Bioniset muodot erottuvat mallien monimutkaisuudesta ja epälineaarisista muodoistaan.
Termin syntyminen.
"Bioniikan" käsite (kreikan sanasta "bios" - elämä) ilmestyi 1900-luvun alussa. Globaalissa mielessä se tarkoittaa tieteellisen tiedon alaa, joka perustuu luonnonmuotojen rakennusmallien löytämiseen ja käyttöön teknisten, teknologisten ja taiteellisten ongelmien ratkaisemiseksi, jotka perustuvat biologisten organismien rakenteen, morfologian ja elintärkeän toiminnan analyysiin. Nimeä ehdotti amerikkalainen tutkija J. Steele Daytonassa 1960 pidetyssä symposiumissa "Keinotekoisten järjestelmien elävät prototyypit - avain uuteen teknologiaan" - jonka aikana vakiinnutettiin uuden, tutkimattoman tiedon kentän syntyminen. Tästä hetkestä lähtien arkkitehtien, suunnittelijoiden, rakentajien ja insinöörien edessä on useita tehtäviä, joiden tavoitteena on löytää uusia muotoilukeinoja.
Neuvostoliitossa 1980-luvun alkuun mennessä 1990-luvun alkuun saakka olemassa olevan TsNIELAB-laboratorion asiantuntijaryhmän monivuotisten ponnistelujen ansiosta arkkitehtoninen bioniikka nousi vihdoin uudeksi suunnaksi arkkitehtuurissa. Tällä kertaa julkaistiin tämän laboratorion suuren kansainvälisen kirjoittajaryhmän ja työntekijöiden lopullinen monografia, jonka toimitti Yu S. Lebedev, "Architectural Bionics" (1990).
Näin ollen ajanjakso 1900-luvun puolivälistä. 2000-luvun alkuun. arkkitehtuurissa sitä leimasi lisääntynyt kiinnostus monimutkaisia kaarevia muotoja kohtaan, "orgaanisen arkkitehtuurin" käsitteen elpyminen uudella tasolla, jonka juuret ovat 1800-luvun lopulla - 1900-luvun alussa, L. Sullivan ja F. L. Wright. He uskoivat, että arkkitehtonisen muodon, kuten elävässä luonnossa, tulisi olla toimiva ja kehittyä ikään kuin "sisältä ulospäin".
Arkkitehtonisen ja luonnonympäristön harmonisen symbioosin ongelma.
Viime vuosikymmenien teknokraattinen kehitys on pitkään alistanut ihmisen elämäntavan. Askel askeleelta ihmiskunta on noussut planeetan ekologisesta markkinaraosta. Itse asiassa meistä on tullut lasista, betonista ja muovista luodun keinotekoisen "luonnon" asukkaita, joiden yhteensopivuus luonnollisen ekosysteemin elämän kanssa on tasaisesti lähestymässä nollaa. Ja mitä enemmän keinotekoinen luonto valtaa elävän luonnon, sitä selvemmäksi ihmisen tarve luonnolliseen harmoniaan tulee. Todennäköisin tapa palauttaa ihmiskunta "luonnon helmaan" ja palauttaa tasapaino näiden kahden maailman välille on modernin bioniikan kehittäminen.
Cypress pilvenpiirtäjä Shanghaissa. Arkkitehdit: Maria Rosa Cervera & Javier Pioz.
Sydneyn oopperatalo. Arkkitehti: Jørn Utzon.
Rolex-koulutuskeskus. Arkkitehdit: Japanilainen arkkitehtitoimisto SANAA.
Arkkitehtoninen bioniikka on innovatiivinen tyyli, joka ottaa luonnosta parasta: reliefejä, ääriviivoja, muodonmuodostuksen periaatteita ja vuorovaikutusta ulkomaailman kanssa. Kuuluisat arkkitehdit ovat onnistuneet toteuttamaan bionisen arkkitehtuurin ideat kaikkialla maailmassa: sypressipilvenpiirtäjä Shanghaissa, Sydneyn oopperatalo Australiassa, NMB Bankin hallintorakennus Hollannissa, Rolex-koulutuskeskus ja hedelmämuseo Japanissa. .
Hedelmämuseo. Arkkitehti: Itsuko Hasegawa.
Hedelmämuseon sisustus.
Ihmisen luomassa arkkitehtuurissa on aina ollut luonnollisten muotojen jatkuvuus. Mutta toisin kuin viime vuosien formalistinen lähestymistapa, jolloin arkkitehti yksinkertaisesti kopioi luonnollisia muotoja, moderni bioniikka perustuu elävien organismien toiminnallisiin ja perusominaisuuksiin - kykyyn itsesäätelyyn, fotosynteesiin, harmonisen rinnakkaiselon periaatteeseen jne. Bionic-arkkitehtuuri sisältää talojen luomisen, jotka ovat luonnollinen laajennus, joka ei ole ristiriidassa sen kanssa. Bioniikan jatkokehitykseen kuuluu ekotalojen kehittäminen ja luominen - energiatehokkaita ja mukavia rakennuksia itsenäisillä elämää ylläpitävillä järjestelmillä. Tällaisen rakennuksen suunnittelu sisältää teknisten laitteiden kokonaisuuden. Rakentamisessa käytetään ympäristöystävällisiä materiaaleja ja rakennusrakenteita. Ihannetapauksessa tulevaisuuden talo on itsenäinen, itseään ylläpitävä järjestelmä, joka sopii saumattomasti luonnonmaisemaan ja on sopusoinnussa luonnon kanssa. Moderni arkkitehtoninen bioniikka on käytännössä sulautunut käsitteeseen "ekoarkkitehtuuri" ja liittyy suoraan ekologiaan.
