Formele bionice se disting prin complexitatea lor de design și forme neliniare.
Apariția termenului.
Conceptul de „bionics” (din grecescul „bios” - viață) a apărut la începutul secolului al XX-lea. În sens global, denotă un domeniu al cunoașterii științifice bazat pe descoperirea și utilizarea modelelor de construcție a formelor naturale pentru rezolvarea problemelor tehnice, tehnologice și artistice bazate pe analiza structurii, morfologiei și activității vitale a organismelor biologice. Numele a fost propus de cercetătorul american J. Steele la un simpozion din 1960 de la Daytona - „Living prototypes of artificial systems - the key to new technology” - în timpul căruia s-a consolidat apariția unui nou domeniu de cunoaștere, neexplorat. Din acest moment, arhitecții, designerii, constructorii și inginerii se confruntă cu o serie de sarcini menite să găsească noi mijloace de modelare.
În URSS, la începutul anilor 1980, datorită eforturilor de mulți ani a unei echipe de specialiști din laboratorul TsNIELAB, care a existat până la începutul anilor 1990, bionica arhitecturală a apărut în sfârșit ca o nouă direcție în arhitectură. În acest moment, a fost publicată monografia finală a unei mari echipe internaționale de autori și angajați ai acestui laborator, sub conducerea generală a lui Yu. S. Lebedev, „Architectural Bionics” (1990).
Astfel, perioada de la mijlocul secolului al XX-lea. până la începutul secolului XXI. în arhitectură a fost marcată de o creștere a interesului pentru formele curbilinii complexe, o renaștere, deja la un nou nivel, a conceptului de „arhitectură organică”, care își are rădăcinile la sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea, în opera lui L. Sullivan și F. L. Wright. Ei credeau că forma arhitecturală, ca și în natura vie, ar trebui să fie funcțională și să se dezvolte, așa cum ar fi, „din interior spre exterior”.
Problema simbiozei armonioase a mediului arhitectural și natural.
Dezvoltarea tehnocratică din ultimele decenii a subjugat de multă vreme modul de viață uman. Pas cu pas, umanitatea a ieșit din nișa sa ecologică de pe planetă. De fapt, am devenit locuitori ai unei „naturi” artificiale create din sticlă, beton și plastic, a cărei compatibilitate cu viața ecosistemului natural se apropie constant de zero. Și cu cât natura artificială preia natura vie, cu atât nevoia omului de armonie naturală devine mai evidentă. Cel mai probabil mod de a readuce umanitatea „în sânul naturii” și de a restabili echilibrul între cele două lumi este dezvoltarea bionicii moderne.
Zgârie-nori chiparoși din Shanghai. Arhitecți: Maria Rosa Cervera și Javier Pioz.
Opera din Sydney. Arhitect: Jørn Utzon.
Centrul de formare Rolex. Arhitecți: biroul de arhitectură japonez SANAA.
Bionica arhitecturală este un stil inovator care ia tot ce este mai bun din natură: reliefuri, contururi, principii de formare a formei și interacțiune cu lumea exterioară. Peste tot în lume, ideile de arhitectură bionică au fost implementate cu succes de arhitecți celebri: zgârie-nori de chiparos din Shanghai, Opera din Sydney din Australia, clădirea consiliului de administrație a NMB Bank din Olanda, centrul de formare Rolex și muzeul fructelor din Japonia. .
Muzeul fructelor. Arhitect: Itsuko Hasegawa.
Interiorul muzeului fructelor.
În orice moment, a existat o continuitate a formelor naturale în arhitectura creată de om. Dar, spre deosebire de abordarea formalistă din anii trecuți, când arhitectul a copiat pur și simplu forme naturale, bionica modernă se bazează pe caracteristicile funcționale și fundamentale ale organismelor vii - capacitatea de autoreglare, fotosinteză, principiul coexistenței armonioase etc. Arhitectura bionică presupune crearea de case care au o natură extinsă naturală care nu intră în conflict cu aceasta. Dezvoltarea ulterioară a bionicii implică dezvoltarea și crearea de case ecologice - clădiri eficiente din punct de vedere energetic și confortabile cu sisteme independente de susținere a vieții. Proiectarea unei astfel de clădiri include un complex de echipamente de inginerie. În timpul construcției sunt utilizate materiale ecologice și structuri de construcție. În mod ideal, casa viitorului este un sistem autonom, auto-susținut, care se potrivește perfect în peisajul natural și există în armonie cu natura. Bionica arhitecturală modernă a fuzionat practic cu conceptul de „eco-arhitectură” și este direct legată de ecologie.
Formarea formei trecând de la natura vie la arhitectură.
