仿生设计在公共空间中的应用——以大兴机场为例

仿生设计在公共空间中的应用——以大兴机场为例

邵子洋

（东北林业大学 黑龙江哈尔滨 150000 ）

关键词：大兴机场；公共空间；室内设计；仿生设计；

摘要：自古有云“师法自然”，人类在生产发展过程中一直对自然界中的事物进行模仿学习，仿生设计是人类生产、生活中必不可少的技术支撑,是人摄取灵感永恒的老师。随着北京这座城市的不断发展，原有的首都国际机场已经不能满足使用，新落成的大兴机场设计造型新颖独特，随着社会多元化和生态化的发展，新时代需要满足人民日益增长的生态环境需求，大兴机场在设计上运用了大量仿生设计，使科技感和自然元素相得益彰。本文首先从仿生概念进行解析，分析仿生设计在当今社会的意义，从仿生设计中提取出形态仿生、功能仿生、结构仿生、精神意向仿生的设计分支，以仿生设计现有理论为研究依据，结合大兴机场各个室内设计展开分析，总结仿生设计方法，阐释大兴机场室内仿生设计的创新点。

1.绪论

1.1仿生设计的定义

仿生设计学（Bionics Design）是在仿生学与设计学基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它以自然界万事万物的＂形＂、＂色＂、＂音＂、＂功能＂、＂结构＂等为研究对象，有选择的在设计过程中应用这些特征原理而进行的设计。仿生设计的内容可从不同的角度产生不同的层次和方向。基于生物特征认知与产品构成要素的相关性，可以将仿生设计的主要内容归纳为：模仿生物形态、生物结构、生物功能、生物色彩、生物形式美感、生物意象的设计。

1.2仿生设计的意义

运用仿生性思维进行设计，可作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到高度的和谐统一。提倡仿生设计，不但可以创造功能完备、结构精巧、造型优美、美妙绝伦的使用体验，同时赋予设计形态以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。

2.仿生设计在机场室内界面设计中的设计方法

2.1形态仿生

形态仿生（Morphological Bionics）设计是指在设计过程中，设计师将某种仿生对象的整体或局部经过加工和整理应用到产品外观上，让人产生某种相关联想的一种设计手法。达到回归自然、返璞归真的情感需求。例如北京鸟巢体育场在形态上仿造设计，模仿自然界中园丁鸟巢的外形构建，达到自然和城市的融合。

大兴机场建筑内部的8个半开放c形柱模拟自然界植物的花蕊形态，一段段铝板“花瓣”从地面经过c形柱延伸到幕墙边，延伸到屋架上，光线透过天窗，在天花上呈现出一朵朵盛开的“花”，将自然元素融入到现代设计的造型中，极富美感。巧妙地将承重柱开出一扇天窗引入自然光线，极大的节约了人工照明资源，也在建筑结构上沟通内外空间。

图2-1 马蹄花与c形柱（图源：网络）

玻璃穹顶模拟植物绽放时的形态在天花界面上呈现，给人以强烈震撼的自然生命力感受和几何形态的装饰美。玻璃材质增强自然照明的同时，也巧妙地通过光线明暗，表现出“花芯”的形态美，将人们的视线聚拢到中心点。

图2-2 盛开的花芯与玻璃穹顶（图源：网络）

2.2功能仿生

功能仿生（Functional Bionics）设计是通过研究生物体所存在的功能原理自然生物的客观功能原理与特征，进行学习、模仿和创新，将其运用到设计的中去。利用生物体进化出来其独有的物质属性，巧妙结合设计，通过功能仿生设计吸取大自然的智慧，便捷的实现或改良设计物的开发。

在大兴机场的室内动线功能设计上，通过仿造蚁巢内部丰富的功能分区，在机场内设置多条交通线路，实现多个分区同时运作，且各个功能区划分明确，连续不突兀。在不同层面的设计不同功能，空间交织灵活，交通动线有序。

图2-3 蚁巢刨面图与机场内部交通流线（图源：网络）

大兴机场棚顶的构建，通过模仿鸭子脚蹼的受力方式，扩大棚顶的面积，将重力分摊到各个细部，增大受力面积，从而c形柱对天花吊灯的支撑力度，实现了仅八根承重柱的伟大壮举，构架出了世界规模最大的单体机场航站楼。

图2-4 鸭子脚蹼和天花模型分解图（图源：网络）

2.3技术结构仿生

结构仿生（Bionic Structure）是通过对生物肌体构造的研究，对自然生物由内而外的结构特征的认知，结合不同设计概念与设计目的进行设计创新，使人工产品具有自然生命的意义与美感特征，仿造结构相似实现功能相近的目的。

