李明

摘要：當今，在我國的建筑行業(yè)內(nèi)新技術新材料的使用已經(jīng)得到了有效的推廣，其中太陽能的使用與仿生建筑的應用研究也已經(jīng)開始。文章結(jié)合仿生建筑和太陽能相融合的形式方法進行了分析，目的是找到建筑和太陽能之間的調(diào)節(jié)作用和互補形式，促進人與自然的和諧發(fā)展與共存。

關鍵詞：仿生學；建筑發(fā)展；建筑設計；新能源

中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0051-02

仿生學是1960年正式誕生的一門綜合的邊緣科學。它研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換和信息過程，并將所獲得的知識用來改善現(xiàn)有的或創(chuàng)造嶄新的機械、儀器、建筑結(jié)構(gòu)和工藝過程。因此，生物模擬就成為現(xiàn)代發(fā)展新技術的重要途徑之一。我們所認知的仿生設計，是在自然界中吸收其精華，以生物的方式去模仿、學習，把其運用到建筑當中，在利用動植物利用太陽能的方式，用到建筑當中，完善建筑的功能。即將生物和太陽能的完美結(jié)合方式，有機地融入建筑當中，不僅能夠促進建筑與自然的和諧型，還可有效地降低人們的生活成本，使建筑、人、自然共同發(fā)展。

1 仿生學與仿生建筑

1.1 何為仿生學

仿生學是在社會發(fā)展的過程中，人們認識到科學循環(huán)的重要性，在20世紀50年代，人們運用生物系統(tǒng)去開發(fā)研究的另一方向。當前的設計者和建造者利用數(shù)學和物理學的知識和理論，采用新的技術模型對仿生系統(tǒng)進行研究，全面地提高了生物仿生學的發(fā)展和提高，從另一個方面對生物的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和生理特性進行了分析。因此，模擬生物不再是空泛的幻想，做到了現(xiàn)實。設計者和生物學者要一起努力，在未來的生物和建筑領域，開發(fā)、研制新的工程技術，為實現(xiàn)未來的發(fā)展奠定基礎。這些技術要在當代的航空領域進行實施和應用，例如航海、自動化控制等多方面去開展。要把生物學和工程學融合在一起，讓它們互相吸取精華，為我們的仿生學發(fā)揮作用。

1.2 何為仿生建筑

我們認知的自然界是和諧有序發(fā)展而來的，是一個整體，許多物種在自身的進化過程中，都有對自然的依賴和共存性，它們相互依托于自然界的天然性，保持著平衡的發(fā)展。每個個體都要已存在這個大的自然環(huán)境體系中，不可能單獨地存活和發(fā)展。

建筑仿生學以及建筑生態(tài)學，是在當代科學理論與實踐的基礎上發(fā)展和形成的，但全面分析西方以及中國的文化，我們會發(fā)現(xiàn)其中的某些思想與思維方式對現(xiàn)代建筑生態(tài)學和建筑仿生學的研究仍具有指導作用。

2 建筑行業(yè)太陽能現(xiàn)狀

太陽能資源的合理利用與開發(fā)是建筑行業(yè)的追求，它主要分為以下兩個方面：被動式太陽房，它的運用是按照建筑物的方向和環(huán)境去合理安排，能夠有效地利用材料，發(fā)揮其作用，充分地采集和收取、太陽表面發(fā)出的熱能、光能，運用于建筑物中；主動獲取太陽能量的房屋建筑，是通過對建筑本身設置安裝大量的太陽能采集設備、風機以及泵和管道，把收集到的熱量存儲到太陽能設備系統(tǒng)中去，利用太陽能設備的能量轉(zhuǎn)化給建筑物提供制冷或供熱的需要。

3 生物利用光能量的發(fā)現(xiàn)

光合作用是植物賴以生存的保障，它們通過光合作用，以化學的方式進行養(yǎng)料的收集、存儲和吸取。太陽能是大自然生存發(fā)展的重要作用，它支撐著整個生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。植物等通過光合作用能夠生存，這可以看作是生物整個生命體協(xié)調(diào)運作利用太陽能的過程。

在建筑中不應該是零散和附加的，應該有效地利用太陽能，全面、整體地去開發(fā)和使用，可以在建筑物的外墻、屋頂?shù)榷嗖课话惭b電池板和太陽能熱水器，這樣能夠有效地降低建筑物的電量損耗，給建筑以生命和活力，就像植物一樣運用太陽的表面的光能、熱能。

