Бионика в архитектуре: применение, формы. Стиль бионика и ее место в архитектуре и интерьере Здания бионической формы

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.

Чеснова Карина

В данной работе на тему «Бионика в архитектуре: природа – строитель, человек – подражатель?» проведен анализ и обобщение принципов архитектурной бионики в применении к различным строительным, техническим сооружениям и средствам.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №9

Г. Выксы Нижегородской области

БИОНИКА В АРХИТЕКТУРЕ:

ПРИРОДА – СТРОИТЕЛЬ, ЧЕЛОВЕК – ПОДРАЖАТЕЛЬ?

Физико-математическое отделение

Секция физическая

Работу выполнила

ученица 10 класса МБОУ СОШ №9

Чеснова Карина Ахлимановна

Научный руководитель:

учитель физики МБОУ СОШ №9

Демина Елена Константиновна.

г.Выкса

2012 г.

Аннотация…………………………………………………………………………3

Введение…………………………………………………………………………..4

1. Теоретическая часть

1.1 История зарождения науки «Бионика»……………………………………...6

1.2 Бионика как современное направление в физике…………………………..8

1.3 Архитектурно-строительная бионика и ее направления..………………...10

2 Практическая часть

2.1 Использование структур живой природы в архитектурной практике…...12

2.2 П в архитектуре…………...14

…………………………..15

2.4 Соответствие биологических систем строительным и техническим сооружениям и средствам……………………………………………………….17

2.5 Сравнение Эйфелевой и Шуховской башен……………………………….18

Заключение…………………………………………………………………...…..21

Список литературы………………………………………………………………22

Аннотация

В данной работе на тему «Бионика в архитектуре: природа – строитель, человек – подражатель?» я провела анализ и обобщение принципов архитектурной бионики в применении к различным строительным, техническим сооружениям и средствам. Это стало возможным после изучения научной литературы по теме «Бионика. Архитектурные сооружения».

Таким образом, целью данной работы стало

Методы исследования :

• изучение научной литературы;

В результате проведенного исследования подтвердилась гипотеза о том, что природа – строитель всего в мире, а человек – ее подражатель.

Думаю, что моя работа «Бионика в архитектуре: природа – строитель, человек – подражатель?» будет интересна тем, кто интересуется всем новым, современным и перспективным, кто мечтает о своем теплом и уютном доме по принципам архитектурной бионики.

Введение

Знаете ли Вы, что через 15 лет в Шанхае должен появиться вертикальный 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".

И еще один факт: архитектор П. Солери спроектировал мост через реку длиной более километра по аналогии со свернутым живым листом. Эти примеры можно еще и еще продолжить не менее удивительными примерами.

Мне стало интересно узнать об этом подробнее. В результате моих поисков я познакомилась с одним из направлений современной физики – наукой бионика и ее видом - архитектурная бионика .

И вновь появились вопросы. Например, может ли человек пройти мимо заманчивой идеи - создать своими руками то, что уже создала природа?

Вид человеческий существует около ста тысяч лет. Естественно, в начале человек учился строить у природы. Звери, рыбы, птицы «подсказывали» тогда человеку, что и как надо делать, чтобы решить насущные для него «инженерные задачи».

А современный человек? Окружив себя множеством сложных машин, живя в мире больших скоростей, он снова идет «на поклон» к природе. Почему? Потому что и теперь человек подмечает много преимуществ в творениях природы перед своими собственными созданиями. Ведь у живой природы наиболее сложные материалы, устройства, технологические процессы по сравнению со всеми известными в науке. Именно с целеустремленного «подглядывания» за природой родилась новая наука - бионика.

С другой стороны, можно привести совершенно противоположный пример: Человек сконструировал колесо, которое сослужило ему немалую службу. А ведь известно, что в природе нет такого прототипа. Значит, не всегда стоит подражать природе?

Кто же настоящий строитель всего в мире: природа или человек? Каковы принципы архитектурной бионики и ее строительные технологии?

Поиск ответов на эти вопросы и послужили написанием исследовательской работы на тему «Бионика в архитектуре: природа – строитель, человек – подражатель?».

Актуальность исследования. Развитие архитектурной бионики во многом предопределено временем. Я считаю, что это одно из самых актуальных на сегодняшний день направлений. А связано это с общей идеей возврата к природе, прослеживающейся сегодня во многих сферах человеческой деятельности.

Технократическое развитие последних десятилетий почти полностью подчинило себе образ жизни человека. Фактически, мы стали жителями искусственной «природы», созданной из стекла, бетона и пластика, экологическая совместимость которой с жизнью живого организма неуклонно стремится к нулю. Одним из способов восстановления равновесия, возврата к природе и может стать архитектурная бионика.

Перед началом исследования я для себя выдвигаю следующую гипотезу : природа – главный строитель всего в мире, а человек – лишь ее подражатель .

Таким образом, целью данной работы стало изучение принципов архитектурной бионики, исследование возможности и эффективности их применения для решения инженерно-технических задач.

Основные задачи исследовательской работы:

1) изучить направления и принципы развития архитектурной бионики;

2) оценить эффективность их применения для решения технических задач;

3) найти соответствие биологических систем строительным и техническим сооружениям и средствам;

4) сравнить всемирно известные архитектурные сооружения (Эйфелеву и Шуховскую башни) с точки зрения архитектурной бионики.

