植物仿生公共藝術(shù)作者簡介

王鶴，天津大學(xué)建筑學(xué)院副教授、博士，碩士生導(dǎo)師。中國美術(shù)家協(xié)會(huì)會(huì)員，中國雕塑學(xué)會(huì)會(huì)員，“北洋學(xué)者·青年骨干教師”稱號(hào)獲得者。

主講天津市思政精品課、在線開放課“設(shè)計(jì)與人文-一當(dāng)代公共藝術(shù)”（超星爾雅平臺(tái)）與“全球公共藝術(shù)設(shè)計(jì)前沿”（中國大學(xué)MOOC和智慧樹平臺(tái)）。主持國家社會(huì)科學(xué)后期資助項(xiàng)目“世界范圍公共藝術(shù)新發(fā)展趨勢(shì)研究”、教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目“基于系統(tǒng)論的中國現(xiàn)代城市雕塑全壽命期設(shè)計(jì)方法研究”、天津市教委社會(huì)科學(xué)重大項(xiàng)目“文化地標(biāo)提升天津軟實(shí)力競爭戰(zhàn)略及實(shí)施路徑研究”等11項(xiàng)課題，主要從事公共藝術(shù)設(shè)計(jì)及理論研究，在天津、邯鄲等地設(shè)計(jì)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(bào)告在《光明日?qǐng)?bào)》整版發(fā)表。曾獲“天津大學(xué)青年教師講課大賽”一等獎(jiǎng)，“第二屆聯(lián)盟青年教師教學(xué)創(chuàng)新大賽”一等獎(jiǎng)，“天津市第十五屆社會(huì)科學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)，第十二～十四屆“天津市社會(huì)科學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)”三等獎(jiǎng)，“天津市第三屆教育科學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)”，“天津大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)，“第十二屆全國美展作品征選暨天津市美術(shù)作品展覽”銀獎(jiǎng)，“天津市第八屆青年美術(shù)作品展覽”銀獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。 2100433B

第一章 潤物無聲——植物對(duì)人類社會(huì)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(shí)的啟示

第五節(jié) 根的啟示

小結(jié)

章測(cè)試

第二章 千樹萬樹——植物仿生公共藝術(shù)的淵源

第一節(jié) 植物仿生公共藝術(shù)的寫實(shí)探索——《玫瑰》《蘭花》與《大花》

第二節(jié) 植物仿生公共藝術(shù)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(shù)代表作——《信號(hào)燈樹》

第四節(jié) 中國植物仿生公共藝術(shù)代表作——成都太古里項(xiàng)目

小結(jié)

章測(cè)試

第三章 步入正軌——植物仿生公共藝術(shù)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(zhuǎn)合——《鳳凰之花》與《未來之花》

小結(jié)

章測(cè)試

第四章 風(fēng)云際會(huì)——植物仿生公共藝術(shù)的建設(shè)趨勢(shì)

第一節(jié) 輕——逐漸重視基礎(chǔ)材料的輕質(zhì)量、高強(qiáng)度與可回收性

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

第三節(jié) 活——發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，更多采用互動(dòng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)效應(yīng)

第四節(jié) 強(qiáng)——功能強(qiáng)大而且實(shí)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(shù)與美學(xué)層面還需深入思考

小結(jié)

章測(cè)試

……

第五章 后起之秀——植物仿生公共藝術(shù)之經(jīng)典

第六章 同途殊歸——類植物仿生公共藝術(shù)

第七章 意在筆先——植物仿生公共藝術(shù)理論基礎(chǔ)

第八章 按圖索驥——植物仿生公共藝術(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第九章 他山之石——植物仿生公共藝術(shù)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練案例解析

后記

參考文獻(xiàn)

《植物仿生公共藝術(shù)》是中國大學(xué)MOOC和智慧樹平臺(tái)在線開放課程“全球公共藝術(shù)設(shè)計(jì)前沿”和超星爾雅平臺(tái)在線開放課程“設(shè)計(jì)與人文——當(dāng)代公共藝術(shù)”的配套教材，也是國家社科基金后期資助項(xiàng)目“世界范圍公共藝術(shù)新發(fā)展趨勢(shì)研究”的轉(zhuǎn)化成果。

《植物仿生公共藝術(shù)》采用案例式教學(xué)模式，全書共分九章，分別介紹了植物對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的啟示，植物仿生公共藝術(shù)的淵源、發(fā)展和建設(shè)趨勢(shì)，植物仿生公共藝術(shù)之經(jīng)典，類植物仿生公共藝術(shù)，植物仿生公共藝術(shù)理論基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練案例解析。

《植物仿生公共藝術(shù)》可作為普通高等院校、職業(yè)院校或培訓(xùn)機(jī)構(gòu)公共藝術(shù)、環(huán)境設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、自動(dòng)化等專業(yè)教材，也可作為相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員參考用書。

為方便教學(xué)，《植物仿生公共藝術(shù)》配套有電子課件和二維碼教學(xué)視頻。

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

內(nèi)容介紹

對(duì)于公共藝術(shù)中建筑形態(tài)的研究緣于作者對(duì)公共藝術(shù)建筑性的關(guān)注。

本文汲取了建筑學(xué)、美學(xué)、符號(hào)學(xué)等學(xué)科原理，透過當(dāng)前劇烈變動(dòng)的公共藝術(shù)現(xiàn)象，分析了建筑性在公共藝術(shù)創(chuàng)作中的潛在意義與價(jià)值，并針對(duì)性地選取了當(dāng)前頗具代表性的公共藝術(shù)作品進(jìn)行分析和詮釋。與此同時(shí)，作者剖析了當(dāng)前的文化現(xiàn)象，提出了公共藝術(shù)“文本”的觀點(diǎn)以及審美“即時(shí)性”的理論，對(duì)當(dāng)代公共藝術(shù)的概念進(jìn)行了總結(jié)。