Muotoilu siirtyy elävästä luonnosta arkkitehtuuriin.
Jokainen planeetan elävä olento on täydellinen toimintajärjestelmä, joka on mukautettu ympäristöönsä. Tällaisten järjestelmien elinkelpoisuus on tulosta monien miljoonien vuosien aikana tapahtuneesta kehityksestä. Elävien organismien rakenteen salaisuuksia paljastamalla voidaan saada uusia mahdollisuuksia rakennusten arkkitehtuuriin.
Muodonmuodostukselle elävässä luonnossa on ominaista plastisuus ja kombinatorisuus, sekä säännöllisten geometristen muotojen että hahmojen valikoima - ympyrät, soikeat, rombukset, kuutiot, kolmiot, neliöt, erilaiset monikulmiot ja loputon valikoima äärimmäisen monimutkaisia ja hämmästyttävän kauniita, näitä elementtejä yhdistämällä luotuja kevyitä, kestäviä ja taloudellisia rakenteita. Tällaiset rakenteet heijastavat elävien organismien kehityksen monimutkaisuutta ja monivaiheista kehitystä.
Luonnontutkimuksen päätehtävät arkkitehtonisen bioniikan näkökulmasta ovat biomateriaalitiede ja biotektoniikka.
Biomateriaalitieteen tutkimuskohteena ovat luonnonrakenteiden ja niiden "johdannaisten" erilaiset hämmästyttävät ominaisuudet - eläinorganismien kudokset, kasvien varret ja lehdet, hämähäkin verkkolangat, kurpitsan antennit, perhosten siivet jne.
Biotektoniikan kanssa kaikki on monimutkaisempaa. Tällä tietoalueella tutkijat eivät ole kiinnostuneita niinkään luonnonmateriaalien ominaisuuksista kuin elävien organismien olemassaolon periaatteista. Biotektoniikan pääongelmat ovat biorakenteiden toimintaperiaatteisiin ja toimintatapoihin perustuvien uusien rakenteiden luominen elävässä luonnossa, elävien organismien sopeutumiseen ja kasvuun perustuvien joustavien tektonisten järjestelmien sopeutumisen ja kasvun toteuttaminen.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikassa kiinnitetään paljon huomiota uusiin rakennusteknologioihin. Siten tehokkaiden ja jätteettömien rakennustekniikoiden kehittämisen alalla lupaava suunta on kerrosrakenteiden luominen. Idea on lainattu syvänmeren nilviäisiltä. Niiden kestävät kuoret koostuvat vuorotellen kovista ja pehmeistä levyistä. Kun kova levy halkeilee, muodonmuutos imeytyy pehmeään kerrokseen eikä halkea pääse pidemmälle.
Arkkitehtonisen bioniikan tekniikat.
Otetaan esimerkki useista yleisimmistä nykyajan trendeistä bionisten rakennusten kehityksessä.
1. Energiatehokas talo - rakennus, jossa on alhainen energiankulutus tai nollaenergiankulutus standardilähteistä (Energy Efficient Building).
2. Passiivitalo (Passive Building) - rakenne, jossa on passiivinen lämpösäätely (jäähdytys ja lämmitys ympäristöenergialla). Tällaisissa taloissa käytetään energiaa säästäviä rakennusmateriaaleja ja rakenteita, eikä niissä käytännössä ole perinteistä lämmitysjärjestelmää.
3. Bioklimaattinen arkkitehtuuri. Yksi hi-tech-tyylin trendeistä. Bioklimaattisen arkkitehtuurin pääperiaate on harmonia luonnon kanssa: "... jotta toimistoon lentävä lintu ei huomaa olevansa sisällä." Pohjimmiltaan tunnetaan lukuisia bioklimaattisia pilvenpiirtäjiä, joissa estejärjestelmien ohella monikerroksisia laseja (kaksoiskalvotekniikka) käytetään aktiivisesti äänieristyksen ja mikroilmaston tuen tarjoamiseen yhdistettynä ilmanvaihtoon.
4. Älykäs talo (Intellectual Building) - rakennus, jossa tietotekniikan ja automaation avulla valon ja lämmön virtaus huoneissa ja koteloissa on optimoitu.
5. Terve rakennus - rakennus, jossa energiaa säästävien teknologioiden ja vaihtoehtoisten energialähteiden käytön lisäksi etusijalle asetetaan luonnolliset rakennusmateriaalit (maan ja saven seokset, puu, kivi, hiekka jne.) Tekniikat "terveellinen" "Koteihin kuuluu ilmanpuhdistusjärjestelmiä haitallisista höyryistä, kaasuista, radioaktiivisista aineista jne.
Arkkitehtonisten muotojen käytön historia arkkitehtikäytännössä.
Arkkitehtoninen bioniikka ei syntynyt sattumalta. Se oli seurausta aiemmasta kokemuksesta, jossa on käytetty muodossa tai toisessa (useimmiten assosiatiivisessa ja jäljittelevässä) elävän luonnon muotojen tiettyjä ominaisuuksia tai ominaisuuksia arkkitehtuurissa - esimerkiksi egyptiläisten temppelien hypotyylisaleissa Luxorissa ja Karnakissa, pääkaupungeissa ja muinaisten veljesten pylväät, goottilaiset sisätilat katedraalit jne.
Edfun temppelin hypostyle-salin pylväät.