Методы исследования :

• изучение научной литературы;
• сравнительный анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть

1.1 История зарождения науки «Бионика»

С незапамятных времен пытливая мысль человека искала ответ на вопрос: может ли человек достичь того же, чего достигла живая природа? Сначала человек мог только мечтать об этом – научиться делать то, что сделала уже природа применительно к другим живым существам.

Каждое живое существо это совершенная система, которая является результатом эволюции многих миллионов лет. Изучая данную систему, раскрывая секреты устройства живых организмов, можно получить новые возможности в строительстве сооружений.

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи , который пытался построить летательный аппарат - орнитоптер , беря за прототип крылья птиц. Так он пытался пытался воссоздать строение птичьего крыла и механизма, приводящего его в движение.

Ученые эпохи Возрождения надеялись достичь желаемого решения посредством проведения строгих математических расчетов и выкладок и создания соответствующих механических конструкций. Ведь тогда механика, опиравшаяся на математику, занимала ведущее место в ряду всех зарождавшихся отраслей механического естествознания; поэтому-то и могло тогда казаться, что все загадки природы будут разгаданы именно с помощью механики и на её основе.

В соответствии с этим человек стремился к созданию механических моделей, которые могли бы имитировать интересовавшие его предметы и явления природы.

Когда прогресс науки привел к открытию фундаментальных законов не только механики, но и физики, химии, биологии и других отраслей естествознания, оказалось следующее: опираясь на эти законы, кладя их в основу соответствующих технических устройств, можно начать осуществлять одну за другой давнишние мечты человека.

Но какими отличными от живых существ оказались конструкции, устройства, инструменты и приборы, созданные человеком!

Достаточно сопоставить орган зрения – глаз – любого животного с некоторыми оптическими приборами и инструментами, сконструированными человеком, чтобы убедиться в том, насколько совершеннее естественный орган по сравнению с искусственным устройством.

В наши дни человек вернулся отчасти к своей первоначальной идее – по возможности полнее и точнее копировать в технике то, что достигнуто в живой природе, воспроизвести это в форме конкретных технических решений. Так зародилась новая наука – бионика.

Как и многие другие, важные направления современного научно-технического прогресса (например, кибернетика), бионика выросла из непосредственных запросов производственной практики. Возникла она на стыке между биологией и техникой, прежде всего, радиоэлектроникой и технической кибернетикой.

Здесь стыкуются такие далеко относящиеся друг от друга отрасли человеческого знания и практической деятельности, как БИОлогия и техНИКА.

Название «бионика» происходит от древнегреческого корня «bion» - элемент жизни, ячейка жизни или, более точно, элементы биологической системы. Суть бионики - синтезировать накопленные в различных науках знания.

Итак , бионика - прикладная наука, изучающая законы формирования и структурообразования живой природы, чтобы объединить познания биологии и техники для решения инженерно – технических задач.

1.2 Бионика как современное направление в физике

Мне стало интересно, а есть ли дата рождения науки «бионика»? Оказалось, что есть. Формальной датой рождения бионики - одной из новых наук, возникшей в недалеком XX в., - принято считать 13 сентября 1960 г . - день открытия первого американского национального симпозиума на тему «Живые прототипы искусственных систем - ключ к новой технике».

Само собой разумеется, что проведение такого симпозиума стало возможным только потому, что к этому времени было накоплено большое количество данных о принципах организации и функционирования живых систем, а также появились возможности практического использования добытых знаний для решения ряда актуальных задач техники .

Различают несколько типов бионики :

- биологическую бионику , изучающую процессы, происходящие в биологических системах;

- теоретическую бионику , которая строит математические модели этих процессов;

- техническую бионику , применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Сегодня бионика делится на два вида :

1. нейробионика;
2. архитектурно - строительная бионика.

Нейробионика - наука об организации технических систем из нейроподобных элементов. Основными направлениями нейробионики являются изучение нервной системы человека и животных, и моделирование нервных клеток - нейронов и нейронных сетей, что дает возможность совершенствовать и развивать электронную и вычислительную технику.

Меня же заинтересовало другое направление бионики - архитектурно - строительная бионика, более подробное описание которой будет дано ниже.

Изучая информацию о бионике из различных источников, я пришла к выводу, что единого мнения о содержании этой науки до сих пор нет .

Многие специалисты считают бионику новой ветвью кибернетики, другие относят ее к биологическим наукам, но, судя по всему, наиболее правы те, кто выделяет бионику в самостоятельную науку. Но одно я поняла для себя точно: бионика - едва ли не самая популярная из молодых наук, возникших в ХХ веке и развивающаяся в XXI веке .
Также я узнала, что у бионики есть символ : скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла ... Этот союз биолога, техника и математика позволяет надеяться, что наука бионика проникает туда, куда не проникал еще никто, и увидеть то, что не видел еще никто... ... Возможно, развитие бионики уже в скором времени сделает многое непривычным в мире техники... И это еще больше меня притягивает в этой науке.

Рис.1 Символ бионики

1.3 Архитектурно-строительная бионика и ее направления

К настоящему времени в архитектуре сложилась парадоксальная ситуация. С одной стороны, стремительное развитие технологий строительства, теорий расчета конструкций, производства новых материалов, систем компьютерного проектирования, а с другой - все тот же человек (архитектор, заказчик, будущий потребитель), возможности которого формально ограничены лишь бюджетом и фантазией. В этой ситуации архитекторы поневоле обратили свои взоры к живой природе.

