Bioninės formos išsiskiria dizaino sudėtingumu ir netiesinėmis formomis.
Termino atsiradimas.
„Bionikos“ sąvoka (iš graikų „bios“ - gyvenimas) atsirado XX amžiaus pradžioje. Pasauline prasme jis žymi mokslo žinių sritį, pagrįstą natūralių formų statybos modelių atradimu ir panaudojimu techninėms, technologinėms ir meninėms problemoms spręsti, remiantis biologinių organizmų sandaros, morfologijos ir gyvybinės veiklos analize. Pavadinimą pasiūlė amerikiečių tyrinėtojas J. Steele'as 1960 m. simpoziume Deitonoje – „Gyvieji dirbtinių sistemų prototipai – raktas į naujas technologijas“ – kurio metu buvo įtvirtintas naujos, neištirtos žinių srities atsiradimas. Nuo šio momento architektai, dizaineriai, konstruktoriai ir inžinieriai susiduria su daugybe užduočių, kuriomis siekiama rasti naujų formavimo priemonių.
SSRS devintojo dešimtmečio pradžioje TsNIELAB laboratorijos specialistų komandos, gyvavusios iki dešimtojo dešimtmečio pradžios, ilgamečių pastangų dėka, architektūrinė bionika pagaliau atsirado kaip nauja architektūros kryptis. Tuo metu buvo išleista galutinė didelės tarptautinės šios laboratorijos autorių ir darbuotojų grupės monografija, kurią bendrai redagavo Yu. S. Lebedev, „Architectural Bionics“ (1990).
Taigi laikotarpis nuo XX amžiaus vidurio. iki XXI amžiaus pradžios. architektūra pasižymėjo padidėjusiu susidomėjimu sudėtingomis kreivinėmis formomis, jau naujame lygmenyje „organinės architektūros“ sąvokos atgimimu, kurios šaknys yra XIX amžiaus pabaigoje – XX amžiaus pradžioje, L kūryboje. Sullivanas ir F. L. Wrightas. Jie tikėjo, kad architektūrinė forma, kaip ir gyvojoje gamtoje, turi būti funkcionali ir vystytis tarsi „iš vidaus“.
Darnios architektūrinės ir gamtinės aplinkos simbiozės problema.
Pastarųjų dešimtmečių technokratinė raida ilgą laiką pavergė žmogaus gyvenimo būdą. Žingsnis po žingsnio žmonija išlipo iš savo ekologinės nišos planetoje. Tiesą sakant, mes tapome dirbtinės „gamtos“, sukurtos iš stiklo, betono ir plastiko, gyventojais, kurių suderinamumas su natūralios ekosistemos gyvybe nuolat artėja prie nulio. Ir kuo labiau dirbtinė gamta perima gyvąją gamtą, tuo ryškesnis tampa žmogaus prigimtinės harmonijos poreikis. Labiausiai tikėtinas būdas grąžinti žmoniją „į gamtos prieglobstį“ ir atkurti pusiausvyrą tarp dviejų pasaulių yra šiuolaikinės bionikos plėtra.
Kipariso dangoraižis Šanchajuje. Architektai: Maria Rosa Cervera ir Javier Pioz.
Sidnėjaus operos teatras. Architektas: Jørn Utzon.
Rolex mokymo centras. Architektai: Japonijos architektūros biuras SANAA.
Architektūrinė bionika – tai naujoviškas stilius, kuris iš gamtos perima viską, kas geriausia: reljefai, kontūrai, formų formavimo principai ir sąveika su išoriniu pasauliu. Visame pasaulyje bioninės architektūros idėjas sėkmingai įgyvendino garsūs architektai: kipariso dangoraižis Šanchajuje, Sidnėjaus operos teatras Australijoje, NMB banko valdybos pastatas Olandijoje, Rolex mokymo centras ir vaisių muziejus Japonijoje. .
Vaisių muziejus. Architektas: Itsuko Hasegawa.
Vaisių muziejaus interjeras.
Visais laikais žmogaus sukurtoje architektūroje egzistavo gamtos formų tęstinumas. Tačiau, priešingai nei ankstesnių metų formalistinis požiūris, kai architektas tiesiog kopijuodavo natūralias formas, šiuolaikinė bionika remiasi funkcinėmis ir esminėmis gyvų organizmų savybėmis – savireguliacijos, fotosintezės, darnaus sambūvio principu ir kt. Bioninė architektūra apima namų kūrimą, kurie yra natūralus pratęsimas, kuris neprieštarauja su ja. Tolesnė bionikos plėtra apima ekologinių namų – energiją taupančių ir patogių pastatų su nepriklausomomis gyvybės palaikymo sistemomis – kūrimą ir kūrimą. Tokio pastato projekte yra inžinerinės įrangos kompleksas. Statybos metu naudojamos ekologiškos medžiagos ir statybinės konstrukcijos. Idealiu atveju ateities namas yra autonomiška, save išlaikanti sistema, kuri sklandžiai įsilieja į natūralų kraštovaizdį ir egzistuoja harmonijoje su gamta. Šiuolaikinė architektūrinė bionika praktiškai susiliejo su „ekoarchitektūros“ sąvoka ir yra tiesiogiai susijusi su ekologija.
Formos formavimas, pereinantis iš gyvosios gamtos į architektūrą.
