бионическая архитектура

Люди всегда стремились к комфортабельному жилью, но не всегда уделяли внимание внешнему облику архитектуры. Примером того может послужить архитектура советских времён, которой присущ-конструктивизм, рационализм, и брутализм, что целиком и полностью противостоит принципам био-тека – «нео-органической» архитектуры. Бионическая архитектура в большей свой степени изящнее и эстетичнее смотрится по сравнению с угловатостью и прямолинейностью того же конструктивизма. По сохранившейся архитектуре советского времени мы можем убедиться в этом.

На сегодняшний день бионические формы получили широкое распространение в предметной среде, окружающей человека начиная с древнего мира, когда впервые начали применять природные формы в ювелирных изделиях, мебели, оружии и до наших дней. За последнее время всё больше и больше биоформы- .(от греч. bios - жизнь и morphe - форма) живые формы, оказывают влияние на всё, что создаётся человеком от бытовой техники и медицинского оборудования до целых городов. С развитием технологий и появлением новых материалов возможности использования бионических форм в дизайне и архитектуре становятся практически безграничными. Ссылаясь на всё выше перечисленное, актуальность выбранной мною темы не может быть оспорима.

Само понятие бионика появилось в начале двадцатого века. Название науки «бионика» впервые предложено американским учёным Джеком Стилом и принято на Первом симпозиуме по бионике, проходившем в г. Дайтоне (США) в 1960 г. ( в симпозиуме принимали участие советские ученые: А.И. Берг, Б.С. Сотсков и др.) В учебниках по архитектуре мы бы могли прочитать следующее : Бионика (от греч. bion –элемент жизни, буквально – живущий) – это наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятености организмов. Если вспомнит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с помощью птичьих крыльев, то можно сразу представить что из себя представляет бионический стиль. Именно ему принадлежать первые идеи применения знаний о живой природе для решения инженерных задач.

Сделав анализ по всему почитанному мной, касающееся бионической архитектуре, попробую дать свою характеристику бионики – это наука об использовании в строительстве зданий принципов подобные живому организму, все прообразы берутся с живой природы. Основу бионики составляют исследования по моделированию различных биологических организмов.

Приведу небольшую классификацию био-тека, различают:

1. биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;

2. теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;

3. техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач;
4. архитектурную бионику, о которой мы будем говорить далее.

Архитектурная бионика

В мировой архитектурной практике за прошедшие 40 лет использование закономерностей формообразования живой природы приобрело новое качество и получило название архитектурная бионика.

Бионика породила новые, необычные архитектурные формы, целесообразные в функционально-утилитарном отношении и оригинальные по своим эстетическим качествам. Это не могло не вызвать к ним интереса со стороны архитекторов и инженеров.

В современной архитектуре появились новые концептуальные движения архитекторов таких, как: Грег Линн, Фрай Отто, Бэйтс Смарт, Николас Гримшоу, Сантьяго Калатрава, Кен Янг, Майкл Соркин, Норман Фостер и др.

Ярким использованием природных форм может служить «моллюска наутилуса» (Рис 1), такое название получил уникальный дом, сделанный в виде ракушки (построен по проекту архитектурной студии Arquitectura Organica в Мексике). К примерам архитектурной бионики можно также архитектуру Николала Гримшоу (Рис 2.) Сантьяго Калатравы (Рис 3,4) Нормана Фостера (Рис 5.) и др.

Наиболее сложным этапом освоения в архитектуре природных форм является время от середины XIX и до начала XX в. На нём сказались бурное развитие биологии и большие успехи по сравнению с предыдущим периодом строительной техники (например, изобретение железобетона и начало интенсивного применения стекла и металлических конструкций). Исследуя этот этап, необходимо обратить особое внимание на появление такого значительного по своей силе течения в архитектуре, как "органическая архитектура". Правда, под названием "органическая архитектура" отнюдь не подразумевается прямая и существенная связь архитектуры с живой природой. Направление "органической архитектуры" - направление функционализма. Об этом говорил по телевидению в 1953 г. один из основных её идеологов Фрэнк Ллойд Райт. отвечая на задаваемые ему вопросы: "... органическая архитектура-это архитектура "изнутри наружу", в которой идеалом является целостность. Мы не употребляем слово "органик" в смысле "принадлежащий к растительному идя животному миру".

Подводя итог историческим предпосылкам архитектурной бионики, можно сказать, что архитектурная бионика как теория и практика сложилась в процессе эволюции специфической связана архитектуры и живой природы и что это явление не случайное, а исторически закономерное.

Специфическая черта современного этапа освоения форм живой природы в архитектуре заключается в том, что сейчас осваиваются не просто формальные стороны живой природы, а устанавливаются глубокие связи между законами развития живой природы и архитектуры. На современном этапе архитекторами используются не внешние формы живой природы, а лишь те свойства и характеристики формы, которые являются выражением функций того или иного организма, аналогичные функционально-утилитарным сторонам архитектуры.

От функций к форме и к закономерностям формообразования - таков основной путь архитектурной бионики.

Использование конструктивных систем природы проложило дорогу другим направлениям архитектурной бионики. В первую очередь это касается природных средств "изоляции", которые могут быть применены в организации благоприятного микроклимата для человека в зданиях, а также в городах.

Архитектурная бионика призвана не только решать функциональные вопросы архитектуры, но открывать перспективы в исканиях синтеза функции и эстетической формы архитектуры, учить архитекторов мыслить синтетическими формами и системами.

В последние годы бионика подтверждает, что большинство человеческих изобретений уже "запатентовано" природой. Такое изобретение XX века, как застежки "молния" и "липучки", было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление. Известные испанские архитекторы М.Р. Сервера и Х. Плоз, активные приверженцы бионики, с 1985 г. начали исследования "динамических структур", а в 1991 г. организовали "Общество поддержки инноваций в архитектуре". Группа под их руководством, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект "Вертикальный бионический город-башня" (Рис 6.). Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен "принцип конструкции дерева".

Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1228 м с обхватом у основания 133 на 100 м, а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по 80 этажей (12 x 80 = 960; 960! =300). Между кварталами - перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов - разновысокие дома с вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном фундаменте по принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по мере набора высоты - аналогично тому, как развивается корневая система дерева. Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство пройдет успешно, планируется построить ещё несколько таких зданий-городов. Завершение строительства планируется к 2014 году.

В заключении хотелось бы сказать, что изучение бионики является важным аспектом для строительства зданий и не только строительства, но и для области дизайна и промышленности. И именно в архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям, что является актуальным на сегодняшний день. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного "морского уха", состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.

Рис 1

Город искусств и наук, Валенсия (арх. Сантьяго Калатрава)

Рис 2

Национальный космический центр Великобритании (арх.Николас Гримшоу).

Рис 3.

Художественный музей Милуоки (арх. Сантьяго Калатрава)

Рис 4.

«Сити-холл», Лондон, 2002 (арх. Норман Фостер)

Рис 5.

Город-башня в Шанхае (Фото 2013)

Рис 6.