Бионические формы в архитектуре: Бионическая архитектура. Бионический Hi-tech | Архитектура и Проектирование

Содержание

Бионическая архитектура. Бионический Hi-tech | Архитектура и Проектирование

В мировой архитектурной практике за прошедшие 40 лет использование закономерностей формообразования живой природы приобрело новое качество и получило название архитектурно-бионического процесса и стало одним из направлений архитектуры хай-тека.

Архитектурно-бионическая практика 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.

Бионика происходит от греческого слова, означающего «элемент жизни». Оно послужило основой названия направления в науке, занимающегося изучением возможности использования в технике определенных биологических систем и процессов.

Архитектурная бионика сходна с технической бионикой; однако, она настолько специфична, что образует самостоятельную отрасль и решает не только технические, но главным образом архитектурные проблемы.

Здесь особенно нужно подчеркнуть, что научные основы архитектурной бионики начали создаваться в Советском Союзе, особенно можно выделить работы архитекторов В. В. Зефельда и Ю. С. Лебедева.

Использование в технике и в архитектуре законов и форм живой природы вполне правомерно. В мире все взаимообусловлено, нет вещей и явлений, которые бы не были связаны непосредственно или опосредованно между собой, нет непроходимых барьеров между живой природой и искусственными формами и конструкциями, существуют законы, объединяющие весь мир в единое целое и порождающие объективную возможность использования в искусственно создаваемых системах закономерностей и принципов построения живой природы и ее форм. Основой этому служит биологическое родство человека и живой природы.

В начале XX в. особое место в развитии зодчества заняли работы испанского архитектора Антонио Гауди (1852 - 1926 гг.), который был одним из самых ярких представителей архитектуры своего времени. Своими произведениями он раскрыл также возможности взаимодействия сложных конструктивных решений и архитектурной формы, но, увлекшись, дошел почти до чистейшего формализма.

Укажем на высказывания немецких и австрийских архитекторов Земпера, Фельдега, Бауэра и др. С интересной статьей, анализирующей их взгляды и высказывающей свою точку зрения на проблему целесообразности в архитектуре, — «Теория Дарвина в строительном искусстве» (1900 г.) — выступил под псевдонимом некий «Гр. Ю- П». Автором этой статьи четко и ясно, с определенной тонкостью и остротой поставлена архитектурно-бионическая проблема и подтверждена закономерность действия эволюционной теории Дарвина в архитектуре.

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 небывалые 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 щеалом является целостность. Мы не употребляем слово «органик» в смысле «принадлежащий к растительному идя животному миру».

Райт был убежден, что архитектура должна развиваться целостно, удовлетворяя человеческим жизненным функциям, исходить из этих жизненных функций, а не подгонять последние к «абстрактным» архитектурным формам. И действительно, вся «органичность» такой архитектуры на практике, по крайней мере в работах Райта (не умаляя их достоинств), свелась к установлению внешней связи архитектурных форм с местным ландшафтом, а также применению местных строительных материалов с целью сохранения национального колорита архитектурных сооружений. Таким образом, «органическое» направление в архитектуре на деле не имело прямого отношения к бионике. Но в нем интересна и, так сказать, «бионична» сама идея развития архитектуры «изнутри наружу», т. е. такого развития, которое направляет подобных по пути формирования систем, характерных живому миру.

Во имя экономии человек в производственной деятельности всегда использует любые представившиеся возможности. С прогрессом это требование все более обостряется. Так, например, после окончания второй мировой войны инженеры и архитекторы начали внимательно присматриваться к живой природе. Их привлекли, например, упругие пленки живой природы, хорошо работающие на растяжение (эксперименты Отто Фрая 40-х годов). Современная же наука позволила углубиться в законы развития живой природы, а техника дала возможность моделировать живые структуры. В результате в архитектуре в конце 40-х годов появились формы, воспроизводящие на сознательной научной и технической основе конструктивные структуры живой природы. Сюда нужно отнести покрытие большого зала Туринской выставки инженером П. Л. Нерви, вантовые и палаточные сооружения (Отто Фрай и др.).

В Советском Союзе бионические идеи пользовались большим вниманием архитекторов и инженеров (МАИ, ЦНИИСК Госстроя СССР, Лен-ЗНИИЭП и др.).