Kiekvienas gyvas padaras planetoje yra tobula darbo sistema, pritaikyta prie jos aplinkos. Tokių sistemų gyvybingumas yra daugelio milijonų metų evoliucijos rezultatas. Atskleidus gyvų organizmų sandaros paslaptis, galima įgyti naujų galimybių pastatų architektūroje.
Formų formavimas gyvojoje gamtoje pasižymi plastiškumu ir kombinatoriškumu, tiek taisyklingų geometrinių formų, tiek figūrų įvairove – apskritimais, ovalais, rombais, kubeliais, trikampiais, kvadratais, įvairiausiais daugiakampiais ir begale įvairiausių itin sudėtingų ir nuostabiai gražių, lengvos, patvarios ir ekonomiškos konstrukcijos, sukurtos derinant šiuos elementus. Tokios struktūros atspindi gyvų organizmų vystymosi sudėtingumą ir daugiapakopę evoliuciją.
Pagrindinės gamtos tyrinėjimo pozicijos architektūros bionikos požiūriu yra biomedžiagų mokslas ir biotektonika.
Biomedžiagų mokslo tyrimo objektas – įvairios nuostabios natūralių struktūrų savybės ir jų „dariniai“ – gyvūnų organizmų audiniai, augalų stiebai ir lapai, voratinklio siūlai, moliūgų antenos, drugelio sparnai ir kt.
Su biotektonika viskas yra sudėtingiau. Šioje žinių srityje tyrėjus domina ne tiek natūralių medžiagų savybės, kiek patys gyvų organizmų egzistavimo principai. Pagrindinės biotektonikos problemos – naujų struktūrų kūrimas remiantis biostruktūrų veikimo principais ir metodais gyvojoje gamtoje, lanksčių tektoninių sistemų prisitaikymo ir augimo, pagrįstų gyvų organizmų prisitaikymu ir augimu, įgyvendinimas.
Architektūros ir statybos bionikoje daug dėmesio skiriama naujoms statybos technologijoms. Taigi efektyvių ir be atliekų statybos technologijų kūrimo srityje perspektyvi kryptis yra sluoksniuotų konstrukcijų kūrimas. Idėja pasiskolinta iš giliavandenių moliuskų. Jų patvarūs apvalkalai susideda iš kintamų kietų ir minkštų plokščių. Įtrūkus kietai plokštei, deformaciją sugeria minkštasis sluoksnis ir plyšys toliau neina.
Architektūrinės bionikos technologijos.
Pateiksime kelių labiausiai paplitusių šiuolaikinių bioninių pastatų plėtros tendencijų pavyzdį.
1. Energetiškai efektyvus namas – pastatas, kurio energijos suvartojimas yra mažas arba energijos suvartojimas iš standartinių šaltinių nulinis (Energy Efficient Building).
2. Pasyvus namas (Passive Building) - pastatas su pasyvia termoreguliacija (vėsinimas ir šildymas naudojant aplinkos energiją). Tokiuose namuose naudojamos energiją taupančios statybinės medžiagos ir konstrukcijos, tradicinės šildymo sistemos praktiškai nėra.
3. Bioklimatinė architektūra. Viena iš aukštųjų technologijų stiliaus tendencijų. Pagrindinis bioklimatinės architektūros principas – harmonija su gamta: „... kad paukštis, įskridęs į biurą, nepastebėtų, kad yra jo viduje“. Iš esmės yra žinoma daugybė bioklimatinių dangoraižių, kuriuose kartu su barjerinėmis sistemomis aktyviai naudojamas daugiasluoksnis stiklas (dvisluoksnė technologija), užtikrinanti garso izoliaciją ir mikroklimato palaikymą kartu su ventiliacija.
4. Išmanusis namas (Intelektualus pastatas) - pastatas, kuriame kompiuterinių technologijų ir automatikos pagalba optimizuojamas šviesos ir šilumos srautas patalpose ir atitveriančiose konstrukcijose.
5. Sveikas pastatas – pastatas, kuriame kartu su energiją taupančių technologijų ir alternatyvių energijos šaltinių naudojimu pirmenybė teikiama natūralioms statybinėms medžiagoms (žemės ir molio mišiniams, medžiui, akmeniui, smėliui ir kt.) Technologijoms „sveika“. Namuose yra oro valymo sistemos nuo kenksmingų dūmų, dujų, radioaktyviųjų medžiagų ir kt.
Architektūrinių formų panaudojimo architektūrinėje praktikoje istorija.
Architektūrinė bionika atsirado neatsitiktinai. Tai buvo ankstesnės patirties vienokia ar kitokia forma (dažniausiai asociatyvine ir imitacine) panaudojant tam tikras gyvosios gamtos formų savybes ar ypatybes architektūroje, pavyzdžiui, egiptiečių šventyklų hipostilės salėse Luksore ir Karnake, sostinėse ir senovės ordinų kolonos, gotikinio interjero katedros ir kt.
Edfu šventyklos hipostilių salės kolonos.
Bioninė architektūra dažnai apima pastatus ir architektūrinius kompleksus, kurie organiškai įsilieja į natūralų kraštovaizdį, yra tarsi jo tąsa. Pavyzdžiui, tai galima pavadinti šiuolaikinio šveicarų architekto Peterio Zumthoro pastatais. Kartu su natūraliomis statybinėmis medžiagomis dirba su jau esamais gamtos elementais – kalnais, kalvomis, veja, medžiais, praktiškai jų nekeisdamas. Atrodo, kad jo struktūros išauga iš žemės ir kartais taip susilieja su supančia gamta, kad negali būti iš karto aptiktos. Pavyzdžiui, Šveicarijos terminės vonios iš išorės atrodo kaip tik žalia zona.