Bionic-arkkitehtuuri sisältää usein rakennuksia ja arkkitehtonisia komplekseja, jotka sopivat orgaanisesti luonnonmaisemaan ja ovat ikään kuin sen jatkoa. Näitä voidaan kutsua esimerkiksi modernin sveitsiläisen arkkitehdin Peter Zumthorin rakennuksiksi. Yhdessä luonnollisten rakennusmateriaalien kanssa se toimii jo olemassa olevien luonnonelementtien - vuorten, kukkuloiden, nurmikoiden, puiden - kanssa käytännössä muuttamatta niitä. Hänen rakenteet näyttävät kasvavan maasta, ja joskus ne sulautuvat niin paljon ympäröivään luontoon, että niitä ei voi heti havaita. Esimerkiksi Sveitsin lämpökylpylät näyttävät ulkopuolelta vain viheralueelta.
Kylpylä Valsissa. Arkkitehti: Peter Zumthor.
Yhden bioniikan käsitteen - ekotalon kuvan - näkökulmasta jopa meille tutut kylätalot voidaan luokitella bioniksi arkkitehtuuriksi. Ne on luotu luonnonmateriaaleista, ja kyläasutusrakenteet ovat aina integroituneet harmonisesti ympäröivään maisemaan (kylän korkein kohta on kirkko, alamaalla asuinrakennuksia jne.)
Firenzen katedraalin kupoli. Arkkitehti: Filippo Brunelleschi.
Tämän alueen esiintulo arkkitehtuurin historiassa liittyy aina johonkin tekniseen innovaatioon: esimerkiksi italialainen renessanssiarkkitehti F. Brunelleschi otti munankuoren prototyypiksi Firenzen katedraalin kupolin rakentamiseen ja Leonardo da Vinci. kopioinut elävän luonnon muotoja rakennus- ja sotilasrakennuksia ja jopa lentokoneita kuvattaessa ja suunnitellessaan. On yleisesti hyväksyttyä, että ensimmäinen, joka alkoi tutkia elävien mallien lennon mekaniikkaa "bionisesta asennosta", oli Leonardo da Vinci, joka yritti kehittää lentokonetta, jossa oli heiluttava siipi (ornitopteri).
Galleria Park Güellissä. Arkkitehti: Antonio Gaudi.
Pyhän perheen katedraalin (Sagrada Familia) Kristuksen kärsimyksen portaali.
Rakennustekniikan kehitys 1800- ja 1900-luvuilla. synnytti uusia teknisiä mahdollisuuksia elävän luonnon arkkitehtuurin tulkintaan. Tämä heijastuu monien arkkitehtien töihin, joista tietysti Antoni Gaudi erottuu - biomuotojen laajan käytön edelläkävijä 1900-luvun arkkitehtuurissa. A. Gaudin suunnittelemat ja rakentamat asuinrakennukset, Güellin luostari, kuuluisa "Sagrada Familia" (Pyhän perheen katedraali, korkeus 170 m) Barcelonassa ovat edelleen ylittämättömiä arkkitehtonisia mestariteoksia ja samalla lahjakkaimpia ja tyypillinen esimerkki arkkitehtonisten luonnonmuotojen assimilaatiosta - niiden soveltamisesta ja kehittämisestä.
Casa Mila -ullakkokerros. Arkkitehti: Antonio Gaudi.
Casa Batllón gallerian kaareva holvi. Arkkitehti: Antonio Gaudi.
A. Gaudi uskoi, että arkkitehtuurissa, kuten luonnossa, ei ole tilaa kopioimiselle. Tämän seurauksena hänen rakenteet ovat hämmästyttäviä monimutkaisuudessaan - et löydä kahta identtistä osaa hänen rakennuksistaan. Sen pylväät kuvaavat palmunrunkoja, joissa on kuorta ja lehtiä, portaiden kaiteet jäljittelevät kihartuvia kasvinvarsia ja holvikatot jäljittelevät puiden kruunuja. Gaudi käytti luomuksissaan parabolisia kaaria, hyperspiraaleja, kaltevia pylväitä jne. luoden arkkitehtuurin, jonka geometria ylitti sekä arkkitehtien että insinöörien arkkitehtoniset fantasiat. A. Gaudí oli yksi ensimmäisistä, joka käytti tilallisesti kaarevan muodon biomorfologisia suunnitteluominaisuuksia, jotka hän ilmensi pienen tiiliportaiden hyperbolisena paraboloidina. Samaan aikaan Gaudi ei vain kopioinut luonnonesineitä, vaan tulkitsi luovasti luonnollisia muotoja, muuttaen mittasuhteita ja laajamittaisia rytmisiä ominaisuuksia.
Huolimatta siitä, että protobionisten rakennusten semanttinen valikoima näyttää varsin vaikuttavalta ja perustellulta, jotkut asiantuntijat pitävät arkkitehtonisena bioniikkana vain sellaisia rakennuksia, jotka eivät vain toista luonnollisia muotoja tai ovat luotu luonnonmateriaaleista, vaan sisältävät suunnitelmissaan elävän luonnon rakenteita ja periaatteita. .
Eiffel-tornin rakentaminen. Insinööri: Gustave Eiffel.
Siltaprojekti. Arkkitehti: Paolo Soleri.
Nämä tiedemiehet kutsuvat mieluummin protobioniikaksi sellaisia rakennuksia, kuten silta-insinööri A. G. Eiffelin 300-metrinen Eiffel-torni, joka jäljittelee tarkasti ihmisen sääriluun rakennetta, ja arkkitehti P. Solerin siltaprojekti, joka muistuttaa käärittyä viljalehteä. ja kehitetty kuorman uudelleenjakautumisen periaatteella kasvinvarsissa jne.
Pyöräilyrata Krylatskojessa. Arkkitehdit: N. I. Voronina ja A. G. Ospennikov.
