Bioniske former utmerker seg ved deres kompleksitet av design og ikke-lineære former.
Fremveksten av begrepet.
Konseptet "bionics" (fra det greske "bios" - liv) dukket opp på begynnelsen av det tjuende århundre. I global forstand betegner det et felt av vitenskapelig kunnskap basert på oppdagelse og bruk av konstruksjonsmønstre av naturlige former for å løse tekniske, teknologiske og kunstneriske problemer basert på analyse av strukturen, morfologien og vitale aktiviteten til biologiske organismer. Navnet ble foreslått av den amerikanske forskeren J. Steele på et symposium i Daytona i 1960 - "Levende prototyper av kunstige systemer - nøkkelen til ny teknologi" - der fremveksten av et nytt, uutforsket kunnskapsfelt ble konsolidert. Fra dette øyeblikket står arkitekter, designere, konstruktører og ingeniører overfor en rekke oppgaver rettet mot å finne nye måter å forme på.
I USSR, på begynnelsen av 1980-tallet, takket være mange års innsats fra et team av spesialister fra TsNIELAB-laboratoriet, som eksisterte til begynnelsen av 1990-tallet, dukket endelig arkitektonisk bionikk opp som en ny retning innen arkitektur. På dette tidspunktet ble den endelige monografien til et stort internasjonalt team av forfattere og ansatte ved dette laboratoriet, under hovedredaktørskap av Yu. S. Lebedev, "Architectural Bionics" (1990) publisert.
Altså perioden fra midten av det tjuende århundre. til begynnelsen av det 21. århundre. i arkitektur ble preget av en økning i interessen for komplekse krumlinjede former, en gjenopplivning, allerede på et nytt nivå, av konseptet "organisk arkitektur", som har sine røtter på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900-tallet, i arbeidet til L. Sullivan og F. L. Wright. De mente at den arkitektoniske formen, som i levende natur, skulle være funksjonell og utvikle seg så å si «innenfra og ut».
Problemet med harmonisk symbiose av det arkitektoniske og naturlige miljøet.
De siste tiårenes teknokratiske utvikling har lenge lagt menneskets levesett under seg. Trinn for trinn har menneskeheten dukket opp fra sin økologiske nisje på planeten. Faktisk har vi blitt innbyggere i en kunstig "natur" laget av glass, betong og plast, hvis kompatibilitet med livet til det naturlige økosystemet stadig nærmer seg null. Og jo mer kunstig natur overtar den levende naturen, jo mer åpenbart blir menneskets behov for naturlig harmoni. Den mest sannsynlige måten å returnere menneskeheten "til naturens barm" og gjenopprette balansen mellom de to verdenene er utviklingen av moderne bionikk.
Cypress skyskraper i Shanghai. Arkitekter: Maria Rosa Cervera og Javier Pioz.
Sydney operahus. Arkitekt: Jørn Utzon.
Rolex treningssenter. Arkitekter: Japansk arkitektbyrå SANAA.
Arkitektonisk bionikk er en innovativ stil som tar det beste fra naturen: relieffer, konturer, prinsipper for formdannelse og interaksjon med omverdenen. Over hele verden har ideene om bionisk arkitektur blitt implementert med suksess av kjente arkitekter: sypressskyskraperen i Shanghai, Sydney Opera House i Australia, NMB Banks styrebygning i Nederland, Rolex treningssenter og fruktmuseet i Japan .
Fruktmuseet. Arkitekt: Itsuko Hasegawa.
Interiør i fruktmuseet.
Til alle tider har det vært en kontinuitet av naturlige former i arkitektur skapt av mennesker. Men i motsetning til den formalistiske tilnærmingen fra tidligere år, da arkitekten ganske enkelt kopierte naturlige former, er moderne bionikk basert på de funksjonelle og grunnleggende egenskapene til levende organismer - evnen til selvregulering, fotosyntese, prinsippet om harmonisk sameksistens, etc. Bionic arkitektur innebærer etablering av hus som er en naturlig forlengelse natur som ikke kommer i konflikt med den. Videre utvikling av bionikk innebærer utvikling og etablering av øko-hus - energieffektive og komfortable bygninger med uavhengige livsstøttesystemer. Utformingen av en slik bygning inkluderer et kompleks av ingeniørutstyr. Miljøvennlige materialer og bygningsstrukturer brukes under konstruksjonen. Ideelt sett er fremtidens hus et autonomt, selvopprettholdende system som passer sømløst inn i det naturlige landskapet og eksisterer i harmoni med naturen. Moderne arkitektonisk bionikk har praktisk talt smeltet sammen med konseptet "øko-arkitektur" og er direkte relatert til økologi.
Formdannelse som går fra levende natur til arkitektur.