Pirtys Valse. Architektas: Peteris Zumthoras.
Vienos iš bionikos sąvokų – ekologinio namo įvaizdžio – požiūriu, net ir mums pažįstamus kaimo namus galima priskirti bioninei architektūrai. Jie sukurti iš natūralių medžiagų, o kaimo gyvenviečių struktūros visada darniai įsiliejo į aplinkinį kraštovaizdį (aukščiausia kaimo vieta – bažnyčia, žemumoje – gyvenamieji pastatai ir kt.)
Florencijos katedros kupolas. Architektas: Filippo Brunelleschi.
Šios srities atsiradimas architektūros istorijoje visada asocijuojasi su kažkokiomis techninėmis naujovėmis: pavyzdžiui, italų renesanso architektas F. Brunelleschi kaip prototipą Florencijos katedros kupolui statyti ėmėsi kiaušinio lukšto, o Leonardo da Vinci. nukopijavo gyvosios gamtos formas vaizduodamas ir projektuodamas statybinius ir karinius pastatus.ir net orlaivius. Visuotinai pripažįstama, kad pirmasis gyvų modelių skrydžio mechaniką „iš bioninės padėties“ pradėjo tyrinėti Leonardo da Vinci, kuris bandė sukurti lėktuvą su besiplečiančiu sparnu (ornitopterį).
Galerija Guell parke. Architektas: Antonio Gaudi.
Šventosios Šeimos katedros (Sagrada Familia) Kristaus kančios portalas.
Statybos technologijų pažanga XIX ir XX a. atsirado naujų techninių galimybių interpretuoti gyvosios gamtos architektūrą. Tai atsispindi daugelio architektų darbuose, tarp kurių, be abejo, išsiskiria Antoni Gaudi – XX amžiaus architektūroje plačiai paplitusio bioformų naudojimo pradininkas. A. Gaudi suprojektuoti ir pastatyti gyvenamieji pastatai, Guelio vienuolynas, garsioji „Sagrada Familia“ (Šventosios šeimos katedra, aukštis 170 m) Barselonoje iki šiol išlieka nepralenkiamais architektūros šedevrais, o kartu ir talentingiausiais bei būdingas architektūrinių gamtos formų asimiliacijos pavyzdys – jų taikymas ir plėtra.
Casa Mila mansardinis aukštas. Architektas: Antonio Gaudi.
Arkinis galerijos skliautas Casa Batlló. Architektas: Antonio Gaudi.
A. Gaudi tikėjo, kad architektūroje, kaip ir gamtoje, kopijavimui nėra vietos. Dėl to jo konstrukcijos stebina savo sudėtingumu – jo pastatuose nerasite dviejų identiškų dalių. Jos kolonose pavaizduoti palmių kamienai su žieve ir lapais, laiptų turėklai imituoja riečiančius augalų stiebus, o skliautinės lubos atkartoja medžių lajas. Savo kūryboje Gaudi panaudojo parabolines arkas, hiperspirales, pasvirusias kolonas ir kt., kurdamas architektūrą, kurios geometrija pranoko tiek architektų, tiek inžinierių architektūrines fantazijas. A. Gaudis vienas pirmųjų panaudojo erdviškai išlenktos formos biomorfologines dizaino savybes, kurias įkūnijo nedidelio mūrinių laiptų skersinio hiperbolinio paraboloido pavidalu. Tuo pačiu metu Gaudi ne tik kopijavo gamtos objektus, bet ir kūrybiškai interpretavo gamtos formas, modifikuodamas proporcijas ir didelio masto ritmines charakteristikas.
Nepaisant to, kad protobioninių pastatų semantinis asortimentas atrodo gana įspūdingai ir pagrįstai, kai kurie ekspertai architektūrine bionika laiko tik tuos pastatus, kurie ne tik atkartoja natūralias formas ar yra sukurti iš natūralių medžiagų, o savo projektuose turi gyvosios gamtos struktūras ir principus. .
Eifelio bokšto statyba. Inžinierius: Gustave'as Eifelis.
Tilto projektas. Architektas: Paolo Soleri.
Šie mokslininkai protobionika mieliau vadintų tokius pastatus kaip tilto inžinieriaus A. G. Eifelio pastatytas 300 metrų aukščio Eifelio bokštas, tiksliai atkartojantis žmogaus blauzdikaulio struktūrą, ir architekto P. Soleri tilto projektas, primenantis susuktą javų lapą. ir sukurtas apkrovos perskirstymo augalų stiebuose principu ir kt.
Dviračių takas Krylatskoje. Architektai: N. I. Voronina ir A. G. Ospennikovas.
Rusijoje gyvosios gamtos dėsniai taip pat buvo pasiskolinti kuriant kai kuriuos „priešperestroikos“ laikotarpio architektūros objektus. Pavyzdžiui, Ostankino radijo ir televizijos bokštas Maskvoje, olimpiniai objektai – dviračių takas Krylatskoje, uždaro stadiono Mira prospekte membraninės dangos ir universali sporto ir pramogų salė Leningrade, restoranas Baku Primorsky parke ir jo jungtis. Frunzės mieste – restoranas „Bermet“ ir kt.