Venäjällä myös elävän luonnon lakeja lainattiin joidenkin "perestroikan esiajan" arkkitehtonisten esineiden luomiseen. Esimerkkejä ovat Ostankinon radio- ja televisiotorni Moskovassa, olympiatilat - pyöräilyrata Krylatskojessa, sisästadionin kalvopäällysteet Mira-kadulla ja yleinen urheilu- ja viihdehalli Leningradissa, ravintola Bakun Primorsky-puistossa ja sen yhteys. Frunzen kaupungissa - Bermet-ravintola ja jne.
Arkkitehtuuribioniikan parissa työskentelevien modernien arkkitehtien joukossa Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/#) /Valitut) erottuvat joukosta %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.
Jos jokin bioniikan osa-alue kiinnostaa sinua, kirjoita meille, niin kerromme sinulle siitä tarkemmin!
Arkkitehtitoimisto "Inttera".
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikka tutkii elävien kudosten muodostumisen ja rakenteen muodostumisen lakeja, analysoi elävien organismien rakenteellisia järjestelmiä materiaalin, energian säästämisen ja luotettavuuden varmistamisen periaatteella. Neurobioniikka tutkii aivojen toimintaa ja muistin mekanismeja. Eläinten aistielimiä ja sisäisiä reaktiomekanismeja ympäristöön sekä eläimissä että kasveissa tutkitaan intensiivisesti. Silmiinpistävä esimerkki arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikasta on täydellinen analogia viljanvarsien ja nykyaikaisten korkeiden rakennusten rakenteesta. Viljakasvien varret kestävät raskaita kuormia murtumatta kukinnan painon alla. Jos tuuli taivuttaa ne maahan, ne palauttavat nopeasti pystysuoran asennon. Mikä on salaisuus? Osoittautuu, että niiden rakenne on samanlainen kuin nykyaikaisten korkeiden tehdasputkien suunnittelu - yksi tekniikan viimeisimmistä saavutuksista. Molemmat rakenteet ovat sisältä onttoja. Kasvin varren sklerenchyma-säikeet toimivat pituussuuntaisena vahvistuksena. Varsien solmuvälit (solmut?) ovat jäykkyysrenkaita. Varren seinillä on soikeat pystysuorat aukot. Putkien seinillä on sama suunnitteluratkaisu. Viljakasvien varren putken ulkopuolelle sijoitetun spiraalivahvikkeen roolia hoitaa ohut kuori. Insinöörit päätyivät kuitenkin rakentavaan ratkaisuunsa omin avuin "katsomatta" luontoon. Rakenteen henkilöllisyys paljastettiin myöhemmin. Viime vuosina bioniikka on vahvistanut, että suurin osa ihmisen keksinnöistä on jo "patentoitu" luonnon toimesta. Sellaiset 1900-luvun keksinnöt, kuten vetoketjut ja tarrakiinnitykset, tehtiin linnun höyhenen rakenteen perusteella. Koukuilla varustetut erikokoiset höyhenpartat tarjoavat luotettavan otteen. Kuuluisat espanjalaiset arkkitehdit M. R. Cervera ja J. Ploz, aktiiviset bioniikan kannattajat, aloittivat "dynaamisten rakenteiden" tutkimuksen vuonna 1985, ja vuonna 1991 he perustivat "Arkkitehtuuriinnovaatioita tukevan seuran". Heidän johtamansa ryhmä, johon kuului arkkitehteja, insinöörejä, suunnittelijoita, biologeja ja psykologeja, kehitti "Vertical Bionic Tower City" -projektin. 15 vuoden kuluttua Shanghaihin pitäisi ilmestyä tornikaupunki (tutkijoiden mukaan 20 vuodessa Shanghain väkiluku voi nousta 30 miljoonaan). Tornikaupunki on suunniteltu 100 tuhannelle ihmiselle, projekti perustuu "puurakentamisen periaatteeseen".
Kaupungin torni tulee olemaan sypressipuun muotoinen, jonka korkeus on 1228 m ja ympärysmitta tyvestä 133 x 100 m ja leveimmästä kohdasta 166 x 133 m. Tornissa tulee olemaan 300 kerrosta sijaitsevat 12 pystykorttelissa, joissa kussakin on 80 kerrosta (12 x 80 = 960; 960! = 300). Lohkojen välissä on tasoituslattiat, jotka toimivat tukirakenteena kullekin lohkotasolle. Korttelin sisällä on erikorkuisia taloja, joissa on pystysuorat puutarhat. Tämä monimutkainen muotoilu on samanlainen kuin sypressipuun oksien ja koko latvun rakenne. Torni tulee seisomaan haitariperiaatteella paalujalustalle, joka ei ole hautautunut, vaan kehittyy kaikkiin suuntiin noustessaan korkeutta - samalla tavalla kuin puun juuristo kehittyy. Tuulen vaihtelut yläkerroksissa on minimoitu: ilma kulkee helposti tornirakenteen läpi. Tornin peittämiseen käytetään erityistä muovimateriaalia, joka jäljittelee nahan huokoista pintaa. Mikäli rakentaminen onnistuu, suunnitteilla on rakentaa useita tällaisia rakennuskaupunkeja lisää.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikassa kiinnitetään paljon huomiota uusiin rakennusteknologioihin. Esimerkiksi tehokkaiden ja jätteettömien rakennustekniikoiden kehittämisen alalla lupaava suunta on kerrosrakenteiden luominen. Idea on lainattu syvänmeren nilviäisiltä. Niiden kestävät kuoret, kuten laajalle levinneen abalonen, koostuvat vuorotellen kovista ja pehmeistä levyistä. Kun kova levy halkeilee, muodonmuutos imeytyy pehmeään kerrokseen eikä halkea pääse pidemmälle. Tätä tekniikkaa voidaan käyttää myös autojen peittämiseen.
