Bionické formy sa vyznačujú zložitosťou vzorov a nelineárnymi tvarmi.
Vznik termínu.
Pojem „bionika“ (z gréckeho „bios“ - život) sa objavil na začiatku dvadsiateho storočia. V globálnom zmysle označuje oblasť vedeckého poznania založenú na objavovaní a využívaní vzorcov stavby prírodných foriem na riešenie technických, technologických a umeleckých problémov na základe analýzy stavby, morfológie a životnej aktivity biologických organizmov. Názov navrhol americký výskumník J. Steele na sympóziu v roku 1960 v Daytone – „Živé prototypy umelých systémov – kľúč k novej technológii“ – počas ktorého sa upevnil vznik novej, nepreskúmanej oblasti poznania. Od tohto momentu stoja architekti, dizajnéri, konštruktéri a inžinieri pred množstvom úloh zameraných na hľadanie nových prostriedkov tvarovania.
V ZSSR sa začiatkom 80. rokov minulého storočia vďaka dlhoročnému úsiliu tímu špecialistov z laboratória TsNIELAB, ktorý existoval až do začiatku 90. rokov, konečne objavila architektonická bionika ako nový smer v architektúre. V tomto čase vyšla záverečná monografia veľkého medzinárodného kolektívu autorov a zamestnancov tohto laboratória pod generálnym redaktorom Yu. S. Lebedeva „Architectural Bionics“ (1990).
Teda obdobie od polovice XX. do začiatku 21. storočia. v architektúre sa vyznačovala zvýšeným záujmom o zložité krivočiare formy, oživením na novej úrovni konceptu „organickej architektúry“, ktorý má korene na konci 19. - začiatkom 20. storočia v diele L. Sullivan a F. L. Wright. Verili, že architektonická forma, ako v živej prírode, by mala byť funkčná a mala by sa vyvíjať „zvnútra von“.
Problém harmonickej symbiózy architektonického a prírodného prostredia.
Technokratický vývoj posledných desaťročí si nadlho podmaňuje spôsob života človeka. Krok za krokom sa ľudstvo vynorilo zo svojho ekologického výklenku na planéte. V skutočnosti sme sa stali obyvateľmi umelej „prírody“ vytvorenej zo skla, betónu a plastu, ktorej kompatibilita so životom prírodného ekosystému sa neustále blíži k nule. A čím viac umelá príroda preberá živú prírodu, tým jasnejšia je ľudská potreba prirodzenej harmónie. Najpravdepodobnejším spôsobom, ako vrátiť ľudstvo „do lona prírody“ a obnoviť rovnováhu medzi týmito dvoma svetmi, je rozvoj modernej bioniky.
Cyprusový mrakodrap v Šanghaji. Architekti: Maria Rosa Cervera & Javier Pioz.
Dom opery v Sydney. Architekt: Jørn Utzon.
Školiace stredisko Rolex. Architekti: Japonská architektonická kancelária SANAA.
Architektonická bionika je inovatívny štýl, ktorý berie to najlepšie z prírody: reliéfy, kontúry, princípy formovania tvarov a interakcie s vonkajším svetom. Po celom svete boli myšlienky bionickej architektúry úspešne implementované známymi architektmi: cyprusový mrakodrap v Šanghaji, Opera v Sydney v Austrálii, budova predstavenstva NMB Bank v Holandsku, školiace stredisko Rolex a múzeum ovocia v Japonsku .
Múzeum ovocia. Architekt: Itsuko Hasegawa.
Interiér múzea ovocia.
V architektúre, ktorú vytvoril človek, vždy existovala kontinuita prírodných foriem. Ale na rozdiel od formalistického prístupu minulých rokov, keď architekt jednoducho kopíroval prírodné formy, moderná bionika je založená na funkčných a základných vlastnostiach živých organizmov - schopnosti sebaregulácie, fotosyntéze, princípe harmonického spolunažívania atď. Bionická architektúra zahŕňa vytváranie domov, ktoré sú prirodzeným rozšírením a nie sú s ňou v rozpore. Ďalší rozvoj bioniky zahŕňa rozvoj a vytváranie ekologických domov – energeticky efektívnych a pohodlných budov s nezávislými systémami podpory života. Návrh takejto budovy zahŕňa komplex inžinierskych zariadení. Pri výstavbe sa používajú ekologické materiály a stavebné konštrukcie. V ideálnom prípade je dom budúcnosti autonómnym, sebestačným systémom, ktorý bez problémov zapadá do prírodnej krajiny a existuje v súlade s prírodou. Moderná architektonická bionika sa prakticky spojila s pojmom „eko-architektúra“ a priamo súvisí s ekológiou.
Tvarová formácia prechádzajúca zo živej prírody do architektúry.
Každý živý tvor na planéte je dokonalý pracovný systém prispôsobený svojmu prostrediu. Životaschopnosť takýchto systémov je výsledkom evolúcie počas mnohých miliónov rokov. Odhalením tajomstiev štruktúry živých organizmov môže človek získať nové možnosti v architektúre budov.