Hver levende skapning på planeten er et perfekt arbeidssystem tilpasset sitt miljø. Levedyktigheten til slike systemer er et resultat av evolusjon over mange millioner år. Ved å avsløre hemmelighetene til strukturen til levende organismer, kan man få nye muligheter i arkitekturen til bygninger.
Formdannelse i levende natur er preget av plastisitet og kombinatorisk, en rekke vanlige geometriske former og figurer - sirkler, ovaler, romber, terninger, trekanter, firkanter, ulike typer polygoner, og en endeløs rekke ekstremt komplekse og utrolig vakre, lette, holdbare og økonomiske strukturer skapt ved å kombinere disse elementene. Slike strukturer gjenspeiler kompleksiteten og flertrinnsutviklingen av utviklingen av levende organismer.
Hovedposisjonene for å studere naturen fra arkitektonisk bionikk er biomaterialvitenskap og biotektonikk.
Studieobjektet i biomaterialvitenskap er forskjellige fantastiske egenskaper til naturlige strukturer og deres "derivater" - vev av dyreorganismer, stengler og blader av planter, edderkoppnetttråder, gresskarantenner, sommerfuglvinger, etc.
Med biotektonikk er alt mer komplisert. I dette kunnskapsområdet er forskere ikke så interessert i egenskapene til naturlige materialer som i selve prinsippene for eksistensen av levende organismer. Hovedproblemene med biotektonikk er opprettelsen av nye strukturer basert på prinsippene og virkemåtene for biostrukturer i levende natur, implementering av tilpasning og vekst av fleksible tektoniske systemer basert på tilpasning og vekst av levende organismer.
I arkitektonisk og konstruksjonsbionikk rettes mye oppmerksomhet mot nye konstruksjonsteknologier. Derfor, innen utvikling av effektive og avfallsfrie konstruksjonsteknologier, er en lovende retning opprettelsen av lagdelte strukturer. Ideen er lånt fra dyphavsbløtdyr. Deres slitesterke skall består av alternerende harde og myke plater. Når en hard plate sprekker, absorberes deformasjonen av det myke laget og sprekken går ikke lenger.
Teknologier for arkitektonisk bionikk.
La oss gi et eksempel på flere av de vanligste moderne trendene i utviklingen av bioniske bygninger.
1. Energieffektivt hus - en bygning med lavt energiforbruk eller null energiforbruk fra standardkilder (Energy Efficient Building).
2. Passivhus (Passivbygg) - en struktur med passiv termoregulering (kjøling og oppvarming ved bruk av miljøenergi). Slike hus bruker energibesparende byggematerialer og strukturer og har praktisk talt ikke et tradisjonelt varmesystem.
3. Bioklimatisk arkitektur. En av trendene i høyteknologisk stil. Hovedprinsippet for bioklimatisk arkitektur er harmoni med naturen: "... slik at en fugl som flyr inn på kontoret, ikke legger merke til at den er inne i den." I utgangspunktet er det kjent mange bioklimatiske skyskrapere, der, sammen med barrieresystemer, flerlagsglass (dobbeltskinnsteknologi) brukes aktivt for å gi lydisolasjon og mikroklimastøtte, kombinert med ventilasjon.
4. Smart House (Intellectual Building) - en bygning der, ved hjelp av datateknologi og automatisering, strømmen av lys og varme i rom og omsluttende strukturer er optimalisert.
5. Sunn bygning - en bygning der, sammen med bruk av energisparende teknologier og alternative energikilder, prioriteres naturlige byggematerialer (blandinger av jord og leire, tre, stein, sand, etc.) Teknologier " sunne "hjem inkluderer luftrensesystemer fra skadelige gasser, gasser, radioaktive stoffer, etc.
Historie om bruken av arkitektoniske former i arkitektonisk praksis.
Arkitektonisk bionikk oppsto ikke ved en tilfeldighet. Det var et resultat av tidligere erfaring med å bruke i en eller annen form (oftest assosiativ og imitativ) visse egenskaper eller kjennetegn ved former for levende natur i arkitektur - for eksempel i hypostilhallene til egyptiske templer i Luxor og Karnak, hovedsteder og søyler av gamle ordener, katedraler i gotisk interiør, etc.
Søyler i hypostilhallen til Edfu-tempelet.
Bionic arkitektur inkluderer ofte bygninger og arkitektoniske komplekser som organisk passer inn i det naturlige landskapet, som så å si en fortsettelse av det. For eksempel kan disse kalles bygningene til den moderne sveitsiske arkitekten Peter Zumthor. Sammen med naturlige byggematerialer fungerer det med allerede eksisterende naturlige elementer - fjell, åser, plener, trær, praktisk talt uten å endre dem. Strukturene hans ser ut til å vokse fra bakken, og noen ganger blander de seg så mye med naturen rundt at de ikke umiddelbart kan oppdages. For eksempel virker termalbadene i Sveits fra utsiden som bare et grønt område.