Maailman arkkitehtuurikäytännössä viimeisen 40 vuoden aikana elävän luonnon muodostumisen lakien käyttö on saanut uuden laadun ja sitä kutsutaan arkkitehtuuri-bioniseksi prosessiksi ja siitä on tullut yksi korkean teknologian arkkitehtuurin suunnista.
Arkkitehtuuri-bioninen käytäntö on synnyttänyt uusia, epätavallisia arkkitehtonisia muotoja, jotka ovat toiminnallisesti ja utilitaarisesti käytännöllisiä ja esteettisiltä ominaisuuksiltaan alkuperäisiä. Tämä ei voinut muuta kuin herättää kiinnostusta arkkitehtien ja insinöörien keskuudessa.
Bioniikka tulee kreikan sanasta, joka tarkoittaa "elämän elementtiä". Se oli pohjana tieteen suunnalle, joka tutkii mahdollisuutta käyttää tiettyjä biologisia järjestelmiä ja prosesseja tekniikassa.
Arkkitehtoninen bioniikka on samanlaista kuin tekninen bioniikka; Se on kuitenkin niin spesifinen, että se muodostaa itsenäisen haaran ja ratkaisee paitsi teknisiä, myös pääasiassa arkkitehtonisia ongelmia.
Tässä on erityisen tärkeää korostaa, että arkkitehtonisen bioniikan tieteellisiä perusteita alettiin luoda Neuvostoliitossa, erityisesti arkkitehtien V.V. Zefeld ja Yu.S. Lebedeva.
Otetaan esille saksalaisten ja itävaltalaisten arkkitehtien Semperin, Feldegin, Bauerin ja muiden lausunnot Mielenkiintoinen artikkeli, joka analysoi heidän näkemyksiään ja ilmaisee hänen näkemyksensä arkkitehtuurin tarkoituksenmukaisuuden ongelmasta - "Darwinin teoria rakentamisen taiteessa" (1900). ) - kirjoitti tietty henkilö salanimellä "Gr. Yu - P." Tämän artikkelin kirjoittaja esitti selkeästi ja selkeästi, tietyllä hienovaraisuudella ja tarkkuudella arkkitehtuuri-bionisen ongelman ja vahvisti Darwinin evoluutioteorian toiminnan säännöllisyyden arkkitehtuurissa.
Vaikein vaihe arkkitehtuurin luonnonmuotojen kehityksessä oli ajanjakso 1800-luvun puolivälistä 1900-luvun alkuun. Siihen vaikuttivat biologian nopea kehitys ja ennennäkemätön rakennustekniikan kehitys edelliseen kauteen verrattuna (esimerkiksi teräsbetonin keksiminen sekä lasi- ja metallirakenteiden intensiivisen käytön alkaminen). Tätä vaihetta tutkittaessa on tarpeen kiinnittää erityistä huomiota sellaisen merkittävän arkkitehtuurin virran syntymiseen kuin "orgaaninen arkkitehtuuri". Tosin nimi "orgaaninen arkkitehtuuri" ei tarkoita suoraa ja merkittävää yhteyttä arkkitehtuurin ja elävän luonnon välillä. "Orgaanisen arkkitehtuurin" suunta on funktionalismin suunta. Yksi sen tärkeimmistä ideologeista, Frank Lloyd Wright, puhui tästä televisiossa vuonna 1953. vastaamalla hänelle esitettyihin kysymyksiin: "... orgaaninen arkkitehtuuri on arkkitehtuuria "sisältä ulospäin", jossa ihanne on eheys Emme käytä sanaa "orgaaninen" merkityksessä "kasvi- tai eläinmaailmaan kuuluminen .”
Tuotantotoiminnassa oleva ihminen käyttää säästämisen nimissä aina kaikki mahdollisuudet. Edistyessä tämä vaatimus tulee yhä akuutimmaksi. Esimerkiksi toisen maailmansodan päätyttyä insinöörit ja arkkitehdit alkoivat tarkastella elävää luontoa lähemmin. Heitä houkuttelivat esimerkiksi joustavat elävän luonnon kalvot, jotka toimivat hyvin jännityksen alaisena (Otto Frein kokeet 40-luvulla). Nykytiede on mahdollistanut syvemmälle syventymisen elävän luonnon kehityksen lakeihin, ja teknologia on mahdollistanut elävien rakenteiden simuloinnin. Tämän seurauksena arkkitehtuuriin ilmestyi 40-luvun lopulla muotoja, jotka toistivat elävän luonnon rakenteellisia rakenteita tietoisella tieteellisellä ja teknisellä pohjalla. Tähän sisältyy Torinon näyttelyn suuren salin peittäminen insinööri P.L. Nervi-, köysi- ja telttarakenteet (Otto Frei ym.).
Neuvostoliitossa bioniset ideat saivat suurta huomiota arkkitehtien ja insinöörien taholta (MAI, TsNIISK Gosstroy USSR, Len-ZNIIEP jne.).
Tietotekniikan odottamaton nopea tunkeutuminen elämäämme oli suuressa roolissa 90-luvulla. Tämän ”hiljaisen vallankumouksen” kulttuurisia pitkän aikavälin seurauksia on vielä vaikea ennustaa, mutta uuden sukupolven edustajien ajattelu on menossa niiden selkiyttämisen suuntaan. Tietokoneen ansiosta on mahdollista kuvata monimutkainen biologinen esine, esimerkiksi ihmisen luuranko, arkkitehdin tutulla työpiirustuksen kielellä.
Yhteenvetona arkkitehtuurin bioniikan historiallisesta taustasta voidaan todeta, että arkkitehtuurin bioniikka teoriana ja käytäntönä on kehittynyt arkkitehtuurin ja elävän luonnon välisen tietyn yhteyden kehittymisen prosessissa ja että tämä ilmiö ei ole sattumaa, vaan historiallisesti luonnollinen.