Tvorbu tvarov v živej prírode charakterizuje plasticita a kombinatorickosť, množstvo pravidelných geometrických tvarov a obrazcov - kruhy, ovály, kosoštvorce, kocky, trojuholníky, štvorce, rôzne druhy mnohouholníkov a nekonečná paleta mimoriadne zložitých a úžasne krásnych, ľahké, odolné a ekonomické konštrukcie vytvorené kombináciou týchto prvkov. Takéto štruktúry odrážajú zložitosť a viacstupňový vývoj vývoja živých organizmov.
Hlavnými pozíciami pre štúdium prírody z pohľadu architektonickej bioniky sú veda o biomateriáloch a biotektonika.
Predmetom štúdia vedy o biomateriáloch sú rôzne úžasné vlastnosti prírodných štruktúr a ich „derivátov“ - tkanivá živočíšnych organizmov, stonky a listy rastlín, pavučiny, tekvicové antény, motýlie krídla atď.
S biotektonikou je všetko komplikovanejšie. V tejto oblasti poznania sa výskumníci nezaujímajú ani tak o vlastnosti prírodných materiálov, ako o samotné princípy existencie živých organizmov. Hlavnými problémami biotektoniky je vytváranie nových štruktúr na základe princípov a metód pôsobenia bioštruktúr v živej prírode, realizácia adaptácie a rastu flexibilných tektonických systémov založených na adaptácii a raste živých organizmov.
V architektonickej a stavebnej bionike sa veľká pozornosť venuje novým stavebným technológiám. V oblasti vývoja efektívnych a bezodpadových stavebných technológií je teda perspektívnym smerom vytváranie vrstvených štruktúr. Myšlienka je vypožičaná z hlbokomorských mäkkýšov. Ich odolné škrupiny pozostávajú zo striedajúcich sa tvrdých a mäkkých plátov. Keď tvrdá platňa praskne, deformáciu pohltí mäkká vrstva a prasklina neprejde ďalej.
Technológie architektonickej bioniky.
Uveďme príklad niekoľkých najbežnejších moderných trendov vo vývoji bionických stavieb.
1. Energy Efficient House - budova s nízkou spotrebou energie alebo nulovou spotrebou energie zo štandardných zdrojov (Energy Efficient Building).
2. Pasívny dom (Passive Building) - stavba s pasívnou termoreguláciou (chladenie a vykurovanie využitím energie prostredia). Takéto domy využívajú energeticky úsporné stavebné materiály a konštrukcie a prakticky nemajú tradičný vykurovací systém.
3. Bioklimatická architektúra. Jeden z trendov v hi-tech štýle. Hlavným princípom bioklimatickej architektúry je harmónia s prírodou: „... aby si vták, ktorý priletí do kancelárie, nevšimol, že je v nej.“ V zásade sú známe početné bioklimatické mrakodrapy, v ktorých sa spolu s bariérovými systémami aktívne používa viacvrstvové zasklenie (technológia dvojitého plášťa) na zabezpečenie zvukovej izolácie a podpory mikroklímy spojené s vetraním.
4. Inteligentný dom (Intellectual Building) - budova, v ktorej sa pomocou výpočtovej techniky a automatizácie optimalizuje tok svetla a tepla v miestnostiach a uzavretých konštrukciách.
5. Zdravá budova - budova, v ktorej sú popri využívaní energeticky úsporných technológií a alternatívnych zdrojov energie uprednostňované prírodné stavebné materiály (zmesi zeminy a hliny, drevo, kameň, piesok a pod.) Technológie "zdravé "domy zahŕňajú systémy na čistenie vzduchu od škodlivých výparov, plynov, rádioaktívnych látok atď.
História využitia architektonických foriem v architektonickej praxi.
Architektonická bionika nevznikla náhodou. Bol výsledkom doterajších skúseností s využívaním v tej či onej forme (najčastejšie asociatívnej a imitatívnej) určitých vlastností či charakteristík foriem živej prírody v architektúre – napríklad v hypostylových sieňach egyptských chrámov v Luxore a Karnaku, hlavných mestách a stĺpy antických rádov, gotické interiéry katedrál a pod.
Stĺpy hypostylovej siene chrámu v Edfu.
Bionická architektúra často zahŕňa budovy a architektonické komplexy, ktoré organicky zapadajú do prírodnej krajiny a sú, ako keby, jej pokračovaním. Tak napríklad možno nazvať stavby moderného švajčiarskeho architekta Petra Zumthora. Spolu s prírodnými stavebnými materiálmi pracuje s už existujúcimi prírodnými prvkami - horami, kopcami, trávnikmi, stromami, prakticky bez ich úpravy. Jeho stavby akoby vyrastali zo zeme a niekedy natoľko splývajú s okolitou prírodou, že ich nemožno okamžite odhaliť. Takže napríklad termálne kúpele vo Švajčiarsku zvonku pôsobia len ako zelená plocha.