Большую роль в 90-е годы сыграло неожиданное стремительное вторжение в нашу жизнь компьютерных технологий. Культурные долгосрочные последствия этого «тихого переворота» пока еще трудно предсказать, но в направлении их прояснения движется мысль представителей нового поколения. Благодаря компьютеру возможно описать сложный биологический объект, например, человеческий скелет на привычном для архитектора языке рабочего чертежа.

Подводя итог историческим предпосылкам архитектурной бионики, можно сказать, что архитектурная бионика как теория и практика сложилась в процессе эволюции специфической связи 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.

Важным моментом, сыгравшим свою роль в обращении архитекторов и конструкторов к живой природе, явилось внедрение в практику пространственных конструктивных систем, выгодных в экономическом отношении, но сложных в смысле их математического расчета. Прообразами этих систем во многих случаях были структурные формы природы. Такие формы начали успешно применяться в различных типологических областях архитектуры, в строительстве большепролетных и высотных сооружений, создании быстро трансформирующихся конструкций, стандартизации элементов зданий и сооружений и т. д.

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.

Перспективы хай-тека:

1. Энергосберегающие здания, здания, вырабатывающие энергию. Человечество всегда искало новые источники энергии. Энергия - это жизнь. Однако люди платят высокую цену за свою потребность в свете и тепле. Изменение климата, загрязнение атмосферы и радиоактивные отходы говорят о том, что современные методы использования энергии не соответствуют требованиям устойчивого развития. В настоящее время уже успешно разрабатываются и внедряются технологии, связанные с энергообеспечением: новые теплоизоляционные материалы, использование энергии солнца и ветра. Имеется опыт постройки «пассивных» домов. При этом эксплуатируется парниковый эффект, в результате чего солнечная энергия «пассивно» превращается в тепло. Нет необходимости постройки дорогого и занимающего много места центрального отопления. В принципе технологии строительства «пассивных» домов конкурентоспособный на сегодняшний день. В США, например, новые методы теплоизоляции дают на 40% энергии больше, чем вся американская нефтяная промышленность. Все больше появляется домов, обеспечивающих сами себя теплом, в Германии. Планируется, что к 2020 году доля подобного жилья составит в этой стране 15%.

Возможно, что в будущем экономия и обеспечение жилья энергией повлияют на формообразование построек (данные исследования проводит бионическая архитектура).

2. Имеется и с каждым днем увеличивается потребность в использовании мобильных сооружений, быстровозводимых зданий. Никогда мир не был так мобилен, как сегодня. Движение открывает новые горизонты и дает новые шансы. Решение рассматриваемых задач неразрывно связано с общими тенденциями в развитии архитектуры. Принципы динамической адаптации зданий и сооружений находят самое широкое использование в различных областях человеческой деятельности: торговле, рекламе, проектировании архитектурной среды в экстремальных ситуациях.

Дальнейшее развитие получает и идея трансформации обитаемого пространства. Необходимость его развития происходит от потребностей общества. Использование принципов конструктивной трансформации в архитектуре, основанных на достижениях строительной техники, открывает большие преимущества и перспективы для осуществления функциональных процессов практически во всех областях человеческой деятельности.

Возможно появление новой, необычной сферы деятельности архитектора — организация труда человека, функции человека на рабочем месте, рабочего пространства. Труд как основа существования человека находится в процессе радикальных перемен.

3. Классические формы организации труда на предприятии исчезают. Создаются мобильные рабочие места. Например, известный мастер хай-тека, французский архитектор Жан Нувель создал для тематического парка «всемирный театр труда» в Гановере сценографию: сотни актеров передвигаются на огромном овальном помосте и демонстрируют в кратких сценках новые виды труда. Девиз: будущее труда - это перемены.

4. Мы на пороге нового тысячелетия. Какие новые перспективы и задачи встануг перед архитектурой? Освоение, организация нового, неизвестного пространства Земля - Космос? С тех пор, как развитие технологий и связанное с ним исчезновение различий привели к глобализации экономической, культурной и общественной жизни на нашей планете, любые горизонтальные границы начали исчезать. Не стали ли мы космонавтами на «Космическом корабле Земля»? Не стоит ли перед нами задача— вертикальный взлёт в космос? Реальные и поисковые проекты в рамках программы освоения космоса — еще не известная страница истории архитектуры XX века. За занавесом полной секретности долгие годы оставались как научно-технические изобретения, так и сами архитектурные чертежи первых космических кораблей, орбитальных станций и даже планировавшихся поселений на Луне. А ведь именно в этой области творчества представляется уникальная возможность расширить традиционно сложившиеся границы профессии Архитектор.