大兴机场入口立面采用蜂窝结构仿生设计，造型功能，融入室内界面，设计成为入口立面结构是被拉宽的的蜂窝结构，可以稳固墙体构造的同时也极富美观性，极大的装饰了室内界面：从内部细看曲线和水平线交织、线与线之间的呼应，装饰性与功能性完美的融合，最大程度的表现出北京——这座历史悠久的城市所迸发出的新活力；从外部整体造型来看，装饰的味道更浓了，入口处设立的“蜂窝”安置在最醒目的入口处设置，以海纳百川的精神容纳着来自天南海北世界各地的人们。

图2-5 蜂窝与仿蜂窝结构设计（图源：网络）

图2-6 不同时段的内外部视角（图源：网络）

2.4精神意象仿生

精神意向仿生（Spiritual bionics），生物的意象是在人类认识自然的经验与情感积累的过程中产生的，仿生物意象的设计对产品语义和文化特征的体现具有重要作用。当下，仿生设计不光追求形态的仿生，更追求有关精神深处精神意向的仿生。

大兴机场的c形柱设计植物向上生长绽放的意向提取出来，通过花瓣的生长意向仿生，将花蕊、花瓣向上的形态抽离出来，提取成为一种不断向上，不断延展，不断生长的精神意向，融入到机场仅有的8根c形承重柱中，所有的线条都围绕“花蕊”聚拢、延展，阳光透过顶端的玻璃倾泻到那一缕黄上，越走近越是被花朵向上的力量所吸引，是人类与生俱来的无法抗拒的对于光的吸引，当完全走近，巨大的花朵在顶部全部绽放的那一瞬间，所有关于生长的，关于美好的的意向都被完美的演绎了出来。

图2-7 c形柱（图源：网络）

马启代老师在诗中描绘“只需稍慢一点，只一点点，我正好看到了/那朵花开/另一朵正好开到最美”当我走近，阳光倾斜而出的那一刻我也看到了，那是一种深邃的美，演绎成绝美的黑白艺术。这时，形态仿生在界面中设计的一切，都被赋予了更深一层的设计内涵，精神意向。

图2-8倾泻而出的强烈阳光将室内变为黑白空间（图源：网络）

3.仿生设计在机场室内小品设计中的设计方法

3.1利用仿生物体的形态进行设计

机场中的小品设计中也加入了形态仿生设计：在候机室插入了一排仿山峦形态的座椅，起伏连绵的曲线形态似中国画里山水的造型，似延绵不断的山川。流觞曲水，行至其中，或许会赋予“人至山水处，寄情山水间”的感情色彩。寓情于景，机场是远行的地方，更是回家的驿站。在一座极富现代感的机场建筑中融入中国古典山水的仿生设计元素，用简单干净现代的线条表现出山峰的起伏，现代与传统的结合，更在这个国际化建筑中体现出中国人的情感底蕴和内涵。

图3-1 山水异形座椅（图源：网络）

3.2仿生元素在软装纹样中的应用

仿生元素（Biomimetic elements）是模拟自然界中生物的形态和结构，提取出植物元素对室内空间进行装饰，以达到较强的装饰效果和回归自然的心理感受。机场内部软装设计中地毯提取出了花瓣、花这一仿生元素，对“花”的造型进行简练的提取，形成一朵6瓣的螺旋花纹样，在地毯上进行有规律的重复出现，与整体设计呼应，增强室内的装饰效果和自然感受。

图3-2 地毯“花”元素纹样（图源：网络）

4.结语

自然界的进化产生和保留了世界上最完美的形态和色彩。仿生设计师傅肯·黄曾说过：“最好的设计灵感源自大自然，从生物仿生到自然中的每道线条，都可以被凝结成精华融入产品。”自然界是最高明的设计师，因此，设计要尊重自然，汲取于自然，和自然共存。

经过对北京大兴机室内界面及室内小品设计的分析和研究，使我在仿生设计这一种设计手法上有了较为深刻的认知和了解。本文从不同方向阐述了仿生设计在大兴机场的室内设计中的运用，旨在对所提取的仿生元素进行深层理解，开展设计对应元素的多元化分析。此外，还应继续拓宽仿生设计在室内的应用领域，让科技与艺术在室内各界面得到充分应用，更好地满足人们的物质生活需要和精神审美需求。《山海经》有云：“凤凰，见则天下安宁”。寓意着“凤凰展翅”大兴机场，与首都机场又刚好形成了“龙凤呈祥”的双枢纽的格局，祝愿祖国繁荣昌盛。

5.参考文献

[1]于晓红. 仿生设计学研究[D].吉林大学,2004.

[2]邵宇. 仿生设计在现代精品旅游度假酒店室内装饰艺术设计中的应用[D].昆明理工大学,2013.

[3]宋洛颖. 基于形态仿生的素食餐厅室内设计[D].中南林业科技大学,2015.

[4]王一雯. 仿生元素在室内空间界面设计中的应用与研究[D].吉林艺术学院,2019.

[5]温玲.仿生元素在展览建筑造型中的运用研究[J].美与时代(城市版),2021(01):14-15.

[6]汪浩源,郑绍江.仿生设计在城市公共设施中的应用[J].建筑与文化,2020(09):153-154.