Bioničke forme odlikuju se svojom složenošću dizajna i nelinearnim oblicima.
Pojava pojma.
Pojam "bionike" (od grčkog "bios" - život) pojavio se početkom dvadesetog stoljeća. U globalnom smislu označava područje znanstvenog znanja koje se temelji na otkrivanju i korištenju obrazaca izgradnje prirodnih oblika za rješavanje tehničkih, tehnoloških i umjetničkih problema na temelju analize strukture, morfologije i vitalne aktivnosti bioloških organizama. Naziv je predložio američki istraživač J. Steele na simpoziju 1960. u Daytoni - "Živi prototipovi umjetnih sustava - ključ nove tehnologije" - tijekom kojeg je konsolidirana pojava novog, neistraženog polja znanja. Od ovog trenutka arhitekti, projektanti, konstruktori i inženjeri suočeni su s nizom zadataka usmjerenih na pronalaženje novih načina oblikovanja.
U SSSR-u, početkom 1980-ih, zahvaljujući višegodišnjim naporima tima stručnjaka iz laboratorija TsNIELAB, koji je postojao do početka 1990-ih, arhitektonska bionika konačno se pojavila kao novi smjer u arhitekturi. U to vrijeme objavljena je posljednja monografija velikog međunarodnog tima autora i djelatnika ovog laboratorija, pod glavnim urednikom Yu. S. Lebedeva, “Arhitektonska bionika” (1990.).
Dakle, razdoblje od sredine XX.st. do početka 21. stoljeća. u arhitekturi, obilježen je povećanim interesom za složene krivuljaste oblike, oživljavanjem, na novoj razini, koncepta "organske arhitekture", koji ima svoje korijene u kasnom 19. - ranom 20. stoljeću, u radu L. Sullivan i F. L. Wright. Smatrali su da arhitektonski oblik, kao u živoj prirodi, treba biti funkcionalan i razvijati se, tako reći, "iznutra prema van".
Problem harmonične simbioze arhitektonskog i prirodnog okoliša.
Tehnokratski razvoj posljednjih desetljeća odavno je podjarmio ljudski način života. Korak po korak, čovječanstvo je izašlo iz svoje ekološke niše na planetu. Zapravo, postali smo stanovnici umjetne “prirode” stvorene od stakla, betona i plastike, čija se kompatibilnost sa životom prirodnog ekosustava postupno približava nuli. I što više umjetna priroda preuzima živu prirodu, to je očitija ljudska potreba za prirodnim skladom. Najvjerojatniji način da se čovječanstvo vrati "u njedra prirode" i uspostavi ravnoteža između dva svijeta je razvoj moderne bionike.
Neboder od čempresa u Šangaju. Arhitekti: Maria Rosa Cervera & Javier Pioz.
Sydney Opera House. Arhitekt: Jørn Utzon.
Rolex centar za obuku. Arhitekti: Japanski arhitektonski biro SANAA.
Arhitektonska bionika je inovativni stil koji iz prirode preuzima najbolje: reljefe, konture, principe oblikovanja oblika i interakcije s vanjskim svijetom. Diljem svijeta ideje bioničke arhitekture uspješno su implementirali poznati arhitekti: neboder čempres u Šangaju, Sydney Opera House u Australiji, zgrada uprave NMB banke u Nizozemskoj, Rolex centar za obuku i muzej voća u Japanu .
Muzej voća. Arhitekt: Itsuko Hasegawa.
Interijer muzeja voća.
U svim vremenima postojao je kontinuitet prirodnih oblika u arhitekturi koju je stvorio čovjek. No, za razliku od formalističkog pristupa prošlih godina, kada je arhitekt jednostavno kopirao prirodne oblike, moderna bionika temelji se na funkcionalnim i temeljnim značajkama živih organizama - sposobnosti samoregulacije, fotosinteze, principa skladnog suživota itd. Bionička arhitektura uključuje stvaranje kuća koje su prirodni produžetak prirode koji ne dolazi u sukob s njom. Daljnji razvoj bionike uključuje razvoj i stvaranje eko-kuća - energetski učinkovitih i udobnih zgrada s neovisnim sustavima za održavanje života. Dizajn takve zgrade uključuje kompleks inženjerske opreme. Tijekom izgradnje koriste se ekološki prihvatljivi materijali i građevinske konstrukcije. U idealnom slučaju, kuća budućnosti je autonoman, samoodrživ sustav koji se neprimjetno uklapa u prirodni krajolik i postoji u skladu s prirodom. Moderna arhitektonska bionika praktički se stopila s konceptom “eko-arhitekture” i izravno je povezana s ekologijom.
Formiranje oblika prelazeći iz žive prirode u arhitekturu.