А. И. Бабаев

использован текст http://cih.ru/k2/ 

архитектура и технологии — МирДоступа

Что представляет из себя бионическая форма?…

Современное научное определение бионики несколько расплывчато — большинство словарей определяют бионику как науку, которая лежит на стыке биологии и техники. Бионика используется для создания инженерных и архитектурных форм и проектов.

Списанные с природы формы и механизмы использовались в инженерных, технических и архитектурных задумках не одну сотню лет назад — ещё Леонардо да Винчи, работая над летательным аппаратом, использовал в его основе механизм полета птиц. Бионические формы в архитектуре же применяются даже не сотни, а тысячи лет.

Интересно, что сам термин бионическая форма возник относительно недавно — в учебниках архитектуры он закрепился в 60-х годах прошлого столетия, во многом благодаря трудам Д. Стила

Конструкции, созданные на основе бионических форм животных, растений и другой природы, имеют исключительную прочность.

Бионическая форма зданий на подсознательном уровне положительно влияет на психику человека

Для возведения зданий бионической формы используются экологически чистые стройматериалы, что тоже благотворно сказывается на психическом и биологическом здоровье человека.

В основе бионических архитектурных решений лежат самые разнообразные природные формы, например, соты пчел, которые сочетают в себе легкость и прочность. Еще один пример — спиральные конструкции растений, представляющиеся идеальным вариантом для каркаса при создании компактных лестниц

Интересно, что бионические формы в русской архитектуре нашли выражение в куполах православных храмов, а также в планировке дворцовых комплексов и в некоторых исторических зданиях-памятниках. Вошедшие в моду после революции монументализм и практицизм также нашли своё отражение в бионической архитектуре.

В Советском Союзе бионические формы развивались стремительно — архитекторы заимствовали у природы форму и конструкцию эстрад-ракушек, располагавшихся повсеместно в парках культуры и отдыха, кроме этого бионическую форму имели некоторые элементы советских интерьеров. Некоторые её черты нашли отражение даже в проектах массового строительства, особенно — в пятиэтажках.

Один из самых ярких примеров бионики в архитектуре Москвы — это Дом Мельникова и Останкинская телевизионная башня:

  • Дом Мельникова в Кривоарбатском переулке Москвы, казалось бы, не имеет в своей архитектуре признаков бионической архитектуры, однако, в его основе находятся соты из поставленных на ребро досок, которые используют пчёлы в природе;
  • Останкинская телебашня с высоты птичьего полёта похожа на перевернутый цветок лилии.

Значительное развитие бионическая форма в архитектуре России получила на рубеже девяностых-двухтысячных годов. Наиболее известные примеры этого периода — это «Дом-глаза» в Сестрорецке и «Дом-дельфин». Оба проекта принадлежат авторству Б.Левинзона. В 2019 году в стадии проектирования находится уникальный «Дом-Дерево», который воплощает в себя сразу несколько принципов бионической формы архитектуры.

Из зарубежных бионических зданий наибольшей известностью пользуются Эйфелева Башня, которая была построена в форме берцовой кости. Известен также «Дом-Наутилус», выполненный в форме раковины моллюска в Нукальпане, в Мексике

Еще один интересный пример бионики в архитектуре — Национальный стадион в Пекине, который представляет собой точную копию гнезда ласточки.

Восхищает с точки зрения архитектуры храм-лотос архитектора Фарибора Сахбоя в Индии, представляющий из себя копию цветка.

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

От «зеленого» строительства к природоинтегрированной архитектуре. Принцип использования форм. Часть третья

Всю свою историю человек внимательно изучал, как творит природа, и учился у нее творить свой искусственный мир. Однако только в середине ХХ в. на стыке биологии, кибернетики, электроники и ряда новых наук родилась наука БИОНИКА, изучающая биологические системы с целью применения полученных знаний для решения инженерных задач. Раздел бионики, архитектурная бионика, занимается исследованием законов формообразования живой природы и принципов построения живых структур с целью их использования в архитектурной практике [1].  

