Bioonilised vormid eristuvad nende kujunduse ja mittelineaarsete kujundite keerukuse poolest.
Termini tekkimine.
Mõiste "bioonika" (kreeka keelest "bios" - elu) ilmus kahekümnenda sajandi alguses. Globaalses mõttes tähistab see teaduslike teadmiste valdkonda, mis põhineb looduslike vormide ehitusmustrite avastamisel ja kasutamisel tehniliste, tehnoloogiliste ja kunstiliste probleemide lahendamiseks, mis põhinevad bioloogiliste organismide struktuuri, morfoloogia ja elutegevuse analüüsil. Nime pakkus välja Ameerika teadlane J. Steele 1960. aastal Daytonas toimunud sümpoosionil – “Teissüsteemide elavad prototüübid – uue tehnoloogia võti” – mille käigus konsolideeriti uue, uurimata teadmistevaldkonna tekkimine. Sellest hetkest alates seisavad arhitektid, disainerid, ehitajad ja insenerid silmitsi mitmete ülesannetega, mille eesmärk on leida uusi kujundamisvahendeid.
NSV Liidus kerkis 1980. aastate alguseks tänu 1990. aastate alguseni eksisteerinud TsNIELAB labori spetsialistide meeskonna aastatepikkusele pingutusele arhitektuuribioonika lõpuks arhitektuuri uue suunana. Sel ajal ilmus Yu S. Lebedevi juhtimisel suure rahvusvahelise autorite ja töötajate meeskonna monograafia “Arhitektuurne bioonika” (1990).
Seega periood alates kahekümnenda sajandi keskpaigast. 21. sajandi alguseni. arhitektuuris iseloomustas seda suurenenud huvi keeruliste kõverjooneliste vormide vastu, 19. sajandi lõpust – 20. sajandi algusest alguse saanud orgaanilise arhitektuuri kontseptsiooni taaselustamine uuel tasemel L. loomingus. Sullivan ja F. L. Wright. Nad uskusid, et arhitektuurne vorm, nagu eluslooduseski, peaks olema funktsionaalne ja arenema justkui "seestpoolt väljapoole".
Arhitektuurse ja looduskeskkonna harmoonilise sümbioosi probleem.
Viimaste aastakümnete tehnokraatlik areng on pikka aega allutanud inimese elukorralduse. Samm-sammult on inimkond oma ökoloogilisest nišist planeedil välja tulnud. Tegelikult on meist saanud klaasist, betoonist ja plastist loodud tehisliku “looduse” asukad, mille ühilduvus loodusliku ökosüsteemi eluga läheneb pidevalt nullile. Ja mida enam võtab tehislik loodus elava looduse üle, seda ilmsemaks muutub inimese vajadus loomuliku harmoonia järele. Kõige tõenäolisem viis inimkonna naasta "looduse rüppe" ja kahe maailma vahelise tasakaalu taastamiseks on kaasaegse bioonika areng.
Küpressi pilvelõhkuja Shanghais. Arhitektid: Maria Rosa Cervera ja Javier Pioz.
Sydney ooperimaja. Arhitekt: Jørn Utzon.
Rolexi koolituskeskus. Arhitektid: Jaapani arhitektuuribüroo SANAA.
Arhitektuurne bioonika on uuenduslik stiil, mis võtab loodusest parima: reljeefid, kontuurid, kuju kujundamise põhimõtted ja suhtlemine välismaailmaga. Kogu maailmas on bioonilise arhitektuuri ideid edukalt ellu viinud kuulsad arhitektid: küpress-pilvelõhkuja Shanghais, Sydney ooperimaja Austraalias, NMB panga juhatuse hoone Hollandis, Rolexi koolituskeskus ja puuviljamuuseum Jaapanis. .
Puuviljamuuseum. Arhitekt: Itsuko Hasegawa.
Puuviljamuuseumi interjöör.
Läbi aegade on inimese loodud arhitektuuris olnud loomulike vormide järjepidevus. Kuid erinevalt eelmiste aastate formalistlikust lähenemisest, mil arhitekt lihtsalt kopeeris looduslikke vorme, põhineb kaasaegne bioonika elusorganismide funktsionaalsetel ja fundamentaalsetel omadustel - eneseregulatsioonivõimel, fotosünteesil, harmoonilise kooseksisteerimise põhimõttel jne. Biooniline arhitektuur hõlmab majade loomist, mis on loomulik laiendus, mis ei lähe sellega vastuollu. Bioonika edasiarendamine hõlmab ökomajade – energiasäästlike ja mugavate iseseisvate elu toetavate süsteemidega hoonete – arendamist ja loomist. Sellise hoone projekteerimine hõlmab inseneriseadmete kompleksi. Ehitamisel kasutatakse keskkonnasõbralikke materjale ja ehituskonstruktsioone. Ideaalis on tulevikumaja autonoomne, isemajandav süsteem, mis sobib sujuvalt loodusmaastikku ja eksisteerib harmoonias loodusega. Tänapäevane arhitektuuribioonika on praktiliselt sulandunud “ökoarhitektuuri” mõistega ja on otseselt seotud ökoloogiaga.