Kúpele vo Vals. Architekt: Peter Zumthor.
Z pohľadu jedného z pojmov bioniky – obrazu ekodomu – možno aj nám známe dedinské domy zaradiť medzi bionickú architektúru. Sú vytvorené z prírodných materiálov a štruktúry dedinských sídiel boli vždy harmonicky začlenené do okolitej krajiny (najvyšším bodom obce je kostol, v nížine obytná zástavba a pod.)
Kupola florentskej katedrály. Architekt: Filippo Brunelleschi.
Vznik tejto oblasti v dejinách architektúry je vždy spojený s nejakou technickou inováciou: napríklad taliansky renesančný architekt F. Brunelleschi vzal vajcovú škrupinu ako prototyp na stavbu kupoly florentskej katedrály a Leonardo da Vinci kopíroval podoby živej prírody pri zobrazovaní a projektovaní stavebných a vojenských budov, dokonca aj lietadiel. Všeobecne sa uznáva, že prvý, kto začal študovať mechaniku letu živých modelov „z bionickej pozície“, bol Leonardo da Vinci, ktorý sa pokúsil vyvinúť lietadlo s mávajúcim krídlom (ornitoptérou).
Galéria v parku Güell. Architekt: Antonio Gaudi.
Portál umučenia Krista Katedrály Svätej rodiny (Sagrada Familia).
Pokrok v stavebnej technológii v devätnástom a dvadsiatom storočí. dali vzniknúť novým technickým možnostiam interpretácie architektúry živej prírody. To sa odráža v dielach mnohých architektov, medzi ktorými, samozrejme, vyniká Antoni Gaudi – priekopník širokého využitia bioforiem v architektúre dvadsiateho storočia. Obytné budovy navrhnuté a postavené A. Gaudím, kláštor Güell, slávna „Sagrada Familia“ (Katedrála Svätej rodiny, výška 170 m) v Barcelone stále zostávajú neprekonanými architektonickými majstrovskými dielami a zároveň najtalentovanejšími a charakteristický príklad asimilácie architektonických prírodných foriem -- ich uplatnenie a vývoj.
Podkrovie Casa Mila. Architekt: Antonio Gaudi.
Oblúková klenba galérie v Casa Batlló. Architekt: Antonio Gaudi.
A. Gaudi veril, že v architektúre, rovnako ako v prírode, nie je miesto na kopírovanie. Vďaka tomu sú jeho stavby nápadné svojou komplexnosťou – v jeho budovách nenájdete dve rovnaké časti. Jeho stĺpy zobrazujú palmové kmene s kôrou a listami, zábradlia na schodisku napodobňujú stonky kučeravých rastlín a klenuté stropy reprodukujú koruny stromov. Gaudi vo svojich výtvoroch použil parabolické oblúky, hyperšpirály, naklonené stĺpy atď., čím vytvoril architektúru, ktorej geometria prekonala architektonické fantázie architektov aj inžinierov. A. Gaudí ako jeden z prvých využil biomorfologické dizajnové vlastnosti priestorovo zakrivenej formy, ktorú stvárnil v podobe hyperbolického paraboloidu malého murovaného schodiska. Gaudi zároveň nekopíroval prírodné objekty, ale tvorivo interpretoval prírodné formy, modifikoval proporcie a rytmické charakteristiky veľkého rozsahu.
Napriek tomu, že sémantický rozsah protobionických stavieb vyzerá dosť pôsobivo a opodstatnene, niektorí odborníci považujú za architektonickú bioniku len tie stavby, ktoré neopakujú len prírodné formy alebo sú vytvorené z prírodných materiálov, ale obsahujú vo svojich návrhoch štruktúry a princípy živej prírody. .
Stavba Eiffelovej veže. Inžinier: Gustave Eiffel.
Projekt mosta. Architekt: Paolo Soleri.
Títo vedci by pretobionikou radšej nazvali stavby ako 300-metrovú Eiffelovu vežu od mostného inžiniera A. G. Eiffela, ktorá presne kopíruje štruktúru ľudskej holennej kosti, a projekt mosta od architekta P. Soleriho, pripomínajúci zrolovaný list obilnín. a vyvinuté na princípe prerozdelenia zaťaženia v stonkách rastlín atď.
Cyklistická trať v Krylatskoye. Architekti: N. I. Voronina a A. G. Ospennikov.
V Rusku boli zákony živej prírody vypožičané aj na vytvorenie niektorých architektonických objektov z obdobia „pred perestrojkou“. Príklady zahŕňajú rozhlasovú a televíznu vežu Ostankino v Moskve, olympijské zariadenia - cyklistickú dráhu v Krylatskoye, membránové kryty krytého štadióna na ulici Mira a univerzálnu športovú a zábavnú halu v Leningrade, reštauráciu v Prímorskom parku v Baku a jej prepojenie. v meste Frunze - reštaurácia Bermet a pod.
