建筑藝術設計中微觀科學的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了建筑藝術設計中微觀科學的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：微觀科學基于對建筑設計領域的探究，啟發借助科技在微觀環境下的各種形態的藝術創作，將微觀科學中的特殊形態和建筑設計的思維相互結合穿插，提供創新的設計理念。觀察思考微觀景象來啟發和影響建筑藝術設計。

關鍵詞：微觀科學；建筑設計；藝術創作；創新

一、建筑藝術中微觀設計創意產生的來源

微觀科學研究將以前肉眼不易感知到的微觀世界的形態、色彩、功能、結構展現在人們面前，給人耳目一新的感覺，促使人們從微觀世界各種形態中尋找素材、獲取創意，運用于室內裝飾家居用品、繪畫創作、攝影從事藝術創作。可以說微觀科學的發展為藝術創作提供了新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑，當前微觀科學研究成果應用于藝術領域已是一種趨勢。目前中國的建筑行業都在蓬勃發展，而微觀藝術世界中這些微觀的分子結構則正是（建筑室內外）最具創新性與可塑性的良好設計素材。通過微觀科學機構中個體的形態，結構變形，有機的排列組合，生成一個較為具象的二維圖形，再將二維圖像升華到立體的三維空間的一個發展過程。在實際造型的設計過程中，將重點研究下列幾個方面的元素：微觀世界藝術中的微觀物質（離子•分子•單晶體•類細胞機理•微生物機理•幾何學原理），相關文獻的記載，空間設計中的實際案例。通過研究上述這些方面，找到一些規律。綜合平面設計，空間設計等方面理論進行新的設計探討研究。

二、微觀形態設計在建筑藝術設計中的應用方法

（一）微觀形態的結構特征，可以最簡單的劃分為以下這三類的微觀組織結構：

1.動植物的微觀結構和組織。

2.微生物種類繁多，至少有十萬種以上，按其結構、化學組成及生活習性等差異可分成三大類：

（1）真核細胞型微生，真菌屬于此類型微生物。

（2）原核細胞型微生物。

（3）非細胞型微生物。

3.自然形態中的微觀結構和組織。

（二）微觀形態特征的主觀認識

1.微觀形態的美感認識：人類在歷史長河中所培養出的視覺體驗。而今已然作為大眾評判事物的標準。

2.微觀形態的意象認知：微觀形態有著自己的多樣性和隨機性，而當我們把自己的主觀認識安放在這些形態上其所標到的內涵又有了新的意義。這種人的意識其實是對某種物的轉移，微觀形態本身不具有意象，當人們通過各種解讀從而讓他有了意象。如下圖所示，不同的形態會給人以不同的心理感受，當然這歸結于人的意向認知。可以說，微觀形態所帶給建筑的啟示也是依附于人的自我感官及審美能力范疇，最關鍵的是其自我的微觀形態認知意識。

三、微觀科學建筑案例分析

我們對微觀科學中的系統的認知最基本的主要是理解微觀形態給予人的視覺形式。有些是人的肉眼所能直觀看到的，而另一種則是需要科學儀器設備來呈現出來。可把這兩種形式稱作大微觀和小微觀。大微觀（及人眼所見的微觀形態）：