Elusast loodusest arhitektuurisse siirduv kujund.
Iga planeedi elusolend on täiuslik töösüsteem, mis on kohandatud oma keskkonnaga. Selliste süsteemide elujõulisus on miljonite aastate jooksul toimunud evolutsiooni tulemus. Avaldades elusorganismide ehituse saladusi, võib saada uusi võimalusi hoonete arhitektuuris.
Kujude kujunemist eluslooduses iseloomustab plastilisus ja kombinatiivsus, nii korrapäraste geomeetriliste kujundite kui ka kujundite mitmekesisus - ringid, ovaalid, rombid, kuubikud, kolmnurgad, ruudud, mitmesugused hulknurgad ning lõputu hulk äärmiselt keerulisi ja hämmastavalt ilusaid, nende elementide kombineerimisel loodud kerged, vastupidavad ja ökonoomsed struktuurid. Sellised struktuurid peegeldavad elusorganismide arengu keerukust ja mitmeastmelist arengut.
Arhitektuuribioonika vaatenurgast looduse uurimise põhipositsioonid on biomaterjaliteadus ja biotektoonika.
Biomaterjaliteaduse uurimisobjektiks on looduslike struktuuride ja nende “derivaatide” mitmesugused hämmastavad omadused - loomorganismide kuded, taimede varred ja lehed, ämblikuvõrgu niidid, kõrvitsa antennid, liblika tiivad jne.
Biotektoonikaga on kõik keerulisem. Selles teadmistevaldkonnas ei huvita teadlasi mitte niivõrd looduslike materjalide omadused, kuivõrd elusorganismide olemasolu põhimõtted. Biotektoonika peamisteks probleemideks on biostruktuuride toimepõhimõtetel ja -meetoditel põhinevate uute struktuuride loomine eluslooduses, elusorganismide kohanemisel ja kasvul põhinevate paindlike tektooniliste süsteemide kohanemise ja kasvu rakendamine.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonikas pööratakse suurt tähelepanu uutele ehitustehnoloogiatele. Seega on tõhusate ja jäätmevabade ehitustehnoloogiate arendamise vallas perspektiivikas suund kihtkonstruktsioonide loomine. Idee on laenatud süvamere molluskitelt. Nende vastupidavad kestad koosnevad vahelduvatest kõvadest ja pehmetest plaatidest. Kõva plaadi pragunemisel neelab deformatsioon pehme kihi ja pragu ei lähe kaugemale.
Arhitektuuribioonika tehnoloogiad.
Toome näite mitmest enamlevinud tänapäevasest biooniliste hoonete arendamise suundumusest.
1. Energiasäästlik Maja - madala energiatarbimisega või standardallikatest nullenergiatarbimisega hoone (Energy Efficient Building).
2. Passiivmaja (Passive Building) - passiivse termoregulatsiooniga konstruktsioon (jahutamine ja küte keskkonnaenergiat kasutades). Sellistes majades kasutatakse energiasäästlikke ehitusmaterjale ja -konstruktsioone ning neil praktiliselt puudub traditsiooniline küttesüsteem.
3. Bioklimaatiline arhitektuur. Üks kõrgtehnoloogilise stiili suundumusi. Bioklimaatilise arhitektuuri põhiprintsiip on harmoonia loodusega: "... et lind kontorisse lennates ei märkaks, et ta seal sees on." Põhimõtteliselt on teada arvukalt bioklimaatilisi pilvelõhkujaid, milles koos tõkkesüsteemidega kasutatakse heliisolatsiooni ja mikrokliima toetamiseks aktiivselt mitmekihilisi klaase (kahekihiline tehnoloogia) koos ventilatsiooniga.
4. Tark Maja (Intellektuaalhoone) - hoone, milles arvutitehnoloogia ja automaatika abil optimeeritakse valguse ja soojuse voogu ruumides ja piirdekonstruktsioonides.
5. Terve hoone - hoone, milles energiasäästlike tehnoloogiate ja alternatiivsete energiaallikate kasutamise kõrval eelistatakse looduslikke ehitusmaterjale (mulla ja savi segud, puit, kivi, liiv jne) Tehnoloogiad " tervislik Kodud hõlmavad õhupuhastussüsteeme kahjulikest aurudest, gaasidest, radioaktiivsetest ainetest jne.
Arhitektuurivormide kasutamise ajalugu arhitektuuripraktikas.
Arhitektuuribioonika ei tekkinud juhuslikult. See tulenes varasemast kogemusest, kasutades ühel või teisel kujul (enamasti assotsiatiivselt ja jäljendavalt) eluslooduse teatud omadusi või tunnuseid arhitektuuris – näiteks Egiptuse templite hüpostiilisaalides Luxoris ja Karnakis, pealinnades ja iidsete ordude sambad, gooti interjöörid katedraalid jne.
Edfu templi hüpostiilisaali sambad.