Medzi mená moderných architektov pracujúcich v smere architektonickej bioniky patria Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/# /Selected) vynikajú %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) atď.
Ak vás niektorý aspekt bioniky zaujíma, napíšte nám a my vám o ňom povieme podrobnejšie!
Architektonická kancelária "Inttera".
Architektonická a stavebná bionika študuje zákonitosti vzniku a tvorby štruktúry živých tkanív, analyzuje štruktúrne systémy živých organizmov na princípe úspory materiálu, energie a zabezpečenia spoľahlivosti. Neurobinika študuje fungovanie mozgu a skúma mechanizmy pamäti. Intenzívne sa skúmajú zmyslové orgány živočíchov a vnútorné mechanizmy reakcie na prostredie u živočíchov aj rastlín. Pozoruhodným príkladom architektonickej a stavebnej bioniky je úplná analógia štruktúry stoniek obilnín a moderných výškových budov. Stonky obilnín sú schopné vydržať veľké zaťaženie bez toho, aby sa zlomili pod váhou kvetenstva. Ak ich vietor ohne k zemi, rýchlo obnovia svoju vertikálnu polohu. Aké je to tajomstvo? Ukazuje sa, že ich štruktúra je podobná dizajnu moderných výškových továrenských potrubí - jeden z najnovších úspechov inžinierstva. Obe konštrukcie sú vo vnútri duté. Sklerenchýmové vlákna stonky rastliny pôsobia ako pozdĺžna výstuž. Internódiá (uzly?) stoniek sú prstence tuhosti. Pozdĺž stien stonky sú oválne vertikálne dutiny. Steny potrubia majú rovnaké konštrukčné riešenie. Úlohu špirálovej výstuže umiestnenej na vonkajšej strane potrubia v stonke obilnín zohráva tenká šupka. Inžinieri však prišli na svoje konštruktívne riešenie sami, bez „pozerania“ do prírody. Identita štruktúry bola odhalená neskôr. V posledných rokoch bionika potvrdila, že väčšina ľudských vynálezov si už dala „patentovať“ príroda. Takéto vynálezy 20. storočia ako zipsy a suché zipsy boli vyrobené na základe štruktúry vtáčieho peria. Pérové fúzy rôznych rádov, vybavené háčikmi, poskytujú spoľahlivé uchopenie. Slávni španielski architekti M. R. Cervera a J. Ploz, aktívni prívrženci bioniky, začali v roku 1985 skúmať „dynamické štruktúry“ a v roku 1991 zorganizovali „Spoločnosť na podporu inovácií v architektúre“. Skupina pod ich vedením, ktorá zahŕňala architektov, inžinierov, dizajnérov, biológov a psychológov, vyvinula projekt „Vertical Bionic Tower City“. O 15 rokov by sa v Šanghaji malo objaviť vežové mesto (podľa vedcov by za 20 rokov mohla populácia Šanghaja dosiahnuť 30 miliónov ľudí). Vežové mesto je navrhnuté pre 100 tisíc ľudí, projekt je založený na „princípe drevenej konštrukcie“.
Mestská veža bude mať tvar kosodreviny s výškou 1228 m s obvodom v základni 133 x 100 m, v najširšom bode 166 x 133 m. Veža bude mať 300 poschodí a budú umiestnené v 12 vertikálnych blokoch po 80 poschodí (12 x 80 = 960; 960! = 300). Medzi blokmi sú mazaninové podlahy, ktoré slúžia ako nosná konštrukcia pre každú úroveň bloku. Vo vnútri blokov sú domy rôznej výšky s vertikálnymi záhradami. Tento prepracovaný dizajn je podobný štruktúre konárov a celej koruny cyprusu. Veža bude stáť na pilótovom základe podľa harmonikového princípu, ktorý sa nezakopáva, ale pri naberaní výšky sa rozvíja do všetkých strán – podobne ako sa vyvíja koreňový systém stromu. Kolísanie vetra na horných poschodiach je minimalizované: vzduch ľahko prechádza konštrukciou veže. Na pokrytie veže bude použitý špeciálny plastový materiál, ktorý imituje porézny povrch kože. Ak bude výstavba úspešná, plánuje sa postaviť niekoľko ďalších takýchto stavebných miest.
V architektonickej a stavebnej bionike sa veľká pozornosť venuje novým stavebným technológiám. Napríklad v oblasti vývoja efektívnych a bezodpadových stavebných technológií je perspektívnym smerom vytváranie vrstvených štruktúr. Myšlienka je vypožičaná z hlbokomorských mäkkýšov. Ich odolné ulity, ako napríklad lastúry rozšírených mušlí, pozostávajú zo striedajúcich sa tvrdých a mäkkých plátov. Keď tvrdá platňa praskne, deformáciu pohltí mäkká vrstva a prasklina neprejde ďalej. Táto technológia sa dá použiť aj na zakrytie áut.
