植物仿生公共藝術

第一章 潤物無聲——植物對人類社會發(fā)展的啟示

第一節(jié) 葉的啟示

第二節(jié) 莖的啟示

第三節(jié) 花的啟示

第四節(jié) 果實的啟示

第五節(jié) 根的啟示

小結

章測試

第二章 千樹萬樹——植物仿生公共藝術的淵源

第一節(jié) 植物仿生公共藝術的寫實探索——《玫瑰》《蘭花》與《大花》

第二節(jié) 植物仿生公共藝術的抽象探索——《金屬形態(tài)》與《鋼樹》

第三節(jié) 植物仿生公共藝術代表作——《信號燈樹》

第四節(jié) 中國植物仿生公共藝術代表作——成都太古里項目

小結

章測試

第三章 步入正軌——植物仿生公共藝術的發(fā)展歷程

第一節(jié) 跨過盧比肯河——《太陽能樹》和《光之群花》

第二節(jié) 效法自然——《C02LED》和《鮮花》

第三節(jié) 起承轉合——《鳳凰之花》與《未來之花》

小結

章測試

第四章 風云際會——植物仿生公共藝術的建設趨勢

第一節(jié) 輕——逐漸重視基礎材料的輕質量、高強度與可回收性

第二節(jié) 真——形態(tài)上越發(fā)逼真，進一步融入都市環(huán)境

第三節(jié) 活——發(fā)揮自身優(yōu)勢，更多采用互動技術，以實現(xiàn)社會效應

第四節(jié) 強——功能強大而且實用，推廣普及門檻降低

第五節(jié) 凈——夜間照明基于清潔能源

第六節(jié) 辨——技術與美學層面還需深入思考

小結

章測試

……

第五章 后起之秀——植物仿生公共藝術之經(jīng)典

第六章 同途殊歸——類植物仿生公共藝術

第七章 意在筆先——植物仿生公共藝術理論基礎

第八章 按圖索驥——植物仿生公共藝術設計基礎

第九章 他山之石——植物仿生公共藝術設計綜合訓練案例解析

后記

參考文獻

王鶴，天津大學建筑學院副教授、博士，碩士生導師。中國美術家協(xié)會會員，中國雕塑學會會員，“北洋學者·青年骨干教師”稱號獲得者。

主講天津市思政精品課、在線開放課“設計與人文-一當代公共藝術”（超星爾雅平臺）與“全球公共藝術設計前沿”（中國大學MOOC和智慧樹平臺）。主持國家社會科學后期資助項目“世界范圍公共藝術新發(fā)展趨勢研究”、教育部人文社會科學研究項目“基于系統(tǒng)論的中國現(xiàn)代城市雕塑全壽命期設計方法研究”、天津市教委社會科學重大項目“文化地標提升天津軟實力競爭戰(zhàn)略及實施路徑研究”等11項課題，主要從事公共藝術設計及理論研究，在天津、邯鄲等地設計城市雕塑十余座。

已出版近30部著作，發(fā)表論文70余篇、專欄文章百余篇，調(diào)研報告在《光明日報》整版發(fā)表。曾獲“天津大學青年教師講課大賽”一等獎，“第二屆聯(lián)盟青年教師教學創(chuàng)新大賽”一等獎，“天津市第十五屆社會科學優(yōu)秀成果獎”一等獎，第十二～十四屆“天津市社會科學優(yōu)秀成果獎”三等獎，“天津市第三屆教育科學優(yōu)秀成果獎”，“天津大學教學成果獎”二等獎，“第十二屆全國美展作品征選暨天津市美術作品展覽”銀獎，“天津市第八屆青年美術作品展覽”銀獎等多個獎項。 2100433B

《植物仿生公共藝術》是中國大學MOOC和智慧樹平臺在線開放課程“全球公共藝術設計前沿”和超星爾雅平臺在線開放課程“設計與人文——當代公共藝術”的配套教材，也是國家社科基金后期資助項目“世界范圍公共藝術新發(fā)展趨勢研究”的轉化成果。

