非洲蜂巢建筑的优势

蜂巢式建筑是模拟蜂巢的构造来建设的建筑物。

它采用基本受力结构是正六边体的模块固定连接构成建筑物整体。其正六边形面与建筑的基础面相互平行，使正六棱体模块框架受力结构的受力方向同正六棱轴心的方向以及重力方向一致；正六棱体框架模块上下六个边以及六角的六根立柱均为刚性材料，通过高强度螺丝固定连接构成多层刚性正六棱框架结构。这种蜂巢式建筑物能提高有效使用面积，它结构稳定、施工期短、工效高。

大厦由三大建筑组成，包括哥特式的图书馆，英国文艺复兴式议政厅和圆形的办公大楼。迥然不同的建筑风格使国会大厦成为一个奇妙的组合，既各具神彩，又相辅相依，融为一体。

"蜂巢"这个风格独特的建筑是Basil Spence爵士设计的，现在，它已经成为新西兰的标志性建筑之一

蜂巢在结构方面十分精妙，不起眼却勤劳智慧的蜜蜂们，用蜂蜡制作了许多紧密排列、形状规整的六边形蜂房。这些蜂房的尺寸和形状极其相似，基本上看不出区别，刚好可以完整容纳一只蜜蜂居住在里面，不会觉得太挤，也不会觉得太松，极有效地利用了空间，是让建筑大师都自愧不如的建筑杰作。

曾经看过蜂巢的人都知道，蜂巢是由很多大小和形状几乎一样、呈现为正六边形的蜂房构成。这些蜂房极为整齐地排列着，不管是尺寸精度还是平行度都相当规整，其建筑材料为蜜蜂制作的蜂蜡。在六边形的蜂房下面，是尖尖的倒锥形底部，整个蜂房的空间刚好是0.25立方厘米左右，误差极小，数量极多的蜂房紧密连接在一起，相互平行相互衔接，共同组成了精妙的蜂巢。

蜜蜂之所以把蜂巢建成这样，主要是为了有效地利用空间，使一个有限大小的蜂巢里，能够住进最多的蜜蜂，在这一点上蜜蜂做得很好，甚至比人类都做得好。每个蜂房几乎都是同样大小的六棱柱体，蜂房底部则是由三个相等菱形面构成的倒锥形，而且每个菱形面的锐角度都是70度，尺寸和平行度、精确度都令人惊叹。

蜂巢的建筑结构如此精妙，历史上有不少科学家在研究后都大为惊叹，提出进化论的达尔文也说过，自然界最让人惊讶的神奇建筑就是蜂巢。对此人类在艺术和建筑设计方面也受到了很好的启发，许多艺术家根据蜂巢设计出高档艺术品，建筑家则利用蜂巢原理改善人类居住的房屋性能、设计高层建筑、太阳能蜂房墙面等。

1、我国内蒙古以温带草原为主，植被稀少，树木更是稀缺，缺乏建设蜂巢建筑的材料。

2、蜂巢建筑为固定聚落，我国内蒙古地区以游牧业为主，采用蜂巢建筑不利于迁徙携带。

3、内蒙古地区降水少，气候干旱，风沙灾害多发，冬季积雪较厚，蜂巢建筑门窗较小，房屋较为密闭，不利于通风采光，外围干草无法抵御大风和暴雪天气破坏，不宜建设蜂巢建筑。

蜜蜂的建筑更让人难以相信，如果你仔细观察蜂巢，就会发现它是由无数六角柱状体的小房子联合起来的。房底呈六角锥体状，它包括6个三角形，每2个相邻的三角形可以拼成1个菱形，1个房底由3个相等的菱形组成。18世纪初，法国学者马拉尔琪经过仔细测量，发现每个房底部3个菱形截面的角度都相等，菱形的锐角为70°32′，钝角为108°28′。经过计算得知，以这样的菱形而组成的蜂巢结构，容量最大，而所需的建筑材料最少。

正六角形的建筑结构，密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大，其致密的结构，各方受力大小均等，且容易将受力分散，所能承受的冲击也比其他结构大。