Biooniline arhitektuur hõlmab sageli ehitisi ja arhitektuurikomplekse, mis sobivad orgaaniliselt loodusmaastikku, olles justkui selle jätk. Näiteks võib neid nimetada moodsa Šveitsi arhitekti Peter Zumthori hooneteks. Koos looduslike ehitusmaterjalidega töötab see praktiliselt ilma neid muutmata juba olemasolevate looduslike elementidega - mäed, künkad, muruplatsid, puud. Tema struktuurid näivad kasvavat maapinnast ja mõnikord segunevad nad ümbritseva loodusega nii palju, et neid pole võimalik kohe tuvastada. Näiteks Šveitsi termid tunduvad väljast vaadatuna lihtsalt rohealana.
Vannid Valsis. Arhitekt: Peter Zumthor.
Bioonika ühe kontseptsiooni - ökomaja kuvandi - seisukohalt võib isegi meile tuttavad külamajad liigitada bioonilise arhitektuuri alla. Need on loodud looduslikest materjalidest ning külaasulate rajatised on alati olnud harmooniliselt integreeritud ümbritsevasse maastikku (küla kõrgeim koht on kirik, madalik elamud jne).
Firenze katedraali kuppel. Arhitekt: Filippo Brunelleschi.
Selle ala esilekerkimist arhitektuuriajalukku seostatakse alati mingisuguse tehnilise uuendusega: näiteks Itaalia renessansiajastu arhitekt F. Brunelleschi võttis Firenze katedraali kupli ehitamisel prototüübiks munakoore ja Leonardo da Vinci. kopeeris elulooduse vorme ehitus- ja sõjaväeehitiste ning isegi lennukite kujutamisel ja projekteerimisel. On üldtunnustatud, et esimene, kes hakkas elusmudelite lendamise mehaanikat "bioonilisest asendist" uurima, oli Leonardo da Vinci, kes üritas välja töötada lehviva tiivaga lennukit (ornitopterit).
Galerii Güelli pargis. Arhitekt: Antonio Gaudi.
Püha Perekonna katedraali (Sagrada Familia) Kristuse kannatuste portaal.
Ehitustehnoloogia edusammud üheksateistkümnendal ja kahekümnendal sajandil. tekitas uusi tehnilisi võimalusi eluslooduse arhitektuuri tõlgendamiseks. See peegeldub paljude arhitektide töödes, kelle hulgast paistab silma loomulikult Antoni Gaudi – kahekümnenda sajandi arhitektuuris biovormide laialdase kasutamise teerajaja. A. Gaudi projekteeritud ja ehitatud elamud, Güelli klooster, kuulus Sagrada Familia (Püha Perekonna katedraal, kõrgus 170 m) Barcelonas on endiselt ületamatuteks arhitektuurilisteks meistriteoseks ning samal ajal kõige andekamateks ja iseloomulik näide arhitektuursete loodusvormide assimilatsioonist -- nende rakendamine ja arendamine.
Casa Mila pööningukorrus. Arhitekt: Antonio Gaudi.
Casa Batlló galerii kaarvõlv. Arhitekt: Antonio Gaudi.
A. Gaudi uskus, et arhitektuuris, nagu ka looduses, pole kohta kopeerimisel. Seetõttu on tema konstruktsioonid oma keerukuse poolest silmatorkavad – te ei leia tema hoonetest kahte identset osa. Selle sammastel on kujutatud koore ja lehtedega palmitüvesid, trepikäsipuud jäljendavad taimetüvede kõverdumist ja võlvlaed jäljendavad puuvõrasid. Gaudi kasutas oma loomingus paraboolkaarte, hüperspiraale, kaldsambaid jne, luues arhitektuuri, mille geomeetria ületas nii arhitektide kui ka inseneride arhitektuursed fantaasiad. A. Gaudí oli üks esimesi, kes kasutas ruumiliselt kõvera vormi biomorfoloogilisi disainiomadusi, mida ta kehastas väikese tellistest trepiastme hüperboolse paraboloidi kujul. Samal ajal ei kopeerinud Gaudi lihtsalt loodusobjekte, vaid tõlgendas loovalt loodusvorme, muutes proportsioone ja mastaapseid rütmikarakteristikuid.
Hoolimata asjaolust, et protobiooniliste hoonete semantiline ulatus näeb välja üsna muljetavaldav ja õigustatud, peavad mõned eksperdid arhitektuuribioonikaks ainult neid ehitisi, mis ei korrata lihtsalt looduslikke vorme ega on loodud looduslikest materjalidest, vaid sisaldavad oma kujunduses eluslooduse struktuure ja põhimõtteid. .
Eiffeli torni ehitamine. Insener: Gustave Eiffel.
Silla projekt. Arhitekt: Paolo Soleri.
Need teadlased nimetaksid pigem protobioonikaks selliseid ehitisi nagu sillainseneri A. G. Eiffeli 300-meetrine Eiffeli torn, mis täpselt kordab inimese sääreluu struktuuri, ja arhitekt P. Soleri sillaprojekt, mis meenutab kokkukeeratud teraviljalehte. ja välja töötatud koormuse ümberjaotamise põhimõttel taimevartes jne.
Jalgrattarada Krylatskojes. Arhitektid: N. I. Voronina ja A. G. Ospennikov.
