摘要：根据进化论的理论，现存的事物都是经过选择留下的优品，存在即为合理，这是因为生物在漫长的进化旅途中，已将将自己的身体进行了无数次的优化和顺应环境所做出的改变。由于自身通过了优胜劣汰的生存法则的考验，才能具有近似完美的结构。由于自然的结构、力学原理都经过时间的考验留存至今，所以很多设计师都从中得到灵感，将生物的特性运用到建筑结构设计中。卡拉特拉瓦发现了其中的奥秘，他总是将许多自然界中的动、植物的形态运用到建筑结构设计中，他认为这些生物拥有着世界上最完美的结构比例和力学效率，从而赋予建筑一种更为具象的生命力。
关键词：卡拉特拉瓦仿生学 自然主义 建筑结构
前言
仿生学，源于自然又能够完美的应用于自身，从形态、结构、习惯甚至感受进行仿生的转化，从而形成一个有机的整体。运用仿生学的建筑相比其他建筑来说总是更充满活力，生气勃勃，能够与景观环境气氛一致，给人们带来奇妙的视觉体验。圣地亚哥•卡拉特拉瓦是难得拥有建筑师以及工程师两种身份的建筑设计师，他能够将理性与感性完美结合并融入到自己的设计中，将自己的理念与建筑的结构以及内部的空间进行完美的结合，所以人们常常拿他和扎哈•哈迪德作比较。卡拉特拉瓦在作品中常常应用仿生形态，利用自然界中的花草木林，飞鸟走兽作为自己的创作灵感，将骨骼、树枝、手掌等作为仿生对象，将这些环境因素与自己的设计相融合，引发人们的很多联想。由此，我们可以发现，仿生艺术对于建筑结构和形态有着无法言喻的深层次的，意义重大的影响。
一.卡拉特拉瓦建筑结构中仿生学的运用
圣地亚哥•卡拉特拉瓦的设计颇为复杂，将艺术与科技结合，突破传统建筑中结构与美学的局限。卡拉特拉瓦同时拥有着建筑师和工程师两个身份，这使得他对建筑的结构、空间和建筑美学有着深度的理解。他强调建筑与其周围景观的的相互协调，从景观中“生出”建筑，促使建筑与景观环境联系加强，并且与环境语言统一，从而大大提升了整体性和美观性，却又不是单纯的模仿或者直接借用生物的外在形态。圣地亚哥•卡拉特拉瓦崇尚自然，他经常从大自然生命体中汲取灵感，将有机生命体独特的生长模式融入到他的设计中，使建筑充满生命活力。在艺术层面他崇尚西班牙建筑大师安东尼奥•高迪的设计理念，他认为高迪是他自己唯一的老师，高迪的设计理念总是依靠直觉、艺术、感性和哲学的，所以我们可以从他的代表作中看到建筑美学，自然主义和宗教情怀。而同样崇尚自然之美的卡拉特拉瓦设计的诸多建筑作品，其中的雕塑美感、生命力和曲线的运用都深受高迪的影响，自然环境中的所有生物成为了他无穷无尽的灵感来源。他曾表达过：“我对自然及这个世界的观点就是建立在次序观上，自然界永远能够产生出新的解决办法，对每个问题可以找出新的答案，在动物界、植物界，都能引发最根本的哲理.....高迪在他的自然天地中，将他特有的思维方式反映在他的作品中，而我则偏重对几何图形的爱好，表现出重量感和力学感以及一种实质量的结构体。”他认为美能从力学的设计中表现出来，植物、动物独特的形态结构符合力学特征，又不缺失美感。
卡拉特拉瓦认为动、植物的形态结构和运动都能够很好的表现一种灵动的美学，因此仿生学成为了卡拉特拉瓦追寻建筑美学的重要途径。他经常利用仿生学去帮助自己进行对建筑结构的思考，并给人以眼前一亮的视觉体验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2001 年，卡拉特拉瓦的首个建筑作品落地于威斯康星州，他在威斯康星州密尔沃基美术博物馆旧馆原有的基础上继续扩建。他通过机械运动装置，设计顶部两侧翅膀一样的钢制羽翼，加上了百叶结构，就像一只大鸟的洁白双翼。遮阳百叶随着光照位置的移动张开又闭合，给人的视觉感受十分震撼。