Bad i Vals. Arkitekt: Peter Zumthor.
Fra synspunktet til et av konseptene for bionikk - bildet av et øko-hus - kan til og med landsbyhus som er kjent for oss, klassifiseres som bionisk arkitektur. De er laget av naturlige materialer, og strukturene til landsbybebyggelsen har alltid vært harmonisk integrert i det omkringliggende landskapet (det høyeste punktet i landsbyen er kirken, lavlandet er bolighus, etc.)
Kuppelen til katedralen i Firenze. Arkitekt: Filippo Brunelleschi.
Fremveksten av dette området i arkitekturhistorien er alltid forbundet med en slags teknisk innovasjon: for eksempel tok den italienske renessansearkitekten F. Brunelleschi et eggeskall som en prototype for å konstruere kuppelen til katedralen i Firenze, og Leonardo da Vinci kopierte formene for levende natur når de skildrer og designer konstruksjons- og militærbygninger, og til og med fly. Det er generelt akseptert at den første som begynte å studere mekanikken for flyging av levende modeller "fra en bionisk posisjon" var Leonardo da Vinci, som prøvde å utvikle et fly med en flaksende vinge (ornithopter).
Galleri i Park Güell. Arkitekt: Antonio Gaudi.
Portal for Kristi lidenskap til katedralen til den hellige familie (Sagrada Familia).
Fremskritt innen konstruksjonsteknologi i det nittende og tjuende århundre. ga opphav til nye tekniske muligheter for å tolke den levende naturens arkitektur. Dette gjenspeiles i verkene til mange arkitekter, blant dem skiller seg selvfølgelig ut Antoni Gaudi - pioneren for den utbredte bruken av bioformer i arkitekturen i det tjuende århundre. Boligbygningene designet og bygget av A. Gaudi, Güell-klosteret, den berømte "Sagrada Familia" (Den hellige families katedral, høyde 170 m) i Barcelona er fortsatt uovertruffen arkitektoniske mesterverk og samtidig de mest talentfulle og karakteristisk eksempel på assimilering av arkitektoniske naturlige former - deres anvendelse og utvikling.
Casa Mila loftsetasje. Arkitekt: Antonio Gaudi.
Buet hvelv i galleriet i Casa Batlló. Arkitekt: Antonio Gaudi.
A. Gaudi mente at i arkitektur, som i naturen, er det ikke noe sted for kopiering. Som et resultat er strukturene hans slående i sin kompleksitet - du vil ikke finne to identiske deler i bygningene hans. Dens søyler viser palmestammer med bark og blader, trapperekkverk imiterer krøllede plantestengler, og hvelvede tak gjengir trekroner. I sine kreasjoner brukte Gaudi parabolske buer, hyperspiraler, skråsøyler, etc., og skapte en arkitektur hvis geometri overgikk de arkitektoniske fantasiene til både arkitekter og ingeniører. A. Gaudí var en av de første som brukte de biomorfologiske designegenskapene til en romlig buet form, som han legemliggjorde i form av en hyperbolsk paraboloid av en liten murtrapp. Samtidig kopierte Gaudi ikke bare naturlige objekter, men kreativt tolket naturlige former, endret proporsjoner og storskala rytmiske egenskaper.
Til tross for at det semantiske spekteret av protobioniske bygninger ser ganske imponerende og berettiget ut, anser noen eksperter arkitektonisk bionikk bare de bygningene som ikke bare gjentar naturlige former eller er laget av naturlige materialer, men inneholder i sine design strukturene og prinsippene for levende natur. .
Bygging av Eiffeltårnet. Ingeniør: Gustave Eiffel.
Broprosjekt. Arkitekt: Paolo Soleri.
Disse forskerne vil heller kalle protobionikk slike bygninger som det 300 meter lange Eiffeltårnet av broingeniør A. G. Eiffel, som nøyaktig gjengir strukturen til den menneskelige tibia, og broprosjektet til arkitekten P. Soleri, som minner om et sammenrullet blad av frokostblandinger. og utviklet etter prinsippet om lastomfordeling i plantestengler, etc.
Sykkelbane i Krylatskoye. Arkitekter: N. I. Voronina og A. G. Ospennikov.
I Russland ble lovene for levende natur også lånt for å lage noen arkitektoniske gjenstander fra "pre-perestroika"-perioden. Eksempler inkluderer Ostankino radio- og fjernsynstårn i Moskva, olympiske anlegg - en sykkelbane i Krylatskoye, membranbelegg av et innendørs stadion på Mira Avenue og en universell sports- og underholdningshall i Leningrad, en restaurant i Primorsky Park i Baku og dens forbindelse i byen Frunze - Bermet-restauranten og etc.