Arkkitehtuurin elävän luonnon muotojen hallitsemisen modernin vaiheen erityispiirre on, että nyt ei hallita vain elävän luonnon muodollisia puolia, vaan luodaan syviä yhteyksiä elävän luonnon ja arkkitehtuurin kehityslakien välille. Nykyisessä vaiheessa arkkitehdit eivät käytä elävän luonnon ulkoisia muotoja, vaan vain niitä muodon ominaisuuksia ja ominaisuuksia, jotka ilmentävät tietyn organismin toimintoja, samankaltaisia kuin arkkitehtuurin toiminnalliset ja utilitaariset näkökohdat.
Toiminnoista muotoon ja muodonmuodostuksen lakeihin - tämä on arkkitehtonisen bioniikan pääpolku.
Tärkeä seikka, joka vaikutti arkkitehtien ja suunnittelijoiden vetovoimaan elävään luontoon, oli taloudellisesti hyödyllisten, mutta matemaattisesti monimutkaisten tilarakennejärjestelmien käyttöönotto. Näiden järjestelmien prototyypit olivat monissa tapauksissa luonnon rakenteellisia muotoja. Tällaisia muotoja on alettu menestyksekkäästi käyttää arkkitehtuurin eri typologisilla alueilla, pitkäjänteisten ja korkeiden rakenteiden rakentamisessa, nopeasti muuttuvien rakenteiden luomisessa, rakennusten ja rakenteiden elementtien standardoinnissa jne.
Luonnon rakennejärjestelmien käyttö tasoitti tietä muille arkkitehtuurin bioniikan aloille. Ensinnäkin tämä koskee luonnollisia "eristyskeinoja", joilla voidaan järjestää ihmisille suotuisa mikroilmasto rakennuksissa ja kaupungeissa.
Arkkitehtuurin bioniikka ei ole tarkoitettu vain ratkaisemaan arkkitehtuurin toiminnallisia kysymyksiä, vaan avaamaan näkökulmia arkkitehtuurin funktion ja esteettisen muodon synteesiin, opettamaan arkkitehteja ajattelemaan synteettisissä muodoissa ja järjestelmissä.
Viime vuosina bioniikka on vahvistanut, että suurin osa ihmisen keksinnöistä on jo "patentoitu" luonnon toimesta. Sellaiset 1900-luvun keksinnöt, kuten vetoketjut ja tarrakiinnitykset, tehtiin linnun höyhenen rakenteen perusteella. Koukuilla varustetut erikokoiset höyhenpartat tarjoavat luotettavan otteen. Kuuluisat espanjalaiset arkkitehdit M.R. Cervera ja H. Ploz, aktiiviset bioniikan kannattajat, aloittivat "dynaamisten rakenteiden" tutkimuksen vuonna 1985, ja vuonna 1991 he perustivat "Arkkitehtuuriinnovaatioita tukevan seuran". Heidän johtamansa ryhmä, johon kuului arkkitehteja, insinöörejä, suunnittelijoita, biologeja ja psykologeja, kehitti "Vertical Bionic Tower City" -projektin. 15 vuoden kuluttua Shanghaihin pitäisi ilmestyä tornikaupunki (tutkijoiden mukaan 20 vuodessa Shanghain väkiluku voi nousta 30 miljoonaan). Tornikaupunki on suunniteltu 100 tuhannelle ihmiselle, projekti perustuu "puurakentamisen periaatteeseen".
Kaupungin torni tulee olemaan sypressipuun muotoinen, jonka korkeus on 1228 m ja ympärysmitta tyvestä 133 x 100 m ja leveimmästä kohdasta 166 x 133 m. Tornissa tulee olemaan 300 kerrosta sijaitsevat 12 pystysuorassa rakennuksessa, joissa kussakin on 80 kerrosta (12 x 80 = 960; 960! Lohkojen välissä on tasoituslattiat, jotka toimivat tukirakenteena kullekin lohkotasolle. Korttelin sisällä on erikorkuisia taloja, joissa on pystysuorat puutarhat. Tämä monimutkainen muotoilu on samanlainen kuin sypressipuun oksien ja koko latvun rakenne. Torni tulee seisomaan haitariperiaatteella paalujalustalle, joka ei ole hautautunut, vaan kehittyy kaikkiin suuntiin noustessaan korkeutta - samalla tavalla kuin puun juuristo kehittyy. Tuulen vaihtelut yläkerroksissa on minimoitu: ilma kulkee helposti tornirakenteen läpi. Tornin peittämiseen käytetään erityistä muovimateriaalia, joka jäljittelee nahan huokoista pintaa. Mikäli rakentaminen onnistuu, suunnitteilla on rakentaa useita tällaisia rakennuskaupunkeja lisää.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikassa kiinnitetään paljon huomiota uusiin rakennusteknologioihin. Esimerkiksi tehokkaiden ja jätteettömien rakennustekniikoiden kehittämisen alalla lupaava suunta on kerrosrakenteiden luominen. Idea on lainattu syvänmeren nilviäisiltä. Niiden kestävät kuoret, kuten laajalle levinneen abalonen, koostuvat vuorotellen kovista ja pehmeistä levyistä. Kun kova levy halkeilee, muodonmuutos imeytyy pehmeään kerrokseen eikä halkea pääse pidemmälle. Tätä tekniikkaa voidaan käyttää myös autojen peittämiseen.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikka tutkii elävien kudosten muodostumisen ja rakenteen muodostumisen lakeja, analysoi elävien organismien rakenteellisia järjestelmiä materiaalin, energian säästämisen ja luotettavuuden varmistamisen periaatteella. Silmiinpistävä esimerkki arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikasta on täydellinen analogia viljanvarsien ja nykyaikaisten korkeiden rakennusten rakenteesta. Viljakasvien varret kestävät raskaita kuormia murtumatta kukinnan painon alla. Jos tuuli taivuttaa ne maahan, ne palauttavat nopeasti pystysuoran asennon. Mikä on salaisuus? Osoittautuu, että niiden rakenne on samanlainen kuin nykyaikaisten korkeiden tehdasputkien suunnittelu - yksi tekniikan viimeisimmistä saavutuksista. Rakenteen henkilöllisyys paljastettiin myöhemmin. Viime vuosina bioniikka on vahvistanut, että suurin osa ihmisen keksinnöistä on jo "patentoitu" luonnon toimesta.