Fiecare creatură vie de pe planetă este un sistem de lucru perfect adaptat mediului său. Viabilitatea unor astfel de sisteme este rezultatul evoluției de-a lungul a mai multor milioane de ani. Dezvăluind secretele structurii organismelor vii, se pot câștiga noi oportunități în arhitectura clădirilor.
Formarea formelor în natura vie se caracterizează prin plasticitate și combinatorie, o varietate atât de forme geometrice regulate, cât și de figuri - cercuri, ovale, romburi, cuburi, triunghiuri, pătrate, diferite tipuri de poligoane și o varietate nesfârșită de extrem de complexe și uimitor de frumoase, structuri ușoare, durabile și economice create prin combinarea acestor elemente. Astfel de structuri reflectă complexitatea și evoluția în mai multe etape a dezvoltării organismelor vii.
Principalele poziții pentru studierea naturii din perspectiva bionicii arhitecturale sunt știința biomaterialelor și biotectonica.
Obiectul de studiu în știința biomaterialelor îl reprezintă diverse proprietăți uimitoare ale structurilor naturale și „derivatele” acestora - țesuturi ale organismelor animale, tulpini și frunze ale plantelor, fire de pânză de păianjen, antene de dovleac, aripi de fluture etc.
Cu biotectonica totul este mai complicat. În acest domeniu de cunoaștere, cercetătorii sunt interesați nu atât de proprietățile materialelor naturale, cât de principiile înseși ale existenței organismelor vii. Principalele probleme ale biotectonicii sunt crearea de noi structuri bazate pe principiile și metodele de acțiune ale biostructurilor în natura vie, implementarea adaptării și creșterii sistemelor tectonice flexibile bazate pe adaptarea și creșterea organismelor vii.
În bionica arhitecturii și a construcțiilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. Astfel, în domeniul dezvoltării tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri, o direcție promițătoare este crearea de structuri stratificate. Ideea este împrumutată de la moluștele de adâncime. Cojile lor durabile constau din plăci alternative dure și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe.
Tehnologii ale bionicii arhitecturale.
Să dăm un exemplu de câteva dintre cele mai comune tendințe moderne în dezvoltarea clădirilor bionice.
1. Energy Efficient House - o clădire cu consum redus de energie sau consum zero de energie din surse standard (Energy Efficient Building).
2. Casă pasivă (Clădire pasivă) - o structură cu termoreglare pasivă (răcire și încălzire prin utilizarea energiei mediului). Astfel de case folosesc materiale de construcție și structuri care economisesc energie și practic nu au un sistem tradițional de încălzire.
3. Arhitectura Bioclimatică. Una dintre tendințele în stilul hi-tech. Principiul principal al arhitecturii bioclimatice este armonia cu natura: „... astfel încât o pasăre, care zboară în birou, să nu observe că se află în interiorul ei”. Practic, sunt cunoscute numeroase zgârie-nori bioclimatice, în care, alături de sistemele de bariere, geamurile multistrat (tehnologia dublă piele) sunt utilizate în mod activ pentru a asigura izolare fonică și suport microclimat, cuplat cu ventilație.
4. Smart House (Clădirea Intelectuală) - o clădire în care, cu ajutorul tehnologiei informatice și a automatizării, se optimizează fluxul de lumină și căldură în încăperi și structurile împrejmuitoare.
5. Clădire sănătoasă - clădire în care, alături de utilizarea tehnologiilor de economisire a energiei și a surselor alternative de energie, se acordă prioritate materialelor naturale de construcție (amestecuri de pământ și lut, lemn, piatră, nisip etc.) Tehnologii „sănătoase „ locuințele includ sisteme de purificare a aerului din fum nocivi, gaze, substanțe radioactive etc.
Istoria utilizării formelor arhitecturale în practica arhitecturală.
Bionica arhitecturală nu a apărut întâmplător. A fost rezultatul experienței anterioare de utilizare într-o formă sau alta (cel mai adesea asociativă și imitativă) a anumitor proprietăți sau caracteristici ale formelor naturii vii în arhitectură - de exemplu, în sălile hipostile ale templelor egiptene din Luxor și Karnak, capitalele și coloane de ordine antice, interioare gotice catedrale etc.
Coloanele sălii hipostile a Templului Edfu.
Arhitectura bionică include adesea clădiri și complexe arhitecturale care se încadrează organic în peisajul natural, fiind, parcă, o continuare a acestuia. De exemplu, acestea pot fi numite clădirile arhitectului elvețian modern Peter Zumthor. Alaturi de materialele naturale de constructie se lucreaza cu elemente naturale deja existente - munti, dealuri, gazon, copaci, practic fara a le modifica. Structurile lui par să crească din pământ și uneori se îmbină atât de mult cu natura înconjurătoare încât nu pot fi detectate imediat. De exemplu, băile termale din Elveția din exterior par doar o zonă verde.