Svako živo biće na planetu savršen je radni sustav prilagođen svom okolišu. Održivost takvih sustava rezultat je evolucije tijekom mnogo milijuna godina. Otkrivanjem tajni građe živih organizama mogu se dobiti nove mogućnosti u arhitekturi zgrada.
Formiranje oblika u živoj prirodi karakterizira plastičnost i kombinatornost, raznolikost kako pravilnih geometrijskih oblika tako i likova - krugova, ovala, rombova, kocki, trokuta, kvadrata, raznih vrsta poligona, te nepregledna raznolikost iznimno složenih i nevjerojatno lijepih, lagane, izdržljive i ekonomične strukture nastale kombinacijom ovih elemenata. Takve strukture odražavaju složenost i višestupanjsku evoluciju razvoja živih organizama.
Glavna stajališta za proučavanje prirode iz perspektive arhitektonske bionike su znanost o biomaterijalima i biotektonika.
Predmet proučavanja u znanosti o biomaterijalima su različita nevjerojatna svojstva prirodnih struktura i njihovih "derivata" - tkiva životinjskih organizama, stabljike i listovi biljaka, niti paukove mreže, antene bundeve, krila leptira itd.
S biotektonikom je sve složenije. U ovom području znanja istraživače ne zanimaju toliko svojstva prirodnih materijala koliko sami principi postojanja živih organizama. Glavni problemi biotektonike su stvaranje novih struktura temeljenih na principima i metodama djelovanja biostruktura u živoj prirodi, provedba prilagodbe i rasta fleksibilnih tektonskih sustava temeljenih na prilagodbi i rastu živih organizama.
U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika se pozornost pridaje novim tehnologijama gradnje. Dakle, u području razvoja učinkovitih i bezotpadnih građevinskih tehnologija, obećavajući smjer je stvaranje slojevitih struktura. Ideja je posuđena od dubokomorskih mekušaca. Njihove izdržljive ljuske sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, deformaciju apsorbira meki sloj i pukotina ne ide dalje.
Tehnologije arhitektonske bionike.
Navedimo primjer nekoliko najčešćih modernih trendova u razvoju bioničkih zgrada.
1. Energetski učinkovita kuća - zgrada s niskom potrošnjom energije ili nultom potrošnjom energije iz standardnih izvora (Energy Efficient Building).
2. Pasivna kuća (Passive Building) - građevina s pasivnom termoregulacijom (hlađenje i grijanje korištenjem energije okoliša). Takve kuće koriste građevinske materijale i strukture koje štede energiju i praktički nemaju tradicionalni sustav grijanja.
3. Bioklimatska arhitektura. Jedan od trendova u hi-tech stilu. Glavno načelo bioklimatske arhitekture je sklad s prirodom: “... tako da ptica koja uleti u ured ne primijeti da je u njemu.” Uglavnom, poznati su brojni bioklimatski neboderi u kojima se, uz barijerne sustave, aktivno koristi višeslojno ostakljenje (double skin technology) za zvučnu izolaciju i podršku mikroklimi, uz ventilaciju.
4. Pametna kuća (Intelektualna zgrada) - zgrada u kojoj se uz pomoć računalne tehnologije i automatizacije optimizira protok svjetlosti i topline u prostorijama i ogradnim konstrukcijama.
5. Zdrava gradnja – zgrada u kojoj se, uz korištenje energetski štedljivih tehnologija i alternativnih izvora energije, prednost daje prirodnim građevinskim materijalima (mješavine zemlje i gline, drvo, kamen, pijesak i dr.) Tehnologije „zdravo "kuće uključuju sustave za pročišćavanje zraka od štetnih para, plinova, radioaktivnih tvari itd.
Povijest uporabe arhitektonskih oblika u arhitektonskoj praksi.
Arhitektonska bionika nije nastala slučajno. Bio je to rezultat prethodnog iskustva korištenja u ovom ili onom obliku (najčešće asocijativnom i imitativnom) određenih svojstava ili obilježja oblika žive prirode u arhitekturi - primjerice, u hipostilnim dvoranama egipatskih hramova u Luksoru i Karnaku, kapitelima i stupovi antičkih redova, gotički interijeri katedrala itd.
Stupovi hipostilne dvorane hrama Edfu.
Bionička arhitektura često uključuje zgrade i arhitektonske komplekse koji se organski uklapaju u prirodni krajolik, kao da su njegov nastavak. Na primjer, to se mogu nazvati zgradama modernog švicarskog arhitekta Petera Zumthora. Uz prirodne građevinske materijale, radi s već postojećim prirodnim elementima - planinama, brežuljcima, travnjacima, drvećem, praktički ne mijenjajući ih. Njegove građevine kao da rastu iz zemlje, a ponekad se toliko stapaju s okolnom prirodom da se ne mogu odmah otkriti. Na primjer, termalne kupke u Švicarskoj izvana se čine kao samo zelena površina.