Vo svetovej architektonickej praxi za posledných 40 rokov nadobudlo využitie zákonov formovania živej prírody novú kvalitu a nazýva sa architektonicko-bionický proces a stalo sa jedným zo smerov high-tech architektúry.
Architektonicko-bionická prax dala vzniknúť novým, nevšedným architektonickým formám, praktickým z funkčného aj úžitkového hľadiska a originálnym vo svojich estetických kvalitách. To nemohlo vzbudiť o ne záujem architektov a inžinierov.
Bionika pochádza z gréckeho slova, ktoré znamená „prvok života“. Slúžil ako základ pre názov smeru vo vede, ktorý študuje možnosti využitia určitých biologických systémov a procesov v technike.
Architektonická bionika je podobná technickej bionike; je však natoľko špecifický, že tvorí samostatný odbor a rieši nielen technické, ale hlavne architektonické problémy.
Tu je potrebné zvlášť zdôrazniť, že vedecké základy architektonickej bioniky sa začali vytvárať v Sovietskom zväze, najmä práca architektov V.V. Zefeld a Yu.S. Lebedeva.
Spomeňme na vyjadrenia nemeckých a rakúskych architektov Sempera, Feldega, Bauera a i. Zaujímavý článok analyzujúci ich názory a vyjadrujúci jeho pohľad na problém účelnosti v architektúre - „Darwinova teória v umení stavebníctva“ (1900 ) - napísala istá osoba pod pseudonymom "Gr. Yu - P." Autor tohto článku jasne a jasne, s istou jemnosťou a bystrosťou nastolil architektonicko-bionický problém a potvrdil zákonitosť pôsobenia Darwinovej evolučnej teórie v architektúre.
Najťažšou etapou vývoja prírodných foriem v architektúre bolo obdobie od polovice 19. do začiatku 20. storočia. Bol ovplyvnený prudkým rozvojom biológie a nebývalými pokrokmi v stavebnej technológii v porovnaní s predchádzajúcim obdobím (napríklad vynález železobetónu a začiatok intenzívneho používania sklenených a kovových konštrukcií). Pri skúmaní tejto etapy je potrebné venovať osobitnú pozornosť vzniku takého významného prúdu v architektúre, akým je „organická architektúra“. Je pravda, že názov „organická architektúra“ neznamená priame a významné spojenie medzi architektúrou a živou prírodou. Smer „organická architektúra“ je smer funkcionalizmu. Jeden z jej hlavných ideológov Frank Lloyd Wright o tom v roku 1953 hovoril v televízii. na otázky, ktoré mu boli položené: „... organická architektúra je architektúra „zvnútra von“, v ktorej ideálom je celistvosť. Slovo „organický“ nepoužívame v zmysle „príslušnosť k rastlinnému alebo živočíšnemu svetu“. .“
V mene šetrenia človek vo výrobných činnostiach vždy využíva všetky príležitosti, ktoré sa mu naskytnú. S pokrokom sa táto požiadavka stáva čoraz naliehavejšou. Napríklad po skončení druhej svetovej vojny sa inžinieri a architekti začali bližšie zaoberať živou prírodou. Upútali ich napríklad elastické fólie živej prírody, ktoré dobre fungujú pod napätím (experimenty Otto Freia v 40. rokoch). Moderná veda umožnila hlbšie preniknúť do zákonitostí vývoja živej prírody a technika umožnila simulovať živé štruktúry. V dôsledku toho sa v architektúre na konci 40. rokov objavili formy, ktoré reprodukovali štrukturálne štruktúry živej prírody na vedomom vedecko-technickom základe. To zahŕňa prekrytie veľkej sály turínskej výstavy inžinierom P.L. Nervi, lanové a stanové konštrukcie (Otto Frei a iné).
V Sovietskom zväze získali bionické nápady veľkú pozornosť architektov a inžinierov (MAI, TsNIISK Gosstroy ZSSR, Len-ZNIIEP atď.).
Veľkú úlohu zohrala v 90. rokoch nečakaná rýchla invázia výpočtovej techniky do našich životov. Dlhodobé kultúrne dôsledky tejto „tichej revolúcie“ je stále ťažké predpovedať, no myslenie predstaviteľov novej generácie sa uberá smerom k ich objasňovaniu. Vďaka počítaču je možné popísať zložitý biologický objekt, napríklad ľudskú kostru, v jazyku pracovnej kresby známej architektovi.
Aby sme zhrnuli historické pozadie architektonickej bioniky, môžeme povedať, že architektonická bionika ako teória a prax sa vyvinula v procese evolúcie špecifického spojenia architektúry a živej prírody a že tento jav nie je náhodný, ale historicky prirodzený.