Băi în Vals. Arhitect: Peter Zumthor.
Din punctul de vedere al unuia dintre conceptele bionicei - imaginea unei case ecologice - chiar și casele din sat cunoscute nouă pot fi clasificate drept arhitectură bionică. Sunt realizate din materiale naturale, iar structurile așezărilor sătești au fost întotdeauna integrate armonios în peisajul înconjurător (punctul cel mai înalt al satului este biserica, câmpia sunt clădiri rezidențiale etc.)
Domul Catedralei din Florența. Arhitect: Filippo Brunelleschi.
Apariția acestei zone în istoria arhitecturii este întotdeauna asociată cu un fel de inovație tehnică: de exemplu, arhitectul renascentist italian F. Brunelleschi a luat o coajă de ou ca prototip pentru construirea cupolei Catedralei din Florența și Leonardo da Vinci a copiat formele naturii vie atunci când înfățișează și proiectează construcții și clădiri militare.și chiar avioane. Este în general acceptat că primul care a început să studieze mecanica zborului modelelor vii „din poziție bionică” a fost Leonardo da Vinci, care a încercat să dezvolte o aeronavă cu o aripă care bate (ornitopter).
Galeria din Parcul Güell. Arhitect: Antonio Gaudi.
Portalul Patimilor lui Hristos al Catedralei Sfintei Familii (Sagrada Familia).
Progrese în tehnologia construcțiilor în secolele al XIX-lea și al XX-lea. a dat naștere la noi posibilități tehnice de interpretare a arhitecturii naturii vii. Acest lucru se reflectă în lucrările multor arhitecți, printre care, desigur, se remarcă Antoni Gaudi - pionierul utilizării pe scară largă a bioformelor în arhitectura secolului XX. Clădirile rezidențiale proiectate și construite de A. Gaudi, Mănăstirea Güell, celebra „Sagrada Familia” (Catedrala Sfintei Familii, înălțimea 170 m) din Barcelona rămân încă capodopere arhitecturale de neîntrecut și, în același timp, cele mai talentate și exemplu caracteristic de asimilare a formelor naturale arhitecturale -- aplicarea și dezvoltarea lor.
Casa Mila mansarda. Arhitect: Antonio Gaudi.
Bolta arcuită a galeriei din Casa Batlló. Arhitect: Antonio Gaudi.
A. Gaudi credea că în arhitectură, ca și în natură, nu există loc de copiere. Drept urmare, structurile sale sunt uimitoare prin complexitatea lor - nu veți găsi două părți identice în clădirile sale. Coloanele sale înfățișează trunchiuri de palmier cu scoarță și frunze, balustradele scărilor imită tulpinile plantelor ondulate, iar tavanele boltite reproduc coroanele copacilor. În creațiile sale, Gaudi a folosit arcuri parabolice, hiper-spirale, coloane înclinate etc., creând o arhitectură a cărei geometrie a depășit fanteziile arhitecturale atât ale arhitecților, cât și ale inginerilor. A. Gaudí a fost unul dintre primii care a folosit proprietățile de design bio-morfologice ale unei forme curbate spațial, pe care a întruchipat-o sub forma unui paraboloid hiperbolic al unui mic zbor de scări de cărămidă. În același timp, Gaudi nu a copiat pur și simplu obiecte naturale, ci a interpretat creativ forme naturale, modificând proporțiile și caracteristicile ritmice la scară largă.
În ciuda faptului că gama semantică a clădirilor protobionice arată destul de impresionantă și justificată, unii experți consideră bionica arhitecturală doar acele clădiri care nu repetă pur și simplu forme naturale sau sunt create din materiale naturale, ci conțin în designul lor structurile și principiile naturii vii. .
Construcția Turnului Eiffel. Inginer: Gustave Eiffel.
Proiect pod. Arhitect: Paolo Soleri.
Acești oameni de știință ar denumi mai degrabă protobionica clădiri precum Turnul Eiffel de 300 de metri al inginerului de pod A. G. Eiffel, care reproduce exact structura tibiei umane, și proiectul podului realizat de arhitectul P. Soleri, care amintește de o frunză de cereale rulată. și dezvoltat pe principiul redistribuirii sarcinii în tulpini de plante etc.
Pista de ciclism în Krylatskoye. Arhitecți: N. I. Voronina și A. G. Ospennikov.
În Rusia, legile naturii vii au fost, de asemenea, împrumutate pentru a crea unele obiecte arhitecturale din perioada „pre-perestroika”. Exemplele includ turnul de radio și televiziune Ostankino din Moscova, facilități olimpice - o pistă de ciclism în Krylatskoye, acoperiri cu membrane ale unui stadion interior pe bulevardul Mira și o sală universală de sport și divertisment din Leningrad, un restaurant în parcul Primorsky din Baku și conexiunea acestuia. in orasul Frunze - restaurantul Bermet si etc.
