Dezvăluind secretele organismelor naturale, se pot câștiga noi oportunități în construcția și arhitectura modernă. Această direcție a fost bionica, care combina cunoștințele de biologie și tehnologie. Bionics este conceput pentru a rezolva probleme de inginerie și tehnice, pe baza rezultatelor studiilor obiectelor naturii vii.
Poveste
Ideea de a folosi cunoștințele despre natura vie pentru a rezolva probleme de inginerie îi aparține Leonardo da Vinci, care a încercat să construiască o mașină zburătoare cu aripi care bat ca păsările: un ornitopter. Apariția ciberneticii, care consideră principii generale controlul și comunicarea în organismele și mașinile vii, a devenit un stimulent pentru un studiu mai larg al structurii și funcțiilor sistemelor vii pentru a clarifica comunitatea acestora cu sistemele tehnice, precum și pentru a utiliza informațiile obținute despre organismele vii pentru a crea noi dispozitive, mecanisme. , materiale etc. În 1960 Daytona (SUA) a găzduit primul simpozion despre bionică, care a oficializat nașterea unei noi științe. Bionica arhitecturii și a construcțiilor studiază legile formării și formării structurii țesuturilor vii, analizează sistemele structurale ale organismelor vii pe principiul economisirii de materiale, energie și furnizare. fiabilitate. 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 la pământ, își revin repede poziție 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. Și nodurile tulpinilor acționează ca inele rigiditate. Există goluri verticale ovale de-a lungul pereților tulpinii. Pereții țevii au aceeași soluție de proiectare. Rolul întăririi în spirală, situat la exteriorțevi în tulpina plantelor de cereale, efectuate de o piele 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 confirmă că majoritatea invențiilor umane au fost deja „brevetate” de natură. O astfel de invenție a secolului al XX-lea ca fermoar și elemente de fixare Velcro au fost realizate pe baza structurii unei pene de pasăre. Bărbi cu pene de diferite ordine, dotat cu carlige, asigura prindere sigură. 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, de exemplu, pe scară largă „Abalone” obișnuit, constau în alternare plăci tari și moi. Când Dacă placa tare se fisurează, deformarea este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe. Această tehnologie poate fi folosită și pentru acoperirea mașinilor. Primele încercări de a folosi bionica în construcții au fost făcute de Antonio Gaudi. Parcul creat de el Güell este cunoscut și ca „natura înghețată în piatră”. Kaza Batlo, Casa Mila nu se aseamănă cu Europa și întreaga lume, răsfățată de delicii arhitecturale, nu l-am vazut inca. Aceste capodopere ale marelui maestru au dat impuls dezvoltării arhitecturii în stil bionic. În 1921, ideile bionice s-au reflectat în construcția lui Rudolf Steiner Goetheanum, iar din acel moment, arhitecții din întreaga lume au adoptat bionica. Co ori Goetheanum și până în prezent, un număr mare de clădiri individuale și orașe întregi au fost construite în stil bionic. Astăzi, întruchiparea modernă a arhitecturii organice poate fi observată în Shanghai - Cypress House, în Țările de Jos - clădirea consiliului de administrație a NMB Bank, Australia - Opera din Sydney, Montreal - clădirea World Exhibition Complex, Japonia - Muzeul de zgârie-nori și fructe SONY. Și în Rusia, legile naturii vii au fost întruchipate în arhitectura perioadei „pre-perestroika”: turnul de radio și televiziune Ostankino din Moscova, locuri olimpice - o pistă de biciclete în Krylatsky, acoperiri cu membrane ale stadionului interior de pe bulevardul Mira și sala universală de sport și divertisment din Leningrad, un restaurant din parcul Primorsky din Baku și legătura sa în orașul Frunze - restaurant " Bermet” și alții. Design binecunoscut Turnul Eiffel bazat pe munca stiintifica profesor elvețian de anatomie Hermana von Meyer (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. În 1866, inginerul elvețian Carl Cullman a oferit o bază teoretică pentru descoperirea fondului Meyer, iar 20 de ani mai târziu a fost folosită distribuția