Blant navnene på moderne arkitekter som jobber i retning av arkitektonisk bionikk, Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/#) /Selected) skiller seg ut %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), etc.
Hvis noen aspekter ved bionikk interesserer deg, skriv til oss og vi vil fortelle deg mer detaljert om det!
Arkitektbyrå "Inttera".
Arkitektonisk og konstruksjonsbionikk studerer lovene for dannelse og strukturdannelse av levende vev, analyserer de strukturelle systemene til levende organismer på prinsippet om å spare materiale, energi og sikre pålitelighet. Neurobionics studerer hjernens funksjon og utforsker mekanismene til hukommelsen. Dyrenes sanseorganer og de indre reaksjonsmekanismene til miljøet hos både dyr og planter studeres intensivt. Et slående eksempel på arkitektonisk og konstruksjonsbionikk er en komplett analogi av strukturen til kornstammer og moderne høyhus. Stilkene til kornplanter er i stand til å motstå store belastninger uten å bryte under vekten av blomsterstanden. Hvis vinden bøyer dem til bakken, gjenoppretter de raskt sin vertikale posisjon. Hva er hemmeligheten? Det viser seg at strukturen deres ligner utformingen av moderne høyhus fabrikkrør - en av de siste prestasjonene innen ingeniørkunst. Begge strukturene er hule innvendig. Sclerenchyma-trådene til plantestammen fungerer som langsgående forsterkning. Internodene (nodene?) av stilkene er ringer av stivhet. Det er ovale vertikale tomrom langs stilkens vegger. Rørveggene har samme designløsning. Rollen som en spiralarmering plassert på utsiden av røret i stammen til kornplanter spilles av en tynn hud. Ingeniørene kom imidlertid til sin konstruktive løsning på egenhånd, uten å "se" ut i naturen. Identiteten til strukturen ble avslørt senere. De siste årene har bionikk bekreftet at de fleste menneskelige oppfinnelser allerede har blitt "patentert" av naturen. Slike oppfinnelser fra det 20. århundre som glidelåser og borrelåser ble laget basert på strukturen til en fuglefjær. Fjærskjegg av forskjellige rekkefølger, utstyrt med kroker, gir pålitelig grep. De kjente spanske arkitektene M. R. Cervera og J. Ploz, aktive tilhengere av bionikk, begynte å forske på "dynamiske strukturer" i 1985, og i 1991 organiserte de "Samfunnet for å støtte innovasjon i arkitektur." En gruppe under deres ledelse, som inkluderte arkitekter, ingeniører, designere, biologer og psykologer, utviklet prosjektet "Vertical Bionic Tower City". Om 15 år skulle en tårnby dukke opp i Shanghai (ifølge forskere kan Shanghais befolkning om 20 år nå 30 millioner mennesker). Tårnbyen er designet for 100 tusen mennesker, prosjektet er basert på "prinsippet om trekonstruksjon".
Bytårnet vil ha form som et sypresstre med en høyde på 1228 m med en omkrets ved bunnen på 133 ganger 100 m, og på det bredeste punktet 166 ganger 133 m. Tårnet vil ha 300 etasjer, og de skal være plassert i 12 vertikale blokker på 80 etasjer hver (12 x 80 = 960; 960!=300). Mellom blokkene er det avrettingsgulv, som fungerer som bærekonstruksjon for hvert blokknivå. Inne i blokkene er det hus i forskjellige høyder med vertikale hager. Denne forseggjorte designen ligner strukturen til grenene og hele kronen på sypresstreet. Tårnet skal stå på et pelefundament etter trekkspillprinsippet, som ikke graves ned, men utvikler seg i alle retninger etter hvert som det får høyde – tilsvarende hvordan rotsystemet til et tre utvikler seg. Vindsvingninger i de øvre etasjene minimeres: luft passerer lett gjennom tårnstrukturen. For å dekke tårnet vil det brukes et spesielt plastmateriale som imiterer den porøse overflaten av skinn. Dersom byggingen lykkes, er det planlagt å bygge flere slike byggebyer.
I arkitektonisk og konstruksjonsbionikk rettes mye oppmerksomhet mot nye konstruksjonsteknologier. For eksempel, innen utvikling av effektive og avfallsfrie konstruksjonsteknologier, er en lovende retning opprettelsen av lagdelte strukturer. Ideen er lånt fra dyphavsbløtdyr. Deres slitesterke skjell, som de av den utbredte abalone, består av alternerende harde og myke plater. Når en hard plate sprekker, absorberes deformasjonen av det myke laget og sprekken går ikke lenger. Denne teknologien kan også brukes til å dekke biler.
I verdens arkitektoniske praksis de siste 40 årene har bruken av lovene for dannelsen av levende natur fått en ny kvalitet og kalles den arkitektonisk-bioniske prosessen og har blitt en av retningene til høyteknologisk arkitektur.