Printre numele arhitecților moderni care lucrează în direcția bionicii arhitecturale, Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/#). /Selectat) ies în evidență %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.
Daca te intereseaza vreun aspect al bionicii, scrie-ne si iti vom povesti mai detaliat despre el!
Biroul de arhitectură „Inttera”.
Bionica arhitecturii și construcțiilor studiază legile formării și formării structurii țesuturilor vii, analizează sistemele structurale ale organismelor vii pe principiul economisirii materialelor, energiei și asigurării fiabilității. Neurobionica studiază funcționarea creierului și explorează mecanismele memoriei. Organele senzoriale ale animalelor și mecanismele interne de reacție la mediu, atât la animale, cât și la plante, sunt studiate intens. Un exemplu izbitor de bionică arhitecturală și de construcție este o analogie completă a structurii tulpinilor de cereale și a clădirilor moderne înalte. Tulpinile plantelor de cereale sunt capabile să reziste la sarcini grele fără a se rupe sub greutatea inflorescenței. Dacă vântul le îndoaie spre pământ, își restabilesc rapid poziția verticală. Care este secretul? Se dovedește că structura lor este similară cu designul țevilor moderne de fabrici înalte - una dintre cele mai recente realizări ale ingineriei. Ambele structuri sunt goale în interior. Șuvițele de sclerenchim ale tulpinii plantei acționează ca o întărire longitudinală. Internodurile (nodurile?) ale tulpinilor sunt inele de rigiditate. Există goluri verticale ovale de-a lungul pereților tulpinii. Pereții țevii au aceeași soluție de proiectare. Rolul unei armături spiralate plasate la exteriorul țevii în tulpina plantelor de cereale este jucat de o coajă subțire. Cu toate acestea, inginerii au ajuns singuri la soluția lor constructivă, fără a „privi” în natură. Identitatea structurii a fost dezvăluită ulterior. În ultimii ani, bionica a confirmat că majoritatea invențiilor umane au fost deja „brevetate” de natură. Asemenea invenții din secolul al XX-lea, cum ar fi fermoarele și dispozitivele de fixare cu velcro, au fost realizate pe baza structurii unei pene de pasăre. Barbe cu pene de diferite ordine, echipate cu cârlige, asigură o prindere sigură. Faimoșii arhitecți spanioli M. R. Cervera și J. Ploz, adepți activi ai bionicii, au început să cerceteze „structurile dinamice” în 1985, iar în 1991 au organizat „Societatea pentru sprijinirea inovării în arhitectură”. Un grup sub conducerea lor, care includea arhitecți, ingineri, designeri, biologi și psihologi, a dezvoltat proiectul „Vertical Bionic Tower City”. În 15 ani, un oraș-turn ar trebui să apară în Shanghai (conform oamenilor de știință, în 20 de ani populația din Shanghai ar putea ajunge la 30 de milioane de oameni). Orașul turn este proiectat pentru 100 de mii de oameni, proiectul se bazează pe „principiul construcției din lemn”.
Turnul orasului va avea forma unui chiparos cu inaltimea de 1228 m cu circumferinta la baza de 133 pe 100 m, iar in punctul cel mai lat 166 pe 133 m. Turnul va avea 300 de etaje, iar acestea vor fi situate în 12 blocuri verticale a câte 80 de etaje fiecare (12 x 80 = 960; 960!=300). Între blocuri există pardoseli din șapă, care acționează ca o structură de susținere pentru fiecare nivel de bloc. In interiorul blocurilor se afla case de diferite inaltimi cu gradini verticale. Acest design elaborat este similar cu structura ramurilor și a întregii coroane a chiparosului. Turnul va sta pe o fundație grămadă conform principiului acordeonului, care nu este îngropat, ci se dezvoltă în toate direcțiile pe măsură ce câștigă înălțime - similar cu modul în care se dezvoltă sistemul de rădăcină al unui copac. Fluctuațiile vântului de la etajele superioare sunt minimizate: aerul trece ușor prin structura turnului. Pentru acoperirea turnului se va folosi un material plastic special care imită suprafața poroasă a pielii. Dacă construcția are succes, se plănuiește să se construiască mai multe astfel de orașe-cladiri.
În bionica arhitecturii și a construcțiilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. De exemplu, în domeniul dezvoltării tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri, o direcție promițătoare este crearea de structuri stratificate. Ideea este împrumutată de la moluștele de adâncime. Cojile lor durabile, cum ar fi cele ale abalone-ului răspândit, constau din plăci alternante tari și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe. Această tehnologie poate fi folosită și pentru acoperirea mașinilor.