naturală a sarcinii folosind șublere curbate Eiffel. Ce este o clădire în stil bionic? Prima impresie a unei clădiri în stil bionic este că clădirile nu au geometria corectă. Formele naturale ale obiectului trezesc imaginația. În bionică, pereții sunt ca niște membrane vii. Plastic și Pereții și ferestrele extinse dezvăluie forța de încărcare direcționată de sus în jos și forța de rezistență opusă a materialelor. Datorită jocului ritmic al suprafețelor concave și convexe schimbătoare ale pereților clădirilor, se pare că clădirea respiră. Aici peretele nu mai este doar un despărțitor, el trăiește ca un organism. Marele Antonio avea dreptate Gaudí, care spunea că „un arhitect nu trebuie să abandoneze culorile, ci mai degrabă să le folosească pentru a da viață formelor și volumele. Culoarea este complementul formei și cea mai izbitoare manifestare a vieții.” Imaginați-vă, intrând într-o clădire organică, vă simțiți cufundat într-o lume minunată plină de lumină transparentă. Culoare creează o lume specială a interiorului, reînviind și dezvăluind materiale care sunt vizibile sub un strat de vopsea. Culoare trăiește și se mișcă după propriile sale legi. Se pare că influențează întărirea sau slăbirea funcțiilor clădirii și spațiului. În structura bionică, datorită echilibrului în continuă schimbare a interacțiunii dorințelor și posibilităților spațiale, o persoană experimentează un sentiment de mișcare - în pace și pace - în mișcarea spațiului. Cea mai mică mișcare schimbă echilibrul de forțe, ceea ce schimbă percepția spațiului. Constanta si schimbare, simetrie si asimetrie, individualitatea protejată și deschiderea largă există într-un echilibru delicat. Observați că atât în mișcare, cât și în repaus există întotdeauna o senzație de echilibru. Bionica în casa ta 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 să-și construiască propria noastră casa perfecta. Poate că va fi o casă de grădină cu mansardă, ca eroii lui Cehov. Sau poate o cabană cu o terasă în stil american. Important este că poate combina toate elementele unui stil arhitectural uimitor - „arhitectura bionică”. Ce stil alegem pentru noua noastră casă sau cabană depinde doar de imaginația noastră. Bionics a dovedit că arhitectura nu este doar bețe și cărămizi. Oricine poate folosi elemente bionice acasă sau pe proprietatea sa. Deci, în interior acestea sunt, în primul rând, lămpi și mobilier încorporat cu finisaje superbe. Sunt împrumutate de la natura însăși. Atunci când alegeți materiale de construcție pentru casa dvs., este mai bine să acordați prioritate celor care nu sunt doar durabile, dar și păstrează mai bine căldura. Acest lucru va asigura viitoare economii de energie la încălzitoare și aparate de aer condiționat. Nu este greu să faci peisajul de pe site unic. Pentru a face acest lucru, acordați atenție pietrelor existente, ramurilor, crăpăturilor etc. Folosind puțină imaginație, poți crea un tobogan alpin (o structură din pietre și vegetație tipică unui climat montan înalt). Dacă există un copac bătrân mare, nu vă grăbiți să-l tăiați. Lui Cavitățile goale pot fi folosite, de exemplu, ca bar pentru băuturi sau chiar ca foișor pentru relaxare. Nu va fi nevoie de aer condiționat aici, deoarece chiar și în căldură copacul va asigura o temperatură constantă de aproximativ 22 de grade. După cum arată practica, potențialul secretelor neexplorate ale naturii este enorm. Doar nu vă fie teamă să le studiați, nu vă protejați de natură cu pereții clădirilor, distrugând astfel casa noastră comună. În esența sa, bionica este ca stil arhitectural, se străduiește să creeze un mediu spațial care, cu întreaga sa atmosferă, să stimuleze exact funcția clădirii sau încăperii pentru care acestea din urmă sunt destinate. Într-o casă bionică, dormitorul va fi un dormitor, camera de zi va fi o cameră de zi, iar bucătăria va fi o bucătărie. Rudolf Steiner a spus: „Aspectul spiritual al creării formelor bionice este asociat cu o încercare de a înțelege scopul omului. În conformitate cu aceasta, arhitectura este interpretată ca un loc în care se dezvăluie sensul existenței umane.”