Venemaal laenati ka mõne “perestroika-eelse” perioodi arhitektuuriobjekti loomiseks elava looduse seadusi. Näiteks Ostankino raadio- ja teletorn Moskvas, olümpiarajatised - jalgrattarada Krylatskojes, sisestaadioni membraankatted Mira avenüül ja universaalne spordi- ja meelelahutushall Leningradis, restoran Bakuu Primorski pargis ja selle ühendus. Frunze linnas - restoran Bermet jne.
Arhitektuuribioonika valdkonnas tegutsevate kaasaegsete arhitektide nimede hulgas on Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/#). /Valitud) paistavad silma %20works/Architecture?mode=english), Nicholas Grimshaw (http://grimshaw-architects.com/sectors/), Ken Young (http://www.trhamzahyeang.com/project/main.html ), Vincent Calebo ( http://vincent.callebaut.org/projets-groupe-tout.htm l) jne.
Kui mõni bioonika aspekt Sulle huvi pakub, siis kirjuta meile ja me räägime sellest lähemalt!
Arhitektuuribüroo "Inttera".
Arhitektuuri- ja ehitusbioonika uurib eluskudede tekke ja struktuuri kujunemise seaduspärasusi, analüüsib elusorganismide struktuurisüsteeme materjali-, energiasäästu ja töökindluse tagamise põhimõttel. Neurobioonika uurib aju talitlust ja mälumehhanisme. Intensiivselt uuritakse loomade meeleelundeid ja sisemisi keskkonnareaktsiooni mehhanisme nii loomadel kui taimedel. Arhitektuuri- ja ehitusbioonika ilmekas näide on teraviljavarte ja kaasaegsete kõrghoonete struktuuri täielik analoogia. Teraviljataimede varred taluvad suuri koormusi ilma õisiku raskuse all murdumata. Kui tuul need maapinnale painutab, taastavad nad kiiresti oma vertikaalse asendi. Mis on saladus? Selgub, et nende struktuur sarnaneb tänapäevaste kõrghoonete tehasetorude konstruktsiooniga - üks inseneriteaduse uusimaid saavutusi. Mõlemad konstruktsioonid on seest õõnsad. Taime varre sklerenhüümi kiud toimivad pikisuunalise tugevdusena. Tüvede sõlmedevahelised (sõlmed?) on jäikuse rõngad. Varre seintel on ovaalsed vertikaalsed tühimikud. Toruseinad on sama disainilahendusega. Teraviljataimede varre toru välisküljele asetatud spiraaltugevduse rolli täidab õhuke nahk. Konstruktiivse lahenduseni jõudsid insenerid aga ise, loodusesse “vaatamata”. Struktuuri identiteet selgus hiljem. Viimastel aastatel on bioonika kinnitanud, et enamik inimeste leiutisi on looduse poolt juba “patenteeritud”. Sellised 20. sajandi leiutised nagu tõmblukud ja takjakinnitused valmistati linnusulgede struktuuri põhjal. Erinevat sorti konksudega sulghabemed tagavad usaldusväärse haarde. Kuulsad Hispaania arhitektid M. R. Cervera ja J. Ploz, aktiivsed bioonika pooldajad, alustasid 1985. aastal „dünaamiliste struktuuride” uurimist ja 1991. aastal korraldasid nad „Arhitektuuriinnovatsiooni toetamise ühingu”. Nende juhitud rühm, kuhu kuulusid arhitektid, insenerid, disainerid, bioloogid ja psühholoogid, töötas välja projekti "Vertical Bionic Tower City". 15 aasta pärast peaks Shanghaisse kerkima tornlinn (teadlaste hinnangul võib 20 aasta pärast Shanghai elanikkond ulatuda 30 miljoni inimeseni). Tornilinn on mõeldud 100 tuhandele inimesele, projekt lähtub “puitehituse põhimõttest”.
Linnatorn saab olema 1228 m kõrguse küpressi kujuga, mille ümbermõõt on 133 x 100 m ja kõige laiemas kohas 166 x 133 m. Tornil on 300 korrust asub 12 vertikaalses 80-korruselises plokis (12 x 80 = 960; 960!=300). Plokkide vahel on tasanduspõrandad, mis toimivad iga plokitasandi kandekonstruktsioonina. Plokkide sees on erineva kõrgusega majad koos vertikaalsete aedadega. See keerukas disain sarnaneb küpressipuu okste ja kogu võra struktuuriga. Torn hakkab seisma akordioni põhimõttel vaivundamendil, mis ei ole maetud, vaid areneb kõrgust kasvades igas suunas – sarnaselt puu juurestiku arenemisele. Tuule kõikumine ülemistel korrustel on viidud miinimumini: õhk läbib torni konstruktsiooni kergesti. Torni katmiseks kasutatakse spetsiaalset plastmaterjali, mis imiteerib naha poorset pinda. Kui ehitamine õnnestub, on plaanis ehitada veel mitu sellist hoonet-linna.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonikas pööratakse suurt tähelepanu uutele ehitustehnoloogiatele. Näiteks tõhusate ja jäätmevabade ehitustehnoloogiate arendamise valdkonnas on perspektiivikas suund kihtkonstruktsioonide loomine. Idee on laenatud süvamere molluskitelt. Nende vastupidavad kestad, näiteks laialt levinud abalooni omad, koosnevad vaheldumisi kõvadest ja pehmetest plaatidest. Kõva plaadi pragunemisel neelab deformatsioon pehme kihi ja pragu ei lähe kaugemale. Seda tehnoloogiat saab kasutada ka autode katmiseks.
