建筑與仿生學的關(guān)系教學教材課件

1、建筑與仿生學的關(guān)系仿生建筑的仿生類別形態(tài)仿生：這是人們通常在一般意義上對于仿生學的理解。對于建筑學方面的仿生研究，主要是集中在形態(tài)仿生這一方面。材料仿生：建筑材料仿生就是仿照生物軀體的組織結(jié)構(gòu)、化學成分、色彩及生態(tài)特征，研究出卓有成效的新型材料，來滿足人類對建材性能和品種日益提高、增長的需要。功能仿生：主要包括多功能結(jié)構(gòu)仿生和智能結(jié)構(gòu)仿生。 多功能結(jié)構(gòu)仿生是模仿大自然結(jié)構(gòu)部件具有的多功能作用。探究內(nèi)容仿生建筑以生物界某些生物體功能組織和形象構(gòu)成規(guī)律為研究對象，探尋自然界中科學合理的建造規(guī)律，并通過這些研究成果的運用來豐富和完善建筑的處理手法，促進建筑形體結(jié)構(gòu)以及建筑功能布局等的高效設(shè)計和合理形

2、成。從某個意義上說，仿生建筑也是綠色建筑，仿生技術(shù)手段也應屬于綠色技術(shù)的范疇。對于仿生建筑的研究被認為賦予了提供健康生活，改善生態(tài)環(huán)境的目標，體現(xiàn)了社會可持續(xù)發(fā)展意識和對人類生存環(huán)境的關(guān)懷。另外，從建筑創(chuàng)作研究的角度看，仿生與生態(tài)構(gòu)思有相通之處，它們的過程和出發(fā)點相對于其他的構(gòu)思方法或類型有自己的特點。建筑仿生的典故早在1853年時，巴黎塞納區(qū)行政長官歐思曼(G.E.Haussmann)為了執(zhí)行法國皇帝拿破侖三世的巴黎建設(shè)計劃，曾對巴黎市區(qū)進行了大規(guī)模的改建，它不僅要表示對帝國首都的贊美，而且要在城市結(jié)構(gòu)功能上進行改善，使城市交通、環(huán)境綠化、居住水平都達到一個新的境界。為了實現(xiàn)這一理想，他的巴

3、黎改建規(guī)劃在某種程度上就是模擬了人的生態(tài)系統(tǒng)而進行規(guī)劃設(shè)計的。例如當時在巴黎東、西郊規(guī)劃建設(shè)的兩座森林公園，東郊維星斯公園和西郊布倫公園的巨大綠化面積，就象征著人的兩肺，環(huán)形綠化帶與賽納河就象是人的呼吸管道，這樣就使新鮮空氣可以輸入城市的各個區(qū)域。市區(qū)內(nèi)環(huán)形和放射的各種主干與次要道路網(wǎng)就象是人的血管系統(tǒng)，使血流能夠循環(huán)暢通。這種城市環(huán)境仿生思想，不僅在當時已起到了積極的作用，解決了困擾巴黎的城市交通與環(huán)境美化問題，使巴黎在世界上成為城市改建的成功范例，而且城市環(huán)境仿生理論今后仍然值得借鑒和完善。 建筑與仿生實例“鳥巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱

4、及2根下柱吊裝。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。在保持“鳥巢”建筑風格不變的前提下，新設(shè)計方案對結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。原設(shè)計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴大，并通過鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現(xiàn)過于復雜的節(jié)點，少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截斷。鋼結(jié)構(gòu)大量采用由鋼板焊接而成的箱形構(gòu)件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥巢”的特