Tarp šiuolaikinių architektų, dirbančių architektūros bionikos srityje, pavardės Normanas Fosteris (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/#) /Pasirinkta) išsiskiria %20works/Architecture?mode=english), Nicholas Grimshaw (http://grimshaw-architects.com/sectors/), Kenas Youngas (http://www.trhamzahyeang.com/project/main.html ), Vincentas Calebo (http://vincent.callebaut.org/projets-groupe-tout.htm l) ir kt.
Jeigu Jus domina koks nors bionikos aspektas, parašykite mums ir mes apie tai papasakosime plačiau!
Architektūros biuras „Inttera“.
Architektūrinė ir statybinė bionika tiria gyvų audinių formavimosi ir struktūros formavimosi dėsnius, analizuoja gyvų organizmų struktūrines sistemas medžiagų, energijos taupymo ir patikimumo užtikrinimo principu. Neurobionika tiria smegenų veiklą ir tiria atminties mechanizmus. Intensyviai tiriami gyvūnų jutimo organai ir vidiniai reakcijos į aplinką mechanizmai tiek gyvūnams, tiek augalams. Ryškus architektūrinės ir statybinės bionikos pavyzdys – visiška javų stiebų ir šiuolaikinių daugiaaukščių pastatų struktūros analogija. Javų augalų stiebai gali atlaikyti dideles apkrovas, nesulūžę nuo žiedyno svorio. Jei vėjas juos palenkia į žemę, jie greitai atstato vertikalią padėtį. Kokia paslaptis? Pasirodo, jų konstrukcija panaši į šiuolaikinių daugiaaukščių gamyklinių vamzdžių konstrukciją – tai vienas naujausių inžinerijos laimėjimų. Abi konstrukcijos viduje yra tuščiavidurės. Augalo stiebo sklerenchimos sruogos veikia kaip išilginis sutvirtinimas. Stiebų tarpubambliai (mazgai?) yra standumo žiedai. Išilgai stiebo sienelių yra ovalios vertikalios tuštumos. Vamzdžių sienelės turi tą patį dizaino sprendimą. Javų augalų stiebo vamzdžio išorėje esančios spiralinės armatūros vaidmenį atlieka plona oda. Tačiau konstruktyvaus sprendimo inžinieriai priėjo patys, „nežiūrėdami“ į gamtą. Statinio tapatybė buvo atskleista vėliau. Pastaraisiais metais bionika patvirtino, kad dauguma žmonių išradimų jau buvo „patentuoti“ gamtos. Tokie XX amžiaus išradimai kaip užtrauktukai ir Velcro užsegimai buvo pagaminti remiantis paukščio plunksnos struktūra. Įvairių užsakymų plunksnos barzdos su kabliukais užtikrina patikimą sukibimą. Žymūs ispanų architektai M. R. Cervera ir J. Plozas, aktyvūs bionikos šalininkai, 1985 m. pradėjo tyrinėti „dinamines struktūras“, o 1991 m. įkūrė „Architektūros inovacijų rėmimo draugiją“. Jų vadovaujama grupė, kurią sudarė architektai, inžinieriai, dizaineriai, biologai ir psichologai, sukūrė projektą „Vertikalus bioninis bokštas“. Po 15 metų Šanchajuje turėtų iškilti miestas bokštas (mokslininkų teigimu, po 20 metų Šanchajaus gyventojų skaičius gali siekti 30 mln.). Bokšto miestas skirtas 100 tūkstančių žmonių, projektas paremtas „medinės statybos principu“.
Miesto bokštas bus 1228 m aukščio kipariso formos, kurio apvadas prie pagrindo 133 x 100 m, o plačiausioje vietoje – 166 x 133 m. Bokštas turės 300 aukštų, jie bus išsidėstę 12 vertikalių blokų po 80 aukštų (12 x 80 = 960; 960!=300). Tarp blokų yra išlyginamosios grindys, kurios atlieka atraminės konstrukcijos kiekvienam bloko lygiui. Kvartalų viduje – įvairaus aukščio namai su vertikaliais sodais. Šis sudėtingas dizainas yra panašus į kipariso medžio šakų ir viso vainiko struktūrą. Bokštas stovės ant polinių pamatų pagal akordeono principą, kuris nėra įkasamas, o įgydamas aukštį vystosi į visas puses – panašiai, kaip vystosi medžio šaknų sistema. Vėjo svyravimai viršutiniuose aukštuose yra minimalūs: oras lengvai praeina pro bokšto konstrukciją. Bokštui uždengti bus naudojama speciali plastikinė medžiaga, imituojanti porėtą odos paviršių. Jei statybos pavyks, planuojama pastatyti dar kelis tokius pastatus-miestus.
Architektūros ir statybos bionikoje daug dėmesio skiriama naujoms statybos technologijoms. Pavyzdžiui, efektyvių ir be atliekų statybos technologijų kūrimo srityje perspektyvi kryptis yra sluoksniuotų konstrukcijų kūrimas. Idėja pasiskolinta iš giliavandenių moliuskų. Jų patvarūs apvalkalai, pvz., plačiai paplitusių abalų, susideda iš kintamų kietų ir minkštų plokščių. Įtrūkus kietai plokštei, deformaciją sugeria minkštasis sluoksnis ir plyšys toliau neina. Šią technologiją galima naudoti ir automobiliams uždengti.