1.鳥巢體育館。

2.蜘蛛網形態演變出的蒙特利爾博覽會德國館肥皂泡，這也是生活中最常見的可見形態，水立方也是很好的利用了這種形式。小微觀（需要設備儀器所見的微觀形態）：

1）.馬鞍藻。

2）.細胞骨架。

3）.細胞質基質。

4）.植物細胞。這些生物體形態在設備的研究下所獲取的結構可作為建筑設計素材。在建筑藝術中借鑒微觀科學發現的事物形態進行建筑設計，只要比現存的建筑具有優越性，值得設計師借鑒的微觀科學發現的物質形態都屬于微觀形態設計的范疇。案例1細胞分裂與水立方建筑案例：北京奧運會設計的水立方——國家游泳中心。水立方是一個關于水的建筑,水是一個建筑的魂。設計的中心就是引入中國傳統理念“上善若水”的思想內涵。為了體現這一理念,建筑師配合鳥巢的形式為場館設計了一個方行盒子,其中布滿了類似細胞分裂的多元化幾何形結構。在微觀結構中，肥皂泡沫的結構造型與水立方所呈現出來的不規則多邊形結構高度的統一。而在微觀圖形意向中，泡沫的模仿度極高，它在生成堆積排列的過程給予水立方相同的衍生模式，在建筑群體中能到很高的辨識度。很容易讓觀者第一時間聯想到泡沫的縮影。案例2自然中的鳥巢與北京鳥巢體育公園建筑案例：自然形態中的微觀鳥巢的結構性形態，通過架構的變形衍生出了新的形式。單體的樹枝架構通過了有序的堆積排列形成了非常穩定的結構。從而演變出了新的建筑案例。案例3蜘蛛網與蒙特利爾博覽會德國館：從微觀形象中所提取的元素模仿的是蜘蛛網的造型模式，由弗雷•奧托設計的德國館第一次創造性地大規模成功應用了支撐膜結構技術。發散的造型取自平常我們很難注意的蜘蛛網，當這種微觀的結構放大以后自然而然就更加穩定的與建筑空間所聯系起來，所謂支撐膜結構實際上就是帳篷的放大，使得帳篷做的足夠大且耐用。案例3馬鞍藻與倫敦奧與會水上運動中心建筑案例：馬鞍藻的猶如馬鞍的形狀，在微觀鏡像中的馬鞍藻兩頭翅起，美感十足，如今的許多體育場館也有相類似形象,因為造型的美觀，結構之堅固這種常規的手法已經廣泛應用。建筑師扎哈•哈迪德設計的倫敦奧運會水上運動中心在屋頂呈現出拉升扭曲狀的另一個目的是為了應對氣候變化，各種惡劣天氣等對屋頂和運動中心所造成的二次傷害。場館兩翼的翹起與馬安藻的外形結構神似。而這一發現也是對微觀鏡像中馬安藻的結構形態的研究所得出的結論。案例4細胞骨架與PRADA旗艦店：要提到就是關于細胞骨架與服裝店內部裝飾立面墻的結構分析。洛杉磯新旗艦店的店中可以看到一面穿孔式的偽立面墻。它所運用的的結構模式與細胞骨架的結構類似。細胞骨架結構是真核細胞中的蛋白纖維網絡結構。這種需要在電鏡顯微鏡下所看到的細胞結構呈現出多孔均勻分布的排列結構。將這種特別的形式通過展開以后所得到的藝術效果遠遠大于其本身。微觀世界中的某些鏡像不僅僅對于建筑來說有著仿生和設計意義。若是把這種形式帶入到室內空間中也可以成為另一種表現形式。案例5細胞質基質與臺中大劇院建筑案例：臺中大劇院用機的結構形式,對細胞的結構變化的利用引到了一個新的設計方法路線。它對于細胞質基質的模擬是以分層次的結構形式。細胞質的沒一個層都是建筑師對于功能區域劃分細化，所以細胞內部的機體組織對在建筑功能場所、形態、空間組織上對建筑的設計有著特殊的實踐含義。以上的建筑案例是比較突出的利用了微觀形態來對建筑的改造所獲得的實例，不管是外立面亦是建筑的整體外形都有了不一樣的體驗和感受。

四、微觀科學在建筑設計中的應用研究意義

1.微觀科學在藝術領域的應用為當今國內空間的設計提供了一種選擇，一種設計依據，不論是設計思想，還是空間的形態、功能的組織、參數化的設計等，空間的設計不再是模仿，抄襲，沒有新意的重復。

2.正對目前我國大多數盲目追求奇異形式與參數化的空間設計的行為提出不同理念，極度缺乏的想象思維。而微觀科學在藝術領域的應用能為空間設計提供合理的形式與規則的模板。

3.在復雜性、智能化、可持續等影響下，未來的空間設計將走向非線性、智能、可持續，微觀科學的藝術應用成為了其中的一種可能。

4.本文對論題的研究并非最終結論。微觀科學中的微觀物質繁多形態、復雜機體種類繁多，隨著研究的深入，以及不同的設計師（建筑師）的其它解讀和設計，更多類型的微觀科學物質還會為藝術領域提供更好的設計作品。

參考文獻：

[1]馮路，李世芬.自然形態在建筑設計中的轉換與應用[J].2009（6）.

[2]鄭方,張欣.水立方——國家游泳中心[J].建筑學報，2008（3）.

[3]李保峰.仿生學的啟示[J].建筑學報，2002（9）.

[4]嚴鈞，梁智堯，許建和.城市與建筑的象征意義仿生研究[J].新建筑論壇，2007（5）.

[5]袁烽.從數字化編程到數字化建造[J].時代建筑，2012（5）.

[6]王潔,翁智偉.從細胞凋亡看建筑弱化[J].華中建筑，2008（10）.

作者：柴澍杰 張衛海 單位：華南理工大學