Рассматривая возможности воплощения сложнейших инженерных идей, человек не мог не обратить свое внимание на результат деятельности гениальнейшего архитектора Вселенной – природу. За миллионы лет она создала такие совершенные формы и структуры, которые идеально организованы, гармонично взаимодействуют между собой и находятся в равновесии с окружающей средой. Возможность использования опыта живой природы в строительстве современных архитектурных сооружений и стала предметом изучения этого архитектурного направления.

Архитектурно - строительная бионика – наука, которая изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности.

К началу 1980-х годов благодаря многолетним усилиям коллектива специалистов ЦНИЭЛАБ (лаборатория архитектурной бионики) архитектурная бионика окончательно сложилась как новое направление в архитектурной науке и практике. Были созданы многочисленные архитектурные проекты, проведены испытания новых конструкций, написаны и опубликованы сотни статей…

В результате многолетних теоретических и экспериментально - проектных работ лаборатории Ю.С.Лебедева сложились основные направления развития архитектурной бионики как науки :

Основные теоретические положения;

Методика архитектурно - бионического моделирования;

Использование форм живой природы в архитектурной практике;

Проблемы формообразования живой природы;

Вопросы обеспечения жизнедеятельности живых систем;

Проблема использования в архитектуре природных проявлений гармонии - пластики, пропорций, ритмов, симметрии - асимметрии;

Исследование тектонических форм живой природы, принципов их трансформации и способности природных конструкций накапливать упругую энергию;

Вопросы гармоничного формирования архитектурно - природной среды (экологический аспект архитектурной бионики).

Каждое из направлений архитектурной бионики имеет относительно самостоятельное значение, однако все они нацелены на решение единой задачи совершенствования архитектурных форм, их гармонизацию.

Архитектурная бионика сегодня, в начале XXI века, приобретает особое значение, так как рассматривает в совокупности систему «живая природа (среда) - архитектура (техника) - человек», благодаря чему социальная и техническая сферы получают возможность развиваться в гармоническом единстве с окружающей природой.

Развитие архитектурной бионики во многом предопределено временем. Можно сказать, что это одно из самых актуальных на сегодняшний день направлений. А связано это с общей идеей возврата к природе, прослеживающейся сегодня во многих сферах человеческой деятельности.

2 Практическая часть

2.1 Использование структур живой природы в архитектурной практике

В ходе исследования я выяснила: оказывается, принципы живой природы в строительстве и технике ранее уже применялись, хотя и, в большинстве случаев, неосознанно.

Например, не так давно, во второй половине XX века, инженеры совершенно неожиданно открыли, что прочность Эйфелевой башни связана с тем, что ее конструкция в точности повторяет строение большой берцовой кости человека (совпадают даже углы между несущими поверхностями), хотя при создании башни инженер не пользовался живыми моделями. Большая берцовая кость - с амая прочная кость нашего скелета, на нее ложится наибольшая тяжесть при поддержании тела в вертикальном положении. Эта кость способна выдержать нагрузку до 1500 кг (хотя ее масса только около 0,5 кг), т.е. примерно в 25 раз больше ее обычной нагрузки. Таков запас технической прочности природной конструкции.

Еще один пример: структура современных высотных сооружений (Останкинская башня, фабричные трубы и др.) полностью аналогична структуре стеблей злаков , которые способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб. Обе конструкции внутри полые. Склеренхимные тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Междоузлия (узлы) стеблей - кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже.
___ _ Подобно конструкции листа дерева выполнено покрытие Олимпийского сооружения - велотрека в Крылатском (г.Москва).

В последние годы бионика подтверждает, что большинство человеческих изобретений уже «запатентовано» природой. Такое изобретение 20-го 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 ». 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. 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.
___ _

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. 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.

2.2 П роблемы формообразования живой природы в архитектуре

Кроме зданий, в конструкции которых используются принципы и структуры живой природы, к бионическом сооружениям относят и те, которые копируют не биологические структуры, а формы .

А первым, кто начал воспроизводить формы природы в архитектуре, считается испанский архитектор Антонио Гауди . И это был прорыв! Пожалуй, самые яркие его творения в бионическом стиле - Дом Висенса и Дом Мила в Барселоне (1883-1888), Эль Каприччо в городке Комильяс (1883-1885). Позднее, в 1900 – 1914 гг., Антонио Гауди построил в Барселоне уникальный архитектурный комплекс – парк Гуэль , многие строения которого не только имитируют разнообразные природные формы – от морских змеев до птичьих гнезд и стволов деревьев, но и буквально врастают в природный ландшафт – холмы и террасы. До сих пор парк именуют не иначе как «природа, застывшая в камне».

В начале 1920-х годов при строительстве своего антропософского центра – Гетеанума природные формы использовал Рудольф Штайнер.

Затем появился небоскреб в форме огурца в Лондоне.

С недавнего времени бионическую архитектуру можно увидеть и в России. В 2003 году в Санкт-Петербурге по проектам архитектора Бориса Левинзона были построен «Дом Дельфин» и оформлен холл известной клиники «Меди-Эстетик».

2.3 Экологический аспект архитектурной бионики

Мы, люди, всегда стремимся к комфортабельному жилью. Для нас всегда важно, чтобы место, где мы живем, работаем, отдыхаем, соответствовало нашему внутреннему мироощущению. Но, к сожалению, в силу определенных обстоятельств Советская стройка не могла дать нам того, чего мы хотели. Только недавно, а именно 10-15 лет назад наше общество смогло воочию убедиться, что «хрущевки» и «свечки» - это все-таки не предел мечтаний. Живя в мегаполисе, человек постоянно находится в состоянии стресса. Однотипные многоэтажки с рядами одинаковых окон, серые тона, бетон и давящие своей высотностью «ультрасовременные» здания оказывают депрессивное воздействие на психику. Снять этот негативный эффект может превращение своего дома в место отдохновения глаз и пункт эстетической подзарядки.