Špecifikom modernej etapy osvojovania si podôb živej prírody v architektúre je, že sa už neosvojujú len formálne stránky živej prírody, ale vytvárajú sa hlboké prepojenia medzi zákonitosťami vývoja živej prírody a architektúry. V súčasnej fáze architekti nevyužívajú vonkajšie formy živej prírody, ale len tie vlastnosti a charakteristiky formy, ktoré sú vyjadrením funkcií konkrétneho organizmu, podobne ako funkčné a úžitkové aspekty architektúry.
Od funkcií k forme a k zákonitostiam formovania – to je hlavná cesta architektonickej bioniky.
Dôležitým bodom, ktorý zohral úlohu pri apelovaní architektov a projektantov na živú prírodu, bolo zavedenie do praxe priestorovo konštrukčných systémov, ktoré boli ekonomicky výhodné, ale zložité v zmysle ich matematického výpočtu. Prototypmi týchto systémov boli v mnohých prípadoch štrukturálne formy prírody. Takéto formy sa začali úspešne používať v rôznych typologických oblastiach architektúry, pri výstavbe dlhých a výškových stavieb, tvorbe rýchlo sa transformujúcich štruktúr, štandardizácii prvkov budov a stavieb atď.
Použitie štruktúrnych systémov prírody otvorilo cestu pre ďalšie oblasti architektonickej bioniky. V prvom rade ide o prírodné prostriedky „izolácie“, ktoré možno použiť na organizáciu priaznivej mikroklímy pre ľudí v budovách, ako aj v mestách.
Architektonická bionika má za cieľ nielen riešiť funkčné otázky architektúry, ale otvárať perspektívy pri hľadaní syntézy funkcie a estetickej formy architektúry, učiť architektov myslieť v syntetických formách a systémoch.
V posledných rokoch bionika potvrdila, že väčšina ľudských vynálezov si už dala „patentovať“ príroda. Takéto vynálezy 20. storočia ako zipsy a suché zipsy boli vyrobené na základe štruktúry vtáčieho peria. Pérové fúzy rôznych rádov, vybavené háčikmi, poskytujú spoľahlivé uchopenie. Slávni španielski architekti M.R. Cervera a H. Ploz, aktívni prívrženci bioniky, začali skúmať „dynamické štruktúry“ v roku 1985 av roku 1991 zorganizovali „Spoločnosť na podporu inovácií v architektúre“. Skupina pod ich vedením, ktorá zahŕňala architektov, inžinierov, dizajnérov, biológov a psychológov, vyvinula projekt „Vertical Bionic Tower City“. O 15 rokov by sa v Šanghaji malo objaviť vežové mesto (podľa vedcov by za 20 rokov mohla populácia Šanghaja dosiahnuť 30 miliónov ľudí). Vežové mesto je navrhnuté pre 100 tisíc ľudí, projekt je založený na „princípe drevenej konštrukcie“.
Mestská veža bude mať tvar kosodreviny s výškou 1228 m s obvodom v základni 133 x 100 m, v najširšom bode 166 x 133 m. Veža bude mať 300 poschodí a budú umiestnené v 12 vertikálnych blokoch po 80 poschodiach (12 x 80 = 960; 960! = 300). Medzi blokmi sú mazaninové podlahy, ktoré slúžia ako nosná konštrukcia pre každú úroveň bloku. Vo vnútri blokov sú domy rôznej výšky s vertikálnymi záhradami. Tento prepracovaný dizajn je podobný štruktúre konárov a celej koruny cyprusu. Veža bude stáť na pilótovom základe podľa harmonikového princípu, ktorý sa nezakopáva, ale pri naberaní výšky sa rozvíja do všetkých strán – podobne ako sa vyvíja koreňový systém stromu. Kolísanie vetra na horných poschodiach je minimalizované: vzduch ľahko prechádza konštrukciou veže. Na pokrytie veže bude použitý špeciálny plastový materiál, ktorý imituje porézny povrch kože. Ak bude výstavba úspešná, plánuje sa postaviť niekoľko ďalších takýchto stavebných miest.
V architektonickej a stavebnej bionike sa veľká pozornosť venuje novým stavebným technológiám. Napríklad v oblasti vývoja efektívnych a bezodpadových stavebných technológií je perspektívnym smerom vytváranie vrstvených štruktúr. Myšlienka je vypožičaná z hlbokomorských mäkkýšov. Ich odolné ulity, ako napríklad lastúry rozšírených mušlí, pozostávajú zo striedajúcich sa tvrdých a mäkkých plátov. Keď tvrdá platňa praskne, deformáciu pohltí mäkká vrstva a prasklina neprejde ďalej. Táto technológia sa dá použiť aj na zakrytie áut.
