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维普资讯 仿生学的启示 李 保 峰 [提要]达尔文生物进化论的核心是 适“者生存 ”，经过亿万年进化 ，生物发展 了多样化的 “技_术路线”以适应环境 。生物对 自然 的适应 性进 化启发 了人 类 。 “技术 生物学 ” (TechnicalBiology)和 “仿 生学 ” (Bionic) 的概 念在 许 多领域取 得 了巨大 的成 功 。但 传 统 的 建筑学 一 直延 用非 生命体 的方法思考 建筑 问题 ，建筑师 已经 习惯 于请设 备工程 师用 贴 “创 可贴 ”的办 法去解 决建筑 物 的舒适性 问题 ，在这种 模式 下 工作 ，资源 的浪费 自不待言 。本文重 点 阐述 “仿生学 ”对建筑学 的启发 意义 。 关键词 ；仿生学 资源优 化 适 应性 建 筑形式 达尔 文生物 进化论 的核 心是 ”适者 生存 ”， Nature) 中提 出了 “适合功能之造型 的仿生学 审视我们 的认识论和方法论 。仿生学在 下述几 这里的 适 ”是指生物经历亿万年进化而获得 设计原则”，其 中包括 ： 整体化而不是 附加构 个方 面对建筑 师有所 启迪 ： 的对 自然 的适应能力。生物可 以以多样化 的技 造，整体的最优化而不是零件的最大化，多功能 1优化 术策略实现低能耗和低材耗 。骆驼可 以在晚上 而不是单一功能 ，对环境 的微调 ，节能 ，直接和 降低体温以减少热损失 (图1)，冰乌可 以降低其 间接 的太阳能利用 ，整体 的循环代 替不必要 的 美 国人B ·F·Fuller从 结 晶体 及蜂 窝的梭 形 脚掌 的温度 以适应冰上行动 ，同时还可利用其 垃圾堆积 ，网络化关联而不是线状联系等 。 结构 得到 启发 ，提 出：世界上存在 着能 以最小 动脉血为脚部 的静脉血增温以保护其 心脏 (图 仿生学 的研 究也 曾渗透 到建筑学领域 ， 结构提供最大强度的系统 ，整体表现大于部分 2)，蜥蜴可 以改变身体 的颜色 以尽可能增加对 KarlVonFisch发表的 AnimaIArchitecture) 之和 。依循 “少费多用 (Ephemeralization)” 太阳能 的接受 …… 自然界 的一颗树 、一片树叶、 列举大量可供建筑师借鉴 的实例 ：如可在高热 的原则 ，发展 出高效 的Dymaxion住宅和著名 一 组树根 都会根 据环 境做 出积极 的反映 。对 生 环境 中提供舒适条件 的非洲 白蚁 窝 (图5)i高 的Geodesic dome (图8)。得 益 于Fuller的直 物的研究可以发现许 多可 资借鉴 的东西 。 效利用材料 的蜘蛛 网 (图6)，轻质高强 的蜂 窝 接教悔 ，N ·Foster和N Grimshaw高技派生态 17世 纪 ，JA．Boreli提 出技 术 生 物 学 的概 (图7)。 宾 夕法 尼 亚 大 学 教 授Mc Hnrg在 建筑大师在资源优化 的建筑设计上开创 了新的 念 (TechnicalBiology)，开始从技术角度研 Designwith Nature) 中研 究生物 、 自然现 篇章 ，其作 品被 公认为高技术派生态建筑 的典 究生物 的形态 、骨骼 、关节 、运动的关系 。18 象 中过 程 和形 式 (Proces ＆ form)的关 系 ， 范 (图9)。 世纪 ，飞行物理 学 家SirG Gayley在 研究形 式 指 出Form也是一种Communication，他提 出一 德 国人Freiotto在上世 纪6O年 代 组织 了名 和功能模