Maailma arhitektuuripraktikas on viimase 40 aasta jooksul eluslooduse kujunemise seaduspärasuste kasutamine omandanud uue kvaliteedi ja seda nimetatakse arhitektuur-biooniliseks protsessiks ning sellest on saanud üks kõrgtehnoloogilise arhitektuuri suundi.
Arhitektuur-biooniline praktika on tekitanud uusi, ebatavalisi arhitektuurivorme, mis on funktsionaalses ja utilitaarses mõttes praktilised ning oma esteetiliste omaduste poolest originaalsed. See ei saanud arhitektide ja inseneride vastu huvi äratada.
Bioonika pärineb kreeka sõnast, mis tähendab "elu elementi". See oli aluseks teaduse suuna nimetusele, mis uurib teatud bioloogiliste süsteemide ja protsesside kasutamise võimalust tehnoloogias.
Arhitektuurne bioonika sarnaneb tehnilise bioonikaga; see on aga nii spetsiifiline, et moodustab iseseisva haru ja lahendab mitte ainult tehnilisi, vaid peamiselt arhitektuurilisi probleeme.
Siinkohal on eriti vaja rõhutada, et Nõukogude Liidus hakati looma arhitektuuribioonika teaduslikke aluseid, eriti arhitektide V.V. Zefeld ja Yu.S. Lebedeva.
Toome välja Saksa ja Austria arhitektide Semperi, Feldegi, Baueri jt väljaütlemised Huvitav artikkel, mis analüüsib nende seisukohti ja väljendab tema seisukohta otstarbekuse probleemist arhitektuuris – “Darwini teooria ehituskunstis” (1900). ) - kirjutas kindel isik pseudonüümi "Gr. Yu - P." all. Selle artikli autor püstitas selgelt ja selgelt, teatud peenuse ja teravusega arhitektuur-bioonilise probleemi ning kinnitas Darwini evolutsiooniteooria toimimise seaduspärasust arhitektuuris.
Arhitektuuri loodusvormide kujunemise raskeim etapp oli periood 19. sajandi keskpaigast 20. sajandi alguseni. Seda mõjutasid bioloogia kiire areng ja ehitustehnoloogia enneolematud edusammud võrreldes eelmise perioodiga (näiteks raudbetooni leiutamine ning klaas- ja metallkonstruktsioonide intensiivse kasutamise algus). Seda etappi uurides tuleb erilist tähelepanu pöörata sellise olulise voolu tekkimisele arhitektuuris nagu “orgaaniline arhitektuur”. Tõsi, nimetus “orgaaniline arhitektuur” ei tähenda otsest ja olulist seost arhitektuuri ja eluslooduse vahel. "Orgaanilise arhitektuuri" suund on funktsionalismi suund. Üks selle peamisi ideolooge Frank Lloyd Wright rääkis sellest televisioonis 1953. aastal. vastates talle esitatud küsimustele: „... orgaaniline arhitektuur on arhitektuur „seest väljapoole“, milles ideaaliks on terviklikkus Me ei kasuta sõna „orgaaniline“ tähenduses „taime- või loomamaailma kuulumine .”
Tootmistegevuses tegutsev inimene kasutab kokkuhoiu nimel alati ära kõik võimalused, mis ette tulevad. Edenedes muutub see nõue üha teravamaks. Näiteks pärast Teise maailmasõja lõppu hakkasid insenerid ja arhitektid elava loodusega lähemalt tutvuma. Neid meelitasid näiteks eluslooduse elastsed kiled, mis pinge all hästi töötavad (Otto Frei katsed 40ndatel). Kaasaegne teadus on võimaldanud süveneda eluslooduse arenguseadustesse ja tehnoloogia on võimaldanud simuleerida elusstruktuure. Selle tulemusena tekkisid 40. aastate lõpu arhitektuuris vormid, mis taastoosid eluslooduse struktuurseid struktuure teadlikul teaduslikul ja tehnilisel alusel. See hõlmab Torino näituse suure saali katmist insener P.L. Närvi-, tross- ja telkkonstruktsioonid (Otto Frei jt).
Nõukogude Liidus pälvisid bioonilised ideed arhitektide ja inseneride (MAI, TsNIISK Gosstroy USSR, Len-ZNIIEP jt) suurt tähelepanu.
90ndatel mängis suurt rolli arvutitehnoloogia ootamatu kiire invasioon meie ellu. Selle “vaikse revolutsiooni” pikaajalisi kultuurilisi tagajärgi on veel raske ennustada, kuid uue põlvkonna esindajate mõtlemine liigub nende selginemise suunas. Tänu arvutile on võimalik kirjeldada keerukat bioloogilist objekti, näiteks inimese luustikku, arhitektile tuttavas tööjoonise keeles.
