2008年北京奥运会期间,国家体育场“鸟巢”以其独特的外观震撼全球。其起伏的屋脊与交织的立面并非随意设计,而是刻意模仿鸟类筑巢的树枝结构,既实现了美学价值,又承担了关键的承重功能。西班牙建筑杂志《Arquitectura Viva》曾评价,该建筑的立面与结构合二为一,承重构件相互支撑并汇聚成空间网格,将屋顶、看台和立面融为一体。
为了模拟鸟类在树枝间填充巢穴的方式,支撑梁之间的空隙填充了乙烯-四氟乙烯共聚物膜,确保屋顶防雨;而天花板则采用聚四氟乙烯作为“声学膜”,有效反射声音,维持赛场热烈的氛围。这种将自然形态与工程功能完美融合的设计,成为了仿生学在大型体育场馆应用的里程碑。
在澳大利亚墨尔本,Bunjil Place画廊的设计灵感源自楔尾鹰。建筑采用胶合木网格壳结构,营造出巨大的翅膀覆盖建筑的视觉效果,而鹰爪形态则框定了中庭入口。建筑师FJMT与当地原住民社区紧密合作,确保设计还原了楔尾鹰化身的创世神Bunjil的传说。项目首席设计师Richard Francis-Jones表示,屋顶形状复刻了鹰翼展开的形态,并在两处让翅膀向下延伸触地。该建筑于2018年荣获维多利亚州工程卓越奖。
将目光转向非洲,津巴布韦的Eastgate中心则是白蚁巢穴的杰作。该建筑由建筑师Mick Pearce设计,利用白蚁巢穴复杂的隧道网络实现自然自冷却。不同于传统的钢玻璃结构,该建筑采用石材建造,并通过突出的石质元素增加遮阴面积。其创新的被动式冷却系统,使得建筑能耗远低于同类常规建筑,无需依赖高能耗的空调系统。空气通过中庭过滤后,经由垂直管道被推入办公区,屋顶的砖砌漏斗则将热空气排出。
白蚁的智慧同样启发了墨尔本Council House 2,这是澳大利亚首座获得六星绿色星级认证的绿色建筑。而在台湾,获殊荣的陶朱隐园塔楼则采用了双螺旋结构,刻意模仿人类DNA的形态。这种设计虽无中央立柱,却能在地震中保持极高的灵活性,实现最小的弹塑性变形,展现了仿生结构在抗震领域的巨大潜力。
回到澳大利亚本土,布里斯班的One One Eagle Street大楼则从当地植物——昆士兰无花果树汲取灵感。这座50层高的建筑外观酷似无花果树的根系。由于施工场地受限,工程师无法均匀布置立柱,于是转向植物生长模式,通过参数化脚本模拟种子向光生长的规律,生成了数千种符合规则的立柱分支模式。项目总监Ian Ainsworth表示,设计过程很快从画建筑转变为画植物,最终形成了独特的结构形态。
这些来自世界各地的案例表明,仿生学已不再仅仅是美学点缀,而是解决能源、结构和安全问题的核心工程策略。对于中国从业者而言,在“双碳”目标背景下,深入挖掘自然界的生存智慧,将被动式节能与结构创新结合,是未来绿色建筑与超高层建筑发展的重要突破口。