Pasaulinėje architektūros praktikoje per pastaruosius 40 metų gyvosios gamtos formavimosi dėsnių panaudojimas įgavo naują kokybę ir vadinamas architektūriniu-bioniniu procesu bei tapo viena iš aukštųjų technologijų architektūros krypčių.
Architektūrinė-bioninė praktika davė pradžią naujoms, neįprastoms architektūrinėms formoms, praktiškoms funkciniu ir utilitariniu požiūriu ir originaliomis savo estetinėmis savybėmis. Tai galėjo nesukelti architektų ir inžinierių susidomėjimo jais.
Bionika kilusi iš graikų kalbos žodžio, reiškiančio „gyvybės elementas“. Tai buvo mokslo krypties, tiriančios galimybę panaudoti tam tikras biologines sistemas ir procesus technologijoje, pavadinimą.
Architektūrinė bionika panaši į techninę bioniką; tačiau ji tokia specifinė, kad sudaro savarankišką šaką ir sprendžia ne tik technines, bet daugiausia architektūrines problemas.
Čia ypač būtina pabrėžti, kad moksliniai architektūrinės bionikos pagrindai pradėti kurti Sovietų Sąjungoje, ypač architektų V.V. Zefeldas ir Yu.S. Lebedeva.
Atkreipkime dėmesį į vokiečių ir austrų architektų Semperio, Feldego, Bauerio ir kitų pasisakymus Įdomus straipsnis, analizuojantis jų požiūrį ir išreiškiantis jo požiūrį į tikslingumo architektūroje problemą – „Darvino teorija statybos mene“ (1900 m. ) - parašė tam tikras asmuo slapyvardžiu "Gr. Yu - P." Šio straipsnio autorius aiškiai ir aiškiai, su tam tikru subtilumu ir aštrumu iškėlė architektūrinę-bioninę problemą ir patvirtino Darvino evoliucijos teorijos veikimo architektūroje dėsningumą.
Sunkiausias gamtos formų vystymosi architektūroje etapas buvo laikotarpis nuo XIX amžiaus vidurio iki XX amžiaus pradžios. Tam įtakos turėjo sparti biologijos raida ir precedento neturinti statybų technologijų pažanga, palyginti su ankstesniu laikotarpiu (pavyzdžiui, gelžbetonio išradimas ir intensyvaus stiklo bei metalo konstrukcijų naudojimo pradžia). Tyrinėjant šį etapą, būtina atkreipti ypatingą dėmesį į tokios reikšmingos architektūros srovės kaip „organinė architektūra“ atsiradimą. Tiesa, pavadinimas „organinė architektūra“ nereiškia tiesioginio ir reikšmingo architektūros ir gyvosios gamtos ryšio. „Organiškos architektūros“ kryptis yra funkcionalizmo kryptis. Vienas pagrindinių jos ideologų Frankas Lloydas Wrightas apie tai kalbėjo per televiziją 1953 m. atsakydamas į jam užduotus klausimus: „... organiška architektūra – tai architektūra „iš vidaus“, kurioje idealas – vientisumas. Žodžio „ekologiška“ nevartojame reikšme „priklausymas augalų ar gyvūnų pasauliui“. .
Vardan taupymo žmogus gamybinėje veikloje visada išnaudoja bet kokias pasitaikančias galimybes. Su pažanga šis reikalavimas tampa vis aštresnis. Pavyzdžiui, pasibaigus Antrajam pasauliniam karui inžinieriai ir architektai pradėjo atidžiau domėtis gyvąja gamta. Juos patraukė, pavyzdžiui, elastingos gyvos gamtos plėvelės, kurios puikiai veikia esant įtampai (Otto Frei eksperimentai 40-aisiais). Šiuolaikinis mokslas leido labiau įsigilinti į gyvosios gamtos raidos dėsnius, o technologijos – imituoti gyvas struktūras. Dėl to 40-ųjų pabaigoje architektūroje atsirado formų, kurios sąmoningai moksliniu ir techniniu pagrindu atkartojo gyvosios gamtos struktūrines struktūras. Tai apima didžiosios Turino parodos salės uždengimą, kurį atliko inžinierius P.L. Nervi, lynų ir palapinių konstrukcijos (Otto Frei ir kt.).
Sovietų Sąjungoje bioninės idėjos sulaukė didelio architektų ir inžinierių dėmesio (MAI, TsNIISK Gosstroy USSR, Len-ZNIIEP ir kt.).
Devintajame dešimtmetyje didelį vaidmenį suvaidino netikėta greita kompiuterinių technologijų invazija į mūsų gyvenimą. Kultūrinės ilgalaikės šios „tyliosios revoliucijos“ pasekmės dar sunkiai nuspėjamos, tačiau naujosios kartos atstovų mąstymas juda jų išaiškinimo linkme. Kompiuterio dėka galima apibūdinti sudėtingą biologinį objektą, pavyzdžiui, žmogaus skeletą, architektui pažįstama darbinio piešinio kalba.
Apibendrinant istorinį architektūrinės bionikos pagrindą, galima teigti, kad architektūrinė bionika kaip teorija ir praktika susiklostė specifinio architektūros ir gyvosios gamtos ryšio evoliucijos procese ir kad šis reiškinys yra ne atsitiktinis, o istoriškai natūralus.