Kupalište u Valsu. Arhitekt: Peter Zumthor.
S gledišta jednog od koncepata bionike - slike eko-kuće - čak i seoske kuće koje su nam poznate mogu se klasificirati kao bionička arhitektura. Nastaju od prirodnih materijala, a struktura seoskih naselja oduvijek je bila skladno uklopljena u okolni krajolik (najviša točka sela je crkva, nizina su stambene zgrade itd.)
Kupola Firentinske katedrale. Arhitekt: Filippo Brunelleschi.
Pojava ovog područja u povijesti arhitekture uvijek je povezana s nekom vrstom tehničke inovacije: na primjer, talijanski renesansni arhitekt F. Brunelleschi uzeo je ljusku jajeta kao prototip za konstrukciju kupole Firentinske katedrale, a Leonardo da Vinci kopirao oblike žive prirode pri prikazivanju i projektiranju građevinskih i vojnih građevina. Općenito je prihvaćeno da je prvi koji je počeo proučavati mehaniku leta živih modela “s bioničke pozicije” bio Leonardo da Vinci, koji je pokušao razviti letjelicu s krilima koja mašu (ornitopter).
Galerija u parku Güell. Arhitekt: Antonio Gaudi.
Portal Muke Kristove Katedrale Svete obitelji (Sagrada Familia).
Napredak građevinske tehnologije u devetnaestom i dvadesetom stoljeću. iznjedrila je nove tehničke mogućnosti tumačenja arhitekture žive prirode. To se ogleda u djelima mnogih arhitekata, među kojima se, naravno, ističe Antoni Gaudi - pionir široke upotrebe bioformi u arhitekturi dvadesetog stoljeća. Stambene zgrade koje je projektirao i izgradio A. Gaudi, samostan Güell, poznata “Sagrada Familia” (Katedrala Svete Obitelji, visina 170 m) u Barceloni i dalje ostaju nenadmašna arhitektonska remek-djela i, u isto vrijeme, najtalentiranija i karakterističan primjer asimilacije arhitektonskih prirodnih oblika -- njihova primjena i razvoj.
Casa Mila potkrovlje. Arhitekt: Antonio Gaudi.
Lučni svod galerije u Casa Batlló. Arhitekt: Antonio Gaudi.
A. Gaudi je smatrao da u arhitekturi, kao ni u prirodi, nema mjesta kopiranju. Kao rezultat toga, njegove strukture su upečatljive u svojoj složenosti - nećete pronaći dva identična dijela u njegovim zgradama. Njegovi stupovi prikazuju debla palmi s korom i lišćem, rukohvati stubišta oponašaju vijugave stabljike biljaka, a zasvođeni stropovi reproduciraju krošnje drveća. U svojim kreacijama Gaudi je koristio parabolične lukove, hiperspirale, nagnute stupove itd., stvarajući arhitekturu čija je geometrija nadmašivala arhitektonske fantazije i arhitekata i inženjera. A. Gaudí je među prvima upotrijebio biomorfološka oblikovna svojstva prostorno zakrivljene forme koju je utjelovio u obliku hiperboličnog paraboloida malih stepenica od opeke. Pritom Gaudi nije samo kopirao prirodne objekte, već je kreativno interpretirao prirodne oblike, mijenjajući proporcije i velika ritmička svojstva.
Unatoč činjenici da semantički raspon protobionskih zgrada izgleda prilično impresivno i opravdano, neki stručnjaci smatraju arhitektonskom bionikom samo one građevine koje ne ponavljaju samo prirodne oblike ili su stvorene od prirodnih materijala, već sadrže u svojim nacrtima strukture i principe žive prirode .
Izgradnja Eiffelovog tornja. Inženjer: Gustave Eiffel.
Projekt mosta. Arhitekt: Paolo Soleri.
Ti bi znanstvenici radije protobionikom nazvali građevine poput 300-metarskog Eiffelovog tornja mostovskog inženjera A. G. Eiffela, koji točno ponavlja strukturu ljudske tibije, i projekt mosta arhitekta P. Solerija koji podsjeća na smotani list žitarice i razvijen na principu preraspodjele opterećenja u stabljikama biljaka itd.
Biciklistička staza u Krylatskoye. Arhitekti: N. I. Voronina i A. G. Ospennikov.
U Rusiji su zakoni žive prirode također posuđeni za stvaranje nekih arhitektonskih objekata razdoblja "pred perestrojke". Primjeri uključuju radijski i televizijski toranj Ostankino u Moskvi, olimpijski objekti - biciklistička staza u Krylatskoye, membranske obloge zatvorenog stadiona na Aveniji Mira i univerzalne sportsko-zabavne dvorane u Lenjingradu, restoran u Primorskom parku Bakua i njegova veza u gradu Frunze - restoran Bermet itd.