蜂窝--自然界最经济有效的建筑

达尔文赞叹蜜蜂的巢房是自然界最令人惊讶的神奇建筑。巢房是由一个个正六角形的中空柱撞房室，背对背对称排列组成。六角形房室之间相互平行，每一间房室的距离都相等。 每一个巢房的建筑，都是以中间为基础向两侧水平展开，从其房室底部至开口处有13°的仰角，是为了避免存蜜的流出。另一侧的房室底部与这一面的底部又相互接合，由三个全等的菱形组成。此外，巢房的每间房室的六面隔墙宽度完全相同，两墙之间所夹成的角度正好是120度，形成一个完美的几何图形。人们总是疑问，蜜蜂巢室为什麼不呈三角形、正方形或其他形状呢？隔墙为什麽呈平面，而不是呈曲面呢？

其实，早在西元前180年，古希腊数学家Zenodorus证明出：

(1).周长固定的n边形，以正n边形的面积最大。而且n越大，面积越大。

(2).周长固定时，圆面积大於所有正多边形。

古埃及人也早就知道，唯有正三角形、正方形、正六边形，能各自铺成一平面。

1712年瑞士数学家Samuel Konig 在博物学家Reaumur的请托下，证明出：给订正六角柱，底部由三个全等菱形组成，最省材料的做法是，菱形两邻角分别是109°26' 和70°34'，如此在固定容积下，可有最小表面积。而蜜蜂巢室底部的菱形两邻角分别是109°28' 和70°32'，和Samuel Konig的理论证明结果仅差2'而已。

最近(1999年9月)加拿大『环球邮报』科学记者德服林撰文报导说：「经过1600年努力， 数学家终於证明蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者。美国数学家 黑尔 宣称，他已解决“蜂窝猜想”。四世纪古希腊数学家贝波司提出，蜂窝的优美形状，是自然界最有效经济的建筑代表。他猜想，人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝，是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建造成的。他的这一猜想称为“蜂窝猜想”，但这一猜想直至1999年才由 黑尔 证明。

虽然蜂窝是一个立体建筑，但每一个蜂巢都是六面柱体，而蜂蜡墙的总面积仅与蜂巢的截面有关。由此引出一个数学问题，即「寻找面积最大、周长最小的平面图形」。西元1943年，匈牙利数学家陶斯巧妙地证明，在所有首尾相连的正多边形中，正多边形的周长是最小的。但如果多边形的边是曲线时，会发生什麽情况呢？陶斯认为，正六边形与其他任何形状的图形相比，它的周长最小，但他不能证明这一点。而黑尔在考虑了周边是曲线时，无论是曲线向外突，还是向内凹，都证明了由许多 正六边形组成的图形周长最小。

最杰出的建筑师——蜜蜂

蜜蜂的蜂巢造型奇特，结构巧妙，可谓巧夺天工，很早就引起了科学家们的浓厚兴趣。

蜜蜂为自己造「房子」，它们是世上最杰出的建筑师。

蜂巢结构

蜂巢的基本结构，是由一个个正六角形单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的建筑物。每一房室大小统一、上下左右距离相等；蜂房直径约0.5公分，房房紧密相连，整齐有序，彷佛经过精心设计。

当气候炎热、蜂巢内温度高升时，工蜂会在蜂巢入口的地方，鼓动翅膀搧风，使巢内的空气流通，因而变为凉爽。

由於蜂蜡色白、质地柔软；因此，建造成的蜂巢，是呈半透明乳白色；经风乾后，逐渐变黄变硬。

据估计，工蜂分泌1公斤的蜂蜡，需要消耗16公斤的花蜜；而采集1公斤的花蜜，蜜蜂们必须飞行32万公里才得以完成；相当於绕行地球8圈的距离。因此，蜂蜡对蜜蜂而言，是宝贝珍贵的。

科学家们研究发现，正六角形的建筑结构，密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。因此，可容纳数量高达上万只的蜜蜂居住。