Šiuolaikinio gyvosios gamtos formų įsisavinimo architektūroje etapo ypatybė yra ta, kad dabar įvaldomi ne tik formalūs gyvosios gamtos aspektai, bet užmezgami gilūs ryšiai tarp gyvosios gamtos raidos dėsnių ir architektūros. Šiuo metu architektai nenaudoja išorinių gyvosios gamtos formų, o tik tas formos savybes ir charakteristikas, kurios yra konkretaus organizmo funkcijų išraiška, panašiai kaip funkciniai ir utilitariniai architektūros aspektai.
Nuo funkcijų iki formos ir formos formavimosi dėsnių – tai pagrindinis architektūrinės bionikos kelias.
Svarbus momentas, suvaidinęs architektų ir dizainerių patrauklumą gyvajai gamtai, buvo ekonomiškai naudingų, bet sudėtingų matematinio skaičiavimo prasme erdvinių struktūrinių sistemų įdiegimas praktikoje. Šių sistemų prototipai daugeliu atvejų buvo struktūrinės gamtos formos. Tokios formos pradėtos sėkmingai naudoti įvairiose tipologinėse architektūros srityse, statant ilgaamžius ir daugiaaukščius statinius, kuriant sparčiai transformuojančias konstrukcijas, standartizuojant pastatų ir konstrukcijų elementus ir kt.
Gamtos struktūrinių sistemų panaudojimas atvėrė kelią kitoms architektūrinės bionikos sritims. Visų pirma, tai liečia natūralias „izoliacines“ priemones, kuriomis galima organizuoti žmonėms palankų mikroklimatą pastatuose, taip pat miestuose.
Architektūrinė bionika skirta ne tik funkciniams architektūros klausimams spręsti, bet atverti perspektyvas ieškant architektūros funkcijos ir estetinės formos sintezės, mokyti architektus mąstyti sintetinėmis formomis ir sistemomis.
Pastaraisiais metais bionika patvirtino, kad dauguma žmonių išradimų jau buvo „patentuoti“ gamtos. Tokie XX amžiaus išradimai kaip užtrauktukai ir Velcro užsegimai buvo pagaminti remiantis paukščio plunksnos struktūra. Įvairių užsakymų plunksnos barzdos su kabliukais užtikrina patikimą sukibimą. Įžymūs ispanų architektai M.R. Cervera ir H. Plozas, aktyvūs bionikos šalininkai, 1985 m. pradėjo tyrinėti „dinamines struktūras“, o 1991 m. įkūrė „Architektūros inovacijų rėmimo draugiją“. Jų vadovaujama grupė, kurią sudarė architektai, inžinieriai, dizaineriai, biologai ir psichologai, sukūrė projektą „Vertikalus bioninis bokštas“. Po 15 metų Šanchajuje turėtų iškilti miestas bokštas (mokslininkų teigimu, po 20 metų Šanchajaus gyventojų skaičius gali siekti 30 mln.). Bokšto miestas skirtas 100 tūkstančių žmonių, projektas paremtas „medinės statybos principu“.
Miesto bokštas bus 1228 m aukščio kipariso formos, kurio apvadas prie pagrindo 133 x 100 m, o plačiausioje vietoje – 166 x 133 m. Bokštas turės 300 aukštų, jie bus išsidėstę 12 vertikalių blokų po 80 aukštų (12 x 80 = 960; 960! =300). Tarp blokų yra išlyginamosios grindys, kurios atlieka atraminės konstrukcijos kiekvienam bloko lygiui. Kvartalų viduje – įvairaus aukščio namai su vertikaliais sodais. Šis sudėtingas dizainas yra panašus į kipariso medžio šakų ir viso vainiko struktūrą. Bokštas stovės ant polinių pamatų pagal akordeono principą, kuris nėra įkasamas, o įgydamas aukštį vystosi į visas puses – panašiai, kaip vystosi medžio šaknų sistema. Vėjo svyravimai viršutiniuose aukštuose yra minimalūs: oras lengvai praeina pro bokšto konstrukciją. Bokštui uždengti bus naudojama speciali plastikinė medžiaga, imituojanti porėtą odos paviršių. Jei statybos pavyks, planuojama pastatyti dar kelis tokius pastatus-miestus.
Architektūros ir statybos bionikoje daug dėmesio skiriama naujoms statybos technologijoms. Pavyzdžiui, efektyvių ir be atliekų statybos technologijų kūrimo srityje perspektyvi kryptis yra sluoksniuotų konstrukcijų kūrimas. Idėja pasiskolinta iš giliavandenių moliuskų. Jų patvarūs apvalkalai, pvz., plačiai paplitusių abalų, susideda iš kintamų kietų ir minkštų plokščių. Įtrūkus kietai plokštei, deformaciją sugeria minkštasis sluoksnis ir plyšys toliau neina. Šią technologiją galima naudoti ir automobiliams uždengti.
