自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。人类生活在大自然中，与大自然的生物作“邻居”，这些生物有着各种各样的奇异本领，吸引着人们去想象去模仿。因此仿生建筑应运而生，仿生设计不是单纯的复刻样式，而是经过审美、功能、材料、关系的结合与沉淀之后自然而然形成的一种状态，从功能和实践的角度来看它们是有用的，于是设计运用形态、肌理和行为由内而外诠释人类对“仿生”的理解。

想要设计仿生建筑，需要设计师具有较高的创造力及敏锐的洞察力。今天小编就带大家一起来观摩“仿生建筑”一些不错的案例吧。


项目一：亚利桑那州的保健科学教研大楼/Co architects


巨人柱仙人掌  图片来源：Google

巨人柱仙人掌是美国与墨西哥交界处索诺拉沙漠的灵魂植物，身姿高大如树干，且巨掌一柱冲天。高及15米，重达10吨，生存期逾二百年；暴风雨来时可在一日内吸收一吨重的水，而有“骆驼仙人掌”之称。为了适应乾旱的沙漠环境，其叶已退化成针刺以减少水分蒸发，其表皮上垂直的褶皱可以使它的茎保持阴凉和干爽。它忍受干旱的能力十分惊人，这是因为它那特殊的贮水本领。厚茎能贮住大量水分，如同小水库，当地过路人常将之砍开取水解渴，喝个痛快。


图片来源：ArchDaily

保健科学教研大楼位于亚利桑那州，其设计灵感来自于亚利桑那州的峡谷，这种又深又窄的峡谷蜿蜒地穿梭在沙漠的岩石之中。狭缝型峡谷阻挡了太阳的直射，峡谷底部比暴露在太阳下的地面更凉快。

为了适应亚利桑那州的沙漠气候，以及对于减少能量消耗的需求，共同决定了该大楼从选址到建筑开窗等大部分设计特征。该大楼分为东西两个翼楼，中央为一条南北走向的轴线，项目亦位于校园的东部边界。建筑的形式及其定位都是为了尽量减少亚利桑那州强烈的日照影响。翼楼经过弯曲变形设计，可自行为墙体提供遮阳，并且形成了东西方向的“峡谷”结构。两个翼楼之间的空间很深，并巧妙地设计得很狭窄。没有窗户的东西立面经过切割，形成了南北立面的开窗方式。在“峡谷”位置的低层安装有较多的玻璃窗，而顶层附近窗户较少。自然光线洒满“峡谷”的下部区域。


图片来源：ArchDaily

保健科学教研大楼的外立面设计从巨人柱仙人掌中获取灵感，这些巨大的仙人掌有着垂直的褶皱，类似瓦楞纸板的内部，它们可以产生阴影，从而保护茎不受沙漠阳光的炙烤。大楼的外部覆盖着一层带有褶皱的金属铜板，垂直的翅片控制阳光渗透进北立面，减少阳光对大楼的直射，这和巨人柱仙人掌的褶皱可以保护它不受太阳直射是一个原理。


图片来源：ArchDaily


项目二：NBF大崎大厦/Nikken Sekkei Ltd


植物气孔  图片来源：Google

植物的气孔是植物表皮所特有的结构，植物的叶片上有许多气孔，气孔通常多存在于植物体的地上部分，尤其在叶表皮上，当气孔张开时，叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界的空气中去，当水分从植物上的气孔蒸发时，就可以给植物本身和周围的环境降温。


图片来源：世界建筑导报

NBF大崎大厦的设计灵感来源于植物的蒸腾作用，其坐落于日本东京，由于其所在的位置，新楼的主立面要面对东北方，因而就不适宜采用植被覆盖的墙体。即使在大楼的周围增加绿化，其空间也十分有限。因此设计师创建了一个系统，在大楼外表面布满水平运行的多孔陶瓷管，屋顶收集的雨水沿着陶瓷管流下。当阳光照射下来时，被加热的雨水会通过管子上的小孔蒸发，使大厦外部温度降低。而室内空气也会变低，从而减少能耗。


图片来源：世界建筑导报

NBF大崎大厦采用了一种极为原始简单的外装系统--生态表皮（BIOSKIN），在外立面上安装了管状高保水性赤陶百叶，雨水通过太阳能发电循环，利用蒸发冷却原理，在降低建筑物内部热负荷的同时，达到降低周围温度的效果。140ｍ×120ｍ的生态表皮幕墙，晴天时可使表面温度降低10度，多云天气时也能降低4度左右，地表面温度大约能下降2度，有效缓解了城市热岛效应。


项目三：伦敦瑞士再保险总部大厦“小黄瓜”/ Foster + Partners


偕老同穴海绵  图片来源：Google

偕老同穴海绵是最原始、最低等的多细胞动物。其没有内脏和大脑，只有一个中空的圆柱形海绵骨架，海绵骨架上是网状或十字形的图案。这种网状图案是由许多三角形组成的，可以帮助它承受水流的压力。大家所喜爱的“海绵宝宝”也是一种海绵动物哦。