Городская скульптура Метрополь Парасоль, Севилья, арх. Юрген Майер. 2011 г.

То есть архитектурная бионика (совместно с биоморфологией и биомеханикой) не копирует, не изображает и не использует муляжи природных форм, а исследует и применяет принципы и идеи их построения, включая общие для природы фундаментальные принципы экономии материалов, энергии и обеспечения прочности, надежности и жизнеспособности.

Новая наука с древней историей

Родившаяся как наука бионика, юридически оформленная в 1960 г. на первом национальном симпозиуме в г. Дайтоне (США), в отличие от «лженауки» кибернетики, в Советском Союзе с самого начала была уважаема и пользовалась поддержкой государства. В становление новой науки СССР внес весомый вклад и сыграл ведущую роль: у нас был введен в научный оборот сам этот термин и не только он.

В 1971 г. при Центральном научно-исследовательском институте теории и истории архитектуры (ЦНИИТИА) была организована лаборатория архитектурной бионики, ведущая исследования по целому ряду направлений. В частности, в ЛАБ изучались:

  • строение стеблей злаков для конструирования высотных сооружений, башен и труб;
  • формы разнообразных раковин и ракушек для их применения в большепролетных пространственных покрытиях;
  • устройство цветов для проектирования различных трансформируемых структурных покрытий. 

Помещения лаборатории напоминали пещеру Аладдина, заваленную сокровищами изобретательской мысли — стационарными и мобильными моделями и макетами из стержней, пластин, мембран и тросов. Особое место в работе ЛАБ занимали исследования истории архитектуры, изобилующей примерами творческого переосмысления и применения уроков природы по формотворчеству.

В ЛАБ был сделан значительный научный задел во многих областях, определивший развитие архитектурной бионики на несколько десятилетий вперед. В семидесятые годы архитектурной бионикой в СССР занималось полдюжины научных институтов. В 1978 г. на организованной в Ленинграде крупной международной конференции только по тематике архитектурной бионики было сделано 20 докладов [2].

Безусловно, архитектурная бионика как наука сформировалась в нашей стране, но ее практические результаты использовались только за ее границами.

По печально известной советской традиции все эти замечательные находки и изобретения были обречены на невнедрение в невосприимчивую к любым новациям практику. В девяностые просуществовавшая более двадцати лет лаборатория архитектурной бионики была ликвидирована вместе со всей прикладной наукой в России. Но мир продолжал исследования в этом перспективнейшем, инновационном направлении, хотя сразу обнаружилось, что наука бионика молода, а история применения закономерностей построения природных форм в архитектуре уходит в глубь веков.

Двор Норман-Швабского замка, Бари, Италия, XII в.

Каменные, металлические и иные деревья

В сердце европейской культуры, Италии, в Норман-Швабском замке г. Бари автору довелось открыть тайну изобретения крестовых сводов, угаданную в смыкающихся ветвях пальм безвестным зодчим раннего Средневековья. Четыре пальмы, поставленные по углам квадрата, немного воображения — и рождается удивительно стройная и логичная конструктивная система. Гениально простая, художественно выразительная тектоническая, более рациональная и экономичная, чем стоечно-балочная система Древней Греции и арочно-сводчатые конструкции Древнего Рима.

В историческом музее Бари собрана великолепная коллекция готических капителей, развеивающая миф о «темных веках» варварской, «готической» Европы. Это было время накопления натурфилософских знаний и чувственных образов, время расцвета архитектурного искусства, давшее потрясающие образцы образной, духовной архитектуры. И образы эти черпались из природы.

Исторический музей, Бари, Италия

А главным источником творческого вдохновения были образы леса, покрывавшего тогда практически весь континент. Таинственные, величественные, устремленные в небо, к свету, богу деревья были главными учителями средневековых мастеров.

Церковь Санта Мария де Белем, Лиссабон. 1517 г.

Природа учила не только образности мышления, но и законам тектоники, дающим возможность собрать ветвями нервюр огромную нагрузку от каменных сводов и передать ее на фантастически тонкие стволы-колонны, своим изяществом превосходящие появившиеся через столетия металлические и железобетонные каркасные конструкции. И это при отсутствии методик расчетов, калькуляторов и компьютеров.