Arkitektonisk-bionisk praksis har gitt opphav til nye, uvanlige arkitektoniske former, praktiske i funksjonelle og utilitaristiske termer og originale i sine estetiske kvaliteter. Dette kunne ikke annet enn å vekke interesse for dem fra arkitekter og ingeniører.
Bionics kommer fra et gresk ord som betyr «element av livet». Det fungerte som grunnlag for navnet på en retning innen vitenskap som studerer muligheten for å bruke visse biologiske systemer og prosesser i teknologi.
Arkitektonisk bionikk ligner på teknisk bionikk; den er imidlertid så spesifikk at den danner en uavhengig gren og løser ikke bare tekniske, men hovedsakelig arkitektoniske problemer.
Her er det spesielt nødvendig å understreke at det vitenskapelige grunnlaget for arkitektonisk bionikk begynte å bli skapt i Sovjetunionen, spesielt arbeidet til arkitektene V.V. Zefeld og Yu.S. Lebedeva.
La oss peke på uttalelsene til de tyske og østerrikske arkitektene Semper, Feldeg, Bauer m.fl. En interessant artikkel som analyserer deres synspunkter og uttrykker hans synspunkt på problemet med hensiktsmessighet i arkitektur - "Darwins teori i konstruksjonskunsten" (1900) ) - ble skrevet av en bestemt person under pseudonymet "Gr. Yu - P." Forfatteren av denne artikkelen klart og tydelig, med en viss subtilitet og skarphet, stilte det arkitektonisk-bioniske problemet og bekreftet regelmessigheten av handlingen til Darwins evolusjonsteori innen arkitektur.
Det vanskeligste stadiet i utviklingen av naturformer i arkitekturen var perioden fra midten av 1800-tallet til begynnelsen av 1900-tallet. Det ble påvirket av den raske utviklingen av biologi og enestående fremskritt innen konstruksjonsteknologi sammenlignet med forrige periode (for eksempel oppfinnelsen av armert betong og begynnelsen av intensiv bruk av glass- og metallkonstruksjoner). Når du utforsker dette stadiet, er det nødvendig å være spesielt oppmerksom på fremveksten av en så betydelig strøm i arkitekturen som "organisk arkitektur". Riktignok innebærer ikke navnet "organisk arkitektur" en direkte og betydelig forbindelse mellom arkitektur og levende natur. Retningen til "organisk arkitektur" er retningen til funksjonalismen. En av dens viktigste ideologer, Frank Lloyd Wright, snakket om dette på TV i 1953. svare på spørsmålene som ble stilt til ham: "... organisk arkitektur er arkitektur "fra innsiden og ut", der idealet er integritet. Vi bruker ikke ordet "organisk" i betydningen "tilhøre plante- eller dyreverdenen". ."
I sparingens navn bruker en person i produksjonsaktiviteter alltid alle muligheter som byr seg. Med fremgang blir dette kravet mer og mer akutt. For eksempel, etter slutten av andre verdenskrig begynte ingeniører og arkitekter å se nærmere på levende natur. De ble tiltrukket for eksempel av elastiske filmer av levende natur som fungerer godt under spenning (Otto Freis eksperimenter på 40-tallet). Moderne vitenskap har gjort det mulig å gå dypere inn i lovene for utvikling av levende natur, og teknologi har gjort det mulig å simulere levende strukturer. Som et resultat dukket det opp i arkitekturen på slutten av 40-tallet former som reproduserte de strukturelle strukturene i den levende naturen på et bevisst vitenskapelig og teknisk grunnlag. Dette inkluderer tildekking av den store salen til Torino-utstillingen av ingeniør P.L. Nervi-, skråstags- og teltkonstruksjoner (Otto Frei m.fl.).
I Sovjetunionen fikk bioniske ideer stor oppmerksomhet fra arkitekter og ingeniører (MAI, TsNIISK Gosstroy USSR, Len-ZNIIEP, etc.).
Den uventede raske invasjonen av datateknologi i livene våre spilte en stor rolle på 90-tallet. De kulturelle langsiktige konsekvensene av denne "stille revolusjonen" er fortsatt vanskelig å forutsi, men tenkningen til representanter for den nye generasjonen beveger seg i retning av å avklare dem. Takket være en datamaskin er det mulig å beskrive et komplekst biologisk objekt, for eksempel et menneskelig skjelett, på språket til en arbeidstegning som er kjent for en arkitekt.
For å oppsummere den historiske bakgrunnen til arkitektonisk bionikk, kan vi si at arkitektonisk bionikk som en teori og praksis utviklet seg i utviklingsprosessen av en spesifikk forbindelse mellom arkitektur og levende natur, og at dette fenomenet ikke er tilfeldig, men historisk naturlig.