图片来源：ArchDaily

伦敦瑞士再保险总部大厦是伦敦第一座环保摩天楼，其灵感来源则是生活在海底的偕老同穴海绵。大楼坐落于伦敦城市核心区，其独特的外形成为伦敦城市天际线的标志，成为了伦敦这座欧洲金融中心的地标建筑。塔楼体现了最先进的环境设计策略，其空气动力学的外形实现了自然光照和自然通风的最大化，显著降低了建筑的能耗。与此同时，建筑室内空间也得到了优化——每一个办公空间都获得了更好的室内环境和景观视野。建筑本身是对于城市景观的一种大胆干预，其所在的公共广场宽敞而开放，这里有许多商店、咖啡馆和餐厅，共同倡导着一种活跃而复合的城市生活方式。


图片来源：ArchDaily

诺曼·福斯特以偕老同穴海绵为原型，将5500块三角形及菱形平面玻璃放置在钢筋框架中，每一层的玻璃尺寸均不相同。办公区域的玻璃由三个层次构成：外侧为双层玻璃，内侧为单层玻璃，中间为设置阳光控制百叶窗的空腔层，用作减少室内额外供热供冷的缓冲区，室内排入空腔的废气同时又在腔体内部形成了自然通风。盘旋而上的天井外侧表皮由可打开的双层玻璃面板组成，这些面板结合了灰色玻璃和高性能涂层，能有效减少太阳光的吸收。


项目四：纽约哈德逊广场‘Vessel’ / Heatherwick Studio


蜂巢结构 图片来源：Google

蜂巢结构是一种自然存在的结构美，蜂房的正六棱柱体的巢是最经济的形状，在相同条件下，这种形状容积最大。模仿蜂巢结构建造建筑，不但可以节省大量的材料，减轻重量，容积又大，强度也高，还具有隔音、隔热的性能。



Heatherwick 负责设计一个公共中心，吸引游客的同时也为曼哈顿创造新地标性社交空间。设计过程中面临最大的挑战是，如何设计一栋不会淹没在周边摩天楼群中且令人难忘有特色的建筑，或者是在原有火车站基础上的新型城市公共空间。带着系列问题和设计目的，Heatherwick 探索多种可能性，鼓励建造人们参与并进行社区交流的平台，施工完成的Vessel看起来像一个巨大的蜂巢。


图片来源：ArchDaily

通过思维扩散形成三维点阵（three- dimensional lattice），公共广场向上拉伸，规划超过一英里的行走路线，并在垂直空间中探索多种路径行走的可能性。为了让154个楼梯和台阶相互连接的阶梯井形成连续几何图案，建筑必须是自支撑，这面临巨大的结构挑战，设计一个不用多余的梁柱的自支撑结构。


图片来源：ArchDaily

设计最后通过在每对楼梯之间插入一根钢脊来解决，创造一种在“up”和“down”的自然分割。原始钢结构直接裸露让建筑具有透明性和完整性，楼梯下面采用深铜色金属包覆，凸显形状并与周围建筑区分。


项目五：巴塞罗那TIC媒体中心/Enric Ruiz Geli


水母 图片来源：Google

一些水母长着长长的触手，它们从水母伞状的身体上垂下。许多水母都可以进行生物性发光，水母的发光系统却不同于其他动物，它是依靠一种叫作埃奎明的奇妙的蛋白质来发光的。埃奎明遇到钙离子时，就会发出强蓝光来，而钙是生物体运动必需的离子，体液和细胞中都有一定量的贮存，所以只要水母活着，就会一直发光，以适应深不见底的海洋。


图片来源：ArchDaily

巴塞罗那TIC媒体中心大楼有许多节约能源的设计，其中一个就是受到了水母的启发。主楼正面的金属部分涂有发光油漆。白天，油漆通过吸收太阳能“充电”；夜晚，太阳能就被释放出来，使大楼散发出环保的光芒。


图片来源：ArchDaily

建筑的外立面采用了世界上先进的膜技术，以钢架、钢板为建筑主体结构，以充气膜和金属丝网覆盖部分楼体，覆盖面积2500平方米，可节能20%，并以淡绿色体现整座建筑的主色调，从而体现出新媒体旺盛的生命力。


图片来源：ArchDaily

该建筑是巴塞罗那城市新兴运动的一个标志，关注于能源和可持续性发展；在提供多种类型空间的同时，获得了出色的绿色建筑效果。由此获得了第4届世界建筑节建筑领域年度办公建筑奖。

仿生建筑使建筑源于自然又回归自然，它们自然而纯粹，透出不凡的灵魂，当人们走近时，仿佛沉浸在大自然之中，也同时营造出最舒适的生态环境。生命体以一种最为合理的方式存在于自然之中。迄今为止，尚未有任何人工制品能超越大自然的造物。

最好的建筑是这样的，我们身处在其中，却不知道自然在那里终了，艺术在那里开始。

—林语堂

由专筑网曹逸希原创，小R修改