Отсутствие методик расчета сложных пространственных конструкций компенсировалось интуицией зодчих Средневековья, основанной на изучении форм живой природы, накоплении знаний и навыков, передаваемых из поколения в поколение. Так, высотные сооружения XVIв. на Руси — шатровые колокольни и храмы — имели колоколообразную (или кеглеобразную) форму, повторяющую форму одиноко стоящей ели. Оказалось, что эта форма обладает наилучшими аэродинамическими свойствами, но открылось это только в 20-е гг. XX в. [2].

Если надо найти звено, генетически связывающее сегодняшнюю «бионическую» архитектуру со всей предыдущей историей, то это, несомненно, Антонио Гауди. Его смело можно назвать предвестником архитектурной бионики, создававшим из камня и бетона фантастические образы леса, не уступающие по силе образам высокой готики. 

Собор Саграда Фамилия, Барселона, арх. А. Гауди, с 1882 г. по 2026 г.

Впервые в истории архитектуры колонны стали ветвиться как у настоящего живого дерева, а ветви и стволы каменных деревьев стали сознательно отклоняться от прямого угла и строго вертикального положения. Многогранный, своеобразный талант Гауди дает разным исследователям основание одновременно считать его предшественником органической архитектуры, импрессионизма и супрематизма. Чарльз Дженкс называл Гауди предтечей постмодернизма, возникшего почти через сто лет.

Вопреки мнению ненавидевших Гауди идеологов функционализма в архитектуре, «певец кривой линии» Оскар Немейер считал неистового каталонского мастера истинным новатором, открывшим новые пути в архитектуре.

В. Хайт признавал Гауди крупнейшим, талантливым мастером ар-нуво (в России называвшегося модерном), отмечая, что «Гауди использовал в своих зданиях конструкции (параболические арки, гиперболоиды, спирали, наклонные колонны и т. д.), геометрия которых предвосхитила поиски не только архитекторов, но и инженеров ХХ в.»[3].

Действительно, под корой пышного скульптурного декора, под чешуей яркой, разноцветной керамической облицовки у Гауди всегда скрывается стройная рациональная конструктивная схема и чистая, геометрически четкая, но живая, самая настоящая БИОНИЧЕСКАЯ форма. Форма, найденная Гауди с помощью специально разработанной им методики стереостатического макетирования, позволявшей заменить отсутствующие тогда методы расчетов пространственных конструкций [4].

Через 80 лет метод моделирования форм и процессов был признан главным звеном в научной методике бионики вообще и архитектурной бионики в особенности. Но еще до появления науки бионики эксперименты с двадцатиметровыми бетонными пальмами продолжил в шестидесятые годы абсолютно не похожий на Гауди архитектор с противоположной по стилистике направленностью П. Л. Нерви. 

Дом Труда, Турин, арх. П. Нерви, 1961 г.

А еще через три десятилетия совершенно другой, хорошо знающий бионику и плодотворно использующий ее в своих проектах испанский архитектор Сантьяго Калатрава сделал тему металлических деревьев одним из ведущих направлений своего творчества. Кроме великолепно осуществленного проекта вокзала Ориенте в Лиссабоне Калатрава использовал эту тему в не менее интересных нереализованных проектах реконструкции рейхстага в Берлине и ресторана Баушенцли в Цюрихе. 

Вокзал Ориенте, Лиссабон, арх. С. Калатрава, 1998 г.

Двенадцатиметровые деревья из металла, стеклянная крона которых образовывала кровлю этого открытого ресторана, должны были механическим путем закрываться или открываться подобно цветам в полном соответствии с принципами бионики [5]. Эти же принципы Калатрава использовал во многих своих осуществленных и неосуществленных проектах.

Поразительное разнообразие форм настоящих живых деревьев порождает разнообразие форм древоподобных конструкций в архитектуре, пробуждая фантазию архитекторов разных стран и континентов. 

Разнообразие форм деревьев

Отказавшись от ортогональной сетки (в пользу оксогональной), концепция биоморфных модулей покрытия дала возможность получить невиданную ранее степень слияния архитектуры и природы. В проекте пространства для массовых мероприятий в ботаническом саду ORQUIDEORAMAв Колумбии 4000 кв. м площади покрыты сенью 14 дерево-стальных деревьев, выполняющих в первую очередь задачу по защите от палящего экваториального солнца.