Architektūrinė ir statybinė bionika tiria gyvų audinių formavimosi ir struktūros formavimosi dėsnius, analizuoja gyvų organizmų struktūrines sistemas medžiagų, energijos taupymo ir patikimumo užtikrinimo principu. Ryškus architektūrinės ir statybinės bionikos pavyzdys – visiška javų stiebų ir šiuolaikinių daugiaaukščių pastatų struktūros analogija. Javų augalų stiebai gali atlaikyti dideles apkrovas, nesulūžę nuo žiedyno svorio. Jei vėjas juos palenkia į žemę, jie greitai atstato vertikalią padėtį. Kokia paslaptis? Pasirodo, jų konstrukcija panaši į šiuolaikinių daugiaaukščių gamyklinių vamzdžių konstrukciją – tai vienas naujausių inžinerijos laimėjimų. Statinio tapatybė buvo atskleista vėliau. Pastaraisiais metais bionika patvirtino, kad dauguma žmonių išradimų jau buvo „patentuoti“ gamtos.
Komforto, kokybiško, jaukaus ir gražaus būsto troškimas žmonijai būdingas jau seniai. Kiekvienas iš mūsų nori, kad aplinkinė erdvė rezonuotų su mūsų vidiniu pasauliu. Dabar kiekvienas iš mūsų turi galimybę susikurti savo idealų namą. Galbūt tai bus sodo namelis su mansarda, kaip Čechovo herojai. O gal kotedžas su
Amerikietiško stiliaus terasa. Svarbu tai, kad jame galima sujungti visus nuostabaus architektūrinio stiliaus elementus – „bioninę architektūrą“.
Už neįprastų architektūros stilių atsiradimą esame skolingi architektūros genijams. Talentas visada ieškomas. To įrodymas randamas kiekviename žingsnyje – architektūros paminklai, išsibarstę po visą pasaulį. Metams bėgant stiliai keičia vienas kitą, kiekvienas iš jų yra unikalus. Modernumas siūlo naują požiūrį į architektūrą. Viena iš naujų sričių – bionika – nusipelno ypatingo dėmesio.
„Bionika“ graikiškai reiškia „gyventi“. Ištyrę augalų ir gyvūnų sandarą bei gyvenimo būdą, architektai inžineriniams statiniams taiko tuos pačius principus. Iki šiol tarp tyrinėtojų nėra vieningos nuomonės, kurių architektų darbus reikėtų priskirti „gyvosios architektūros“ judėjimui. Ir vis dėlto Antonio Gaudi gali būti laikomas bionikos pradininku, kuris pirmuosius unikalius namus pastatė dar XIX amžiuje. Arogantiška ir pavargusi architektūrinių radinių Europa džiaugėsi meistro kūryba. Ir bionika gavo galingą impulsą plėtrai. Jau XX amžiaus pradžioje antroposofijos įkūrėjas Rudolfas Steineris sukūrė nuostabios struktūros projektą, pavadintą Goetheanum. Projektas buvo įgyvendintas.
Gerai žinomas Eifelio bokšto dizainas (žr. įrašą Antstatai: Eifelio bokštas (Paryžius)) pagrįstas Šveicarijos anatomijos profesoriaus Hermanno Von Meyerio moksliniais darbais. Likus 40 metų iki Paryžiaus inžinerinio stebuklo pastatymo, profesorius ištyrė šlaunikaulio galvos kaulinę struktūrą toje vietoje, kur jis linksta ir kampu patenka į sąnarį. Ir vis dėlto kažkodėl kaulas nelūžta nuo kūno svorio.
Von Meyeris atrado, kad kaulo galva yra padengta sudėtingu miniatiūrinių kaulų tinklu, kurio dėka apkrova nuostabiai perskirstoma visame kaule. Šis tinklas turėjo griežtą geometrinę struktūrą, kurią profesorius dokumentavo.
1866 m. šveicarų inžinierius Carlas Cullmanas pateikė teorinį fon Meyerio atradimo pagrindą, o po 20 metų Eifelis panaudojo natūralų apkrovos paskirstymą, naudojant lenktus suportus.
Dabar daugelį pasaulio sostinių puošia bioninio stiliaus pastatai. Šen bei ten atsiranda naujų „gyvų“ struktūrų. Olandija ir Australija, Kinija ir Japonija, Kanada ir net Rusija gali pasigirti bioniniais šedevrais.
Architektūros ir statybos bionikoje daug dėmesio skiriama naujoms statybos technologijoms. Taigi efektyvių ir be atliekų statybos technologijų kūrimo srityje perspektyvi kryptis yra sluoksniuotų konstrukcijų kūrimas. Idėja pasiskolinta iš giliavandenių moliuskų. Jų patvarūs apvalkalai, pvz., plačiai paplitusių abalų, susideda iš kintamų kietų ir minkštų plokščių. Įtrūkus kietai plokštei, deformaciją sugeria minkštasis sluoksnis ir plyšys toliau neina.
Bionics siekia maksimaliai išnaudoti kiekvieno kambario paskirtį namuose. Nėra galimybės sukeisti kambarius. Miegamajame reikia miegoti, virtuvėje gaminti maistą, o svetainėje priimti svečius. Kiekvienas kambarys yra sukurtas pagal paskirtą funkciją ir yra įrengtas su didžiausiu komfortu. Namas neturės įprastos geometrinės formos. Greičiau tai primins gyvosios gamtos objektą. Minkštos lygios sienų ir langų linijos, besiliejančios viena į kitą, sukurs judėjimo pojūtį. Ekologiško namo viduje sukuriamas magiško pasaulio įspūdis, nes šis architektūrinis stilius suteikia šviesos gausą visuose kambariuose. Dažnai naudojamas spalvotas stiklas, todėl šviesa gali būti neįprasto atspalvio. Vienu metu jaučiamas judėjimo ir ramybės jausmas, ko gero, yra pagrindinis ekologiško namo privalumas. Žvelgiant iš skirtingų kampų, pati patalpa subtiliai keičiasi.