Et spesifikt trekk ved det moderne stadiet for å mestre formene for levende natur i arkitektur er at nå mestres ikke bare de formelle aspektene ved levende natur, men dype forbindelser etableres mellom lovene for utvikling av levende natur og arkitektur. På det nåværende stadiet bruker ikke arkitekter de ytre formene for levende natur, men bare de egenskapene og egenskapene til formen som er et uttrykk for funksjonene til en bestemt organisme, i likhet med de funksjonelle og utilitaristiske aspektene ved arkitektur.
Fra funksjoner til form og til lovene for formdannelse - dette er hovedveien til arkitektonisk bionikk.
Et viktig poeng som spilte en rolle i arkitekters og designeres appell til levende natur var introduksjonen i praksis av romlige strukturelle systemer som var økonomisk fordelaktige, men komplekse i betydningen deres matematiske beregninger. Prototypene til disse systemene var i mange tilfeller naturens strukturelle former. Slike former har begynt å bli brukt med hell i forskjellige typologiske områder av arkitektur, i konstruksjon av lang- og høyhusstrukturer, opprettelse av raskt transformerende strukturer, standardisering av elementer i bygninger og strukturer, etc.
Bruken av naturens strukturelle systemer banet vei for andre områder innen arkitektonisk bionikk. Først av alt gjelder dette naturlige midler for "isolasjon", som kan brukes til å organisere et gunstig mikroklima for mennesker i bygninger, så vel som i byer.
Arkitektonisk bionikk er ikke bare ment å løse funksjonelle problemer med arkitektur, men å åpne opp perspektiver i søken etter syntese av funksjon og estetisk form for arkitektur, for å lære arkitekter å tenke i syntetiske former og systemer.
De siste årene har bionikk bekreftet at de fleste menneskelige oppfinnelser allerede har blitt "patentert" av naturen. Slike oppfinnelser fra det 20. århundre som glidelåser og borrelåser ble laget basert på strukturen til en fuglefjær. Fjærskjegg av forskjellige rekkefølger, utstyrt med kroker, gir pålitelig grep. Kjente spanske arkitekter M.R. Cervera og H. Ploz, aktive tilhengere av bionikk, begynte å forske på «dynamiske strukturer» i 1985, og i 1991 organiserte de «Society for Supporting Innovation in Architecture». En gruppe under deres ledelse, som inkluderte arkitekter, ingeniører, designere, biologer og psykologer, utviklet prosjektet "Vertical Bionic Tower City". Om 15 år skulle en tårnby dukke opp i Shanghai (ifølge forskere kan Shanghais befolkning om 20 år nå 30 millioner mennesker). Tårnbyen er designet for 100 tusen mennesker, prosjektet er basert på "prinsippet om trekonstruksjon".
Bytårnet vil ha form som et sypresstre med en høyde på 1228 m med en omkrets ved bunnen på 133 ganger 100 m, og på det bredeste punktet 166 ganger 133 m. Tårnet vil ha 300 etasjer, og de skal være plassert i 12 vertikale blokker på 80 etasjer hver (12 x 80 = 960; 960! =300). Mellom blokkene er det avrettingsgulv, som fungerer som bærekonstruksjon for hvert blokknivå. Inne i blokkene er det hus i forskjellige høyder med vertikale hager. Denne forseggjorte designen ligner strukturen til grenene og hele kronen på sypresstreet. Tårnet skal stå på et pelefundament etter trekkspillprinsippet, som ikke graves ned, men utvikler seg i alle retninger etter hvert som det får høyde – tilsvarende hvordan rotsystemet til et tre utvikler seg. Vindsvingninger i de øvre etasjene minimeres: luft passerer lett gjennom tårnstrukturen. For å dekke tårnet vil det brukes et spesielt plastmateriale som imiterer den porøse overflaten av skinn. Dersom byggingen lykkes, er det planlagt å bygge flere slike byggebyer.
I arkitektonisk og konstruksjonsbionikk rettes mye oppmerksomhet mot nye konstruksjonsteknologier. For eksempel, innen utvikling av effektive og avfallsfrie konstruksjonsteknologier, er en lovende retning opprettelsen av lagdelte strukturer. Ideen er lånt fra dyphavsbløtdyr. Deres slitesterke skjell, som de av den utbredte abalone, består av alternerende harde og myke plater. Når en hard plate sprekker, absorberes deformasjonen av det myke laget og sprekken går ikke lenger. Denne teknologien kan også brukes til å dekke biler.