美术馆外观和室内空间通体纯白，别致的造型、简单朴实的结构使这一建筑成为密尔沃基的标志性建筑。阿拉米罗桥位于西班牙塞维利亚是一种新式桥，这一建筑运用一个 58 度倾斜、142 米高的塔架，塔架上有 13 对缆绳支撑桥体，体用塔桥的重力平衡一侧的拉力，具有一种不对称的美感。卡拉特拉瓦在巴西严苛的制约条件下，建造了里约热内卢明日博物馆。这个博物馆建馆前，选址环境差、基地乱，但卡拉特拉瓦的设计帮助码头区域和城市完美结合，使当地成为著名的旅游胜地。这个建筑包括展览空间和围绕建筑并沿码头延伸的广场，添加了一个大型悬臂结构，突出了向海湾延伸的动态。十米高的俯瞰全景的屋顶也是建筑特色之一。博物馆的设计将景观空间最大化，公园和人行小路方便了游客游览，也提供了观景的良好条件。世界贸易中心交通枢纽花了十五年时间才建成，人们对这一建筑的评价褒贬不一。人们批评该建筑的预算远高于原预算，由于安全问题不断修改。但人们却极度赞扬该建筑的规模与形态。这个建筑的造型像一只展翅翱翔的鸟儿，以自由的形态存在于周围环境中，却又不显突兀。向外延伸的拱形结构中设有一个可调节天窗，这个结构保证了空间内的自然光线。卡拉特拉瓦还将一座天文馆做成了眼睛的造型。场馆顶部是混凝土拱顶，通过电脑可以控制“眼睑”的闭合，这一造型和其在水中的倒影组成了一幅完整的画面。他设计的科学馆灵感来自于自然，以树叶叶脉结构为灵感，将结构纹理清晰地表现出来。卡拉特拉瓦针对里斯本东方火车站的复杂设计也十分吸引眼球。该建筑建于 1998 年世博会期间，是当时最大的火车站之一。卡拉特拉瓦利用附近的废弃港口建立了一个完善的交通枢纽。
二.仿生学对建筑结构的影响
建筑结构中的仿生学绝不只是单一的模仿生物的外部形态。从建筑外形到建筑结构，再到建筑的内部空间，仿生学建筑可以在形态、结构甚至习惯以及感受进行有机的仿生设计。
建筑本身作为一个整体，又要和周围环境的语言相统一，单单模仿生物外形，实在是过于片面地解读了仿生学在建筑结构方面的应用。在我们将生物与建筑的有机转化中，我们都需要找到最适合应用的仿生对象，然后选取我们需要借鉴的部分，达到建筑本身的合理性，让两者更好的转化，让仿生因素源于自然又能应用于建筑本身。同时，仿生学可以使建筑丰富建筑的层次，让建筑与生物的共同点不只停留于外部形态，还需要对内部结构，甚至习惯以及感受有机转化。越来越多的设计师通过将生态系统的生命特征融入到建筑设计中，为建筑注入生命活力，提升建筑的美感，给人眼前一亮的感觉。仿生学在建筑设计中的应用，能够使得建筑与自然融为一体，与景观相统一，加强人与自然的交流，符合现代人的审美标准。
三．结语
仿生学对于建筑结构的影响重大，它能够为建筑增色，赋予建筑某些生物特性，使其本身合理的情况下，又能够贴近自然，充满生命力并于与景观相统一，成为一个整体，拉近人与自然的关系，并给予我们带有自然色彩的，有冲击力的视觉感受。例如飞翔的大鸟一般的密尔沃基美术馆；犹如大鸟扑闪翅膀的佛罗里达州理工大学的科技创新大厦；形似眼睛一般的天文馆和拥有树叶叶脉结构的里斯本东方火车站，无一不在诉说着，卡拉特拉瓦通过仿生艺术，对建筑带来的深远影响。
参考文献：
[1]叶裕民，卡拉特拉瓦设计作品赏析[J]建材与装饰 2019[2]管玥，建筑与仿生学[J]建材与装饰 2018[3]段少飞，论仿生学在建筑设计中的应用[J]山西建筑 2019，45（02）
论文作者:张铁岳,魏文玥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：卡拉论文; 建筑论文; 仿生学论文; 结构论文; 拉瓦论文; 建筑结构论文; 形态论文; 《基层建设》2019年第27期论文;