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德國著名仿生學(xué)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(xué)設(shè)計(jì)原則”，其中包括：整體化而不是附加構(gòu)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(duì)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(luò)化關(guān)聯(lián)而不是線狀聯(lián)系等。

仿生學(xué)的設(shè)計(jì)原則給予建筑仿生設(shè)計(jì)一些有益的啟示：

建筑仿生學(xué)整體優(yōu)化原則

美國建筑師富勒從結(jié)晶體和蜂窩的棱形結(jié)構(gòu)得到啟發(fā)，提出：“世界上存在著能以最小結(jié)構(gòu)提供最大強(qiáng)度的系統(tǒng)，整體表現(xiàn)大于部分之和”。他依據(jù)“少費(fèi)多用”的原則，設(shè)計(jì)了最有效率的活動(dòng)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(shè)計(jì)上成了高技派建筑師的典范。

德國建筑師奧托在20世紀(jì)60年代組織了“Biologic and Architecture”研究小組，探索材料的高效應(yīng)用及與環(huán)境親和的建筑。奧托也崇尚“Less is More”，奧托關(guān)注資源的整體優(yōu)化。奧托認(rèn)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(yīng)性得到啟發(fā)。材料科學(xué)的發(fā)展使得奧托的鋼索張膜高效結(jié)構(gòu)在全世界得到廣泛應(yīng)用（圖4-4）。

建筑仿生學(xué)適應(yīng)性原則

適應(yīng)性是生物經(jīng)過長期的進(jìn)化得到的為適應(yīng)周圍環(huán)境而形成的積極共生策略。動(dòng)物教會(huì)我們?nèi)绾螒?yīng)付高溫或低溫，植物又展示給我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)太陽光輻射的生存模式，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(yīng)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(jìn)行熱量循環(huán)，從而降低供暖系統(tǒng)的負(fù)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(jìn)入其空腔中，被熱空氣或水加熱后進(jìn)入室內(nèi)，使熱空氣在室內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

建筑仿生學(xué)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(shí)候它可以出汗，冷的時(shí)候會(huì)起雞皮疙瘩，能以不同的方式對(duì)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(yīng)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(xué)研究中，建筑不再僅僅是“保溫箱”，除了被動(dòng)地保溫，以防止熱量散失，它還應(yīng)主動(dòng)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(xué)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(guān)系、建筑單體的組織和建筑各種細(xì)部的設(shè)計(jì)，在建筑與周圍生態(tài)環(huán)境之間建立一個(gè)緩沖區(qū)域，在一定程度上防止各種極端氣候條件變化對(duì)室內(nèi)的影響，同時(shí)強(qiáng)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(chǎng)等空間，也可以是建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)，還可以小到建筑的細(xì)部構(gòu)造。

雙層皮玻璃幕墻是生物氣候緩沖層設(shè)計(jì)原則的具體體現(xiàn)。這種光、薄、透的新型表皮構(gòu)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(shí)現(xiàn)太陽能的被動(dòng)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(guān)閉的特制金屬百葉相當(dāng)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(gòu)件還可以起到遮陽和熱反射作用，從而實(shí)現(xiàn)建筑的被動(dòng)式降溫（圖4-6）。 2100433B

基本原則，利用仿生學(xué)手段及類似原理，推演建筑結(jié)構(gòu)及外形布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)

分延包括建筑材料結(jié)構(gòu)仿生無體結(jié)構(gòu)體系，建筑布局仿生物結(jié)構(gòu)體系，建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)造布置仿生物學(xué)體系，體系包含植物宏觀結(jié)構(gòu)，動(dòng)物骨骼及抗震結(jié)構(gòu)，動(dòng)物力學(xué)傳遞原理。

宏觀結(jié)構(gòu)具體運(yùn)用表現(xiàn)為鳥巢等大跨度空間結(jié)構(gòu)，腹膜結(jié)構(gòu)接超高層建筑。

材料力學(xué)方面運(yùn)用相似原理對(duì)材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)等極限要求。

微觀結(jié)構(gòu)方面增加結(jié)構(gòu)抗震裂縫自愈能力，運(yùn)用電子感應(yīng)技術(shù)，預(yù)置微磨結(jié)構(gòu)與建筑構(gòu)件內(nèi)部，達(dá)到構(gòu)件開裂自愈和能力。

宏觀結(jié)構(gòu)方面，運(yùn)用葉脈、竹等宏觀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化大跨度板的布置及高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置，運(yùn)用骨骼等生物工程力學(xué)原理合理優(yōu)化布置高層內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)及混凝土構(gòu)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(shè)了相關(guān)課程，并對(duì)仿生有了比較系統(tǒng)的研究。其中，吉林大學(xué)依托工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開始了國內(nèi)首個(gè)仿生科學(xué)與工程專業(yè)的碩士及博士招生。2015年，吉林大學(xué)創(chuàng)建一流大學(xué)一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目“仿生科學(xué)與工程”新興交叉學(xué)科評(píng)估順利通過，并獲得連續(xù)資助。 2100433B