Arkitektonisk og konstruksjonsbionikk studerer lovene for dannelse og strukturdannelse av levende vev, analyserer de strukturelle systemene til levende organismer på prinsippet om å spare materiale, energi og sikre pålitelighet. Et slående eksempel på arkitektonisk og konstruksjonsbionikk er en komplett analogi av strukturen til kornstammer og moderne høyhus. Stilkene til kornplanter er i stand til å motstå store belastninger uten å bryte under vekten av blomsterstanden. Hvis vinden bøyer dem til bakken, gjenoppretter de raskt sin vertikale posisjon. Hva er hemmeligheten? Det viser seg at strukturen deres ligner utformingen av moderne høyhus fabrikkrør - en av de siste prestasjonene innen ingeniørkunst. Identiteten til strukturen ble avslørt senere. De siste årene har bionikk bekreftet at de fleste menneskelige oppfinnelser allerede har blitt "patentert" av naturen.
Ønsket om komfort, for kvalitet, koselig og vakker bolig har vært iboende i menneskeheten i lang tid. Hver av oss ønsker at det omkringliggende rommet skal resonere med vår indre verden. Nå har hver av oss en sjanse til å bygge vårt eget ideelle hjem. Kanskje det blir et hagehus med loft, som Chekhovs helter. Eller kanskje en hytte med
Terrasse i amerikansk stil. Det viktige er at det kan kombinere alle elementene i en fantastisk arkitektonisk stil - "bionisk arkitektur".
Vi skylder fremveksten av uvanlige arkitektoniske stiler til arkitekturens genier. Talent er alltid på jakt. Bevis på dette finnes ved hvert trinn i form av arkitektoniske monumenter spredt over hele verden. Gjennom årene erstatter stiler hverandre, hver av dem er unik. Modernitet tilbyr en ny tilnærming til arkitektur. Et av de nye områdene – bionikk – fortjener spesiell oppmerksomhet.
Bionics betyr "levende" på gresk. Etter å ha studert strukturen og levemåten til planter og dyr, bruker arkitekter de samme prinsippene på ingeniørstrukturer. Til nå er det ingen enstemmig mening blant forskere om hvilke arkitekters arbeid som bør klassifiseres som en del av «levende arkitektur»-bevegelsen. Og likevel kan Antonio Gaudi betraktes som grunnleggeren av bionikk, som bygde de første unike husene tilbake i det nittende århundre. Europa var arrogant og lei av arkitektoniske funn, og var fornøyd med mesterens kreasjoner. Og bionikk fikk en kraftig drivkraft for utvikling. Allerede på begynnelsen av 1900-tallet skapte grunnleggeren av antroposofien, Rudolf Steiner, et prosjekt for en fantastisk struktur kalt Goetheanum. Prosjektet ble ført ut i livet.
Den velkjente utformingen av Eiffeltårnet (se innlegget Overbygninger: Eiffeltårnet (Paris)) er basert på det vitenskapelige arbeidet til den sveitsiske anatomiprofessoren Hermann Von Meyer. 40 år før byggingen av det parisiske ingeniørmiraklet undersøkte professoren beinstrukturen til lårbenshodet på stedet der det bøyer seg og går inn i leddet på skrå. Og likevel av en eller annen grunn bryter ikke beinet under vekten av kroppen.
Von Meyer oppdaget at beinhodet er dekket med et intrikat nettverk av miniatyrbein, takket være at belastningen blir utrolig omfordelt gjennom beinet. Dette nettverket hadde en streng geometrisk struktur, noe professoren dokumenterte.
I 1866 ga den sveitsiske ingeniøren Carl Cullman et teoretisk grunnlag for von Meyers oppdagelse, og 20 år senere ble naturlig lastfordeling ved bruk av buede skyvelære brukt av Eiffel.
Nå er mange hovedsteder i verden dekorert med bygninger i bionisk stil. Her og der dukker det opp nye «levende» strukturer. Holland og Australia, Kina og Japan, Canada og til og med Russland kan skryte av bioniske mesterverk.
I arkitektonisk og konstruksjonsbionikk rettes mye oppmerksomhet mot nye konstruksjonsteknologier. Derfor, innen utvikling av effektive og avfallsfrie konstruksjonsteknologier, er en lovende retning opprettelsen av lagdelte strukturer. Ideen er lånt fra dyphavsbløtdyr. Deres slitesterke skjell, som de av den utbredte abalone, består av alternerende harde og myke plater. Når en hard plate sprekker, absorberes deformasjonen av det myke laget og sprekken går ikke lenger.
Bionics streber etter å maksimere formålet med hvert rom i hjemmet. Ingen utskiftbarhet av rom. Du må sove på soverommet, lage mat på kjøkkenet og ta imot gjester i stuen. Hvert rom er designet for sin tildelte rolle og er utstyrt for dette med størst mulig komfort. Huset vil ikke ha den vanlige geometriske formen. Snarere vil det ligne et objekt av levende natur. Myke glatte linjer av vegger og vinduer, som flyter inn i hverandre, vil skape en følelse av bevegelse. Inne i et organisk hus skapes inntrykket av en magisk verden, siden denne arkitektoniske stilen gir rikelig med lys i alle rom. Farget glass brukes ofte, så lyset kan ha en uvanlig nyanse. En samtidig følelse av bevegelse og fred er kanskje den største fordelen med et hus laget i en organisk stil. Fra forskjellige synsvinkler endres selve rommet subtilt.