Među imenima modernih arhitekata koji rade u smjeru arhitektonske bionike, Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/# /Selected) ističu se %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.html), itd.
Ako vas bilo koji aspekt bionike zanima, pišite nam i ispričat ćemo vam o tome detaljnije!
Arhitektonski biro "Inttera".
Arhitektonska i građevinska bionika proučava zakonitosti nastanka i oblikovanja strukture živih tkiva, analizira strukturne sustave živih organizama na principu uštede materijala, energije i osiguranja pouzdanosti. Neurobionika proučava funkcioniranje mozga i istražuje mehanizme pamćenja. Intenzivno se proučavaju osjetilni organi životinja i unutarnji mehanizmi reakcije na okoliš kako kod životinja tako i kod biljaka. Upečatljiv primjer arhitektonske i građevinske bionike potpuna je analogija strukture stabljika žitarica i modernih visokih zgrada. Stabljike žitarica mogu izdržati velika opterećenja, a da se ne slome pod težinom cvata. Ako ih vjetar savije prema tlu, brzo vraćaju svoj okomiti položaj. u cemu je tajna Ispada da je njihova struktura slična dizajnu modernih visokih tvorničkih cijevi - jedno od najnovijih dostignuća inženjerstva. Obje strukture su iznutra šuplje. Niti sklerenhima stabljike biljke djeluju kao uzdužno pojačanje. Internodije (čvorovi?) stabljike su prstenovi krutosti. Uz stijenke stabljike nalaze se ovalne okomite šupljine. Zidovi cijevi imaju isto dizajnersko rješenje. Ulogu spiralnog ojačanja postavljenog s vanjske strane cijevi u stabljici žitarica ima tanka opna. No, inženjeri su do svog konstruktivnog rješenja došli sami, bez “gledanja” u prirodu. Kasnije je otkriven identitet strukture. Posljednjih godina bionika je potvrdila da je većinu ljudskih izuma priroda već "patentirala". Takvi izumi 20. stoljeća kao što su patentni zatvarači i čičak kopče napravljeni su na temelju strukture ptičjeg pera. Pernate brade različitih redova, opremljene kukama, pružaju pouzdano prianjanje. Poznati španjolski arhitekti M. R. Cervera i J. Ploz, aktivni sljedbenici bionike, 1985. godine započeli su istraživanje "dinamičkih struktura", a 1991. godine organizirali su "Društvo za potporu inovacijama u arhitekturi". Grupa pod njihovim vodstvom, koja je uključivala arhitekte, inženjere, dizajnere, biologe i psihologe, razvila je projekt “Vertical Bionic Tower City”. Za 15 godina u Šangaju bi se trebao pojaviti grad toranj (prema znanstvenicima, za 20 godina bi stanovništvo Šangaja moglo doseći 30 milijuna ljudi). Tower City je dizajniran za 100 tisuća ljudi, projekt se temelji na "principu drvene konstrukcije".
Gradski toranj imat će oblik čempresa visine 1228 m s opsegom u podnožju 133 x 100 m, a na najširem dijelu 166 x 133 m. Toranj će imati 300 katova, a bit će smještenih u 12 vertikalnih blokova od po 80 katova (12 x 80 = 960; 960!=300). Između blokova nalaze se podovi od estriha, koji služe kao nosiva konstrukcija za svaku razinu bloka. Unutar blokova nalaze se kuće različitih visina s okomitim vrtovima. Ovaj složeni dizajn sličan je strukturi grana i cijeloj krošnji čempresa. Toranj će stajati na temelju od pilota po principu harmonike, koji nije ukopan, već se razvija u svim smjerovima kako raste na visini - slično kao što se razvija korijenski sustav stabla. Kolebanja vjetra na gornjim katovima su minimizirana: zrak lako prolazi kroz konstrukciju tornja. Za oblaganje tornja koristit će se poseban plastični materijal koji oponaša poroznu površinu kože. Ako gradnja bude uspješna, planira se izgraditi još nekoliko takvih zgrada-gradova.
U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika se pozornost posvećuje novim tehnologijama gradnje. Na primjer, u području razvoja učinkovitih i bezotpadnih građevinskih tehnologija, obećavajući smjer je stvaranje slojevitih struktura. Ideja je posuđena od dubokomorskih mekušaca. Njihove izdržljive ljušture, poput onih raširenog morskog uha, sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, deformaciju apsorbira meki sloj i pukotina ne ide dalje. Ova se tehnologija također može koristiti za pokrivanje automobila.