这种正六角形的蜂巢结构，展现出惊人的数学才华，令许多建筑师们自叹不如、佩服有加！

蜜蜂是宇宙间最令人敬佩的建筑专家。它们凭著上帝所赐的天赋本能，采用「经济原理」——用最少材料(蜂蜡)，建造最大的空间(蜂房)——来造蜜蜂的家。

当代著名生物学家达尔文(Darwin, 1809-1882)(文献)说：「如果一个人在观赏精密细致的蜂巢后，而不知加以赞扬，那人一定是个糊涂虫。」

古希腊数学家帕普斯(Pappus of Alexandria, 300~350BC)对蜂巢精巧奇妙的结构，作了细微的观察与研究。他在《数学汇编》(Mathematical Collection) 著作中写道：「蜂巢到处是等边、等角的正多边形图案，非常匀称规则。」

蜜蜂凭著上帝赋予它的智慧，选择了角数最多的正六边形。用等量的原料，使蜂巢具有最大的容积，因此能容纳更大数目的蜂蜜。

换言之，蜂巢不仅精巧神奇，而且十分符合现实需要，是一种最经济的空间架构。

蜜蜂建造的蜂巢，真是令人赞叹的天然建筑物。早在18世纪初，法国天文学家马拉尔地(Maraldi)(文献)亲自动手测量了许多蜂巢，发现每个蜂巢的孔洞和底部都是正六稜柱状。

如果将整个蜂巢底部分为三个菱形截面，则每个锐角和每个钝角的角度相等(锐角约为72°、钝角约为l09°)。

更令人惊奇的是，蜜蜂为了防止存蜜外流，每一个蜂巢的建筑，都是从中间向两侧水平展开；每个蜂房从内室底部到开口处，都呈现13 o的仰角。

历史上，蜜蜂的智慧也引起了著名天文学家克普勒(Kepler) (文献)指出：「这种充满空间对称蜂巢的角，应该和菱形十二面体的角一样。每个正六稜柱状蜂巢的底，都是由三个全等的菱形拼成的，而且每个菱形的钝角都等於109o28’，锐角都等於70o32’。」

十八世纪初，法国科学家雷安姆氏(Rene de Reaumur, 1683-1757)（文献）猜测：「用这样的角度建造起来的蜂巢，一定是相同容积中最省材料的建构法。」

蜂巢的六角形是最致密的结构，各方受力大小均等，且容易将受力分散。

美国B-2隐形轰炸机的机体元件，多采用三明治结构，即在两块高强度薄板间，胶合密度甚低的蜂巢层，使机体强度增高、质量减轻。

发动机的喷嘴是深置於机翼之内，呈蜂巢状，使雷达波只能进、不能出。

铅笔中的石墨是由碳原子，排成六角形蜂巢状的薄片组成。如果重新组合这些碳原子，就可以变成钻石。

无论是大至「蜂巢战舰」(Hive frigate）或小至「蜂巢式行动电话」(Cellular mobile phone)，其灵感无不来自於蜂巢之结构。

智慧的王所罗门的箴言：「智慧在街市上呼喊，在宽阔处发声。」(箴1:20) 所罗门的智慧是前无古人、后无来者的智慧，他的智慧是向 神祈求而得，是 神乐意赏赐的。

道成肉身的耶稣基督，他是比所罗门更有智慧的主。他曾在人类的历史中行走了三十三年半，他是「最杰出的智慧工蜂」其智慧的来源；因为，耶稣基督就是 神的智慧。

「敬畏耶和华，是智慧的开端；认识至圣者，便是聪明。」(箴9:10)

「智慧人积存知识；愚妄人的口速致败坏。」(箴10:14)

如果，世上最杰出的建筑师——蜜蜂的生命是 神创造的杰作；万物之灵、拥有上帝形像样式的人，岂不更应该认识这位宇宙万物智慧源头——上帝，他是创造主，是独一的真神。

蜜蜂所做的六角六面状窝，因多墙面的排列和一系列连续的蜂窝形的网状结构，可以分散承担来自各方的外力，使得蜂窝结构对挤压力的抵抗，比任何圆形或正方形要高得多。科学家对蜂窝结构的研究发现，即使非常纤薄的材料，只要把它制成蜂窝形状，就能够承受很大的压力。

蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。房孔的底既不是平的，也不是圆的，而是尖的。这个底是由三个完全相同的菱形组成。相邻的房孔共用一堵墙和一个孔底，非常节省建筑材料；房孔是正六边形，蜜蜂的身体基本上是圆柱形，蜂在房孔内既不会有多余的空间又不感到拥挤。

蜂窝的结构给航天器设计师们很大启示，他们在研制时，采用了蜂窝结构：先用金属制造成蜂窝，然后再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构。

这种蜂窝结构强度很高，重量又很轻，还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。因此，这些航天器又统称为“蜂窝式航天器”。

城市建筑反应的是建筑设计方面，我不懂，我是地理老师，想从地理角度解释传统民居的建筑文化中体现的因地制宜、天人合一的思想。

对此我有6方面看法：

1、民居的建筑材料多是就地取材：

中亚沙漠地区的蜂巢屋，以黄土和沙子为原料，是就地取材。

如因纽特人在北极附近居住，气温低，用冰雪造的冰屋，即是就地取材。

日本的森林资源丰富，北海道木屋，以木材为主要原料，建筑材料丰富。

凡此种种，不胜枚举。

2、屋顶的坡度大小，反映当地的降水情况，通常尖顶反映当地降水多，平顶降水少。

如日本的合掌屋，大大的尖顶冬天防止了雨水的渗浸和大雪的堆积。

新疆降水少，屋顶平坦，可以晾晒粮食之类的

3、一般风大的地区，房屋窗户小，使风沙不易吹进室内。

如福建平潭石头厝，当地是风城，一年四季风大，所以窗户小。石头厝屋顶上的石头是压瓦片的，防止被大风吹掉。

山东荣成海草房，当地风大，窗也小，屋顶苫海草防风雨，有的海草外边还挂上废弃的渔网，防海草被风吹走。

西亚沙漠地区的蜂巢屋，也是风大，风沙频繁，窗小是对风大的适应。

4、昼夜温差大，民居墙体厚。

使得白天晒不透，室内温度低，夜晚室内降温慢，不冷。气温年较差大的地方也是墙体厚，道理同上，即冬不冷，夏不热。

如：陕北窑洞，以后边的黄土崖为墙，够厚了吧，冬暖夏凉。

西亚蜂巢屋屋是昼夜温差大，故而墙体也厚，因为图片贴过了，这里不重复。

东北土坯房，冬季很冷，所以墙体很厚。（我老家东北农村的，土房大炕上，有我满满的童年回忆。早年冬天为保温，还会在窗户外边钉一层塑料布）

5、地表不平坦的地方用另类的方式找平

土家族的吊脚楼，地形不平坦，竹木结构支撑，号称千条腿落地。

6、气候湿热地区，围墙，房屋的墙壁花式通风；冬季干冷地区，院落封闭挡风。

云南傣家竹楼，所处之地，气候湿热，傣家竹楼通风极好

北京四合院，北京温带季风气候，冬季寒冷，春季风沙多，四合院防风阻沙效果均好。

三门峡地坑院，所在地区冬季气候干冷，是以用这种方式防寒。这是古代人们穴居方式的遗留，被称为中国北方的"地下四合院"，三门峡地坑院比较著名。

综上所述，一个地方的传统民居，体现出来的建筑文化，是千百年来祖先们智慧的结晶，有鲜明的地域特色，是人类对各种地理环境的适应的产物。这些建筑就是世代传下来的文明瑰宝，不仅有艺术的美感，还有人对美好生活的向往和追求，需要我们传承和保护。

蜜蜂是一种典型的群居性昆虫，整个蜂群的发展和繁衍都离不开蜂巢，事实上蜜蜂一生几乎都是围绕着蜂巢进行的，例如蜂群用蜂巢来培育新蜂和储备食物等，下面我们就一起来看一看蜜蜂是怎么修筑蜂巢的吧！

起因：分蜂或者飞逃

蜜蜂寻找新巢址的原因主要有分蜂和飞逃两种，其中分蜂是蜜蜂种群数量增加和分布区域扩大的主要方式，分蜂时老蜂王会带来大部分工蜂离开原巢另觅新址，而飞逃则是蜂群对当前巢址不满而引发的迁徙活动，例如附近蜜源匮乏、敌害威胁严重等都会导致蜂群迁徙到其他地方筑巢。