Halu mukavuuteen, laadukkaaseen, viihtyisään ja kauniiseen asumiseen on ollut ihmiskunnalle ominaista jo pitkään. Jokainen meistä haluaa ympäröivän tilan resonoivan sisäisen maailmamme kanssa. Nyt jokaisella meistä on mahdollisuus rakentaa oma ihanteellinen koti. Ehkä se on puutarhatalo, jossa on ullakko, kuten Tšehovin sankarit. Tai ehkä mökki
Amerikkalaistyylinen terassi. Tärkeintä on, että se voi yhdistää kaikki hämmästyttävän arkkitehtonisen tyylin elementit - "bioninen arkkitehtuuri".
Olemme epätavallisten arkkitehtonisten tyylien syntymisen velkaa arkkitehtuurin neroille. Lahjakkuutta etsitään aina. Todisteita tästä löytyy joka vaiheessa arkkitehtonisten monumenttien muodossa, jotka ovat hajallaan ympäri maailmaa. Vuosien mittaan tyylit korvaavat toisensa, jokainen niistä on ainutlaatuinen. Moderni tarjoaa uuden lähestymistavan arkkitehtuuriin. Yksi uusista alueista - bioniikka - ansaitsee erityistä huomiota.
Bioniikka tarkoittaa kreikaksi "elämistä". Kasvien ja eläinten rakennetta ja elämäntapaa tutkittuaan arkkitehdit soveltavat samoja periaatteita teknisiin rakenteisiin. Toistaiseksi tutkijoiden keskuudessa ei ole yksimielistä mielipidettä siitä, mitkä arkkitehtien työt tulisi luokitella osaksi "elävän arkkitehtuurin" liikettä. Ja silti Antonio Gaudia voidaan pitää bioniikan perustajana, joka rakensi ensimmäiset ainutlaatuiset talot jo 1800-luvulla. Ylimielinen ja arkkitehtonisiin löytöihin kyllästynyt Eurooppa ilahdutti mestarin luomuksia. Ja bioniikka sai voimakkaan sysäyksen kehitykseen. Jo 1900-luvun alussa antroposofian perustaja Rudolf Steiner loi projektin hämmästyttävälle rakenteelle nimeltä Goetheanum. Projekti herätettiin henkiin.
Eiffel-tornin tunnettu suunnittelu (katso viesti Päällysrakenteet: Eiffel-torni (Pariisi)) perustuu sveitsiläisen anatomian professorin Hermann Von Meyerin tieteelliseen työhön. 40 vuotta ennen pariisilaisen tekniikan ihmeen rakentamista professori tutki reisiluun pään luurakennetta kohdassa, jossa se taipuu ja menee niveleen kulmassa. Ja silti jostain syystä luu ei murtu kehon painon alla.
Von Meyer havaitsi, että luun pää on peitetty monimutkaisella pienoisluiden verkostolla, jonka ansiosta kuorma jakautuu hämmästyttävän uudelleen koko luuhun. Tällä verkostolla oli tiukka geometrinen rakenne, jonka professori dokumentoi.
Vuonna 1866 sveitsiläinen insinööri Carl Cullman tarjosi teoreettisen perustan von Meyerin löydökselle, ja 20 vuotta myöhemmin Eiffel käytti luonnollista kuormanjakoa kaarevilla jarrusatulalla.
Nyt monet maailman pääkaupungit on koristeltu bionisella tyylillä olevilla rakennuksilla. Siellä täällä ilmestyy uusia "eläviä" rakenteita. Hollanti ja Australia, Kiina ja Japani, Kanada ja jopa Venäjä voivat ylpeillä bionisilla mestariteoksilla.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikassa kiinnitetään paljon huomiota uusiin rakennusteknologioihin. Siten tehokkaiden ja jätteettömien rakennustekniikoiden kehittämisen alalla lupaava suunta on kerrosrakenteiden luominen. Idea on lainattu syvänmeren nilviäisiltä. Niiden kestävät kuoret, kuten laajalle levinneen abalonen, koostuvat vuorotellen kovista ja pehmeistä levyistä. Kun kova levy halkeilee, muodonmuutos imeytyy pehmeään kerrokseen eikä halkea pääse pidemmälle.
Bionics pyrkii maksimoimaan kodin jokaisen huoneen tarkoituksen. Ei huoneiden vaihdettavuutta. Sinun täytyy nukkua makuuhuoneessa, tehdä ruokaa keittiössä ja vastaanottaa vieraita olohuoneessa. Jokainen huone on suunniteltu sille osoitettua roolia varten ja on varustettu tätä varten parhaalla mukavuudella. Talolla ei ole tavallista geometrista muotoa. Pikemminkin se muistuttaa elävän luonnon esinettä. Seinien ja ikkunoiden pehmeät sileät linjat, jotka virtaavat toisiinsa, luovat liikkeen tunteen. Orgaanisen talon sisällä syntyy vaikutelma maagisesta maailmasta, koska tämä arkkitehtoninen tyyli tarjoaa runsaasti valoa kaikissa huoneissa. Usein käytetään värillistä lasia, joten valo voi olla epätavallisen sävyinen. Samanaikainen liikkeen ja rauhan tunne on ehkä tärkein etu orgaaniseen tyyliin tehdyssä talossa. Eri näkökulmista katsottuna itse huone muuttuu hienovaraisesti.