Arhitektuuribioonika ajaloolise tausta kokkuvõtteks võib öelda, et arhitektuuribioonika kui teooria ja praktika kujunes välja arhitektuuri ja eluslooduse vahelise spetsiifilise seose kujunemise protsessis ning see nähtus ei ole juhuslik, vaid ajalooliselt loomulik.
Eluslooduse vormide valdamise kaasaegse etapi eripäraks arhitektuuris on see, et praegu ei valdata mitte ainult eluslooduse vormilisi aspekte, vaid luuakse sügavaid seoseid eluslooduse ja arhitektuuri arenguseaduste vahel. Praegusel etapil ei kasuta arhitektid eluslooduse väliseid vorme, vaid ainult neid vormi omadusi ja tunnuseid, mis on konkreetse organismi funktsioonide väljendus sarnaselt arhitektuuri funktsionaalsete ja utilitaarsete aspektidega.
Funktsioonidest vormini ja kuju kujunemise seadusteni – see on arhitektuuribioonika põhitee.
Oluline punkt, mis mängis rolli arhitektide ja disainerite atraktiivsuses eluslooduse poole, oli majanduslikult kasulike, kuid matemaatilise arvutuse mõttes keerukate ruumiliste struktuurisüsteemide juurutamine praktikasse. Nende süsteemide prototüübid olid paljudel juhtudel looduse struktuursed vormid. Selliseid vorme on hakatud edukalt kasutama arhitektuuri erinevates tüpoloogilistes valdkondades, pika- ja kõrghoonete ehitamisel, kiiresti muutuvate struktuuride loomisel, hoonete ja rajatiste elementide standardimisel jne.
Looduse struktuurisüsteemide kasutamine sillutas teed teistele arhitektuuribioonika valdkondadele. Esiteks puudutab see looduslikke "isolatsioonivahendeid", mille abil saab korraldada inimestele soodsat mikrokliimat nii hoonetes kui ka linnades.
Arhitektuuribioonika ei ole mõeldud mitte ainult arhitektuuri funktsionaalsete küsimuste lahendamiseks, vaid ka perspektiivide avamiseks arhitektuuri funktsiooni ja esteetilise vormi sünteesi otsimisel, arhitektide sünteetilistes vormides ja süsteemides mõtlemise õpetamiseks.
Viimastel aastatel on bioonika kinnitanud, et enamik inimeste leiutisi on looduse poolt juba “patenteeritud”. Sellised 20. sajandi leiutised nagu tõmblukud ja takjakinnitused valmistati linnusulgede struktuuri põhjal. Erinevat sorti konksudega sulghabemed tagavad usaldusväärse haarde. Kuulsad Hispaania arhitektid M.R. Cervera ja H. Ploz, aktiivsed bioonika pooldajad, alustasid dünaamiliste struktuuride uurimist 1985. aastal ja 1991. aastal korraldasid nad organisatsiooni "Arhitektuuriinnovatsiooni toetamise ühingu". Nende juhitud rühm, kuhu kuulusid arhitektid, insenerid, disainerid, bioloogid ja psühholoogid, töötas välja projekti "Vertical Bionic Tower City". 15 aasta pärast peaks Shanghaisse kerkima tornlinn (teadlaste hinnangul võib 20 aasta pärast Shanghai elanikkond ulatuda 30 miljoni inimeseni). Tornilinn on mõeldud 100 tuhandele inimesele, projekt lähtub “puitehituse põhimõttest”.
Linnatorn saab olema 1228 m kõrguse küpressi kujuga, mille ümbermõõt on 133 x 100 m ja kõige laiemas kohas 166 x 133 m. Tornil on 300 korrust asub 12 vertikaalses 80-korruselises plokis (12 x 80 = 960; 960! Plokkide vahel on tasanduspõrandad, mis toimivad iga plokitasandi kandekonstruktsioonina. Plokkide sees on erineva kõrgusega majad koos vertikaalsete aedadega. See keerukas disain sarnaneb küpressipuu okste ja kogu võra struktuuriga. Torn hakkab seisma akordioni põhimõttel vaivundamendil, mis ei ole maetud, vaid areneb kõrgust kasvades igas suunas – sarnaselt puu juurestiku arenemisele. Tuule kõikumine ülemistel korrustel on viidud miinimumini: õhk läbib torni konstruktsiooni kergesti. Torni katmiseks kasutatakse spetsiaalset plastmaterjali, mis imiteerib naha poorset pinda. Kui ehitamine õnnestub, on plaanis ehitada veel mitu sellist hoonet-linna.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonikas pööratakse suurt tähelepanu uutele ehitustehnoloogiatele. Näiteks tõhusate ja jäätmevabade ehitustehnoloogiate arendamise valdkonnas on perspektiivikas suund kihtkonstruktsioonide loomine. Idee on laenatud süvamere molluskitelt. Nende vastupidavad kestad, näiteks laialt levinud abalooni omad, koosnevad vaheldumisi kõvadest ja pehmetest plaatidest. Kõva plaadi pragunemisel neelab deformatsioon pehme kihi ja pragu ei lähe kaugemale. Seda tehnoloogiat saab kasutada ka autode katmiseks.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonika uurib eluskudede tekke ja struktuuri kujunemise seaduspärasusi, analüüsib elusorganismide struktuurisüsteeme materjali-, energiasäästu ja töökindluse tagamise põhimõttel. Arhitektuuri- ja ehitusbioonika ilmekas näide on teraviljavarte ja kaasaegsete kõrghoonete struktuuri täielik analoogia. Teraviljataimede varred taluvad suuri koormusi ilma õisiku raskuse all murdumata. Kui tuul need maapinnale painutab, taastavad nad kiiresti oma vertikaalse asendi. Mis on saladus? Selgub, et nende struktuur sarnaneb tänapäevaste kõrghoonete tehasetorude konstruktsiooniga - üks inseneriteaduse uusimaid saavutusi. Struktuuri identiteet selgus hiljem. Viimastel aastatel on bioonika kinnitanud, et enamik inimeste leiutisi on looduse poolt juba “patenteeritud”.