U svjetskoj arhitektonskoj praksi u proteklih 40 godina korištenje zakona formiranja žive prirode dobilo je novu kvalitetu i nazvano je arhitektonsko-bionički proces te je postalo jedan od pravaca visokotehnološke arhitekture.
Arhitektonsko-bionička praksa iznjedrila je nove, neobične arhitektonske forme, praktične u funkcionalnom i uporabnom smislu i originalne u svojim estetskim kvalitetama. To nije moglo ne pobuditi interes za njih od strane arhitekata i inženjera.
Bionika dolazi od grčke riječi koja znači "element života". Poslužio je kao osnova za naziv smjera u znanosti koji proučava mogućnosti korištenja određenih bioloških sustava i procesa u tehnologiji.
Arhitektonska bionika je slična tehničkoj bionici; no toliko je specifičan da čini samostalnu granu i rješava ne samo tehničke, nego uglavnom arhitektonske probleme.
Ovdje je posebno potrebno naglasiti da su se znanstveni temelji arhitektonske bionike počeli stvarati u Sovjetskom Savezu, posebice radom arhitekata V.V. Zefeld i Yu.S. Lebedeva.
Istaknimo izjave njemačkih i austrijskih arhitekata Sempera, Feldega, Bauera i drugih. Zanimljiv je članak koji analizira njihove stavove i izražava svoje stajalište o problemu svrhovitosti u arhitekturi - “Darwinova teorija u umjetnosti gradnje” (1900. ) - napisala je izvjesna osoba pod pseudonimom "Gr. Yu - P." Autor ovog članka je jasno i jasno, s određenom suptilnošću i oštrinom, postavio arhitektonsko-bionički problem i potvrdio pravilnost djelovanja Darwinove evolucijske teorije u arhitekturi.
Najteža etapa u razvoju prirodnih oblika u arhitekturi bilo je razdoblje od sredine 19. do početka 20. stoljeća. Na to je utjecao nagli razvoj biologije i neviđeni napredak tehnologije gradnje u odnosu na prethodno razdoblje (primjerice, izum armiranog betona i početak intenzivne uporabe staklenih i metalnih konstrukcija). U istraživanju ove faze potrebno je obratiti posebnu pozornost na pojavu tako značajne struje u arhitekturi kao što je “organska arhitektura”. Istina, naziv “organska arhitektura” ne implicira izravnu i značajnu vezu između arhitekture i žive prirode. Pravac "organske arhitekture" je pravac funkcionalizma. O tome je 1953. na televiziji govorio jedan od njezinih glavnih ideologa Frank Lloyd Wright. odgovarajući na postavljena mu pitanja: „...organska arhitektura je arhitektura „iznutra prema van“, u kojoj je ideal cjelovitost. Ne koristimo riječ „organsko“ u smislu „pripadnosti biljnom ili životinjskom svijetu .”
U ime štednje čovjek u proizvodnim djelatnostima uvijek koristi sve mogućnosti koje mu se ukažu. S napretkom taj zahtjev postaje sve izraženiji. Primjerice, nakon završetka Drugog svjetskog rata inženjeri i arhitekti počeli su pomnije promatrati živu prirodu. Privlačili su ih, primjerice, elastični filmovi žive prirode koji dobro funkcioniraju pod naponom (pokusi Otta Freija 40-ih). Moderna znanost omogućila je dublje pronicanje u zakonitosti razvoja žive prirode, a tehnologija simulaciju živih struktura. Kao rezultat toga, u arhitekturi su se krajem 40-ih pojavili oblici koji reproduciraju strukturne strukture žive prirode na svjesnoj znanstvenoj i tehničkoj osnovi. To uključuje pokrivanje velike dvorane torinske izložbe inženjera P.L. Nervi, viseće i šatorske konstrukcije (Otto Frei i drugi).
U Sovjetskom Savezu bioničke ideje dobile su veliku pozornost arhitekata i inženjera (MAI, TsNIISK Gosstroy SSSR, Len-ZNIIEP, itd.).
Neočekivana brza invazija računalne tehnologije u naše živote odigrala je veliku ulogu u 90-ima. Kulturološke dugoročne posljedice ove “tihe revolucije” još je uvijek teško predvidjeti, ali razmišljanja predstavnika nove generacije idu u smjeru njihova razjašnjavanja. Zahvaljujući računalu, moguće je opisati složeni biološki objekt, na primjer, ljudski kostur, jezikom radnog crteža poznatog arhitektu.
Sažimajući povijesnu pozadinu arhitektonske bionike, možemo reći da se arhitektonska bionika kao teorija i praksa razvila u procesu evolucije specifične veze između arhitekture i žive prirode te da taj fenomen nije slučajan, već povijesno prirodan.