În practica arhitecturală mondială din ultimii 40 de ani, utilizarea legilor formării naturii vii a dobândit o nouă calitate și se numește proces arhitectural-bionic și a devenit una dintre direcțiile arhitecturii high-tech.
Practica arhitectural-bionică a dat naștere unor forme arhitecturale noi, neobișnuite, practice din punct de vedere funcțional și utilitarist și originale în calitățile lor estetice. Acest lucru nu a putut decât să trezească interesul pentru ei din partea arhitecților și inginerilor.
Bionica provine dintr-un cuvânt grecesc care înseamnă „element al vieții”. A servit drept bază pentru denumirea unei direcții în știință care studiază posibilitatea utilizării anumitor sisteme și procese biologice în tehnologie.
Bionica arhitecturală este similară cu bionica tehnică; cu toate acestea, este atât de specific încât formează o ramură independentă și rezolvă nu numai probleme tehnice, ci mai ales de arhitectură.
Aici este deosebit de necesar să subliniem că fundamentele științifice ale bionicii arhitecturale au început să fie create în Uniunea Sovietică, în special opera arhitecților V.V. Zefeld și Yu.S. Lebedeva.
Să subliniem afirmațiile arhitecților germani și austrieci Semper, Feldeg, Bauer și alții.Un articol interesant care analizează punctele de vedere ale acestora și își exprimă punctul de vedere asupra problemei oportunității în arhitectură - „Teoria lui Darwin în arta construcției” (1900). ) - a fost scris de o anumită persoană sub pseudonimul "Gr. Yu - P." Autorul acestui articol clar și clar, cu o oarecare subtilitate și acuitate, a pus problema arhitectural-bionică și a confirmat regularitatea acțiunii teoriei evoluționiste a lui Darwin în arhitectură.
Cea mai dificilă etapă în dezvoltarea formelor naturale în arhitectură a fost perioada de la mijlocul secolului al XIX-lea până la începutul secolului al XX-lea. A fost afectată de dezvoltarea rapidă a biologiei și de progresele fără precedent în tehnologia construcțiilor față de perioada anterioară (de exemplu, inventarea betonului armat și începutul utilizării intensive a structurilor din sticlă și metal). La explorarea acestei etape, este necesar să se acorde o atenție deosebită apariției unui curent atât de semnificativ în arhitectură precum „arhitectura organică”. Adevărat, numele „arhitectură organică” nu implică o legătură directă și semnificativă între arhitectură și natura vie. Direcția „arhitecturii organice” este direcția funcționalismului. Unul dintre principalii săi ideologi, Frank Lloyd Wright, a vorbit despre asta la televizor în 1953. răspunzând la întrebările care i-au fost adresate: „... arhitectura organică este arhitectura „din interior spre exterior”, în care idealul este integritatea. Nu folosim cuvântul „organic” în sensul de „apartenere la lumea vegetală sau animală”. .”
În numele economisirii, o persoană în activități de producție folosește întotdeauna orice oportunități care se prezintă. Odată cu progresul, această cerință devine din ce în ce mai acută. De exemplu, după sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, inginerii și arhitecții au început să privească mai atent natura vie. Au fost atrași, de exemplu, de peliculele elastice de natură vie care funcționează bine sub tensiune (experimentele lui Otto Frei din anii 40). Știința modernă a făcut posibilă aprofundarea în legile dezvoltării naturii vii, iar tehnologia a făcut posibilă simularea structurilor vii. Drept urmare, în arhitectură la sfârșitul anilor 40 au apărut forme care reproduceau structurile structurale ale naturii vii pe o bază științifică și tehnică conștientă. Aceasta include acoperirea sălii mari a Expoziției de la Torino de către inginerul P.L. Structuri Nervi, cu tiranți și corturi (Otto Frei și alții).
În Uniunea Sovietică, ideile bionice au primit o mare atenție din partea arhitecților și inginerilor (MAI, TsNIISK Gosstroy URSS, Len-ZNIIEP etc.).
Invazia rapidă neașteptată a tehnologiei informatice în viețile noastre a jucat un rol important în anii '90. Consecințele culturale pe termen lung ale acestei „revoluții liniștite” sunt încă greu de prezis, dar gândirea reprezentanților noii generații se îndreaptă în direcția clarificării lor. Datorită unui computer, este posibil să descrii un obiect biologic complex, de exemplu, un schelet uman, în limbajul unui desen de lucru familiar unui arhitect.
Pentru a rezuma fundalul istoric al bionicii arhitecturale, putem spune că bionica arhitecturală ca teorie și practică dezvoltată în procesul de evoluție a unei legături specifice între arhitectură și natura vie și că acest fenomen nu este întâmplător, ci natural din punct de vedere istoric.