Ботанический сад, Медельин, Колумбия, арх. Ф. Меса, 2005 г.

Этот проект открыл новую страницу в бионической архитектуре. Это крупные древообразные структуры, подобные гигантским деревьям, в тени кроны-крыши которых помещаются крупные городские центры, целые площади и парки. Одними из первых таких мегасооружений стали Конференц-центр в Катаре Арата Исодзаки (2009 г.) и самый амбициозный и дорогостоящий подобный проект в Европе «Метрополь Парасоль» в Севилье Юргена Майера (2011 г.). 

Конференц-центр, Катар, арх. А. Исодзаки, 2009 г.

Этот же прием применен в еще более амбициозном, пока нереализованном проекте Н. Фостера для экогорода будущего на 45–50 тысяч жителей в пустыне ОАЭ, вблизи аэропорта Абу Даби. Здесь крона металлических деревьев со встроенными в нее солнечными батареями выполняет одновременно задачи по солнцезащите и использованию солнечной энергии [6].  

Центральная площадь Масдар-Сити, Абу Даби, проект «Фостер и партнеры»

Тема деревьев, цветов и грибов стала излюбленной темой инсталляций и временных павильонов в ландшафтной архитектуре. Именно здесь находится сегодня главная площадка для проведения всевозможных экспериментов с бионическими формами в архитектуре, после которой эти формы и найденные принципы применяются уже в архитектуре капитальных зданий.

Павильон из переработанной бумаги Ball-Nogues Studio

В России, в условиях полного отсутствия исследований в области архитектурной бионики (прикладные исследования государство принципиально не финансирует, считая это делом бизнеса, а бизнес наука с ее «длинными» деньгами вообще не интересует), роль экспериментальных площадок в какой-то мере выполняют фестивали «Архстояние», «Города», «Древолюция». На этих площадках периодически экспонируются арт-объекты, формы которых можно отнести к бионическим. Но вот с применением этих наработок на практике при создании крупных зданий у нас, как всегда, беда.

Тем не менее конструкции, формы которых основаны на принципах построения деревьев, постепенно проникают в архитектуру, в первую очередь в зданиях для транспорта и спорта. Примерами могут служить вокзал железнодорожной станции Олимпийский парк в Сочи и терминал А аэропорта Внуково. Оба проекта сделаны на мировом уровне и высоко оценены и на российских, и на международных архитектурных конкурсах.

Вокзал станции Олимпийский парк в Сочи, арх. Н. Явейн, бюро «Студия 44», 2013 г.Терминал А аэропорта Внуково. Арх. Н.Шумаков, Метрогипротранс. 2010 г.

А тему мегадеревьев (древоподобных сооружений крупного, градостроительного масштаба) в России продолжает развивать С. Непомнящий, успешно конкурирующий с западными звездами и по концептуальной новизне, и по грандиозности замыслов. В уже упомянутом конкурсном проекте на ландшафтно-архитектурную концепцию парка «Земля Олонхо» для Якутска предложена концепция домов-гор, образующих долину Олонхо, в центре которой расположено офисно-гостиничное здание высотой сто двадцать пять метров в форме мифического дерева Аал Луук Мас [7].

Конкурсный проект «Северный оазис» на концепцию парка «Земля Олонхо», арх. С. Непомнящий, 2014 г.

Яйца, луковки, огурцы и др.

Британские ученые покончили с тысячелетним спором, доказав, что сначала была курица. Тем не менее яйцо остается символом зарождения жизни, образцом органичности и совершенства природной формы. Вместе с формами многих овощей и фруктов форма яйца обладает замечательными физическими и математическими свойствами. Тела вращения: шар, тор, эллипсоид — очень распространены в природе, поскольку они превосходят тела других форм прочностью скорлупы-оболочки (при ее малой толщине) и отношением площади внешней поверхности (оболочки) к внутреннему объему, подтверждая принцип экономии материалов в природе.

Со времен Клода Леду, потрясшего воображение современников фантастическим проектом шарообразного Дома садовника, архитекторы веками мечтали построить дом в форме шара или эллипсоида. Достаточно близко к осуществлению этой мечты подошли и в России. Это проект института Ленина И. Леонидова.

