物学家转行为设计师的朱利安·文森特对仿生建筑的定义是“对大自然中提炼出来的优秀设计的抽象”。仿生并不是单纯的模仿照抄，而是吸取动物、植物的生长机理以及一切自然生态的规律，结合建筑的自身特点且适应新环境的一种创造方法。
建筑的仿生形态应与其追求的生态效益之间存在必然联系，例如，生长在特殊自然环境下的某种生物，其形态是长期进化的结果，对该环境有良好的适应性。如果建筑通过模仿这种生物的形态可以增强对环境的适应能力，那么这种建筑形式仿生在建筑与环境协调发展方面就起到了积极的作用（见图3-78）。
图3-78 加利福尼亚蝴蝶馆
（美国，崔悦君，1987年）
2.具有象征意义的仿生
建筑师保罗·波特菲斯认为，通过大量文明积累，动物所独有的象征意义使建筑师有可能运用象征性的模仿来表达他的想法和证实共同的价值观。具有象征意义的仿生被认为是实现仿生的最直接的方法，能给建筑带来新颖的造型和生动的形象，让人立刻产生对生物的联想。
仿生建筑的象征或隐喻是通过对生物形态的几何特征有意识地进行提炼、加工、简化、变形、抽象、重组，并将某种情感投注到一种特定的建筑形态上，使之成为符号的实体。当建筑图式与另一种生物实体之间存在相似的形式构成特征时，人们就会产生联想和类比，此时建筑会具有较强的象征性或隐喻性。
图3-79中，该建筑流畅的线条像正在飞翔的大鸟展开的双翅。图3-80中，大写意造型的建筑似一条壮硕的恐龙躯体，入口处三只高扬的龙头像三条恐龙在私语。图3-81中，占地2.3万平方米的建筑从高处俯瞰，犹如五片绽放的花瓣，组成了一朵硕大美丽的“蝴蝶兰”，盛开在葱茏的绿树之间。
（美国，E.萨里宁，1962年）
图3-80 常州中华恐龙馆
（王亦民，2000年）
3.机能仿生
机能仿生是从生物的机能中获得启发，通过一定的仿生手段提高建筑与自然环境协调发展的能力，表现的方式多种多样。
①模仿生物对能源的使用，使用能循环利用的清洁能源，如太阳能、风能等，在其内部实现可持续性的能量循环。
②模仿生物材料，在建造中使用可再生的建筑材料，尽量使用地方性建筑材料，使用无毒的建筑材料，避免对室内外环境造成污染。
③模仿生物利用资源的有限性，来满足建筑材料、结构、形式的需要。
④模仿生物抵御自然灾害的能力，加强建筑对自然灾害，如火灾、洪水、地震、台风等的抗击能力。
⑤模仿生物进化，依靠科学技术的发展来促进建筑功能和美学的进步，实现建筑的进化。
图3-81 上海东方艺术中心
（P.安德鲁，2004年）
⑥模仿生物的机体运转，将建筑看成是为实现一定的空间和功能目的而存在的有机组织。
⑦模仿植物的竖向生长，使建筑向垂直高度发展，争取高空的阳光和空气，减少建筑占地面积，保持环境的自然面貌等。
德国建筑师特多·特霍斯特根据向日葵的生态原理设计了欧洲第一座由计算机控制的太阳跟踪住宅。它像向日葵花一样，始终向着太阳，以充分利用太阳能，这座建筑也被认为是主动式太阳能生态建筑的一次成功尝试。
4.结构仿生
自然界的动植物经过亿万年的演变，适应性极强，设计师从自然界物象的力学特性、结构关系、材料性能中汲取灵感，领略其结构形态的完善和精巧，并应用到建筑的结构设计中，实现传统结构无法实现的功能要求。效仿生态的结构组合，往往会收到很大的经济效果，共享自然的神奇力量。
为解决一定的工程技术问题，结构工程师向自然界学习，以轻质高强的结构体系实现常规技术手段难以建成的空间结构，尽可能减少建造过程中的能源和材料消耗。通过对自然界生态规律的观察，创造性地运用仿生结构体系，使建筑创作呈现出崭新的面貌。如水珠自由抛物线形的表面、蛋壳薄壁高强的曲面外壳、树叶叶脉的交叉网状支撑等都对建筑结构创新有着重大启发。
英国建筑师约瑟根据玉莲叶片结构，设计了一个跨度很大的，既轻巧、雄伟又经济、耐用的展览大厅。美国建筑师富勒从结晶体与蜂窝的六角形结构中获得灵感，创造出迄今为止被认为是以最小消耗获得最大空间的可靠的结构体系——装配式球型网架结构模式，并在1967年加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆中得以实现，直径达76.2米。德国工程师弗雷奥托在《充气结构》一书中写道：“许多人造充气结构能够与动物形似并不是巧合。”在一个世纪或更长的工作过程中，建筑师一直梦想着把空气作为一种结构元件，但最终都因技术和实际难题引发的失败而告终。随着技术的发展，近年来新型织物、薄膜的出现和计算机辅助施工工艺的应用，原本是幻想的结构体系已成为高性价比的常用手段（见图3-82、图3-83）。