O caracteristică specifică a etapei moderne de stăpânire a formelor naturii vii în arhitectură este că acum nu sunt stăpânite doar aspectele formale ale naturii vii, ci se stabilesc conexiuni profunde între legile dezvoltării naturii vii și arhitectură. În stadiul actual, arhitecții nu folosesc formele exterioare ale naturii vii, ci doar acele proprietăți și caracteristici ale formei care sunt o expresie a funcțiilor unui anumit organism, similare cu aspectele funcționale și utilitare ale arhitecturii.
De la funcții la formă și la legile formării formei - aceasta este calea principală a bionicii arhitecturale.
Un punct important care a jucat un rol în apelul arhitecților și proiectanților pentru natura vie a fost introducerea în practică a sistemelor structurale spațiale care erau benefice din punct de vedere economic, dar complexe în sensul calculului lor matematic. Prototipurile acestor sisteme au fost în multe cazuri formele structurale ale naturii. Astfel de forme au început să fie folosite cu succes în diverse domenii tipologice ale arhitecturii, în construcția de structuri cu deschidere lungă și înaltă, crearea de structuri cu transformare rapidă, standardizarea elementelor clădirilor și structurilor etc.
Utilizarea sistemelor structurale ale naturii a deschis calea pentru alte domenii ale bionicii arhitecturale. În primul rând, este vorba despre mijloacele naturale de „izolare”, care pot fi folosite pentru a organiza un microclimat favorabil pentru oameni în clădiri, precum și în orașe.
Bionica arhitecturală este destinată nu numai să rezolve problemele funcționale ale arhitecturii, ci să deschidă perspective în căutarea sintezei funcției și formei estetice a arhitecturii, să învețe arhitecții să gândească în forme și sisteme sintetice.
În ultimii ani, bionica a confirmat că majoritatea invențiilor umane au fost deja „brevetate” de natură. Asemenea invenții din secolul al XX-lea, cum ar fi fermoarele și dispozitivele de fixare cu velcro, au fost realizate pe baza structurii unei pene de pasăre. Barbe cu pene de diferite ordine, echipate cu cârlige, asigură o prindere sigură. Faimoșii arhitecți spanioli M.R. Cervera și H. Ploz, adepți activi ai bionicii, au început să cerceteze „structurile dinamice” în 1985, iar în 1991 au organizat „Societatea pentru sprijinirea inovației în arhitectură”. Un grup sub conducerea lor, care includea arhitecți, ingineri, designeri, biologi și psihologi, a dezvoltat proiectul „Vertical Bionic Tower City”. În 15 ani, un oraș-turn ar trebui să apară în Shanghai (conform oamenilor de știință, în 20 de ani populația din Shanghai ar putea ajunge la 30 de milioane de oameni). Orașul turn este proiectat pentru 100 de mii de oameni, proiectul se bazează pe „principiul construcției din lemn”.
Turnul orasului va avea forma unui chiparos cu inaltimea de 1228 m cu circumferinta la baza de 133 pe 100 m, iar in punctul cel mai lat 166 pe 133 m. Turnul va avea 300 de etaje, iar acestea vor fi situate în 12 blocuri verticale a câte 80 de etaje fiecare (12 x 80 = 960; 960! =300). Între blocuri există pardoseli din șapă, care acționează ca o structură de susținere pentru fiecare nivel de bloc. In interiorul blocurilor se afla case de diferite inaltimi cu gradini verticale. Acest design elaborat este similar cu structura ramurilor și a întregii coroane a chiparosului. Turnul va sta pe o fundație grămadă conform principiului acordeonului, care nu este îngropat, ci se dezvoltă în toate direcțiile pe măsură ce câștigă înălțime - similar cu modul în care se dezvoltă sistemul de rădăcină al unui copac. Fluctuațiile vântului de la etajele superioare sunt minimizate: aerul trece ușor prin structura turnului. Pentru acoperirea turnului se va folosi un material plastic special care imită suprafața poroasă a pielii. Dacă construcția are succes, se plănuiește să se construiască mai multe astfel de orașe-cladiri.
În bionica arhitecturii și a construcțiilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. De exemplu, în domeniul dezvoltării tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri, o direcție promițătoare este crearea de structuri stratificate. Ideea este împrumutată de la moluștele de adâncime. Cojile lor durabile, cum ar fi cele ale abalone-ului răspândit, constau din plăci alternante tari și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe. Această tehnologie poate fi folosită și pentru acoperirea mașinilor.