Tai tik maža dalis to, ką galima pasakyti apie stilių, sukurtą žmogui, siekiančiam atskleisti savo vidinį pasaulį, protinį ir dvasinį potencialą. Dabar architektūra imasi šios sunkios užduoties.
Architektūrinė bionika netolimoje praeityje – tai natūralių formų pastatų konstrukcijose supratimas, naujos architektūrinės formos formavimo galimybės.
Šiandieninė architektūrinė bionika (neobionika) – tai bandymas susieti aplinkosaugos aspektus ir aukštąsias technologijas su architektūra.
Architektūrinė ir statybinė bionika tiria gyvų kailinių formavimosi ir struktūros formavimosi dėsnius, analizuoja gyvų organizmų struktūrines sistemas medžiagų, energijos taupymo ir patikimumo užtikrinimo principu. Intensyviai tiriami gyvūnų jutimo organai ir vidiniai reakcijos į aplinką mechanizmai tiek gyvūnams, tiek augalams.
Tolimoje praeityje žmogus sukūrė daugybę nuostabių struktūrų, kopijuodamas augalų pasaulio architektūrines formas. Atidžiau pažvelkite į šviesius afrikietiškus pastatus ir juose pamatysite avilių kontūrus (4 pav.), senovės Rytų pagodos primena lieknas egles su stipriai kabančiomis šakomis (5 pav.), Partenono marmurinė kolona yra liekno medžio kamieno personifikacija (6 pav.), stulpelis Egipto šventykla – tarsi lotoso stiebas (7 pav.), gotikinė architektūra – konstruktyvios logikos, gyvybės harmonijos ir tikslingumo įkūnijimas aistringame akmenyje.
Prisiminkite garsųjį Kizhi (8 pav.). Jų kupolai primena svogūnus. Fili bažnyčia (9 pav.), kaip gyvas organizmas, didėjant aukščiui mažėja ir vystosi iš centro į periferiją. Atrodo, kad visa ji dreba, viskas joje subtilu ir harmoninga. Vasilijaus katedra – tai tas pats pagrindinis kamienas, nuo kurio kyla formų šakojimasis ir traiškymas aukštyn ir į šoną (10 pav.).
Nuostabus technikų panašumas! Tarsi architektai sutarė dėl savo kūrybos principų bendrumo. Vartant statybos istorijos puslapius galima rasti ir daugiau pavyzdžių, kai žmogus kopia gyvosios gamtos architektoniką. Tačiau reikia dar kartą pabrėžti, kad senovės statybos menas į gyvosios gamtos organizavimą buvo panašus tik forma. Iš gamtos architektai išmoko proporcijų harmonijos, logiško pastato tūrių paskirstymo, antraeilio pajungimo pagrindiniam, teisingo dalių dydžių derinimo, konstruktyvios tiesos, tačiau nežinojo pagrindinio dalyko – formos dėsnių. -formavimasis, gyvų būtybių savaiminio susikūrimo paslaptys.
Vėlesnių laikų mokslininkų tyrinėjimų objektu tapo vidinė gyvų būtybių organizacija, konstruktyvi lapo pusė, javų stiebas ir medžio kamienas. Šie tyrimai padėjo pagrindą architektūrinei bionikai.
Ryškus kailinių architektūrinės bionikos pavyzdys – visiška javų stiebų ir modernių daugiaaukščių pastatų struktūros analogija. Javų augalų stiebai gali atlaikyti dideles apkrovas, nesulūžę nuo žiedyno svorio. Jei vėjas juos palenkia į žemę, jie greitai atstato vertikalią padėtį. Jų struktūra panaši į šiuolaikinių daugiaaukščių gamyklinių vamzdžių konstrukciją.
Abi konstrukcijos viduje yra tuščiavidurės. Augalo stiebo sklerenchimos sruogos veikia kaip išilginis sutvirtinimas. Stiebų tarpubambliai (mazgai) yra standumo žiedai. Išilgai stiebo sienelių yra ovalios vertikalios tuštumos. Vamzdžių sienelės turi tą patį dizaino sprendimą. Spiralinės armatūros, esančios vamzdžio išorėje, javų augalų stiebe, vaidmenį atlieka plona oda. Tačiau konstruktyvaus sprendimo inžinieriai priėjo patys, „nežiūrėdami“ į gamtą. Statinio tapatybė buvo atskleista vėliau.
Bionika patvirtina, kad daugelis žmogaus išradimų turi analogų gyvojoje gamtoje, pavyzdžiui, užtrauktukai ir Velcro buvo išrasti remiantis paukščio plunksnos sandara. Įvairių užsakymų plunksnos barzdos su kabliukais užtikrina patikimą sukibimą.
Išsiaiškinome, kad architektūrinėje bionikoje yra kelios kryptys: kūgio formos konstrukcijos, iš anksto įtemptos konstrukcijos, apvalkalai, spiralės formos konstrukcijos, tinklelio, gardelės ir briaunuotos konstrukcijos. Dabar mes pažvelgsime į juos.