Posebnost suvremenog stupnja ovladavanja oblicima žive prirode u arhitekturi je da se sada ne ovladavaju samo formalnim aspektima žive prirode, već se uspostavljaju duboke veze između zakonitosti razvoja žive prirode i arhitekture. U današnjem razdoblju arhitekti se ne koriste vanjskim oblicima žive prirode, već samo onim svojstvima i karakteristikama oblika koji su izraz funkcija pojedinog organizma, slično funkcionalnim i utilitarnim aspektima arhitekture.
Od funkcija do oblika i do zakona oblikovanja oblika - to je glavni put arhitektonske bionike.
Važna točka koja je odigrala ulogu u obraćanju arhitekata i dizajnera živoj prirodi bilo je uvođenje u praksu prostornih strukturnih sustava koji su bili ekonomski korisni, ali složeni u smislu njihove matematičke kalkulacije. Prototipovi ovih sustava u mnogim su slučajevima bili strukturni oblici prirode. Takvi oblici počeli su se uspješno koristiti u različitim tipološkim područjima arhitekture, u izgradnji objekata velikog raspona i visokogradnje, stvaranju brzo transformirajućih struktura, standardizaciji elemenata zgrada i građevina itd.
Korištenje strukturnih sustava prirode utrlo je put drugim područjima arhitektonske bionike. Prije svega, to se odnosi na prirodna sredstva "izolacije", koja se mogu koristiti za organiziranje povoljne mikroklime za ljude u zgradama, kao iu gradovima.
Arhitektonska bionika nije namijenjena samo rješavanju funkcionalnih pitanja arhitekture, već otvara perspektive u potrazi za sintezom funkcije i estetskog oblika arhitekture, podučava arhitekte razmišljanju u sintetičkim oblicima i sustavima.
Posljednjih godina bionika je potvrdila da je većinu ljudskih izuma priroda već "patentirala". Takvi izumi 20. stoljeća kao što su patentni zatvarači i čičak kopče napravljeni su na temelju strukture ptičjeg pera. Pernate brade različitih redova, opremljene kukama, pružaju pouzdano prianjanje. Poznati španjolski arhitekti M.R. Cervera i H. Ploz, aktivni sljedbenici bionike, 1985. godine započeli su istraživanje “dinamičkih struktura”, a 1991. godine organizirali su “Društvo za potporu inovacijama u arhitekturi”. Grupa pod njihovim vodstvom, koja je uključivala arhitekte, inženjere, dizajnere, biologe i psihologe, razvila je projekt “Vertical Bionic Tower City”. Za 15 godina u Šangaju bi se trebao pojaviti grad toranj (prema znanstvenicima, za 20 godina bi stanovništvo Šangaja moglo doseći 30 milijuna ljudi). Tower City je dizajniran za 100 tisuća ljudi, projekt se temelji na "principu drvene konstrukcije".
Gradski toranj imat će oblik čempresa visine 1228 m s opsegom u podnožju 133 x 100 m, a na najširem dijelu 166 x 133 m. Toranj će imati 300 katova, a bit će smještenih u 12 vertikalnih blokova od po 80 katova (12 x 80 = 960; 960! Između blokova nalaze se podovi od estriha, koji služe kao nosiva konstrukcija za svaku razinu bloka. Unutar blokova nalaze se kuće različitih visina s okomitim vrtovima. Ovaj složeni dizajn sličan je strukturi grana i cijeloj krošnji čempresa. Toranj će stajati na temelju od pilota po principu harmonike, koji nije ukopan, već se razvija u svim smjerovima kako raste na visini - slično kao što se razvija korijenski sustav stabla. Kolebanja vjetra na gornjim katovima su minimizirana: zrak lako prolazi kroz konstrukciju tornja. Za oblaganje tornja koristit će se poseban plastični materijal koji oponaša poroznu površinu kože. Ako gradnja bude uspješna, planira se izgraditi još nekoliko takvih zgrada-gradova.
U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika se pozornost posvećuje novim tehnologijama gradnje. Na primjer, u području razvoja učinkovitih i bezotpadnih građevinskih tehnologija, obećavajući smjer je stvaranje slojevitih struktura. Ideja je posuđena od dubokomorskih mekušaca. Njihove izdržljive ljušture, poput onih raširenog morskog uha, sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, deformaciju apsorbira meki sloj i pukotina ne ide dalje. Ova se tehnologija također može koristiti za pokrivanje automobila.