Еще одна концепция бионической архитектуры – создание эко-домов , которые строятся из природных материалов, органично вписываются в природный ландшафт и являются автономными самообеспечивающимися системами.

С этой точки зрения, к бионической архитектуре можно отнести все еще привычные нам деревенские дома, являющиеся частью вполне автономной системы отдельных сельских хозяйств. Все они являются своего рода эко-домами с той лишь разницей, что современная концепция эко-дома шагнула дальше: сегодня при проектировании экологичного жилья большое внимание уделяется разработке систем, которые позволяли бы использовать энергоресурсы природы для обеспечения его обитателя современными благами цивилизации – светом, теплом, горячей водой.

Так или иначе, все направления архитектурной бионики заслуживают внимания. Еще более интересным и целесообразным кажется синтез этих направлений. Многие архитекторы в настоящее время активно работают над проектами, которые объединяют все бионические принципы – и воспроизведение структур и систем живой природы, и подражание ее формам, и экологичность.

Сейчас, например, ученые занимаются глубоким изучением механизма фотосинтеза. С их точки зрения, этот процесс, наряду со многими другими функциями зеленого листа, может быть использован для создания так называемых «дышащих» стен, кровли-мембраны или нового поколения экологически чистых строительных материалов.

Меня же заинтересовали эко-дома из экологически чистой соломы . Солома представляет собой необычайно доступный и дешевый материал. Для того чтобы вырастить достаточное количество соломы для постройки одного дома площадью 70 м 2 , необходимо от 2 до 4 гектаров земли. При этом используется то, что обычно рассматривается в качестве отходов. Ведь основная масса соломы, остающейся после уборки урожая, сжигается. Соломенные блоки являются прекрасным теплоизолятором. Многие их тех, кто живет в соломенных домах, отмечают, что их расходы на отопление всегда в два раза меньше чем у соседей, которые живут в обычных домах.
Теплопроводность у стен, сложенных из соломенных блоков, намного ниже, чем у стен из общепринятых материалов. В частности солома по своим показателям превосходит дерево в 4 раза. Что касается кирпича, то в этом случае речь идет о семикратном превосходстве. Строительство домов из соломенных блоков является перспективной техникой. Прежде всего это связано с низким уровнем строительных затрат и простотой возведения. Кроме того, здесь в значительной мере остается место для эксперимента и проявлений индивидуальной творческой мысли.

Уже сейчас в городах мира появляется все больше «биморфных» зданий, поражающих своей красотой и гармоничностью, все чаще в конструкциях жилых домов и общественных зданий используются солнечные батареи и другие альтернативные источники энергии. Возможно, когда-нибудь наши дома будут похожи на птиц, деревья или цветы, сливающиеся с окружающими пейзажами, а технические решения позволят нам дышать чистым воздухом и жить в естественной природной среде, не причиняя ей вреда.

2.4 Соответствие биологических систем строительным и техническим сооружениям и средствам

После изучения и анализа научной литературы, информации сети Интернет по изучаемой теме я решила весь найденный материал обобщить в кратком виде. Эти данные представлены в сравнительной таблице 1.

Таблица 1 « Соответствие биологических систем строительным и техническим сооружениям и средствам»

2.5 Сравнение Эйфелевой и Шуховской башен

Ярким примером единства закона формирования естественных и искусственных структур я считаю всемирно известную трехсотметровую металлическую ажурную конструкцию – Эйфелеву башню в Париже.

Густав Эйфель в 1889 году построил чертеж Эйфелевой башни. Это сооружение считается одним из самых ранних очевидных примеров использования бионики в инженерии. Конструкция Эйфелевой башни основана на научной работе швейцарского профессора анатомии Хермана фон Мейера. За 40 лет до сооружения парижского инженерного чуда профессор исследовал костную структуру головки бедренной кости в том месте, где она изгибается и под углом входит в сустав. И при этом кость почему-то не ломается под тяжестью тела. Основание Эйфелевой башни напоминает костную структуру головки бедренной кости. В 1866 году швейцарский инженер Карл Кульман подвел теоретическую базу под открытие фон Мейера, а спустя 20 лет природное распределение нагрузки с помощью кривых суппортов было использовано Эйфелем

Я живу в Выксе, в городе с богатым историческим и культурным наследием, который является хранителем богатейших индустриальных традиций. Среди памятников индустриального наследия в Выксе находятся уникальные инженерные сооружения В.Г. Шухова, которые рассматриваются специалистами как потенциальные объекты всемирного культурного наследия.

Мне стало интересно сравнить две всемирно известные башни: Эйфелеву и Шуховскую, особенно, с точки зрения архитектурной бионики.

Оказалось, что принципы архитектурной бионики использовались при конструкции только Эйфелевой башни, а проект конструкции башни Шухова основывается на математическом моделировании однополостного гиперболоида (и это оказалось даже экономически выгодным и широко используемым!). Значит ли это, что человеческая мысль шагнула дальше природной?

Результаты моего исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2 «Сравнение Эйфелевой и Шуховской башен»

Заключение

Каждое живое существо - это совершенная система, которая является результатом эволюции многих миллионов лет. Изучая данную систему, раскрывая секреты устройства живых организмов, можно получить новые возможности в строительстве сооружений. С помощью бионики человечество пытается привнести достижения природы в собственные технические и общественные технологии.