Институт Ленина, И. Леонидов, 1929 г.                                                                   Эскиз к проекту «Наркотяжмаша», И. Леонидов, 1934 г.

Однако вряд ли Леонидов вдохновлялся проектом Леду, ведь вокруг были сотни примеров использования подобных форм в архитектуре — луковки и маковки православных храмов. И судя по эскизам Леонидова, он тонко чувствовал контраст форм, характерный для древней русской архитектуры. Леонидов — чисто русское явление с чисто русской судьбой.

Реализовать в натуре мечту Леонидова удалось только через сорок лет гуру «зеленой» архитектуры космического масштаба Бакмистеру Филлеру, но на совершенно иной конструктивной схеме — в концепции геодезического купола. Сначала, в 1959 г., это было еще полушарие — золотой купол для Американской национальной выставки в Москве, а затем почти полный шар диаметром 76 м — павильон США на «ЭКСПО-67» в Монреале.

Этот павильон был прототипом грандиозного экопроекта «Девятое небо», в котором гигантские геодезические сферы покрывали Нью-Йорк, вися в небе только за счет перепада температуры воздуха. При этом под куполом создавался искусственный климат. Практически все крупные архитекторы ХХ в. попали под влияние идей Бака Фуллера, используя в своих проектах геодезические сферы. Сегодня в мире построено более 300 тысяч геодезических куполов, не считая сфер на детских площадках в каждом дворе. А в бывшем павильоне США открыт музей охраны окружающей среды «Монреальская биосфера», этаж которого отдан под музей экологических проектов Бакмистера Фуллера.

Замечательные экономические свойства сфер в форме шара и эллипсоида нашли применение и в другой сфере строительства — жилищах-капсулах для экстремальных климатических условий Крайнего Севера, высокогорья, под водой. В мире таких сооружений уже тысячи. Есть такие капсулы с минимальной площадью внешних ограждающих конструкций и максимальным внутренним объемом и в России.

«Северный приют», Домбай, арх. М. Сууронен, 1979 г.

Продолжает развиваться и направление прозрачных сфер-эллипсоидов более сложных форм. Примечательно, что в обоих этих направлениях совершенно естественно применяются и другие принципы природоинтегрированной архитектуры. Например, принцип сохранения места (минимизации площади застройки) и принцип взаимосвязи сред (регулирования открытия во внешнюю среду) [8],[9].

Исследовательский центр Grappa Naudini, Бассано дель Граппа, М. Фуксус, 2006 г.

Бионические сферы-оболочки могут сильно отличаться как по форме, так и по размеру. Пример мегамасштаба — знаменитый сорокаэтажный лондонский «Огурец» Нормана Фостера, который часто применяет сферы сложной нелинейной формы. Однако здесь, кроме всего прочего, использован еще один прием из арсенала архитектурной бионики — спираль.

Эконебоскреб «Мери-Экс», Лондон, Н. Фостер, 2004 г.

Исследования архитектурной бионики показали, что в природе прочность конструкции часто обеспечивается усложнением ее формы. Закручивание по спирали — один из основных способов повышения прочности при минимальном расходе материала (принцип образования винтовых поверхностей) — применено и в лондонском «Огурце» в виде сетчатой оболочки несущей фасадной конструкции.

В «Огурце» предусмотрены три спиральных атриума на всю высоту здания, выполняющих функцию естественного освещения и вентиляции. Однако эти атриумы, к сожалению, не озеленены. Несмотря на это, лондонское здание имеет множество экологических преимуществ, отмеченных в различных конкурсах: оно потребляет в два раза меньше энергии, чем аналогичные здания, меньше затеняет соседние территории, обладает замечательными аэродинамическими характеристиками. В нем применено множество инноваций из арсенала «зеленого» строительства, в связи с чем здание «Мери-Экс» признано лучшим небоскребом мира 2004 г.

А озелененные висячие сады осуществлены в более раннем экологическом небоскребе Н. Фостера. В спроектированном им в 1991 г. здании «Коммерцбанк-Тауэр» во Франкфурте-на-Майне устроен атриум высотой 160 м, разделенный на 10 тематических висячих садов, размещаемых тоже по спирали. В этом этапном для «зеленой» архитектуры здании применены сразу четыре принципа интеграции с природой.

«Коммерцбанк-Тауэр», Франкфурт на Майне. Атриум и разрез, Н. Фостер, 2001 г.

