美國結構工程師富勒(Buckminster Fuller)是另一位有創造性的人物。他從自然界中的結晶體與蜂窩的棱形結構中獲得啟示,創造了一系列驚人的大空間結構作品。1958年他在美國巴吞魯日(Baton Rouge,LA)建造的聯合油罐車公司的巨大彎頂,直徑達115.2m,就是應用晶體結構的原理建造的。1967年富勒和塞道(Fuller and Sadao)一起建造的加拿大蒙特利爾國際博覽會的美國館,是一座球體建筑,在當時展覽會上極為引人注目。他很可能是模擬一種深海魚類的網狀骨骼和放射蟲的組織結構,創造了立體網架的短線彎窿,高度達60m,直徑為76.2m,彎窿外部用塑料敷貼,并可啟閉,夜間燈光照亮,通體透明,猶如星球落地。
紐約航空公司航站樓不僅是外形仿生的著名作品,而且埃羅。薩里寧還和威廉。加德納(William Gardner)在結構上建造四瓣組合式薄殼,中間有縫隙采光,四瓣薄殼則由下部的丫形柱支撐,這與人的頭蓋骨的拼合極為相似。航站樓應用這種結構肌理不僅解決了自由曲線造型的難點,而且在結構與形式上又能達到有機的融合,這是值得建筑師們注意的。并不需為了建筑的某種造型就一定要犧牲結構的合理性,相反,有機的結構與新穎的形式可以相互共生。
德國結構工程師奧托(Frei Otto)于1967 年在加拿大蒙特利爾國際博覽會上建造的德國館,象一群帳篷式的建筑物,這是用網索結構仿蜘蛛網形的支撐體系,上面用塑料面層覆蓋,造型非常特殊,它可以有利于作為臨時性建筑的裝卸。1972年的慕尼黑奧運會的體育場館也運用了這一結構形式。由于他善于使用這種結構類型,因此也有人稱他為“蜘蛛人”。這種蛛網形的網索結構后來還發展為帆布張力結構系統,與帳篷形式更為接近。
其實,建筑師中也不乏在結構上應用仿生的例子,勒。柯布西耶早年大量使用的雞腿柱和框架懸挑的結構系統無疑是從動物腿骨支撐所得到的啟示,1931年他在巴黎附近波依西(Poissy)建造的薩伏伊別墅(Villa Savoye)就是這種結構系統的體現,至今仍被人們所稱頌。
賴特是眾所周知的建筑大師,他早年曾攻讀過結構專業,因此能在建筑造型與結構體系的融合方面運用自如。1950 年他設計建造的威斯康星州約翰遜制蠟公司試驗樓(Helio Laboratory and Researeh Tower,Racine,Wisc) 就是仿樹狀結構特點,把主要支承結構放在建筑中央,四周樓板懸挑,外表形成幕墻,取得了新穎效果。應用同樣原理,賴特在1956年還大膽設想了1英里高的摩天樓方案。
在結構仿生方面,最值得稱頌的還是后起之秀,年輕的西班牙建筑師圣地亞哥。卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)他于1951年出生在西班牙的巴倫西亞,曾在當地的建筑學院建筑學專業畢業,后人瑞士蘇黎世大學土木系學習結構工程,畢業后又于1981年獲該校建筑系技術科學博士學位。他的博士論文題是“結構的可折疊性”。畢業后他留居瑞士開業,繼續致力于折疊結構與仿生結構的實踐,他觀察狗的骨架和腿的活動支撐,已作出了許多可喜的成就。他在1983年建造的瑞士盧塞恩市郵局前的大雨蓬就是最早應用活動關節的實踐。1986-1987年他在巴塞爾市一座中世紀古建筑的改建中,將咖啡廳上的天花鋼梁架做成仿動物骨架的自由曲線,既有著新穎的觀賞效果,又能符合受力的特性,是一種大膽的嘗試。此后,他在1987年為加拿大多倫多市建造的BCE文化廣場大廈,創造性地模仿了樹干分叉的生長肌理,設計了兩邊的支柱與頂柵的弧形肋架,取得了非凡的藝術效果。1991-1992年他在西班牙的塞維利亞1992年國際博覽會為科威特設計的展覽館,其屋頂是可自由啟閉的結構,模擬著動物關節的自由運動。夜間屋頂肋架敞開,下面平臺上便可進行露天的各種活動,它不僅在結構與功能上能夠有機結合,而且也給人以無限的遐想。1989-1993年他在為法國里昂塞托拉斯機場(Satolas Airport)附近的鐵路車站設計建造中,完全應用了動物骨架的結構原理,充分發揮了節省材料提高效能的特性,并且造型新穎,令人刮目。此外,他還為1992年巴塞羅納奧運會設計建造最有標志性的電訊塔,也是吸取了植物干莖自由平衡的形態而獲得新穎構思的。
總之,建筑仿生可以是多方面的,也可以是綜合性的,如能成功應用仿生原理就能創造出新穎和適應環境生態的建筑形式。同時仿生建筑學也給人們暗示著必須遵循和注意許多自然界的規律,它告訴我們建筑仿生應該注意環境生態、經濟效益與形式新穎的有機結合,仿生創新更需要學習和發揮新科技的特點,要做到這一點,建筑師必須善于應用類推的方法,從自然界中觀察吸收一切有用的因素作為創作靈感,同時學習生物科學的肌理并結合現代建筑技術來為建筑創新服務。建筑仿生學是新時代的一種潮流,今后也仍然會成為建筑創新的源泉和保證環境生態平衡的重要手段。
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(責任編輯:中大編輯)