5、殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，與大跨度鋼結(jié)構(gòu)完全脫開。水立方這個看似簡單的“方盒子”是中國傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代科技共同“搭建”而成的。中國人認為：沒有規(guī)矩不成方圓，按照制定出來的規(guī)矩做事，就可以獲得整體的和諧統(tǒng)一。在中國傳統(tǒng)文化中，“天圓地方”的設(shè)計思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥巢”國家體育場相互呼應，相得益彰。方形是中國古代城市建筑最基本的形態(tài)，它體現(xiàn)的是中國文化中以綱常倫理為代表的社會生活規(guī)則。而這個“方盒子”又能夠最佳體現(xiàn)國家游泳中心的多功能要求，從而實現(xiàn)了傳統(tǒng)文化與建筑功能的完善結(jié)合。上海仿生塔上?！胺律保哼@座始建于1997年的宏偉建筑有1000米的高度

6、，樓身將被數(shù)個人工湖圍繞能夠吸收地震的震動波，減少大樓的晃動。大廈通體鑲嵌玻璃加鋁合金，透過開啟特殊的拉板裝置可以導入新鮮空氣，保證大廈內(nèi)部良好的通風情況。 鳥腿央視大樓的建筑外形像是一只被扭曲的正方形油炸圈；兩座豎立的塔樓向內(nèi)傾斜，傾角很大；塔樓之間被橫向的結(jié)構(gòu)連接起來，總體形成一個閉合的環(huán)。大樓設(shè)計造價8億美元，帶給公眾的視覺沖擊很強烈。王國中心大廈王國中心大廈由沙特王子出資建造。在利雅得建造高樓，意味著要同地球上最嚴酷的環(huán)境作斗爭，如巨大的冰雹、沙漠的酷熱以及狂暴的颶風等。螺旋中心瑞典的“螺旋中心”大廈：是斯堪的納維亞半島的最高建筑物，高189米，共有9個區(qū)層，每區(qū)層有5層，有152個單

7、元，每區(qū)層都旋轉(zhuǎn)少許，使整棟大廈共旋轉(zhuǎn)90度。大廈最底下兩個區(qū)層是辦公室，其余7個區(qū)層共有150個豪華住宅單元，總面積1.5萬平方米。該建筑已成為瑞典馬爾默的標志。 城市仙人掌荷蘭鹿特丹的“城市仙人掌”：是一個坐落在荷蘭的住宅工程，它將在19層樓中提供98個居住單元。多虧了這種錯落有致的曲線陽臺的設(shè)計，每個單元的室外空間能夠得到足夠的陽光。 倫敦市政廳倫敦市政廳：建筑的設(shè)計來自諾曼福斯特公司，設(shè)計師認為我們生活的世界是可以改變的，這座大樓的用意是激勵代表提出更多的議案，促進英國的民主進程。這座建筑物全部使用了無污染的可回收的材料。 伯明翰塞爾福瑞吉百貨大樓英國伯明翰塞爾福瑞吉百貨大樓：其外型輪

8、廓猶如女性的身體，外表懸掛了1.5萬個鋁碟，創(chuàng)造出一種極具現(xiàn)代氣息的紋理裝飾效果，有如女人服飾上鱗片式的金屬圓片，閃爍于陽光之下，使建筑的商業(yè)氛圍表現(xiàn)到極致 丹佛國際機場美國科羅拉多州丹佛國際機場：是美國面積最大及全世界面積第二大的機場，丹佛國際機場已經(jīng)有18年的運營歷史，是美國最為繁忙的機場之一，有二十二家航空公司提供1200個航班。此機場的特別之處在於屋頂用特殊布料覆蓋及采用張力結(jié)構(gòu)的設(shè)計，令人聯(lián)想到受冰雪覆蓋的落磯山脈 柏林愛樂音樂廳著名的如19601963年夏朗(Hans Scharoun)設(shè)計建造的柏林愛樂音樂廳內(nèi)部空間則是仿自樂器內(nèi)部空間共鳴的效果而建造了這一復雜奇特的形體。朗香教堂 1950年，法國建筑師勒柯布西耶在設(shè)計法國孚日山區(qū)的朗香教堂期間，一枚蟹殼給了他無窮靈感。他選擇了與以往任何設(shè)計作品都不同的屋頂樣式。該屋頂各邊都像殼一樣向