《植物仿生公共藝術》采用案例式教學模式，全書共分九章，分別介紹了植物對人類社會發(fā)展的啟示，植物仿生公共藝術的淵源、發(fā)展和建設趨勢，植物仿生公共藝術之經(jīng)典，類植物仿生公共藝術，植物仿生公共藝術理論基礎、設計基礎和設計綜合訓練案例解析。

《植物仿生公共藝術》可作為普通高等院校、職業(yè)院?；蚺嘤枡C構公共藝術、環(huán)境設計、工業(yè)設計、建筑學、城鄉(xiāng)規(guī)劃、自動化等專業(yè)教材，也可作為相關專業(yè)從業(yè)人員參考用書。

為方便教學，《植物仿生公共藝術》配套有電子課件和二維碼教學視頻。

凡選用《植物仿生公共藝術》作為授課教材的教師均可登錄www.cmpedu.com，以教師身份免費注冊下載，也可以加入公共藝術交流QQ群免費索取。

內(nèi)容介紹

對于公共藝術中建筑形態(tài)的研究緣于作者對公共藝術建筑性的關注。

本文汲取了建筑學、美學、符號學等學科原理，透過當前劇烈變動的公共藝術現(xiàn)象，分析了建筑性在公共藝術創(chuàng)作中的潛在意義與價值，并針對性地選取了當前頗具代表性的公共藝術作品進行分析和詮釋。與此同時，作者剖析了當前的文化現(xiàn)象，提出了公共藝術“文本”的觀點以及審美“即時性”的理論，對當代公共藝術的概念進行了總結。

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德國著名仿生學家Werner Nachtigall在其著作《Pattern of Nature》中提出了“適合功能之造型的仿生學設計原則”，其中包括：整體化而不是附加構造，整體的最優(yōu)化而不是零件的最大化，多功能而不是單一功能，對環(huán)境的微調(diào)，節(jié)能，直接和間接的太陽能利用，整體的循環(huán)代替不必要的垃圾堆積，網(wǎng)絡化關聯(lián)而不是線狀聯(lián)系等。

仿生學的設計原則給予建筑仿生設計一些有益的啟示：

建筑仿生學整體優(yōu)化原則

美國建筑師富勒從結晶體和蜂窩的棱形結構得到啟發(fā)，提出：“世界上存在著能以最小結構提供最大強度的系統(tǒng)，整體表現(xiàn)大于部分之和”。他依據(jù)“少費多用”的原則，設計了最有效率的活動住宅（Dymaxion House）和裝配形球架（Geodesic Dome） （圖4-3）。福斯特和格雷姆肖得益于富勒的直接教誨，在資源優(yōu)化的建筑設計上成了高技派建筑師的典范。

德國建筑師奧托在20世紀60年代組織了“Biologic and Architecture”研究小組，探索材料的高效應用及與環(huán)境親和的建筑。奧托也崇尚“Less is More”，奧托關注資源的整體優(yōu)化。奧托認為他的建筑創(chuàng)作不是從形式出發(fā)，而是從高效的生物適應性得到啟發(fā)。材料科學的發(fā)展使得奧托的鋼索張膜高效結構在全世界得到廣泛應用（圖4-4）。

建筑仿生學適應性原則

適應性是生物經(jīng)過長期的進化得到的為適應周圍環(huán)境而形成的積極共生策略。動物教會我們?nèi)绾螒陡邷鼗虻蜏兀参镉终故窘o我們?nèi)绾螒獙μ柟廨椛涞纳婺Ｊ?，兩者都提供了抵抗惡劣天氣的嶄新的處理方法?

