生命建筑

如今，建筑物智能化、仿生化的程度越来越高，学术界新近出现的生命建筑构想就是其中的佼佼者。

何谓生命建筑?1994年，15个国家的科学家在美国聚会，提出运用新材料和新技术，建筑与生物界相仿的、能感受外界和自身变化并作出反应的建筑物，这就是生命建筑。

生命建筑的基本特征有：

生命建筑具有“肌肉”，对外界变化能很快作出反应。桥梁损坏的主要原因，是车辆在行驶中产生的共振，损坏的薄弱环节是用不同材料合成的梁。而用能自动收缩和舒张的智能材料，如电热控制的记忆合金，就可改变梁内部的力和形状，使梁的振动频率变化，使桥梁承受振动的能力增高10倍。正在研究中的其他“肌肉”材料还有压电陶瓷、磁致伸缩材料、电磁流变液体等，它们已经在一些建筑上试验成功。

生命建筑有能获得“感觉”的“神经”。加拿大和美国科学家将光纤维或压电聚合物制成厚仅200～300微米的压力感应薄膜，并把这种“神经”埋在房屋、道路、桥梁中。这种“建筑神经”不仅能“感觉”到整座建筑或桥梁内部的受力变化，甚至能感应检测到一辆汽车开过时，桥梁所受的震动和桥的变形。如果桥梁产生裂缝，“神经”信号就会中止，从而便于预防，并能及时查出建筑的隐患所在。

生命建筑要有能自动调节控制的“大脑”。在一座大型生命建筑或桥梁内，会有许许多多的“神经”和“肌肉”材料埋在关键部位，它们之间的相互作用也十分繁复，需要有一个控制和协调的中心，这就是生命建筑的“大脑”——一台大型电脑，它具有能判断、决策并进行协调的程序，对重要程度不同的部位所传递的信息，作出迅速的反应和处理。

这便是由系统控制、人工神经网络和大脑所代表的未来生命建筑的主要特征。建筑设计师指出，如果没有人工生命的控制中心，由无数光纤传感器、驱动执行器堆砌起来的建筑很可能是一座“代价昂贵，行为愚蠢的结构”、“像一个患脑溢血的病人”。

当地震和风暴造成建筑物大幅振动进而摧毁建筑物时，生命建筑就能在灾害发生时保护自己，生存下来。近年来，日本发展了智能化的质量阻尼技术。地震发生时，生命建筑中的驱动器和控制系统会迅速改变设在建筑物内的阻尼物（如流体箱）的质量，从而改变阻尼物的振动频率，以此来抵消建筑物的振动。这种方法也可以减小超高大厦和悬挂式桥梁因风力引起的摇摆。

美国正在研究地震发生时怎样让生命建筑之间能自动伸出各自的驱动阻尼器，并连接在一起，就像人在摇晃的船甲板上手拉手一样，不易倾倒。

地震造成的建筑振动往往有若干个振动周期，美国科学家用化学混沌动力去干扰和破坏这样的周期振动，使建筑物的破坏性大幅振动转变为无序的能量分散的混沌运动。这如同一个振动着的音叉与一个率乱运动的小物体相遇，音叉的有序振动会变成杂乱无章的振动。这是一种以少量能量去影响和减少巨大能量对结构破坏的有效途径。

生命十分可贵，康复对于生命而言十分重要。美伊利诺斯大学已研制出生命建筑自我康复的方法。它的执行元件是充有异丁烯酸甲酯粘结剂和硝酸钙抗蚀剂的小管；当生命建筑出现裂缝时，小管断裂，管内物质流出，形成自愈的混凝土结构。这个方法已获成功。这完全像人体血液中的血小板，能够自动堵塞创口，使肌体康复。

生命建筑是模拟生命而设想的，它具有生命的基本模式和功能，是一种地地道道的未来建筑。