Bionica arhitecturii și construcțiilor studiază legile formării și formării structurii țesuturilor vii, analizează sistemele structurale ale organismelor vii pe principiul economisirii materialelor, energiei și asigurării fiabilității. Un exemplu izbitor de bionică arhitecturală și de construcție este o analogie completă a structurii tulpinilor de cereale și a clădirilor moderne înalte. Tulpinile plantelor de cereale sunt capabile să reziste la sarcini grele fără a se rupe sub greutatea inflorescenței. Dacă vântul le îndoaie spre pământ, își restabilesc rapid poziția verticală. Care este secretul? Se dovedește că structura lor este similară cu designul țevilor moderne de fabrici înalte - una dintre cele mai recente realizări ale ingineriei. Identitatea structurii a fost dezvăluită ulterior. În ultimii ani, bionica a confirmat că majoritatea invențiilor umane au fost deja „brevetate” de natură.
Dorința de confort, de locuințe de calitate, confortabile și frumoase este inerentă umanității de mult timp. Fiecare dintre noi își dorește ca spațiul din jur să rezoneze cu lumea noastră interioară. Acum fiecare dintre noi are șansa de a-și construi propria casă ideală. Poate că va fi o casă de grădină cu mansardă, ca eroii lui Cehov. Sau poate o cabana cu
Terasa in stil american. Important este că poate combina toate elementele unui stil arhitectural uimitor - „arhitectura bionică”.
Apariția unor stiluri arhitecturale neobișnuite le datorăm geniilor arhitecturii. Talentul este mereu în căutare. Dovada acestui lucru se găsește la fiecare pas sub forma unor monumente de arhitectură împrăștiate în întreaga lume. De-a lungul anilor, stilurile se înlocuiesc, fiecare dintre ele este unică. Modernitatea oferă o nouă abordare a arhitecturii. Una dintre noile domenii - bionica - merită o atenție specială.
Bionics înseamnă „a trăi” în greacă. După ce au studiat structura și modul de viață al plantelor și animalelor, arhitecții aplică aceleași principii structurilor de inginerie. Până acum, nu există o opinie unanimă în rândul cercetătorilor cu privire la munca arhitecților care ar trebui clasificată ca parte a mișcării „arhitecturii vie”. Și totuși, Antonio Gaudi poate fi considerat fondatorul bionicii, care a construit primele case unice încă din secolul al XIX-lea. Arogantă și sătulă de descoperiri arhitecturale, Europa a fost încântată de creațiile maestrului. Și bionica a primit un impuls puternic pentru dezvoltare. Deja la începutul secolului al XX-lea, fondatorul antroposofiei, Rudolf Steiner, a creat un proiect pentru o structură uimitoare numită Goetheanum. Proiectul a fost adus la viață.
Designul binecunoscut al Turnului Eiffel (vezi postul Suprastructuri: Turnul Eiffel (Paris)) se bazează pe munca științifică a profesorului de anatomie elvețian Hermann Von Meyer. Cu 40 de ani înainte de construcția miracolului ingineresc parizian, profesorul a examinat structura osoasă a capului femurului în locul în care acesta se îndoaie și intră în unghi în articulație. Și totuși, din anumite motive, osul nu se rupe sub greutatea corpului.
Von Meyer a descoperit că capul osului este acoperit cu o rețea complicată de oase în miniatură, datorită căreia încărcătura este redistribuită uimitor în întregul os. Această rețea avea o structură geometrică strictă, pe care profesorul a documentat-o.
În 1866, inginerul elvețian Carl Cullman a oferit o bază teoretică pentru descoperirea lui von Meyer, iar 20 de ani mai târziu, distribuția naturală a sarcinii folosind șublere curbate a fost folosită de Eiffel.
Acum multe capitale ale lumii sunt decorate cu clădiri în stil bionic. Ici și colo apar noi structuri „vii”. Olanda și Australia, China și Japonia, Canada și chiar Rusia se pot lăuda cu capodopere bionice.
În bionica arhitecturii și a construcțiilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. Astfel, în domeniul dezvoltării tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri, o direcție promițătoare este crearea de structuri stratificate. Ideea este împrumutată de la moluștele de adâncime. Cojile lor durabile, cum ar fi cele ale abalone-ului răspândit, constau din plăci alternante tari și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe.
Bionics se străduiește să maximizeze scopul fiecărei camere din casă. Fără interschimbabilitatea camerelor. Trebuie să dormi în dormitor, să gătești în bucătărie și să primești oaspeți în camera de zi. Fiecare camera este proiectata pentru rolul care i-a fost atribuit si este echipata pentru aceasta cu cel mai mare confort. Casa nu va avea forma geometrică obișnuită. Mai degrabă, va semăna cu un obiect al naturii vii. Liniile moi netede ale pereților și ferestrelor, curgând unele în altele, vor crea o senzație de mișcare. În interiorul unei case organice, se creează impresia unei lumi magice, deoarece acest stil arhitectural oferă o abundență de lumină în toate camerele. Sticla colorată este adesea folosită, astfel încât lumina poate fi de o nuanță neobișnuită. Un sentiment simultan de mișcare și pace este, poate, principalul avantaj al unei case realizate în stil organic. Din diferite unghiuri de vedere, camera în sine se schimbă subtil.