Architektonická a stavebná bionika študuje zákonitosti vzniku a tvorby štruktúry živých tkanív, analyzuje štruktúrne systémy živých organizmov na princípe úspory materiálu, energie a zabezpečenia spoľahlivosti. Pozoruhodným príkladom architektonickej a stavebnej bioniky je úplná analógia štruktúry stoniek obilnín a moderných výškových budov. Stonky obilnín sú schopné vydržať veľké zaťaženie bez toho, aby sa zlomili pod váhou kvetenstva. Ak ich vietor ohne k zemi, rýchlo obnovia svoju vertikálnu polohu. Aké je to tajomstvo? Ukazuje sa, že ich štruktúra je podobná dizajnu moderných výškových továrenských potrubí - jeden z najnovších úspechov inžinierstva. Identita štruktúry bola odhalená neskôr. V posledných rokoch bionika potvrdila, že väčšina ľudských vynálezov si už dala „patentovať“ príroda.
Túžba po pohodlí, po kvalitnom, útulnom a krásnom bývaní je ľudstvu vlastná už odpradávna. Každý z nás chce, aby okolitý priestor rezonoval s naším vnútorným svetom. Teraz má každý z nás šancu postaviť si svoj ideálny domov. Možno to bude záhradný domček s podkrovím ako Čechovovi hrdinovia. Alebo možno chata s
Terasa v americkom štýle. Dôležité je, že dokáže spojiť všetky prvky úžasného architektonického štýlu – „bionická architektúra“.
Za vznik neobvyklých architektonických štýlov vďačíme géniom architektúry. Talent sa vždy hľadá. Dôkazy o tom sa nachádzajú na každom kroku v podobe architektonických pamiatok roztrúsených po celom svete. V priebehu rokov sa štýly navzájom nahrádzajú, každý z nich je jedinečný. Modernosť ponúka nový prístup k architektúre. Osobitnú pozornosť si zaslúži jedna z nových oblastí – bionika.
Bionika znamená v gréčtine „žijúci“. Architekti, ktorí študovali štruktúru a spôsob života rastlín a zvierat, aplikujú rovnaké princípy na inžinierske stavby. Doteraz neexistuje medzi výskumníkmi jednotný názor na to, ktoré práce architektov by mali byť klasifikované ako súčasť hnutia „živej architektúry“. A predsa, Antonio Gaudi možno považovať za zakladateľa bioniky, ktorý postavil prvé unikátne domy už v devätnástom storočí. Európa, arogantná a plná architektonických nálezov, bola nadšená z majstrových výtvorov. A bionika dostala silný impulz pre rozvoj. Už na začiatku 20. storočia vytvoril zakladateľ antropozofie Rudolf Steiner projekt úžasnej stavby s názvom Goetheanum. Projekt bol uvedený do života.
Známy dizajn Eiffelovej veže (pozri príspevok Nadstavby: Eiffelova veža (Paríž)) vychádza z vedeckej práce švajčiarskeho profesora anatómie Hermanna Von Meyera. 40 rokov pred zostrojením parížskeho inžinierskeho zázraku profesor skúmal kostnú stavbu hlavice stehennej kosti v mieste, kde sa ohýba a šikmo vstupuje do kĺbu. A predsa sa kosť z nejakého dôvodu neláme pod váhou tela.
Von Meyer zistil, že hlava kosti je pokrytá zložitou sieťou miniatúrnych kostí, vďaka čomu sa záťaž úžasne prerozdeľuje po celej kosti. Táto sieť mala prísnu geometrickú štruktúru, ktorú profesor zdokumentoval.
V roku 1866 poskytol švajčiarsky inžinier Carl Cullman teoretický základ pre von Meyerov objav a o 20 rokov neskôr Eiffel použil prirodzené rozloženie zaťaženia pomocou zakrivených strmeňov.
Teraz sú mnohé hlavné mestá sveta zdobené budovami v bionickom štýle. Tu a tam sa objavia nové „živé“ štruktúry. Holandsko a Austrália, Čína a Japonsko, Kanada a dokonca aj Rusko sa môžu pochváliť bionickými majstrovskými dielami.
V architektonickej a stavebnej bionike sa veľká pozornosť venuje novým stavebným technológiám. V oblasti vývoja efektívnych a bezodpadových stavebných technológií je teda perspektívnym smerom vytváranie vrstvených štruktúr. Myšlienka je vypožičaná z hlbokomorských mäkkýšov. Ich odolné ulity, ako napríklad lastúry rozšírených mušlí, pozostávajú zo striedajúcich sa tvrdých a mäkkých plátov. Keď tvrdá platňa praskne, deformáciu pohltí mäkká vrstva a prasklina neprejde ďalej.
Bionika sa snaží maximalizovať účel každej miestnosti v domácnosti. Žiadna zameniteľnosť miestností. Musíte spať v spálni, variť v kuchyni a prijímať hostí v obývacej izbe. Každá izba je navrhnutá pre pridelenú úlohu a je na to vybavená s najvyšším komfortom. Dom nebude mať obvyklý geometrický tvar. Skôr bude pripomínať objekt živej prírody. Mäkké hladké línie stien a okien, ktoré sa vlievajú do seba, vytvoria pocit pohybu. Vo vnútri organického domu sa vytvára dojem magického sveta, pretože tento architektonický štýl poskytuje dostatok svetla vo všetkých miestnostiach. Často sa používa farebné sklo, takže svetlo môže mať nezvyčajný odtieň. Simultánny pocit pohybu a pokoja je možno hlavnou výhodou domu vyrobeného v organickom štýle. Z rôznych uhlov pohľadu sa samotná miestnosť nenápadne mení.