Arhitektonska i građevinska bionika proučava zakonitosti nastanka i oblikovanja strukture živih tkiva, analizira strukturne sustave živih organizama na principu uštede materijala, energije i osiguranja pouzdanosti. Upečatljiv primjer arhitektonske i građevinske bionike potpuna je analogija strukture stabljika žitarica i modernih visokih zgrada. Stabljike žitarica mogu izdržati velika opterećenja, a da se ne slome pod težinom cvata. Ako ih vjetar savije prema tlu, brzo vraćaju svoj okomiti položaj. u cemu je tajna Ispada da je njihova struktura slična dizajnu modernih visokih tvorničkih cijevi - jedno od najnovijih dostignuća inženjerstva. Kasnije je otkriven identitet strukture. Posljednjih godina bionika je potvrdila da je većinu ljudskih izuma priroda već "patentirala".
Želja za udobnošću, kvalitetnim, ugodnim i lijepim stanovanjem svojstvena je čovječanstvu dugo vremena. Svatko od nas želi da okolni prostor rezonira s našim unutarnjim svijetom. Sada svatko od nas ima priliku izgraditi svoj idealan dom. Možda će to biti vrtna kuća s potkrovljem, poput Čehovljevih junaka. Ili možda vikendicu sa
Terasa u američkom stilu. Bitno je da može kombinirati sve elemente nevjerojatnog arhitektonskog stila - "bioničke arhitekture".
Pojavu neobičnih arhitektonskih stilova dugujemo genijima arhitekture. Talent je uvijek u potrazi. Dokazi za to nalaze se na svakom koraku u obliku arhitektonskih spomenika razasutih diljem svijeta. Tijekom godina stilovi se međusobno zamjenjuju, svaki od njih je jedinstven. Modernost nudi novi pristup arhitekturi. Jedno od novih područja - bionika - zaslužuje posebnu pozornost.
Bionika na grčkom znači "živjeti". Proučavajući građu i način života biljaka i životinja, arhitekti primjenjuju iste principe na inženjerske građevine. Do sada među istraživačima ne postoji jedinstveno mišljenje o tome koje radove arhitekata treba svrstati u pokret “žive arhitekture”. Pa ipak, Antonio Gaudi se može smatrati utemeljiteljem bionike, koji je izgradio prve jedinstvene kuće još u devetnaestom stoljeću. Arogantna i zasićena arhitektonskim nalazima, Europa je bila oduševljena majstorovim kreacijama. I bionika je dobila snažan poticaj za razvoj. Već početkom 20. stoljeća utemeljitelj antropozofije Rudolf Steiner osmislio je projekt nevjerojatne građevine nazvane Goetheanum. Projekt je oživljen.
Poznati dizajn Eiffelovog tornja (vidi post Superstrukture: Eiffelov toranj (Pariz)) temelji se na znanstvenom radu švicarskog profesora anatomije Hermanna Von Meyera. Profesor je 40 godina prije izgradnje pariškog inženjerskog čuda pregledao strukturu kosti glave bedrene kosti na mjestu gdje se ona savija i pod kutom ulazi u zglob. Pa ipak, iz nekog razloga kost se ne lomi pod težinom tijela.
Von Meyer je otkrio da je glava kosti prekrivena zamršenom mrežom minijaturnih kostiju, zahvaljujući kojima se opterećenje nevjerojatno preraspoređuje po kosti. Ova mreža je imala strogu geometrijsku strukturu, što je profesor dokumentirao.
Godine 1866. švicarski inženjer Carl Cullman dao je teorijsku osnovu za von Meyerovo otkriće, a 20 godina kasnije prirodnu raspodjelu opterećenja pomoću zakrivljenih čeljusti koristio je Eiffel.
Sada su mnoge prijestolnice svijeta ukrašene zgradama u bioničkom stilu. Tu i tamo se pojavljuju nove "žive" strukture. Bioničkim remek-djelima mogu se pohvaliti Nizozemska i Australija, Kina i Japan, Kanada pa čak i Rusija.
U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika se pozornost posvećuje novim tehnologijama gradnje. Dakle, u području razvoja učinkovitih i bezotpadnih građevinskih tehnologija, obećavajući smjer je stvaranje slojevitih struktura. Ideja je posuđena od dubokomorskih mekušaca. Njihove izdržljive ljušture, poput onih raširenog morskog uha, sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, deformaciju apsorbira meki sloj i pukotina ne ide dalje.
Bionics nastoji maksimizirati svrhu svake prostorije u domu. Nema zamjenjivosti soba. Morate spavati u spavaćoj sobi, kuhati u kuhinji, a primati goste u dnevnoj sobi. Svaka je soba dizajnirana za svoju dodijeljenu ulogu i za to je opremljena s najvećom udobnošću. Kuća neće imati uobičajeni geometrijski oblik. Prije će nalikovati objektu žive prirode. Meke glatke linije zidova i prozora, koje se ulijevaju jedna u drugu, stvorit će osjećaj kretanja. Unutar organske kuće stvara se dojam čarobnog svijeta, jer ovaj arhitektonski stil osigurava obilje svjetla u svim prostorijama. Često se koristi staklo u boji, tako da svjetlo može biti neobične nijanse. Istovremeni osjećaj pokreta i mira možda je glavna prednost kuće napravljene u organskom stilu. Iz različitih kutova gledanja, sama soba se suptilno mijenja.