Dette er bare en liten del av det som kan fortelles om stilen skapt for en person som søker å avsløre sin indre verden, mentale og spirituelle potensial. Nå tar arkitekturen på seg denne vanskelige oppgaven.
Arkitektonisk bionikk i nær fortid er forståelsen av naturlige former i bygningsstrukturer, nye muligheter for arkitektonisk formdannelse.
Arkitektonisk bionikk i dag (neobionikk) er et forsøk på å koble miljøaspekter og høyteknologi med arkitektur.
Arkitektonisk og konstruksjonsbionikk studerer lovene for dannelse og strukturdannelse av levende pelsfrakker, analyserer de strukturelle systemene til levende organismer på prinsippet om å spare materiale, energi og sikre pålitelighet. Dyrenes sanseorganer og de indre reaksjonsmekanismene til miljøet hos både dyr og planter studeres intensivt.
I den fjerne fortiden skapte mennesket mange bemerkelsesverdige strukturer ved å kopiere de arkitektoniske formene til planteverdenen. Ta en nærmere titt på de lette afrikanske bygningene, og du vil i dem se konturene av bikuber (fig. 4), gamle østlige pagoder ligner slanke grantrær med tungt hengende greiner (fig. 5), marmorsøylen til Parthenon er personifiseringen av en slank trestamme (fig. 6), søyle egyptisk tempel er som en lotusstamme (fig. 7), gotisk arkitektur er legemliggjørelsen i en lidenskapelig stein av konstruktiv logikk, harmoni og hensiktsmessighet av levende ting.
Husk den berømte Kizhi (fig. 8). Kupplene deres ligner løk. Kirken i Fili (fig. 9), som en levende organisme, avtar med høyden og utvikler seg fra sentrum til periferien. Hele henne ser ut til å skjelve, alt i henne er subtilt og harmonisk. St. Basil's Cathedral er den samme hovedstammen, hvorfra forgrening og knusing av former går oppover og til siden (fig. 10).
Utrolig likhet mellom teknikker! Det er som om arkitektene var enige om fellesheten til deres kreative prinsipper. Ser man gjennom sidene i konstruksjonshistorien, kan man finne mange flere eksempler på mennesket som kopierer den levende naturens arkitektur. Det må imidlertid igjen understrekes at den eldgamle byggekunsten kun i form lignet organiseringen av levende natur. Fra naturen lærte arkitekter harmonien av proporsjoner, den logiske fordelingen av bygningsvolumer, underordningen av det sekundære til det viktigste, den riktige kombinasjonen av størrelser på deler, konstruktiv sannhet, men de visste ikke det viktigste - formlovene -formasjon, hemmelighetene til selvkonstruksjonen av levende ting.
Den indre organiseringen av levende ting, den konstruktive siden av et blad, en kornstamme og en trestamme ble gjenstand for studier av forskere fra senere tid. Disse studiene la grunnlaget for arkitektonisk bionikk.
Et slående eksempel på pelsfrakkarkitektonisk bionikk er en komplett analogi av strukturen til kornstammer og moderne høyhus. Stilkene til kornplanter er i stand til å motstå store belastninger uten å bryte under vekten av blomsterstanden. Hvis vinden bøyer dem til bakken, gjenoppretter de raskt sin vertikale posisjon. Strukturen deres ligner utformingen av moderne høyhus fabrikkrør.
Begge strukturene er hule innvendig. Sclerenchyma-trådene til plantestammen fungerer som langsgående forsterkning. Internodene (nodene) til stilkene er ringer med stivhet. Det er ovale vertikale tomrom langs stilkens vegger. Rørveggene har samme designløsning. Rollen som en spiralarmering plassert på utsiden av røret, i stammen til kornplanter, spilles av en tynn hud. Ingeniørene kom imidlertid til sin konstruktive løsning på egenhånd, uten å "se" ut i naturen. Identiteten til strukturen ble avslørt senere.
Bionics bekrefter at mange menneskelige oppfinnelser har analoger i levende natur, for eksempel ble glidelåser og borrelås oppfunnet basert på strukturen til en fuglefjær. Fjærskjegg av forskjellige rekkefølger, utstyrt med kroker, gir pålitelig grep.
Vi fant ut at det er flere retninger innen arkitektonisk bionikk: Kjegleformede strukturer, Forspente strukturer, Skjell, Spiralformede strukturer, Mesh-, gitter- og ribbestrukturer. Nå skal vi se på dem.