侦查：寻找新的巢址

蜂群前往新巢址之前会派出大量的侦查蜂，侦查蜂在找到合适的巢址后会返回蜂群并指示出新巢址的方位，假如有大量侦查蜂都指示一个方位则整个蜂群便会迁移到新巢址，但若在该范围内找不到合适的巢址蜂群便会飞到更远的地方，然后仍然由蜂群中排出的侦查蜂外出寻找新巢址。

选址：要求极为苛刻

巢址对蜂群的发展是至关重要的，因此蜜蜂对巢址有极为苛刻的要求，其一是附近有丰富且相对连续的蜜源，其二是温度和湿度都要适宜蜂群生存，其三是要利于蜂群抵御天敌的危害，其四是周围的环境要安静，例如人迹罕至且附近蜜源丰富的石洞、树洞或土洞都是蜂群理想的巢址。

筑巢：工蜂泌蜡筑巢

蜂群找到合适的巢址后会迁移到新巢址处并开始筑巢，筑巢材料是蜂群中适龄工蜂分泌的蜂蜡，事实上蜂巢整体上是由几张或十数张相对平行并垂直于地面的巢脾组成，而巢脾则是由大量紧密排列的六边形蜂房(蜂室)组成，另外在蜂群需要时工蜂会在巢脾下部修筑王台来培育新蜂王。

注意：蜜蜂是一种“恋家”的群居性昆虫，除自然分蜂或飞逃外极少出现弃巢的情况，其中自然分蜂是蜜蜂种群扩散的主要方式，而飞逃则是蜂群为了继续生存表现出的本能反应。

蜜蜂会在什么地方筑巢？

蜜蜂是一种群居性昆虫，而蜂巢又是蜂群生存和繁衍的根本，因此蜜蜂对巢址的选择是极为苛刻的，不但要求蜂巢附近有丰富的蜜源，而且要求冬暖夏凉且能防御天敌的侵袭，下面我们就一起来看一看蜜蜂会在什么地方筑巢吧！

蜜源：附近有丰富的蜜源

蜜源是蜜蜂赖以生存的物质基础，实际上蜜蜂完全以花为食(包括花蜜和花粉)，加之蜜蜂的有效采集半径大约在3公里左右，因此蜂群一般会选择在半径3公里内蜜源丰富且相对连续的地方筑巢，假如原蜂巢附近长期缺乏蜜源时蜂群也会迁移到蜜源丰富的地方重新筑巢。

环境：温度和湿度要适宜

蜜蜂正常生存需要适宜的温度，虽然蜂群有调节温度的能力，但蜂群一般多在冬暖夏凉的地方筑巢，同时蜂巢还需具备一定的湿度，过于干燥或潮湿均对蜂群不利，另外蜜蜂筑巢的地方还要求能遮风避雨(蜂巢由几涨或十数张巢脾构成，本身并不具备遮风避雨的效果)。

敌害：利于抵御敌害侵袭

蜜蜂在自然界的敌害有胡蜂、蚂蚁、蜘蛛等，其中以胡蜂对蜂群的危害最大，尤其是在外界食物匮乏时胡蜂会集中攻击群势较弱的蜂群，因此蜜蜂一般多在洞口狭小(便于守卫蜂巢)且相对隐秘(防止被敌害发现)的地方筑巢，例如内部有一定空间的石缝、树洞或土洞等。

水源：有便于采集的水源

水是生命之源，对蜜蜂而言也不例外，尤其是干燥的夏季蜜蜂会经常到水源处采水，蜜蜂采水除了自身解渴外(多雨季节蜜蜂常喝露水来补充水分)，还用于调制食物(蜜蜂用水稀释蜂蜜和调制花粉)、调节蜂巢内的湿度和温度等，因此蜂巢附近一般都有便于采集的水源。

总结：蜂巢不但是蜂群储存食物的“仓库”，而且还是培育新蜂的“育婴房”，因此蜂群对筑巢地址的选择极为苛刻，实际上自然界中的蜂群一般多在附近蜜源丰富的石洞、树洞或土洞中筑巢。