仿生建筑学在空间结构中的运用

摘要

我国总体上是一个资源紧缺的国家,房屋建筑是各类消费品中耗用资源最多、同生态环境结合最密切的产品,在建造和使用过程中直接消耗的能源约占全社会总能耗的三分之一,每年新建房屋中80﹪以上是高耗能建筑,节约资源和能源的任务十分繁重,所以中央明确提出要建设节约型社会. 仿生建筑学的研究意义既是为了建筑应用类比的方法从自然界中吸取灵感进行创新,同时也是为了与自然生态环境相协调,保持生态平衡.自然界是人类最好的老师,仿生并不是单纯地模仿照抄,它是吸收动物、植物的生长肌理以及一切自然生态的规律,结合建筑的自身特点而适应新环境的一种创作方法,它无疑是最具有生命力的,也是可持续发展的保证. 发展绿色建筑是这个时代必然要求.21世纪人们的生活走向开放,大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求.而各类空间结构的出现往往都受到了大自然的启迪.大自然总是创造最合理的结构形式,形态万千的自然界蕴藏着无穷优美的、可供选择的合理结构,自然界的创造能力常常要超越人类的设计和想象能力.利用仿生学的原理,我们可以更好的理解和发展空间结构. 本文对于当今的社会背景做了较为深刻地分析,并对仿生建筑学的定义、应用范围、历史发展脉络、以及如何进行仿生创作做了较为详细的说明和总结；首次从东西方的历史、文化、哲学思想、行为方式等方面来分析中西方在仿生建筑学上的差异,以及这些差异对于东西方在建筑仿生创作实践上产生的影响和表现；本文还首次对于仿生建筑学在空间结构中的应用作了全面的研究,并作了实例分析；最后对于仿生建筑学的发展趋势也进行了全面的研究总结. 仿生建筑学需要建筑师和结构工程师等更加亲密的合作才能顺利完成.建筑仿生学是新时代的一种潮流,今后也仍然会成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1仿生学概论

1.1.1仿生学定义

1.1.2仿生学的研究方法

1.2仿生建筑学定义

1.3建筑仿生学的分类

1.3.1城市生态环境仿生

1.3.2建筑功能仿生

1.3.3建筑形式的仿生

1.3.4组织结构的仿生

1.4世界仿生建筑的历史脉络

1.4.1左右对称的建筑〈十六世纪以来〉

1.4.2新结构带来的影响〈十九世纪七十年代开始〉

1.4.3新艺术运动的影响〈十九世纪末二十世纪初〉

1.4.4人智学运动的影响〈十九世纪末二十世纪初〉

1.4.5荒诞无稽的一面〈二十世纪初〉

1.4.6混凝土发展带来的影响〈二十世纪五十年代〉

1.4.7有机带来的影响〈二十世纪六十和七十年代〉

1.5师法自然的元素

第二章东西方建筑仿生理论差异与比较

2.1中国仿生历史初探

2.1.1“天人合一”

2.1.2为风水正名

2.1.3细节仿生

2.1.4“故宫”

2.1.5“天津卫”规划

2.2东西方仿生理论根源差异

2.2.1起源

2.2.2宗教信仰

2.2.3文化

2.2.4图腾

2.2.5思维方式

2.2.6教育方式

2.3东西方仿生实践的差别

2.3.1广义仿生和狭义仿生

2.3.2群体仿生和个别仿生

2.3.3“因地制宜，借景式仿生”和“自成体系，闭合式仿生”

2.3.4山水画园林和人工美园林

2.4东西方建筑仿生的融合与未来发展

第三章空间结构仿生工程学实例的研究

3.1形态仿生

3.1.1悉尼歌剧院

3.1.2天津博物馆

3.1.3密尔沃基艺术博物馆

3.1.4鱼舞餐厅

3.1.5芬兰会议展览中心

3.1.6北京天子大酒店

3.2力学仿生

3.2.1动物的骨骼

3.2.2贝壳等壳体结构

3.2.3植物

3.2.4动物的巢穴

3.3材料仿生

3.3.1蜘蛛网

3.3.2黄蜂窝

3.3.3植物的叶和花瓣

3.4功能仿生

3.4.1可移动性

3.4.2采光性

3.4.3保暖性

3.4.4智能性

3.4.5可开合性

3.5天津博物馆仿生综合分析

第四章当代仿生建筑学发展的趋势

4.1优化建筑环境，追求绿色节能建筑

4.1.1社会背景

4.1.2建筑绿色节能的概念

4.1.3建筑节能评价体系

4.1.4建筑节能技术

4.2建筑往空间、海洋和地下发展

4.2.1建筑往空间发展

4.2.2建筑往海洋发展

4.2.3建筑往地下发展

4.3“活的”建筑

4.4进化式建筑

第五章总结

5.1课题研究的背景

5.2空间仿生建筑学的研究价值

5.2.1悬索结构

5.2.2网壳结构

5.2.3膜结构

5.2.4折板结构

5.3仿生建筑学对设计师的要求

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