В результате работы над исследованием на тему «Бионика в архитектуре: природа – строитель, человек – подражатель?» я пришла к следующим результатам и выводам :

• познакомилась с определением, историей возникновения и типами науки бионика как одним из направлений современной физики;
• изучила принципы архитектурной бионики и нашла им соответствие на практике;
• выяснила, что архитектурная бионика - одно из самых современных и перспективных направлений современной инженерной науки, дающее практические неограниченные возможности для создания архитектурных сооружений и решения многих технических задач;
• эко-дом – дом будущего;
• конструкция Эйфелевой башни имеет в основе бионический принцип, а проект конструкции башни Шухова – нет (математическое моделирование однополостного гиперболоида). И это оказалось даже экономически выгодным и широко используемым!
• несмотря на последний вывод, моя гипотеза о том, что природа – строитель всего в мире, а человек – ее подражатель, все-таки, в целом, верна.

Бионические формы проникли в нашу повседневную жизнь и ещё долгое время будут играть в ней значительную роль. Изучение природы человечеством ещё далеко не закончено, но мы уже получили у природы бесценные знания о рациональном строении и формообразовании, что, безусловно, доказывает актуальность и перспективность изучения науки бионики во всех её аспектах.

Одним словом, природа содержит в себе миллионы идей и моделей для созидания.

Список литературы

1. Крайзмер Л.П., Сочивко В.П., Бионика, 2 изд., М., 1968
2. Лебедев Ю.С., Рабинович В.И. и др. Архитектурная бионика, Стройиздат, 1990
3. Мартека В., Бионика, пер. с англ., М., 1967
4. Игнатьев М.Б. "Артоника". Статья в словаре-справочнике "Системный анализ и принятие решений". Высшая школа, М., 2004
5. Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967
6. Белькова Е.В. Межпредметный элективный курс «Изобретатель – природа». Статья в журнале «Современный урок» №8. 2009
7. Нижегородская деловая газета / "Нижегородская деловая газета" № 5 (104) от 03.05.2010 г. / Будет ли Шуховский ренессанс?

Греция - родоначальница бионики, архитектуры будущего

Когда мы говорим об архитектуре, то сразу возникает ассоциация с симметрией, правильными геометрическими формами и, в целом, с неким пространством, отвоеванным у окружающей среды и подчиненным человеку.

Однако жители крупных городских агломераций и мегаполисов стали уставать от четких прямых линий и углов, стремясь вернуться к изначальным истокам, к природе и к её неповторимым в своем разнообразии формам.

Считается, что именно таким образом зародилась бионика и, вытекающая отсюда, органичная бионическая архитектура, подразделяющаяся, в свою очередь, на несколько направлений (биомиметика, био-тек и т.д.), с использованием конструктивных особенностей живых организмов - например, способность к обеспечению надежности и экономии энергии.

При этом пальма первенства как первооткрывателю бионики в архитектуре досталась великому испанскому архитектору Антонио Гауди. Но так ли это?

Примечательно, что само слово бионика, обозначающее сегодня прикладную науку о применении в технике свойств, принципов, функций и структур живой природы, происходит от греческого слова βίον (ви́он) - «живущее».

И, наверное, совсем не случайно, что всё началось именно со времен Древней Греции. Так, талантливый архитектор и инженер Древнего Рима - Марк Витрувий Поллион (I век до н. э.) описывает в своей известной книге «Десять книг об архитектуре», каким образом был изобретен знаменитый коринфский ордер.

По его словам, ученик греческого скульптора Поликлета, Каллимах (430 г. до н.э.), как-то заметил стоящую на могиле одной девушки в Коринфе корзину с игрушками, покрытую сверху квадратной плитой, при этом вокруг неё, следуя контурам плиты, проросли листья а́канфоса (акант, аканф), что и навело его на мысль о создании капители, окруженной листвой аканфа. Именно так и появился новый архитектурный ордер, названный коринфским.

Первая капитель, выполненная в этом стиле, увенчала колонну внутренней колоннады южной стороны храма Аполлона Эпикурейского в Бассах (территория между древнегреческими областями Аркадией, Трифилией и Мессинией), который был построен архитектором Парфенона - Иктином.

Впоследствии, на протяжении веков, коринфский ордер широко использовался в искусстве Римской империи, а также в архитектуре Ренессанса и классицизма и, в целом, по всему миру - от здания казны Иордании (I в. н.э.) до Верховного суда США (Вашингтон, 1932-1935 гг.) и т.д.

В Афинах ярким образцом коринфского ордера является храм Зевса Олимпийского (Олимпейон), в то время как в самом Коринфе в наши дни такой колонной украшено одно-единственное здание - Национального банка.

Что касается аканфа (acanthus), то это южное декоративное растение распространено по всей Греции. И кто бы мог подумать, что стилизованное изображение его листьев будет использоваться, прежде всего, для орнамента капителей коринфского и композитного ордеров (сочетание элементов ионического и коринфского ордера), а также в качестве декора фризов и карнизов, тогда как само растение приобретет невиданную славу.

