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第138章 天然的设计师——植物与建筑

小问号

人类在建筑设计上,一直梦寐以求的是节省材料、时间、力气,希望自己的“作品”坚固耐用、美观大方。那么,人类在建筑设计上除了向动物学习外,有哪些建筑是向植物学来的?或者说,植物这一“天然的设计师”,对人类改善和创造崭新的建筑结构,产生了什么样的影响?

植物与人类的建筑密切相关,对人类的启发很多。

王莲是著名的观赏植物,生长在水中。世界著名的植物园都有种植。每棵王莲,能生长20~30片硕大无比的圆叶子。叶子向阳的一面是淡绿色,十分光滑,背阳的一面是暗红色,除了明显的叶脉外,还生有长长的刺毛。它的花儿开得既大又美丽,果实圆球形,里面有数百粒像玉米粒的种子,可以当粮食吃。王莲叶的直径可达1.5~2米,叶面浮力负荷重量可达40~70千克,如果在叶面上均匀地平铺上重70千克的砂子,它仍然巍然不动呢!

1851年,英国花匠兼建筑师约琴,发现浮在水面的花卉王莲,它的叶子背面有许多粗大的叶脉构成骨架,其间连以镰刀形横隔。叶子里的气室使叶稳定地浮在水面上。叶子虽薄但有巨大的支撑力。约琴从而受到启发,设计了像王莲的叶子那样结构的展览大厅。这个以王莲叶结构设计的大厅建筑工程,以钢和玻璃为原料,结构轻巧,跨度大,立柱少,宽敞明亮,异常雄伟,被誉为“水晶宫”。同时,这种建筑在工厂车间也得到了应用,为建筑学开辟了新方向。

此外,王莲的叶子不是简单地浮在水面,而是让柔软的茎把它与水底连在一起的,巨大的叶子像重心连在悬索上的板面,使它在水波的推逐中安然无恙!根据这个原理,人们又建造了叶式浮桥。

车前草在农村很常见、普通,既没有美丽的花朵,也没有硕大的果实,却是一种药用价值很高的植物。更为有意义的是,近年来,建筑大师们在研究车前草的叶子时发现,它的叶子是按照螺旋形排列的,每两片叶子之间的夹角都是137°30′,结构非常合理,每片叶子都能得到充足的光照。于是,人们模仿车前草的叶子结构,设计建造了一幢幢螺旋排列的13层楼房,样式独特新颖,房间采光特别好,很受客户欢迎。在美国芝加哥市有两座黑色的大楼,设计独特,十分引人注目。据介绍,这两座大楼是模仿玉米棒的外形设计出来的。在巴黎工业展览厅的覆盖结构,是模仿叶脉设计的。它有3个巨大的扇形叶,在拱形圆顶上以钝角接触,形成一个拱形屋顶。整个建筑支撑在3个支点上,各点之间距离216米,像3片巨型叶片展现在人们的视野里。

山上的云杉,由于经常遭遇狂风暴雨的袭击,底部直径显著增大,树干成了圆锥形。于是,人们模仿云杉设计了圆锥形电视塔。

我们非常熟知的筒形叶桥,它跨度大,部分桥面卷成圆筒形,增加了桥的强度和稳定性,使桥梁更加牢固。它就是模仿羽毛草和玉米的长叶设计出来的。

人们从植物表皮的气孔和细胞内的液体和气体对细胞壁的压力作用中得到启示,在建筑物的围墙中设计出通气孔,用来调节室内空气的温度、湿度和洁净度,在建造仓库、剧场、体育馆、旅行帐篷和水下建筑中,都采用充气或充液结构,它有轻便、施工快、易搬运等优点。

随着科学技术的发展,建筑仿生学必将得到长足的进步,人们一定会通过勤劳的双手、智慧的头脑,创造出更加美观、实用的建筑,从而不断提高我们的生活质量,为我们带来更加美好的艺术享受。

“小档案”

据考古学家研究,在温暖的气候条件下,最原始的“房屋”不是洞穴,而是风篱。它的结构很简单,把树干或树枝插在地上,排成一道竖直的墙或半圆形的围墙,在围墙上盖上枝、叶、树皮或野草之类的东西,就成了遮挡风雨的简陋的住所。这种建筑是古代锡兰的维达人、菲律宾和马来西亚的尼格罗人、许多美洲印第安人的临时住所。这种建筑是现在两种最基本房屋类型——圆形房屋和方形房屋的雏形,而且圆形房屋就是模仿蘑菇这种植物造型设计而来的,包括后来用于迁移的房屋——帐篷,也是受此启发产生的。