把這種方法應用在建筑上是很有利的。例如人們研制了“特朗布壁”外墻系統(tǒng)（TrombeWalls），它利用熱虹吸管/溫差環(huán)流原理，使用自然的熱空氣或水來進行熱量循環(huán)，從而降低供暖系統(tǒng)的負荷。在寒冷季節(jié)，墻體可以利用自身收集太陽輻射的能力加熱空腔內(nèi)的空氣或水，新鮮空氣則從墻體底部進入其空腔中，被熱空氣或水加熱后進入室內(nèi)，使熱空氣在室內(nèi)循環(huán)流動。

建筑仿生學多功能原則

從某種意義上講，人有三層皮。第一層是人的自然皮膚，熱的時候它可以出汗，冷的時候會起雞皮疙瘩，能以不同的方式對所處環(huán)境作出微調(diào)：第二層是人的衣服，隨著四季的交替人們可以增減衣服，以適應季節(jié)變化；第三層則是建筑物的表皮。過去，建筑表皮是僵化不變的，不隨季節(jié)的變遷而變化。但在仿生學研究中，建筑不再僅僅是“保溫箱”，除了被動地保溫，以防止熱量散失，它還應主動地利用太陽能；在冬季，白天要充分吸收陽光，夜晚則要防止熱量散失；在夏季，則要滿足防熱要求。仿生學的多功能原則為滿足這些多重需要提供了思路。

生物氣候緩沖層（ BBL=Bioclimate Buffering Layer）就是典型的多功能策略。它是指通過建筑群體之間的組合關系、建筑單體的組織和建筑各種細部的設計，在建筑與周圍生態(tài)環(huán)境之間建立一個緩沖區(qū)域，在一定程度上防止各種極端氣候條件變化對室內(nèi)的影響，同時強化使用者需要的各種微氣候調(diào)節(jié)手段。生物氣候緩沖層具體可以大到街道、廣場等空間，也可以是建筑的外維護結構，還可以小到建筑的細部構造。

雙層皮玻璃幕墻是生物氣候緩沖層設計原則的具體體現(xiàn)。這種光、薄、透的新型表皮構造，在冬季的白天可以保證室內(nèi)獲得足夠的日照，以高效實現(xiàn)太陽能的被動式利用，晚上除了中空玻璃可以有效地阻止長波輻射以外，關閉的特制金屬百葉相當于增加了一道保溫層，有效地阻止了室內(nèi)熱量的散失；而在夏季，空腔內(nèi)因熱壓而上升的空氣能將金屬百葉吸收的熱量帶至窗外，通過調(diào)節(jié)雙層幕墻之間的特制遮陽構件還可以起到遮陽和熱反射作用，從而實現(xiàn)建筑的被動式降溫（圖4-6）。 2100433B

基本原則，利用仿生學手段及類似原理，推演建筑結構及外形布局的優(yōu)化設計

分延包括建筑材料結構仿生無體結構體系，建筑布局仿生物結構體系，建筑結構及構造布置仿生物學體系，體系包含植物宏觀結構，動物骨骼及抗震結構，動物力學傳遞原理。

宏觀結構具體運用表現(xiàn)為鳥巢等大跨度空間結構，腹膜結構接超高層建筑。

材料力學方面運用相似原理對材料結構進行優(yōu)化，達到輕質高強等極限要求。

微觀結構方面增加結構抗震裂縫自愈能力，運用電子感應技術，預置微磨結構與建筑構件內(nèi)部，達到構件開裂自愈和能力。

宏觀結構方面，運用葉脈、竹等宏觀結構，優(yōu)化大跨度板的布置及高層結構設計布置，運用骨骼等生物工程力學原理合理優(yōu)化布置高層內(nèi)部鋼結構及混凝土構件梁柱優(yōu)化，利用腱鞘原理消弱地震影響力。

國內(nèi)許多高校開設了相關課程，并對仿生有了比較系統(tǒng)的研究。其中，吉林大學依托工程仿生教育部重點實驗室，開始了國內(nèi)首個仿生科學與工程專業(yè)的碩士及博士招生。2015年，吉林大學創(chuàng)建一流大學一流學科建設項目“仿生科學與工程”新興交叉學科評估順利通過，并獲得連續(xù)資助。 2100433B