Первым, кто отказался от обычной имитации природных форм, что было очень распространено в эпоху модерна, стал австрийский философ, эзотерик и архитектор Рудольф Штейнер. По его проекту в начале ХХ века был построен Гётеанум в Дорнахе (Швейцария) - Всемирный центр антропософского движения, названный именем Иоганна Гёте, элементы которого носили символический смысл, иллюстрируя метаморфозы человеческого духа. К сожалению, первоначальное здание не сохранилось до наших дней в связи с поджогом. Сейчас на этом месте стоит второе здание Гётеанума, с характерными текучими формами.

Наиболее яркими образцами бионической архитектуры на сегодня считаются следующие здания и архитектурные комплексы:

Парк Гуэля, Дом Мила, собор Саграда-Фамилия (Барселона, Испания) – архитектор Антонио Гауди

О парке Гуэля так и говорят: «Природа, застывшая в камне», тогда как Дом Мила (1906–1910 гг.) известен новаторской системой естественной вентиляции, которая позволила отказаться от кондиционеров. В свою очередь, особенностью многовекового проекта собора Саграда-Фамилия (с 1882 г.) является то, что декоративные элементы здания воссоздают местную флору и фауну.

Эйфелева башня (Париж, Франция) – архитектор Гюстав Эйфель, 1889 г.

Необычный, инновационный для своего времени проект. Конструкция Эйфелевой башни представляет собой не что иное, как «копию» большой берцовой кости, легко выдерживающей тяжесть человеческого тела.

Останкинская телебашня (Москва, Россия) - архитектор Николай Никитин, 1960-1967 гг.

Одно из высочайших зданий Европы. Прообразом башни стала перевернутая лилия, с крепкими лепестками и толстым стеблем.

Музей плодов (Яманаши, Япония) – архитектор Ицуко Хасегава (1993-1995 гг.)

Выставочный комплекс, объединяющий в себе наземные и подземные строения, словно вросшие в пологий склон. Расположен в парке, с видом на гору Фудзи. Представляет собой метафору семян, небрежно брошенных в благодатную почву. С виду прозрачные сетчатые оболочки зданий напоминают скорлупу сказочных орехов.

Город искусств и наук (Валенсия, Испания) - Сантьяго Калатрава, 1996 г.

Современный комплекс из пяти строений и целого ряда, чередующихся один за другим, парков, бассейнов и каналов. Здания буквально вырастают из окружающего ландшафта, словно огромные насекомые и морские животные.

В этом случае речь идет о сочетании бионики и высоких технологий, благодаря которому в архитектуре зародилось новое движение - био-тек, то есть совмещение природных форм и инженерии. Стиль этот удивительно гармонично вписывается в городской и природный ландшафт.

Сюда же можно отнести и другие творения Калатравы – Телекоммуникационную башню Монжуик в Барселоне (1992 г.) и Научный музей в Валенсии (1996 г.), а также Сиднейский оперный театр (1996 г.), который из-за необычной кровли, состоящей из серии «раковин», часто сравнивают с парусным кораблем, приготовившемуся к отплытию.

Музей Гуггенхайма (Бильбао, Испания) - архитектор Фрэнк Гери, 1997 г.

Формы музейного здания напоминают футуристический корабль для межзвездных путешествий. Стоит на берегу реки Нервьон, представляя собой живую материю, воплощенную в металле.

Оперный театр (Гуанчжоу, Китай) – архитектор Заха Хадид, 2005 г.

Британский архитектор с арабским происхождением. Первая женщина-архитектор, удостоенная Притцкеровской премии.

Использование органических форм и бионики наблюдаются и в других её проектах - например, в зданиях Arts Centre в Абу-Даби (ОАЭС, 2011 г.) и Культурного центра им. Гейдара Алиева в Баку (Азербайджан) – премия 2014 Design of the Year.

Строящийся город-кипарис (Шанхай, Китай) - архитекторы Хавьер Пиоф и Мария Сервера

Башня-город из 300 этажей высотой более 1.200 м, похожая внешне на кипарис.

И, наконец, интереснейший проект музея современного искусства в Венеции (из коллекции американского мецената и коллекционера искусства XX века Пегги Гуггенхайм), представляющий собой ещё одну восхитительную инсталляцию, которая позволяет увидеть и понять органичность и эргономичность биоморфного направления в архитектуре.

Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений. Яркий пример архитектурно-строительной бионики - полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб - одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые. Склеренхимные тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Междоузлия (узлы?) стеблей - кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже. 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». 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.

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. 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.

Бионика – это стиль, который смело можно назвать своего рода сказкой для взрослых. Почему? Да потому, что сооружения, выполненные в бионическом стиле, совершенно удивительные и неповторимые, а вдохновляет архитекторов живая природа. Наиболее ярко использование природных форм проявилось в великолепных творениях, созданных величайшим архитектором Антонио Гауди (дом Бальо, дом Мила, парк Гуэля и другие).

Такое понятие как бионика возникло еще в начале прошлого века, но окончательно сформировалось в самостоятельный стиль в 70-ые годы. В бионика означает живущий, а это значит, что именно окружающая природа подсказывает архитекторам и дизайнерам оригинальные идеи при создании наиболее комфортной для человека среды обитания. Аналогия с живой природой, закругленные углы, плавные естественные линии, натуральные оттенки, природные материалы, легкость форм – вот основные особенности стиля бионика.
Существует множество примеров, когда в своих проектах инженеры, конструкторы, архитекторы брали за основу живые структуры, а бионические сооружения разбросаны по всему миру. Это и оперный театр в Сиднее, и дом «Кипарис» в Шанхае, и небоскреб SONY в Японии и многие другие. Здание, выполненное в стиле бионика, существует и в России. Это расположенный в Санкт-Петербурге «Дом Дельфин» архитектора Бориса Левинзона.