4 建筑業(yè)的太陽能與仿生

4.1 太陽能利用的仿生淵源與理念

太陽能在仿生建筑中的利用和理念，包括以下兩個方面：一是建筑物自身去利用太陽能，其中包括建筑物的結(jié)構(gòu)特點、外部環(huán)境和功能的體現(xiàn)，一次建造一個完整的仿生建筑生態(tài)體系，以太陽能為主導，發(fā)揮仿生建筑物的作用，如：利用仿生設計學作為人類社會生產(chǎn)活動與自然界的鍥合點，促成了自然與人類社會的統(tǒng)一性，已經(jīng)成為了在建筑設計中的重點，人類社會在自然界中吸取了大量的自然因素，更是建筑和仿生學發(fā)展的基礎。自然界中動植物的發(fā)展和進化，為人類提供了許多借鑒因素，人們也在自然界中學到了本領。仿生學的重要性在于能夠幫助和指導建筑設計和實踐的作用，對建筑的科學發(fā)展有重要意義。二是將建筑看成一個具有仿生學的整體，從能夠充分滿足建筑物光能熱能需要的太陽能系統(tǒng)設備開始，在設計的最初即要考慮到將太陽能與建筑本身合理的有機的結(jié)合為一體。

4.2 太陽能利用的仿生解析

4.2.1 仿生原型。仿生建筑在太陽能的利用方面主要分為：一是仿自然界生物體的性能；二是仿生物的棲居物。

4.2.2 仿生物體本身的性能。在仿生學理論角度出發(fā)，仿生建筑通過模仿自然生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、運用自然去轉(zhuǎn)換能量以及交換信息方式等，可以直接為建筑物提供能量，也可以去適應自然氣候，對建筑物的仿生學發(fā)展起到良好的作用。

4.2.3 仿生物的棲居物。自然界生物的棲居物往往有著優(yōu)良的物理性能，具有出色應用太陽能的技巧，對材料的利用也十分節(jié)省、到位，具有很好的綜合生態(tài)效應，還能夠自然降解，如蟻穴。

4.3 仿生利用太陽能的構(gòu)成解析

自然界的植物經(jīng)過漫長的進化，都已經(jīng)適應了自然氣候變化的特點，形成了一整套有效的應對系統(tǒng)，也正是如此影響了建筑物的仿生設計。建筑是人們賴以生存的地方，結(jié)合自然特點，融入仿生學理論，采用太陽能的方式去建設，和自然界成為一體，充分體現(xiàn)自然生物和太陽能、仿生建筑間的和諧共存理論。

5 結(jié)語

本文通過太陽能在仿生學建筑中的應用進行了分析，得出了仿生建筑物在與自然界以及太陽能之間，是能夠形成一種相互融合的生態(tài)系統(tǒng)的，它們有著自己的生態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不僅節(jié)約了資源，更促進了自然與人們的和諧共存。

參考文獻

[1] 呂愛民.應變建筑—大陸性氣候的生態(tài)策略[M].上海：同濟大學出版社，2003.

[2] 倉力佳.生態(tài)建筑的仿生研究[M].武漢：華中科技大學出版社，2005.

[3] 涂君輝.高層建筑的生態(tài)設計手法—解讀楊經(jīng)文生態(tài)摩天樓的建筑實踐[J].華中建筑，2006.

[4] 于帆，陳嬿.仿生造型設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2005.

[5] 李軍.靈感從天然中來—關注仿生建筑[J].森林與人類，2003，（7）.

[6] 陳喜波.中國古代城市“取物比類”文化現(xiàn)象透視[J].城市問題，2003，（2）.

[7] 李保峰.仿生學的啟示[J].建筑學報，2002，（9）.

[8] 于希賢.中國古城的仿生學文化透視[J].北京大學學報（哲學社會科學版），2001，（4）.

[9] 栗德祥，周榕.建筑學的千年涅槃—建筑的學科困境與自我拯救[J].建筑學報，2001，（4）.

[10] 張宏梁.論藝術與仿生學的結(jié)緣[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2001，（1）.

[11] 張利.躍遷的詹克斯和他的“躍遷的宇宙”—讀查爾斯·詹克斯的《躍遷的宇宙間的建筑》[J].世界建筑，1997，（4）.