生物学在建筑行业的运用

摘 要： 本文通过多角度多方面的他们探讨，主要阐述了在当代建筑行业运用的多种有关生物学的技术，材料，乃至设计思想。本文主要从关注探讨了仿生学在外形和功能上在建筑行业的运用，生物建筑材料在建筑行业的普及，以及生态学和气候在对整个特定地域内建筑特点性上影响。这无论对分析已存在的建筑，设计在建项目，还是预测未来建筑行业趋势都有指导作用。

关键词：生物学，建筑行业，生态学，生物建材，生态气候。

引言

目前，随着时代的发展、经济的进步，以及建筑行业需求量和施工量的增大，如今对建筑行业以及建筑物产生了越来越多的精妙的新要求，如何建造结构合理可行但外观却独特新颖甚至是象形的建筑，如何选择低碳环保且无副作用的建材，如何真正做到建筑与当地生态环境和气候特征达到真正统一和契合，这都成为了新的思考和新的目标。运用传统建筑行业中考量的物理学科和化学学科上的只是的确能够解决许多不可忽略的基础问题，但是建筑行业若要达到新的高度，满足新的趋势，生物学的运用则是不可或缺的。仿生学利用大自然的智慧达到了许多现今科技尚未达到的高度，借鉴和学习到许多创意和想法，给建筑行业无论是外观设计还是功能满足上注入了新鲜的活力，而生物材料使用极大的丰富了材料的选择，提高了材料的某些方面特征。生态气候学对建筑影响纳入建筑行业考量则大大的科学化了建筑本身，真正实现了“因地制宜”，防止了建筑本身在特定环境下的“水土不服”。

1、生物学建筑外形上的运用

1.1仿生学在建筑外形上的运用

仿生学模仿生物个体以及群体的装置以及建造技术，并学习和借鉴去其原理运用到工程之中，以此激发新的创造和灵感以及新的技术，并依托之产生出优秀的装置和工程，其外观运用历史十分悠久。

在建筑行业的例子，最广为国人所知晓的例子就是“鸟巢”--2008北京奥运会主会场了，其很明显直白的借鉴了鸟巢的外形，即使不做更多的多于处理，仍然能够做到结构美观和造型的新颖，同时在功能上也十分完善，人文精神在建筑中得到体现，建筑本身也彰显了北京奥运会的精神。

作为仿生学最直接也是历史最悠久的运用之一，外形上的运用在建筑上比较有名的应用还有伦敦市政厅（蛋状），美国肯尼迪机场(雄鹰状)等，这些是在建筑行业最直接的在外形上向大自然的智慧借鉴的杰出例证。

1.2地域生态气候学在建筑外形上的运用

地域生态气候很多时候是对建筑的功能有着一定的要求，然而这种功能性要求也外形上。随着建筑质量和建筑科技的提升，现在一些固定的建筑外形已经有了能够在绝大多数生态气候条件下适用的能力，但是在早期建筑中，先人利用外形来适应生态气候的思想在如今科技发展的时代仍然值得学习和思考。

最突出的例证则是尤其是在福建地区普遍出现的客家土楼，客家土楼呈大型封闭图形状，以圆形为主，兼有方形，八角形等，在当地开发程度较低的情况下，山林野兽贫乏，因自然环境恶劣出现危险的情况也并非偶然，这种特殊外形的设计在一定程度上适应了当地恶劣的生态气候环境，集中保护了内部的居民便于共同应对危险。

虽然在目前的科技和环境下，像客家土楼这样的外形设计已经不算是适应环境的必要考量，但是将外形作为功能的外化表现，并因地制宜考量当地低于生态气候的思想和智慧始终值得传承和学习。

2、生物学建筑功能上的运用

2.1生物建筑材料建筑功能上的运用

生物材料应用了生物学和工程学的原理，生产出具有特定特性尤其是生物特性的材料，目前该课题也是应用在生活的方方面面，其中一部分应用体现在生物建筑材料上，无论从造价上，功能上或是其他考量因素上，材料一直是影响到整个建筑行业和具体建筑物的重要因素，如今许多传统材料无法满足一些建筑的特定需求时，建筑生物材料则开启了一条新道路，从生物冶金得到高质量的特定材料，到为了制作特定建筑材料在传统建材中添加生物成分的外加剂，生物建筑材料的应用已经逐渐普及，如在混凝土材料上，新兴的微生物造高价混凝土和高弹性混凝土（内加生物添加剂），传统材料向生物建筑材料的过渡和延伸成为了一大趋势。

2.2其他相关生物学分支建筑功能上的运用

本文之前探讨的仿生学在功能上的运用则算是仿生学在建筑学上最有价值的运用价值之一，以蜥蜴为例，就有建筑学家模拟其身体上的鳞片特征用于火车站的建设（滑铁卢国际火车站），解决建筑中承受的高重力及强大偏转力问题，同样是蜥蜴的结构，现有建筑学家就在研究将其脚步吸盘强附着力的特点运用到建筑功能中。而地区生态特征和生物建筑材料同样在功能性有所运用，如高层建筑中对生态气候的考量，特定用途生物建材满足的功能性，这些在功能上的运用十分精妙但也蕴含着巨大的实际价值。

3、生物学建筑理念上的运用

生物学作为一门学科，其中蕴含的丰富理论已经在各其他学科中有了跨学科运用，在建筑学科，具有革命意义的则是可持续发展的理念和人与建筑与环境三者真正的契合的思想。首先，过去的建筑被单独从环境中脱离出来更多的强调建筑的功能性，却经常失去了人对环境的舒适感受，也忽略了建筑与生态的契合。二来日益增大的建筑量对资源产生了巨大的压力，建筑的可持续发展也成为刻不容缓的议题。

生物学尤其是生态学在建筑行业的运用关注材料对人健康的影响，也关注建筑对本身的生理感官影响，真正做到建筑与人的和谐；而建筑的设计理念也考量到当地生态环境，充分做到建筑与当地环境的和谐。另一方面，建筑行业中越来越注重自然法则的应用，如太阳能、地热的运用，可再生的特定绿色植物在建筑中的运用都体现出了可持续发展的理念。这都体现生物学因素纳入考量后，整个建筑行业理念巨大发展和进步。

4、结语

无论是为了建筑本身外观和功能性的进步，还是为了建设“环境友好型”的生态宜居的和谐社会，将生物学在建筑的各方面跨学科的精妙运用都成为必要的手段。目前，仿生学、生态学、生物材料等学科和技术的运用都为我国的建筑行业开启了新的思考，诸如了新的活力。我国建筑行业可以继续深化生物学在建筑行业的研究和应用，与此同时加强与国际的交流与合作以寻求更多的先进方法和理念。总而言之，将生物学在建筑行业运用，对于人对建筑的感官体验，对于建筑行业，乃至对于整个生态环境都有着深远的意义和影响。