Soov mugavuse, kvaliteetse, hubase ja kauni eluaseme järele on olnud inimkonnale omane juba pikka aega. Igaüks meist soovib, et ümbritsev ruum resoneeruks meie sisemaailmaga. Nüüd on igaühel meist võimalus ehitada oma ideaalne kodu. Võib-olla on see pööninguga aiamaja, nagu Tšehhovi kangelased. Või äkki suvila koos
Ameerika stiilis terrass. Oluline on see, et see suudab ühendada kõik hämmastava arhitektuuristiili elemendid - "biooniline arhitektuur".
Ebatavaliste arhitektuuristiilide esilekerkimise võlgneme arhitektuurigeeniustele. Talent on alati otsingutel. Tõendeid selle kohta leidub igal sammul üle maailma laiali pillutatud arhitektuurimälestiste näol. Aastate jooksul asendavad stiilid üksteist, igaüks neist on ainulaadne. Modernsus pakub arhitektuurile uut lähenemist. Üks uutest valdkondadest – bioonika – väärib erilist tähelepanu.
Bioonika tähendab kreeka keeles "elamist". Uurinud taimede ja loomade ehitust ja eluviisi, rakendavad arhitektid samu põhimõtteid ka insenertehniliste ehitiste puhul. Siiani pole teadlaste seas üksmeelset arvamust, milliste arhitektide tööd tuleks liigitada “elava arhitektuuri” liikumise alla. Ja veel, Antonio Gaudi võib pidada bioonika rajajaks, kes ehitas esimesed ainulaadsed majad juba 19. sajandil. Üleolev ja arhitektuursetest leidudest tüdinenud Euroopa rõõmustas meistri loomingu üle. Ja bioonika sai võimsa tõuke arenguks. Juba 20. sajandi alguses lõi antroposoofia rajaja Rudolf Steiner projekti hämmastava ehitise jaoks, mida nimetatakse Goetheanumiks. Projekt viidi ellu.
Eiffeli torni üldtuntud kujundus (vt postitust Pealisehitused: Eiffeli torn (Pariis)) põhineb Šveitsi anatoomiaprofessori Hermann Von Meyeri teaduslikul tööl. 40 aastat enne Pariisi inseneriime ehitamist uuris professor reieluu pea luu ehitust kohas, kus see paindub ja läheb liigesesse viltu. Ja ometi ei murdu luu miskipärast keharaskuse all.
Von Meyer avastas, et luu pea on kaetud keeruka miniatuursete luude võrgustikuga, tänu millele jaotub koormus kogu luus hämmastavalt ümber. Sellel võrgul oli range geomeetriline struktuur, mille professor dokumenteeris.
1866. aastal andis Šveitsi insener Carl Cullman von Meyeri avastusele teoreetilise aluse ja 20 aastat hiljem kasutas Eiffel loomulikku koormuse jaotust kõvera nihiku abil.
Nüüd on paljud maailma pealinnad kaunistatud bioonilises stiilis hoonetega. Siin-seal ilmuvad uued "elavad" struktuurid. Holland ja Austraalia, Hiina ja Jaapan, Kanada ja isegi Venemaa võivad kiidelda biooniliste meistriteostega.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonikas pööratakse suurt tähelepanu uutele ehitustehnoloogiatele. Seega on tõhusate ja jäätmevabade ehitustehnoloogiate arendamise vallas perspektiivikas suund kihtkonstruktsioonide loomine. Idee on laenatud süvamere molluskitelt. Nende vastupidavad kestad, näiteks laialt levinud abalooni omad, koosnevad vaheldumisi kõvadest ja pehmetest plaatidest. Kõva plaadi pragunemisel neelab deformatsioon pehme kihi ja pragu ei lähe kaugemale.
