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『下粗上细』大自然就是人类最好的“老师”——人类模仿大自然设计的建筑物！( 三 )


为了弄清白蚁为什么有如此高的本领，科学家仔细研究了白蚁巢穴的构造。他们发现，这种白蚁巢穴分为地上、地下两部分。地下部分是白蚁的生活区，巢穴的地上部分则有个约3米高的泥塔，泥塔内有一些空气通道通到白蚁的地下生活区。泥塔断面呈楔形，总是像罗盘一样准确地指向北方。因此，科学家把这种白蚁称为“罗盘白蚁”。
泥塔的侧壁皱巴巴的，表面积很大，在早晨和午后阳光斜射时能最大限度地吸收阳光的热量，泥塔顶部呈尖锥形，表面积较小。这样一来，在正午炽热的阳光下，泥塔吸收的热量就减少了。
“罗盘白蚁”建造这种特殊的泥塔，就是为巢穴创造恒温条件。泥塔在阳光下受热后，塔内空气通道之中的气温也随之上升，空气体积膨胀而向上升腾，这就产生了像烟囱一样的抽气作用，把新鲜空气通过白蚁进出的通道抽吸到塔顶，形成一股风，吹过白蚁巢穴的生活区。
白蚁中的工蚂蚁在巢穴内“监测”(感受)各处的温度，并根据温度的变化，阻断或扩大巢穴内的通道，以调节气流。这就像人类用开、闭窗户来调节室内温度一样。
因此，无论外界气温如何变化，白蚁巢穴地下生活区的温度，都保持在30～32℃。
建筑学家从白蚁巢穴的构造得到极大启示，认为人类也可以模仿白蚁，建造有自然通风系统的办公楼。虽然安装了空调系统的大厦可以做到温度恒定，但因门窗封闭，空气不流通，长时间呆在里面的人很容易患上空调综合征。
1994年，英国建筑师在诺丁汉兴建了7幢仿白蚁巢穴的办公楼，排成一个弧形面向北面，每幢大楼的角上都有一个17米高的圆柱形玻璃塔，其作用相当于白蚁巢穴上的泥塔，当阳光照射时，玻璃塔内的空气温度升高，膨胀上升，起烟囱的抽气作用，形成一个自然通风系统。玻璃塔顶部还可用液压方式升降，用来调节上升的空气流量，由于塔中的空气通道和办公楼的各房间相通，上升气流可以带走多余的热量并吸入新鲜空气。在大楼内有一个计算机能量管理系统，它的作用相当于白蚁巢穴中的工蚂蚁，负责管理室内的温度调节系统，控制玻璃塔顶的升降，以调节空气流量，在寒冬还可启动热风机，在夏夜可启动风扇，将清新的空气引入室内。
蘑菇与伞屋
『下粗上细』大自然就是人类最好的“老师”——人类模仿大自然设计的建筑物！
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所有的植物都呈哑铃形，这是一种很好的建筑结构，它使植物利用最小的占地面积，就获得了适度体积的地上部分，得到了大面积的阳光，而向下生长出的根系，能够牢牢抓住土壤。利用这种结构，植物还能够立体享受阳光：森林群落中乔木层以下有灌木层，灌木层以下还有草本层。模拟植物的仿生建筑可以更好地利用太阳能。
以蘑菇为例。蘑菇由3部分构成：菌盖、菌柄、菌丝。菌盖离地有一定高度，菌丝呈放射状向地下扩散，菌柄把两者连接起来。这也是一个哑铃结构。
依照蘑菇的外形，人类可以设计、建造仿生建筑，其“菌丝”部分(仿生建筑的根基)可以采用植物根的形态，将几根长度与直径都适宜的钢管呈放射状地打入地下，与岩石紧紧咬合，以产生的摩擦力来支持地上部分。这样，可以大大减少地基部分的工程量。仿生建筑的“菌柄”部分(支柱)采用钢筋混凝土结构，它的底部膨大。以便和根基连接为一体。仿生建筑的“菌盖”部分(居住体)则采用钢架结构，从支柱向四周辐射出许多钢梁，屋顶做成拱形的钢网架，并与钢梁相衔接，共同形成一个笼状的整体结构。
由于采用哑铃结构，这种仿生建筑所占地面只有传统建筑的10％，而屋顶可以贴上大面积的太阳能电池。从远处看，整个建筑就像一把大雨伞，因此取名叫“伞屋”。
小腿骨与埃菲尔铁塔
『下粗上细』大自然就是人类最好的“老师”——人类模仿大自然设计的建筑物！
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人体骨架形态、结构之精巧、合理和美妙，往往使建筑师们赞叹不已。堂堂七尺之躯全靠骨骼支撑，这与高耸入云的摩天大楼凭借钢架支撑几乎一模一样。


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