Благодаря тому, что природа более совершенна и безопасна, по сравнению с теми технологиями, которые изобрело человечество, бионика позволяет создавать не только органичные, экологичные и надежные сооружения, но и значительно экономить энергию и материалы.

Дом, построенный в бионическом стиле, не имеет традиционной геометрической формы. Он больше напоминает некую модель живой природы. Кривые мягкие линии окон и стен плавно перетекают друг в друга. При этом создается определенное ощущение того, что дом движется, а не застыл на месте. Именно это чувство, когда движение и полный покой присутствуют одновременно, и является отличительной особенностью дома, построенного в стиле бионика. Внешний облик и внутреннее помещение зависят от угла зрения, и едва уловимо меняются при его изменении.
При строительстве и оформлении дома, архитекторы и дизайнеры должны учитывать, что бионика не предусматривает взаимозаменяемости отдельных помещений. Каждая комната имеет свое назначение, и задача стиля – раскрыть его наиболее полно. Кроме того, важное значение имеет комфортность, она должна быть максимальной.

Вообще в бионике кухня – это только кухня, а для приема гостей существует гостиная. В спальне спят, а не работают и так далее. Важную роль в бионическом интерьере играет освещенность. Дом должен быть наполнен светом. Светильники и аксессуары тоже выполняются в стиле бионики. Нередко применяются цветные стекла, придавая дому сказочный вид, хотя такие дома уже сами по себе выглядят достаточно необычно.

Предмет и понятие бионики.

Био́ника (от греч. βίον - элемент жизни, буквально - живущий) - прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги.

Архитектурно-строительная бионика

Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.

Яркий пример архитектурной бионики - полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб - одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые. Склеренхимные тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Междоузлия (узлы?) стеблей - кольца жесткости.

Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже. 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». 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.

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. 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.

Развитие бионики в архитектуре

Само понятие бионика появилось в начале двадцатого века. Что же оно значит?
В учебниках по архитектуре вы бы прочитали, что Бионика (от греч. biōn - элемент жизни, буквально - живущий) – это наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов.

Проще говоря, если вы вспомните Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц, тогда сразу представите, что же такое бионический стиль.

Первые попытки использовать природные формы в строительстве предпринял еще Антонио Гауди. И это был прорыв! Парк Гуэля, или как говорили раньше «Природа, застывшая в камне», Каза Батло, Каза Мила – ничего подобного избалованная архитектурными изысками Европа, да и весь мир, еще не видели. Эти шедевры великого мастера дали толчок к развитию архитектуры в бионическом стиле. В 1921 году бионические идеи нашли отражение в сооружении Рудольфа Штайнера Гетеанум, и с этого момента зодчие всего мира взяли бионику на «вооружение».

Со времен Гетеанума и до сегодняшних дней в бионическом стиле было построено большое количество как отдельно взятых зданий, так и целых городов.

Сегодня современное воплощение органической архитектуры можно наблюдать в Шанхае – дом «Кипарис», в Нидерландах – здание правления NMB Bank, Австралии – здание Сиднейской оперы, Монреале – здание Всемирного выставочного комплекса, Японии – небоскреб SONY и музей плодов.

С недавнего времени бионическую архитектуру можно увидеть и в России.

В 2003 году в Санкт-Петербурге по проектам архитектора Бориса Левинзона были построен «Дом Дельфин» и оформлен холл известной клиники «Меди-Эстетик».
Восприятие бионического пространства

Что же такое сооружение в бионическом стиле? Первое впечатление о здании в бионическом стиле - постройки выбиваются из правильной геометрии. Природные формы объекта будят воображение. В бионике стены подобны живым мембранам. Пластичные и протяженные стены и окна выявляют направленную сверху вниз силу нагрузки и противодействующую ей силу сопротивления материалов. Благодаря ритмической игре меняющихся вогнутых и выпуклых поверхностей стен сооружений кажется, что здание дышит. Здесь стена уже не просто перегородка, она живет подобно организму.

Прав был Великий Антонио Гауди, сказав, что «Архитектор не должен отказываться от красок, а напротив использовать их для придания жизни формам и объемам. Цвет – это дополнение формы и самое яркое проявление жизни». Только представьте, войдя в органическое здание, вы ощущаете себя погруженным в чудесный мир, наполненный светом прозрачного цвета. Цвет создает особый мир интерьера, оживляя и открывая материалы, просвечивающиеся под слоем краски. Цвет живет и движется по своим законам. Создается впечатление, что он влияет на усиление либо ослабление функций здания и пространства.

В бионическом строении благодаря постоянно меняющемуся балансу взаимодействия желаний и пространственных возможностей человек испытывает ощущение движения в покое, и покоя – в движении пространства. Малейшее движение сдвигает баланс сил, благодаря чему меняется восприятие пространства. Постоянство и изменение, симметрия и асимметрия, защищенная интимность и широкая открытость существуют в хрупком равновесии. Заметьте, и в движении, и в покое всегда присутствует ощущение равновесия.

В своей сущности бионика, как архитектурный стиль, стремится создать такую пространственную среду, которая бы всей своей атмосферой стимулировала именно ту функцию здания, помещения, для которой последние предназначены. В бионическом доме спальня будет спальней, гостиная – гостиной, кухня – кухней.