Una dintre direcțiile științifice care a luat contur relativ recent, dar a reușit să intre ferm în viata de zi cu zi, au devenit bionici. Bionica este știința aplicată (adică având o aplicație practică predominant specifică) despre utilizarea diferitelor sisteme de proprietăți și funcții ale obiectelor naturale în dispozitivele tehnice și principiile de organizare. Mai simplu spus, cu ajutorul bionicii, umanitatea încearcă să aducă realizările naturii în propriile sale tehnologii tehnice și sociale.
Atins un anumit plafon în dezvoltarea mecanismelor artificiale, umanitatea, pentru o mișcare mai departe înainte, caută să împrumute principiile și metodele cu ajutorul cărora organismele vii sunt create și funcționează. 
Înainte de a lua în considerare aplicarea principiilor bionice în arhitectură, să spunem câteva cuvinte despre bionică în general. Titlul neoficial de „părintele bionicii” îi aparține lui Leonardo da Vinci. Cel mai mare geniu din istoria omenirii a fost primul care a încercat să folosească experiența naturii în construirea de mașini create de om - din desenele și notările lui Leonardo, este evident că atunci când își dezvoltă propria mașină zburătoare rol principal el reproducea același mecanism prin care păsările bat din aripi și creează portare. Cu toate acestea, aceste idei ale lui da Vinci au rămas nerevendicate până în secolul trecut, când, sub influența dezvoltării ciberneticii, oamenii de știință au acordat o atenție deosebită activităților așa-numitelor „sisteme vii” (adică obiectelor naturale). Bionica a prins în cele din urmă contur ca știință la un simpozion al oamenilor de știință de la Daytona în 1960.
Până în prezent, în bionică există trei direcții: biologică, care ia în considerare procesele din cadrul sistemelor biologice; teoretic, care se ocupă cu crearea de modele matematice (mai precis, informatice) ale acestor procese; și tehnic, responsabil pentru utilizarea modelelor bionice create pentru a le aduce la viață prin crearea de structuri sau mașini de inginerie. Aici, la intersecția direcțiilor teoretice și tehnice ale bionicii, se află arhitectura.
Pionierul utilizării principiilor bionice în construcția clădirilor a fost marele arhitect catalan de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, Antonio Gaudi. Gaudi a fost primul care nu numai că a introdus elemente decorative ale naturii în structurile arhitecturale, ci a dat și caracterul clădirilor. mediu. Arhitecții profesioniști, designeri de peisaj și pur și simplu cunoscători ai frumuseții încă nu încetează să admire soluțiile arhitecturale ingenioase ale lui Gaudi în timpul construcției Parcului Güell: priviți doar colonada unică, realizată în stilul porticelor antice, care arată ca trunchiurile de copaci topite. Principiile bionice ale arhitecturii au fost adoptate și dezvoltate de Rudolf Steiner la începutul anilor 1920, după care a început utilizarea pe scară largă a bionicii în proiectarea clădirilor și structurilor.
Datorită dezvoltării metodelor științifice, extinderii bazei de cunoștințe și apariției posibilității de modelare matematică detaliată, arhitecții din trecut au ajuns la concluzia că majoritatea principiilor și legilor arhitecturale cu care se luptase omenirea prin încercare iar erorile de mii de ani au fost chiar sub nasul nostru, în natură. Prin urmare, sarcina principală a bionicii în arhitectură este de a căuta soluții optime la problemele arhitecturale emergente în sistemele biologice naturale. Legile formării și formării structurii țesuturilor vii, sistemele structurale ale organismelor vii sunt studiate pe principiul economisirii materialelor, energiei și asigurării fiabilității. În plus, studiul naturii vii îi ajută pe arhitecți să creeze noi, 
materiale de construcție care îndeplinesc cerințele și obiectivele moderne. De exemplu, „tehnologia” pentru crearea structurilor stratificate a fost împrumutată de la unele moluște de adâncime. Faptul este că cojile acestor creaturi constau din straturi alternative dure și moi. Pentru construcție, aplicarea acestui principiu înseamnă că, în cazul deformării stratului dur superior, următorul strat moale va „stinge” distrugerea, iar fisura va rămâne la suprafață fără a se răspândi adânc în structură.
Istoria cunoaște multe exemple când natura bionică a anumitor structuri a fost descoperită abia la mult timp după construirea lor. De exemplu, abia în a doua jumătate a secolului trecut s-a descoperit că Turnul Eiffel are o structură asemănătoare cu structura tibiei umane, iar din această cauză are suficientă rezistență. Și, să zicem, clădirile industriale înalte moderne, conductele, pot rezista la rafale puternice de vânt, deoarece principiul construcției lor coincide cu „structura internă” a tulpinilor plantelor de cereale, care se îndoaie în vânt, dar nu se sparg și restabili rapid poziţia lor verticală.