图3-82 密尔沃基艺术博物馆
（美国，圣地亚哥）（S·卡拉特拉瓦，2001年）
图3-83 伯明翰复合电影院
（英国，威尔金森·艾尔建筑师事务所，1998年）（a）平面图（；b）鹦鹉螺的剖切面中的螺旋线
5.原理仿生
科学技术每一次重大的进步与发展，几乎都和人类对自然界事物构成原理探索的重大突破有关。人类引以为豪的机械、电信、航空技术都是因为掌握了自然界的规律，对其进行模仿或重组而取得的重大成功。对于建筑设计，原理仿生是按照自然物形态结构的数理规律求出有一定使用价值的形态与功能。原理仿生是人类在长期的生活中对自然原理加以分析观察，从而得到启发设计出的建筑形态。如图3-84所示，该建筑形象和功能与海绵网的海生动物类似，以海绵、海葵等外骨骼精巧的结构延展到建筑功能层面，建筑造型促进风的流动，正像海绵的形状有助于水在它身边流动一样；内部的自然通风系统模仿海绵进食方式，钢结构的运用与自然界中精致的矿石结构相似。
图3-84 瑞士再保险公司总部大楼
（英国，诺曼·福斯特，2004年）
6.仿生建筑的启示
仿生是对自然界生生不息的生命原理的借鉴，建筑仿生的意义既是为了建筑创新，同时也是为了与自然生态环境相协调，保持生态平衡。仿生建筑启发人们要遵循和尊重自然界的规律，不仅要学习生命的形式，还要学习生命循环的模式，注意环境、生态、经济效益与形式新颖的有机结合，其原则如下。
1）整体优化原则
富勒早就提出，世界上存在着能以最小结构提供最大强度的系统，整体表现大于部分之和。他依据“少费多用”的原则，创作出了高效的住宅和装配形球架。福斯特和格雷姆肖得益于富勒的教诲，在资源优化方面成为高技派建筑师的典范。
2）适应性原则
适应性是生物对自然环境的积极共生策略，良好的适应性保证了生物在恶劣环境下的生存。例如，根据北极熊毛发热量“只进不出”的原理，研制了“特朗布壁”外墙系统。利用热虹吸管或温差环流原理，使用自然的热空气或水来进行热量循环，从而降低供暖系统的负荷。在寒冷的季节，墙体可以利用自身收集太阳辐射的能力加热空腔内的空气或水，新鲜空气则从墙体底部进入其空腔中，被热空气或水加热后进入室内，使热空气在室内循环传播。托马斯·赫尔佐格设计的青年教育学院学生公寓即运用了这种外墙系统，在冬季室外空气温度仅8℃时，室内温度在无暖气状态下可达20℃。
图3-85～图3-93是几个仿生建筑的实例。其中，图3-85中，该建筑应用了动物骨架的结构原理，其结构造型像一只巨大的钢铁恐龙。图3-88中，该建筑以受压和疏散作用的薄膜容器与像张拉缆线一样工作的“流体肌肉”相结合，稳固地支撑着这个空气构筑物。图3-89中，该建筑像一串挤在一起的大小不同的气泡，结合地形自由布置，似玻璃穹窿般晶莹剔透，自然而又充满动感。图3-91中，该建筑平面以水池为中心呈螺旋状展开，视野极好，东西方向的轴线沿栈桥平分池面，螺旋主体与客房相互连接，形状似蝎子，该住宅也因此得名。图3-92中，该公园位于西班牙南部，面朝地中海，全年有晴朗的蓝天和温暖的日照，贴近海岸线有两个湖，包括露天游泳池、饭馆和信息中心，建筑外形像三个蜗牛壳，充分体现出建筑与环境的协调。图3-93中，该建筑采用曲线的造型和叠落的屋面，像正在挥动翅膀的白蝴蝶，更像层叠的贝壳。
图3-85 里昂火车站
（法国）（S.卡拉特拉瓦，1994年）
图3-86 特内里费音乐厅
（西班牙）（S.卡拉特拉瓦）
图3-87 某建筑小品
图3-88 充气建筑
图3-89 伊甸园工程
（英国，格雷姆肖，2000年）
图3-90 某住宅
图3-91 美国亚利桑那州蝎子住宅
图3-92 西班牙托雷维耶哈休闲公园
（日本，伊东丰雄，2002年）
图3-93 哈尔滨极地馆
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