Bionics püüab maksimeerida iga ruumi otstarvet kodus. Ruumide vahetatavus puudub. Magamistoas tuleb magada, köögis süüa teha ja elutoas külalisi vastu võtta. Iga tuba on kujundatud talle määratud rolli jaoks ja on varustatud selle jaoks suurima mugavusega. Maja ei saa tavalist geomeetrilist kuju. Pigem meenutab see eluslooduse objekti. Seinte ja akende pehmed siledad jooned, mis voolavad üksteise sisse, loovad liikumistunde. Orgaanilise maja sees jääb mulje maagilisest maailmast, kuna see arhitektuuristiil annab valguskülluse kõikidesse tubadesse. Sageli kasutatakse värvilist klaasi, nii et valgus võib olla ebatavalise varjundiga. Üheaegne liikumis- ja rahutunne on ehk orgaanilises stiilis tehtud maja peamine eelis. Erinevate vaatenurkade alt muutub ruum ise peenelt.
See on vaid väike osa sellest, mida võib öelda stiili kohta, mis on loodud inimesele, kes soovib paljastada oma sisemaailma, vaimset ja vaimset potentsiaali. Nüüd võtab arhitektuur selle raske ülesande enda kanda.
Arhitektuuribioonika lähiminevikus on ehituskonstruktsioonide looduslike vormide mõistmine, uued võimalused arhitektuurseks kujundiks.
Arhitektuuribioonika tänapäeval (neobionika) on katse siduda keskkonnaaspekte ja kõrgtehnoloogiat arhitektuuriga.
Arhitektuuri- ja ehitusbioonika uurib elusate kasukate tekke ja struktuuri kujunemise seaduspärasusi, analüüsib elusorganismide struktuurisüsteeme materjali-, energiasäästu ja töökindluse tagamise põhimõttel. Intensiivselt uuritakse loomade meeleelundeid ja sisemisi keskkonnareaktsiooni mehhanisme nii loomadel kui taimedel.
Kauges minevikus lõi inimene taimemaailma arhitektuurseid vorme kopeerides palju tähelepanuväärseid struktuure. Vaadake lähemalt Aafrika heledaid ehitisi ja näete neis mesitarude piirjooni (joon. 4), iidsed idapagood meenutavad tugevalt rippuvate okstega sihvakaid kuuske (joon. 5), Parthenoni marmorsammas on sihvaka puutüve kehastus (joon. 6), sammas Egiptuse tempel on nagu lootose vars (joon. 7), gooti arhitektuur on konstruktiivse loogika, harmoonia ja elusolendite otstarbekuse kiretu kivi kehastus.
Pidage meeles kuulsat Kizhi (joon. 8). Nende kuplid meenutavad sibulat. Fili kirik (joon. 9) kahaneb nagu elusorganism kõrgusega ja areneb keskelt äärealadele. Tundub, et ta kõik väriseb, kõik temas on peen ja harmooniline. Püha Vassili katedraal on sama peatüvi, millest kulgeb üles ja küljele vormide hargnemine ja purustamine (joon. 10).
Hämmastav tehnikate sarnasus! Arhitektid on justkui kokku leppinud oma loominguliste põhimõtete ühtsuses. Ehitusajaloo lehekülgi sirvides võib leida veel palju näiteid, kuidas inimene kopeerib eluslooduse arhitektoonikat. Siiski tuleb veel kord rõhutada, et muistne ehituskunst sarnanes eluslooduse korraldusega vaid vormilt. Loodusest õppisid arhitektid proportsioonide harmooniat, hoonemahtude loogilist jaotust, teisejärgulise allutamist peamisele, osade suuruste õiget kombinatsiooni, konstruktiivset tõde, kuid nad ei teadnud peamist - kujuseadusi. -tekkimine, elusolendite iseehituse saladused.
Hilisemate aegade teadlaste uurimisobjektiks said elusolendite sisemine korraldus, lehe konstruktiivne pool, teravilja vars ja puutüvi. Need uuringud panid aluse arhitektuurilisele bioonikale.
Silmatorkav näide karusnaha arhitektuursest bioonikast on teraviljade ja kaasaegsete kõrghoonete varte struktuuri täielik analoogia. Teraviljataimede varred taluvad suuri koormusi ilma õisiku raskuse all murdumata. Kui tuul need maapinnale painutab, taastavad nad kiiresti oma vertikaalse asendi. Nende struktuur sarnaneb tänapäevaste kõrghoonetorude konstruktsiooniga.
Mõlemad konstruktsioonid on seest õõnsad. Taime varre sklerenhüümi kiud toimivad pikisuunalise tugevdusena. Tüvede sõlmedevahelised (sõlmed) on jäikuse rõngad. Varre seintel on ovaalsed vertikaalsed tühimikud. Toruseinad on sama disainilahendusega. Toru välisküljele teraviljataimede varre asetatud spiraaltugevduse rolli täidab õhuke nahk. Konstruktiivse lahenduseni jõudsid insenerid aga ise, loodusesse “vaatamata”. Struktuuri identiteet selgus hiljem.
Bionics kinnitab, et paljudel inimeste leiutistel on eluslooduses analooge, näiteks tõmblukud ja takjapael leiutati linnu sule struktuurist lähtuvalt. Erinevat sorti konksudega sulghabemed tagavad usaldusväärse haarde.
Saime teada, et arhitektuuribioonikas on mitu suunda: koonusekujulised struktuurid, eelpingestatud struktuurid, kestad, spiraalikujulised struktuurid, võrk-, võre- ja ribistruktuurid. Nüüd vaatame neid.