Introducerea cunoștințelor bionice în arhitectură a făcut posibilă începerea implementării poate cel mai ambițios proiect de construcție al timpului nostru, „Tower City” din Shanghai. Potrivit arhitecților, în jurul anului 2023, în Shanghai ar trebui să fie construit un „turn” care să conțină toate facilitățile de infrastructură urbană, cu o populație de cel puțin 100 de mii de oameni. „Orașul turn” va lua forma unui chiparos de peste 1200 de metri înălțime, cu o lățime de bază de 133 pe 100 de metri (în punctul cel mai lat - 166 pe 133 de metri). Clădirea va avea 300 de etaje, amplasate în 12 blocuri verticale de 80 de etaje. Designul atent gândit este similar cu structura ramurilor și a întregii coroane a chiparosului. Turnul va sta pe o fundație de grămadă proiectată după principiul acordeonului, în același mod în care se dezvoltă sistemul radicular al unui copac. Rezistenta etajelor superioare la efectele vantului va fi asigurata de faptul ca aerul va trebui sa treaca prin structura turnului fara a intampina rezistenta. Autoritățile din Shanghai, care se confruntă deja cu o problemă acută de suprapopulare, spun că dacă experiența Tower City va avea succes, vor fi construite mai multe structuri similare.
Alexandru Babitsky
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 noua abordare la arhitectură. 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 folosesc structuri de inginerie aceleași principii. 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 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 orașului va avea forma unui chiparos cu o înălțime de 1228 m cu circumferința la bază de 133 pe 100 m, iar în 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 sunt 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 picioare fundație grămadă conform principiului acordeonului, care nu se adâncește, ci se dezvoltă în toate direcțiile pe măsură ce câștigă înălțime - similar cu modul în care se dezvoltă sistemul rădăcină copac. Fluctuațiile vântului de la etajele superioare sunt minimizate: aerul trece ușor prin structura turnului. Pentru placarea turnului, un special material plastic, imitând 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.
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 vieții. organisme biologice. Denumirea a fost propusă de cercetătorul american J. Steele la un simpozion din Daytona din 1960 – „Living prototypes of artificial systems - the key to new technology” – în cadrul 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 în sfârşitul XIX-lea- începutul secolului al XX-lea, după 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 ea nișă ecologică habitatul de pe planetă. De fapt, am devenit locuitorii unei „naturi” artificiale create din sticlă, beton și plastic, care este compatibilă cu viața ecosistem natural tinde constant spre zero. Și cu cât natura artificială preia natura vie, cu atât nevoia omului de armonie naturală devine mai evidentă. Cele mai multe într-un mod probabil Revenirea umanității „la sânul naturii”, restabilirea echilibrului 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: japonezi birou de arhitectura 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 bionica presupune crearea de case care sunt o natura extinsa naturala care nu intra in 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 de plante, 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 proprietăți materiale naturale cât înseşi principiile existenţei 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 structură 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. Casă inteligentă(Clădirea Intelectuală) - o clădire în care, cu ajutorul tehnologiei informatice și automatizării, se optimizează fluxul de lumină și căldură în încăperi și structurile împrejmuitoare.
5. Clădire sănătoasă - o clădire în care, împreună cu utilizarea tehnologii de economisire a energieiși surselor alternative de energie, se acordă prioritate materialelor naturale de construcție (amestecuri de pământ și argilă, lemn, piatră, nisip etc.) Tehnologiile pentru locuințe „sănătoase” 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. La egalitate cu cele naturale materiale de constructii, lucreaza cu elemente naturale deja existente - munti, dealuri, gazon, copaci, practic fara a le modifica. Clădirile lui par să crească din pământ și, uneori, se îmbină atât de mult cu natura inconjuratoare că nu sunt imediat detectabile. 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 satelor rurale au fost întotdeauna integrate armonios în peisajul înconjurător (punctul cel mai înalt al satului este biserica, câmpia sunt clădiri de locuit 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 caracteristice. exemplu 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 pare 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 de 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”.