Tämä on vain pieni osa siitä, mitä voidaan kertoa tyylistä, joka on luotu henkilölle, joka pyrkii paljastamaan sisäistä maailmaansa, henkistä ja henkistä potentiaaliaan. Nyt arkkitehtuuri ottaa tämän vaikean tehtävän.
Arkkitehtoninen bioniikka lähimenneisyydessä on rakennusrakenteiden luonnollisten muotojen ymmärtämistä, uusia mahdollisuuksia arkkitehtoniseen muodonmuodostukseen.
Arkkitehtuurin bioniikka nykyään (neobionics) on yritys yhdistää ympäristönäkökohdat ja korkea teknologia arkkitehtuuriin.
Arkkitehtuuri- ja rakennusbioniikka tutkii elävien turkkien muodostumisen ja rakenteen muodostumisen lakeja, analysoi elävien organismien rakenteellisia järjestelmiä materiaalin, energian säästämisen ja luotettavuuden varmistamisen periaatteella. Eläinten aistielimiä ja sisäisiä reaktiomekanismeja ympäristöön sekä eläimissä että kasveissa tutkitaan intensiivisesti.
Kaukaisessa menneisyydessä ihminen loi monia merkittäviä rakenteita kopioimalla kasvimaailman arkkitehtonisia muotoja. Katso lähemmin afrikkalaisia vaaleita rakennuksia, ja näet niissä mehiläispesien ääriviivat (kuva 4), muinaiset idän pagodit muistuttavat ohuita kuusia, joissa on voimakkaasti roikkuvat oksat (kuva 5), Parthenonin marmoripylväs on hoikan puunrungon personifikaatio (kuva 6), pylväs Egyptiläinen temppeli on kuin lootuksen varsi (kuva 7), goottilainen arkkitehtuuri on rakenteellisen logiikan, harmonian ja elävien tarkoituksenmukaisuuden ruumiillistuma kiihkeässä kivessä.
Muista kuuluisa Kizhi (kuva 8). Niiden kupolit muistuttavat sipulia. Filin kirkko (kuva 9), kuin elävä organismi, pienenee korkeuden myötä ja kehittyy keskustasta reuna-alueelle. Kaikki hän näyttää vapisevan, kaikki hänessä on hienovaraista ja harmonista. Pyhän Vasilin katedraali on sama päärunko, josta muotojen haarautuminen ja murskaus kulkee ylöspäin ja sivulle (kuva 10).
Hämmästyttävä samankaltaisuus tekniikoissa! Ikään kuin arkkitehdit olisivat yhtä mieltä luovien periaatteidensa yhteisyydestä. Rakentamisen historian sivuja selaamalla löytyy paljon lisää esimerkkejä siitä, kuinka ihminen kopioi elävän luonnon arkkitehtonisia piirteitä. On kuitenkin vielä kerran korostettava, että muinainen rakennustaide oli vain muodoltaan samanlainen kuin elävän luonnon järjestäminen. Luonnosta arkkitehdit oppivat mittasuhteiden harmonian, rakennustilavuuksien loogisen jakautumisen, toissijaisen alistumisen pääasialliseen, osien kokojen oikean yhdistelmän, rakentavan totuuden, mutta he eivät tienneet pääasiaa - muodon lakeja. -muodostaminen, elävien olentojen itsensä rakentamisen salaisuudet.
Eläinten sisäinen organisaatio, lehden rakentava puoli, viljan varsi ja puunrunko tulivat myöhempien aikojen tiedemiesten tutkimuskohteena. Nämä tutkimukset loivat perustan arkkitehtoniselle bioniikalle.
Silmiinpistävä esimerkki turkin arkkitehtonisesta bioniikasta on täydellinen analogia viljanvarsien ja nykyaikaisten kerrostalojen rakenteesta. Viljakasvien varret kestävät raskaita kuormia murtumatta kukinnan painon alla. Jos tuuli taivuttaa ne maahan, ne palauttavat nopeasti pystysuoran asennon. Niiden rakenne on samanlainen kuin nykyaikaisten korkean rakennuksen tehdasputkien rakenne.
Molemmat rakenteet ovat sisältä onttoja. Kasvin varren sklerenchyma-säikeet toimivat pituussuuntaisena vahvistuksena. Varsien solmut (solmut) ovat jäykkyyden renkaita. Varren seinillä on soikeat pystysuorat aukot. Putkien seinillä on sama suunnitteluratkaisu. Putken ulkopuolelle, viljakasvien varteen, sijoitetun spiraalivahvikkeen roolia hoitaa ohut kuori. Insinöörit päätyivät kuitenkin rakentavaan ratkaisuunsa omin avuin "katsomatta" luontoon. Rakenteen henkilöllisyys paljastettiin myöhemmin.
Bionics vahvistaa, että monilla ihmisen keksinnöillä on analogeja elävässä luonnossa, esimerkiksi vetoketjut ja tarranauhat keksittiin linnun höyhenen rakenteen perusteella. Koukuilla varustetut erikokoiset höyhenpartat tarjoavat luotettavan otteen.
Havaitsimme, että arkkitehtonisessa bioniikassa on useita suuntauksia: Kartion muotoiset rakenteet, Esijännitetyt rakenteet, Kuoret, Spiraalimaiset rakenteet, Verkko-, ristikko- ja uurrerakenteet. Nyt katsomme niitä.