Ovo je samo mali dio onoga što se može reći o stilu stvorenom za osobu koja želi otkriti svoj unutarnji svijet, mentalni i duhovni potencijal. Sada arhitektura preuzima ovaj težak zadatak.
Arhitektonska bionika u novijoj prošlosti je razumijevanje prirodnih oblika u građevinskim strukturama, nove mogućnosti oblikovanja arhitektonskog oblika.
Arhitektonska bionika danas (neobionika) pokušaj je povezivanja ekoloških aspekata i visoke tehnologije s arhitekturom.
Arhitektonska i građevinska bionika proučava zakone nastanka i oblikovanja strukture živih krzna, analizira strukturne sustave živih organizama na principu uštede materijala, energije i osiguranja pouzdanosti. Intenzivno se proučavaju osjetilni organi životinja i unutarnji mehanizmi reakcije na okoliš kako kod životinja tako i kod biljaka.
U dalekoj prošlosti čovjek je stvorio mnoge izvanredne građevine kopirajući arhitektonske oblike biljnog svijeta. Pogledajte pobliže svijetle afričke građevine i vidjet ćete u njima obrise košnica (Sl. 4), drevne istočnjačke pagode nalikuju vitkim stablima jele s teško obješenim granama (Sl. 5), mramorni stup Partenona je personifikacija vitkog debla (sl. 6), stupni egipatski hram je poput stabljike lotosa (sl. 7), gotička arhitektura je utjelovljenje u nepristrasnom kamenu konstruktivne logike, sklada i svrhovitosti živih bića.
Sjetite se poznatog Kizhija (slika 8). Njihove kupole nalikuju luku. Crkva u Filima (sl. 9) poput živog organizma opada s visinom i razvija se od središta prema periferiji. Sva ona kao da drhti, sve je u njoj suptilno i skladno. Katedrala svetog Vasilija je isto glavno deblo, od kojeg grananje i drobljenje oblika ide prema gore i u stranu (slika 10).
Nevjerojatna sličnost tehnika! Kao da su se arhitekti složili oko zajedništva kreativnih načela. Pregledavajući stranice povijesti graditeljstva, može se pronaći još puno primjera čovjekovog kopiranja arhitektonike žive prirode. No, valja još jednom naglasiti da je antičko graditeljsko umijeće samo oblikom bilo slično uređenju žive prirode. Od prirode su arhitekti učili sklad proporcija, logičan raspored volumena građevine, podređivanje sporednog glavnom, pravilnu kombinaciju veličina dijelova, konstruktivnu istinu, ali nisu poznavali ono glavno – zakone oblika. -formiranje, tajne samoizgradnje živih bića.
Unutarnja organizacija živih bića, konstruktivna strana lista, stabljike žitarice i debla postala je predmetom proučavanja znanstvenika kasnijeg doba. Ove studije postavile su temelje arhitektonskoj bionici.
Upečatljiv primjer arhitektonske bionike krznenog kaputa potpuna je analogija strukture stabljika žitarica i modernih visokih zgrada. Stabljike žitarica mogu izdržati velika opterećenja, a da se ne slome pod težinom cvata. Ako ih vjetar savije prema tlu, brzo vraćaju svoj okomiti položaj. Njihova je struktura slična dizajnu modernih visokih tvorničkih cijevi.
Obje strukture su iznutra šuplje. Niti sklerenhima stabljike biljke djeluju kao uzdužno pojačanje. Internodije (čvorovi) stabljike su prstenovi krutosti. Uz stijenke stabljike nalaze se ovalne okomite šupljine. Zidovi cijevi imaju isto dizajnersko rješenje. Ulogu spiralnog ojačanja postavljenog s vanjske strane cijevi, u stabljici žitarica, ima tanka opna. No, inženjeri su do svog konstruktivnog rješenja došli sami, bez “gledanja” u prirodu. Kasnije je otkriven identitet strukture.
Bionika potvrđuje da mnogi ljudski izumi imaju analoge u živoj prirodi, na primjer, patentni zatvarači i čičak izumljeni su na temelju strukture ptičjeg perja. Pernate brade različitih redova, opremljene kukama, pružaju pouzdano prianjanje.
Doznali smo da postoji nekoliko pravaca u arhitektonskoj bionici: Stožaste konstrukcije, Prednapregnute konstrukcije, Ljuske, Spiralne strukture, Mrežaste, rešetkaste i rebraste strukture. Sada ćemo ih pogledati.