Бионика и ее место в современной архитектуре

Любое живое существо является идеально отлаженной работающей системой, которая приспособлена к окружающей среде. Живучесть таких систем - это результат длительной эволюции. Раскрывая секреты устройства живых организмов, можно реализовать новые возможности в архитектуре. Со временем появилась потребность в создании особенного направления науки, суть которого сводится к нахождению и исследованию секретов успешной приспособленности живых существ. Таким направлением стала бионика, объединившая в себе познания и биологии, и техники. Бионика призвана решить инженерные и технические задачи, основываясь на результатах исследований живых организмов.

Рассмотрим несколько биологических конструкций, применяемых в архитектуре:

Паутина - необыкновенно экономичный и легкий сетчатый материал.
Пчелиные соты и пчелиный воск.
Муравьиное гнездо. Принцип построения напоминает дома, возводимые людьми.
Мягкая мочалка. Ее конструкция идеально подойдет для создания и прочных, и сложных конструкций, которые, к примеру, можно применять как большие емкости для перевозки масла либо воды.
Мембрана живой клетки. Сдвоенное переплетение жировых соединений, обволокивающих живую клетку, применяется в микро-архитектуре.

Бионика в архитектуре - не просто искривленность очертаний и форм, которое подобно птичьей скорлупе, раковинам моллюсков, пчелиным сотам либо веткам лесной чащи. В первую очередь архитектурная бионика - это удобные, гармоничные, надежные сооружения для человека. Технология архитектурной бионики объединяет в себе и абстрактное и вполне конкретное - законы математики. Она создает предпосылки для синтеза искусства и науки.

Бионика у вас в доме.

То, какой именно стиль мы выберем для дачи либо дома, зависимо лишь от нашего воображения, а также финансовых возможностей. Бионика доказала, что архитектура - не только арматура и кирпичи. Использовать изобретения бионики у себя в доме либо на участке может каждый.

В интерьере помещения могут применяться осветительные приборы и меблировка, формы которых заимствованы у самой природы. Эти элементы, к слову, можно изготовить самостоятельно. Размах для фантазии вам предоставит грамотный выбор лестниц (как внутренних, так и внешних). Они могут быть любых форм (например, спиральными), из комбинированных материалов.

Выбирая стройматериалы для дома, гораздо лучше отдавать предпочтение не только тем, которые очень долговечны, но и тем, которые лучше сберегают тепло. Такой ход гарантирует экономию электричества на кондиционерах и обогревателях.

Ландшафт на участке легко сделать очень оригинальным. Для этого акцентируйте внимание на элементах, которые уже есть: ветви, камни, трещинки п другие составляющие. Применяя воображение, можно обустроить красивую альпийскую горку (это сооружение из камней и определенной растительности, которая присуща высокогорному альпийскому климату).

А если на участке есть большое и старое дерево, не спешите его пилить. Его можно задействовать, к примеру, в качестве бара для напитков либо как беседочку для отдыха. Тут ведь не нужен кондиционер, поскольку и в жару дерево обеспечивает снижает температуру приблизительно до 22 градусов (в средней полосе России).

Как показал опыт, потенциал неизученных секретов природы громаден. Не бойтесь их изучать, не ограждайтесь слишком сильно от природы стенами домов, разрушая природу.

Дома в стиле бионики

Бурное развитие технологий на рубеже ХХ-ХХI столетий оставило свой след во всех без исключения сферах человеческой жизни, в том числе - в искусстве. Но, как оказалось, никакие передовые технологии не способны заменить человеку магию природы. И после рабочей недели, проведенной в оборудованном по последним технологиям помещении, мы с радостью отключаем компьютеры и телефоны, чтобы насладиться общением с природой.

Дом-орхидея в Великобритании - бионика

Природа всегда актуальна - и именно поэтому рядом с функционализмом, хай-теком и констру­ктивизмом возникает так называемая органическая архитектура, или бионика.

Бионика - это наука, находящаяся на стыке биологии и техники. Органическая архитектура решает задачи инженерии на основе знаний о живых организмах.

Суть органики легче уяснить, если вспомнить идеи Леонардо да Винчи о летающем аппарате с крыльями, как у птиц.

Первой ласточкой стиля стало творчество Антонио Гауди, показавшего "природу, застывшую в камне". Идеи Гауди популяризовал Рудольф Штайнер Гетеанум, после чего органика стала популярна во всем мире.

Здание Оперы в Сиднее - органическая архитектура

Первым впечатлением от органической архитектуры является изумление: правильных геометрических форм здесь не найти. Пластичные стены напоминают мембраны живых организмов. Считают, что именно органический стиль архитектуры уравно­вешивает симметрию и асимметрию, камерность и открытость, постоянство и перемены. Архитектура следует законам природы. Формы в большинстве своем неправильные, динамические. Каждая архитектурная форма, как растение, развивается по собственным законам.

Гениальный представитель органики Кен Келло подчеркивает связь архитектуры с землей. "Коробчатые" формы, словно вырезанные из картона, чужды земле. Здания должны быть подобны шелку, мягко покрывающему поверхность земли. Цель архитектора - умело, естественно вписать сооружение в ландшафт.

Прекрасными примерами органической архитектуры можно считать здание NMB Bank в Нидерландах, дом "Кипарис" в Шанхае, здание Сиднейской оперы в Монреале, небоскреб SONY в Японии, дом "Дельфин" в России и многие другие.

]]> http://1-rs.com/article/organika-bionika-v-arhitekture.html ]]>
]]> http://www.archidom.net/news/a-9.html ]]>
]]>