Aceasta este doar o mică parte din ceea ce se poate spune despre stilul creat pentru o persoană care caută să-și dezvăluie lumea interioară, potențialul mental și spiritual. Acum arhitectura își asumă această sarcină dificilă.
Bionica arhitecturală în trecutul recent este înțelegerea formelor naturale în structurile clădirilor, noi posibilități pentru formarea formelor arhitecturale.
Bionica arhitecturală de astăzi (neobionica) este o încercare de a lega aspectele de mediu și tehnologia înaltă cu arhitectura.
Bionica arhitecturii și a construcțiilor studiază legile formării și formării structurii blănurilor vii, analizează sistemele structurale ale organismelor vii pe principiul economisirii materialelor, energiei și asigurării fiabilității. Organele senzoriale ale animalelor și mecanismele interne de reacție la mediu, atât la animale, cât și la plante, sunt studiate intens.
În trecutul îndepărtat, omul a creat multe structuri remarcabile prin copierea formelor arhitecturale ale lumii vegetale. Aruncați o privire mai atentă la clădirile africane ușoare și veți vedea în ele contururile stupilor (Fig. 4), pagodele antice estice seamănă cu brazi subțiri cu ramuri puternic suspendate (Fig. 5), coloana de marmură a Partenonului este personificarea unui trunchi subțire de copac (Fig. 6), coloană templu egiptean este ca o tulpină de lotus (Fig. 7), arhitectura gotică este întruchiparea într-o piatră nepasională a logicii constructive, a armoniei și a oportunității viețuitoarelor.
Amintiți-vă de faimosul Kizhi (Fig. 8). Cupolele lor seamănă cu ceapa. Biserica din Fili (Fig. 9), ca un organism viu, scade odată cu înălțimea și se dezvoltă de la centru spre periferie. Toată ea pare să tremure, totul în ea este subtil și armonios. Catedrala Sf. Vasile este același trunchi principal, din care ramificarea și zdrobirea formelor merge în sus și în lateral (Fig. 10).
Asemănări uimitoare de tehnici! Este ca și cum arhitecții au convenit asupra comunității principiilor lor creative. Privind prin paginile istoriei construcțiilor, se pot găsi mult mai multe exemple de om care copiază arhitectura naturii vii. Cu toate acestea, trebuie subliniat încă o dată că vechea artă a construcției era asemănătoare cu organizarea naturii vii doar în formă. Din natură, arhitecții au învățat armonia proporțiilor, distribuția logică a volumelor clădirii, subordonarea secundarului față de principal, combinația corectă a dimensiunilor pieselor, adevărul constructiv, dar nu cunoșteau principalul lucru - legile formei. -formarea, secretele autoconstruirii vietuitoarelor.
Organizarea internă a viețuitoarelor, latura constructivă a unei frunze, a unei tulpini de cereale și a unui trunchi de copac au devenit obiectul de studiu al oamenilor de știință din vremurile ulterioare. Aceste studii au pus bazele bionicii arhitecturale.
Un exemplu izbitor de bionică arhitecturală a hainelor de blană este o analogie completă a structurii tulpinilor de cereale și a clădirilor moderne înalte. Tulpinile plantelor de cereale sunt capabile să reziste la sarcini grele fără a se rupe sub greutatea inflorescenței. Dacă vântul le îndoaie spre pământ, își restabilesc rapid poziția verticală. Structura lor este similară cu designul țevilor moderne de fabrici înalte.
Ambele structuri sunt goale în interior. Șuvițele de sclerenchim ale tulpinii plantei acționează ca o întărire longitudinală. Internodurile (nodurile) tulpinilor sunt inele de rigiditate. Există goluri verticale ovale de-a lungul pereților tulpinii. Pereții țevii au aceeași soluție de proiectare. Rolul unei armături în spirală plasat pe exteriorul țevii, în tulpina plantelor de cereale, îl joacă o coajă subțire. Cu toate acestea, inginerii au ajuns singuri la soluția lor constructivă, fără a „privi” în natură. Identitatea structurii a fost dezvăluită ulterior.
Bionica confirmă că multe invenții umane au analogi în natura vie, de exemplu, fermoarele și Velcro au fost inventate pe baza structurii penei unei păsări. Barbe cu pene de diferite ordine, echipate cu cârlige, asigură o prindere sigură.
Am aflat că în bionica arhitecturală există mai multe direcții: Structuri în formă de con, Structuri pretensionate, Cochilii, Structuri în formă de spirală, Structuri cu plasă, zăbrele și nervuri. Acum ne vom uita la ele.