To je len malá časť toho, čo sa dá povedať o štýle stvorenom pre človeka, ktorý sa snaží odhaliť svoj vnútorný svet, duševný a duchovný potenciál. Teraz túto náročnú úlohu preberá architektúra.
Architektonická bionika v nedávnej minulosti je chápanie prírodných foriem v stavebných konštrukciách, nové možnosti architektonického tvarového formovania.
Dnešná architektonická bionika (neobionika) je pokusom o prepojenie environmentálnych aspektov a špičkových technológií s architektúrou.
Architektonická a stavebná bionika študuje zákonitosti vzniku a tvorby štruktúry živých kožuchov, analyzuje štrukturálne systémy živých organizmov na princípe úspory materiálu, energie a zabezpečenia spoľahlivosti. Intenzívne sa skúmajú zmyslové orgány živočíchov a vnútorné mechanizmy reakcie na prostredie u živočíchov aj rastlín.
V dávnej minulosti človek vytvoril mnoho pozoruhodných stavieb kopírovaním architektonických foriem sveta rastlín. Pozrite sa bližšie na svetlé africké stavby a uvidíte v nich obrysy úľov (obr. 4), staroveké východné pagody pripomínajú štíhle jedle so silne visiacimi konármi (obr. 5), mramorový stĺp Parthenonu je zosobnenie štíhleho kmeňa stromu (obr. 6), stĺpový egyptský chrám je ako stonka lotosu (obr. 7), gotická architektúra je stelesnením v nezaujatom kameni konštruktívnej logiky, harmónie a účelnosti živých vecí.
Spomeňte si na slávne Kizhi (obr. 8). Ich kupoly pripomínajú cibuľu. Kostol vo Fili (obr. 9) ako živý organizmus s výškou klesá a rozvíja sa od centra k periférii. Zdá sa, že sa celá chveje, všetko v nej je jemné a harmonické. Chrám Vasilija Blaženého je tým istým hlavným kmeňom, z ktorého nahor a do strán ide vetvenie a drvenie foriem (obr. 10).
Úžasná podobnosť techník! Je to, ako keby sa architekti zhodli na zhode svojich tvorivých princípov. Pri pohľade na stránky histórie stavebníctva možno nájsť oveľa viac príkladov toho, ako človek kopíruje architektoniku živej prírody. Treba však ešte raz zdôrazniť, že staroveké stavebné umenie bolo podobné organizácii živej prírody len formou. Od prírody sa architekti naučili harmónii proporcií, logickému rozloženiu stavebných objemov, podriadeniu sekundárneho k hlavnému, správnej kombinácii veľkostí častí, konštruktívnej pravde, ale nepoznali to hlavné - zákony tvaru. -tvorba, tajomstvá vlastnej konštrukcie živých vecí.
Vnútorná organizácia živých vecí, konštruktívna strana listu, stonka obilniny a kmeň stromu sa stali predmetom štúdia vedcov neskorších čias. Tieto štúdie položili základy architektonickej bioniky.
Pozoruhodným príkladom architektonickej bioniky kožuchov je úplná analógia štruktúry stoniek obilnín a moderných výškových budov. Stonky obilnín sú schopné vydržať veľké zaťaženie bez toho, aby sa zlomili pod váhou kvetenstva. Ak ich vietor ohne k zemi, rýchlo obnovia svoju vertikálnu polohu. Ich štruktúra je podobná konštrukcii moderných výškových továrenských rúr.
Obe konštrukcie sú vo vnútri duté. Sklerenchýmové vlákna stonky rastliny pôsobia ako pozdĺžna výstuž. Internody (uzly) stoniek sú krúžky tuhosti. Pozdĺž stien stonky sú oválne vertikálne dutiny. Steny potrubia majú rovnaké konštrukčné riešenie. Úlohu špirálovej výstuže umiestnenej na vonkajšej strane potrubia, v stonke obilnín, zohráva tenká koža. Inžinieri však prišli na svoje konštruktívne riešenie sami, bez „pozerania“ do prírody. Identita štruktúry bola odhalená neskôr.
Bionika potvrdzuje, že mnohé ľudské vynálezy majú analógy v živej prírode, napríklad zipsy a suché zipsy boli vynájdené na základe štruktúry vtáčieho peria. Pérové fúzy rôznych rádov, vybavené háčikmi, poskytujú spoľahlivé uchopenie.
Zistili sme, že v architektonickej bionike existuje niekoľko smerov: Kužeľové konštrukcie, Predpäté konštrukcie, Škrupiny, Špirálovité konštrukcie, Sieťové, mriežkové a rebrové konštrukcie. Teraz sa na ne pozrieme.