В частности, в проекте небоскреба «Коммерцбанк-Тауэр» использованы такие приемы, как дом на ногах (сохранение места), буферные пространства атриумов (взаимосвязь сред), висячие сады (регенерация биоценоза), закручивание по спирали (использование закономерностей построения природных форм). Плюс внушительный ряд технических новаций, обеспечивающих требования стандартов «зеленых» зданий.

Кен Янг почти в каждом проекте применял спиральное расположение висячих садов. Спираль — излюбленная тема самого яркого представителя стиля био-тек Винсента Каллебота. Первым реализованным проектом этого молодого, но уже известного бельгийского архитектора станет строящийся в Тайбее элитный жилой комплекс, форма которого заимствована… у молекулы ДНК человека.

Конечно, молекула — это некий рекламный ход, но сдвижка этажей относительно друг друга дала возможность получить на крыше нижележащего этажа озелененную террасу перед окнами роскошной квартиры. Излишне говорить, что и это здание напичкано техническими новинками: на крыше — солнечные панели, дождевая вода собирается и идет на полив овощей и фруктов, выращиваемых на террасах. Все эти меры позволяют позиционировать комплекс «Агора Гарден» как полностью автономную экосистему. Так ли это, покажет ближайшее будущее, но уже сегодня ясно, что это удовольствие недешево и безумно сложно конструктивно, чем и объясняется задержка строительства.  

Жилой комплекс «Агора Гарден», Тайбэй, Тайвань, В. Каллебота, 2010 г. – 2016 г.

Принцип ОБЪЕДИНЕНИЯ СИЛ

В завершаемой серии из семи статей выявлено и представлено более 30 приемов и методов интеграции архитектуры и природы, однако в большинстве приведенных примеров используются один-два приема, реализующих принципы интеграции. Примеры сознательного применения большего количества приемов единичны. Зданий, где используются более шести приемов, в мире еще нет даже в проектах.

А вот успехи «зеленого» строительства в мире (не в России) значительно заметнее.В результате совместных усилий общества, государства и бизнеса, ученых, архитекторов и инженеров «зеленое» строительство стало мощным драйвером инновационного развития строительной науки и строительной отрасли в целом. Но не менее, если не более важным является широкое распространение ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ в области строительства, вызванное этим всемирным общественным движением.

Критикуя ограниченность методов «зеленого» строительства, его одностороннюю увлеченность (и даже фетишизацию) техническими средствами для решения всех проблем в рамках отношений человека и природы, нельзя не отметить безусловную необходимость применения таких средств для экологии. Ведь даже такая негуманная крайность, как концепция трех нулей, может успешно применяться, но только когда в здании нет людей или они спят.

Природоинтегрированная архитектура не альтернатива, а дополнение к «зеленому» строительству. Вернее, прямо наоборот: СРЕДСТВО, «зеленое» строительство, должно быть использовано для достижения ЦЕЛИ — интеграции архитектуры и природы.

То есть архитектурное искусство, направленное на защиту человека от природы, может и должно выполнять также функцию по защите природы от человека всеми доступными средствами. Инженерно-технические методы, безусловно, полезны, и их надо активно применять, но только в том случае, если более естественными и более безвредными для природы архитектурно-планировочными и архитектурно-художественными приемами не удается удовлетворительно решить проблемы интеграции архитектуры и природы.

Для устойчивого развития человечества необходимо полноценное использование заложенной самой природой в физиологию человека способности к интеграции методов рационального и образного мышления [10]. Примечательно, что за полвека до создания современной теории функциональной асимметрии мозга человека о такой же интеграции говорил Ле Корбюзье, призывая к объединению усилий архитекторов и инженеров. Констатируя при этом прискорбный для всей нашей эпохи факт: «Эстетика инженера и эстетика архитектора связаны единством, но первая из них переживает бурный расцвет, а вторая мучительно деградирует» [11].

Функциональная асимметрия мозга человека                                       Эмблема объединения «Аскораль», Ле-Корбюзье

Отсюда еще один принцип природоинтегрированной архитектуры, охватывающий все технические методы «зеленого» строительства, но без привычной для нас путаницы ЦЕЛЕЙ и СРЕДСТВ. Принцип объединения сил предполагает взаимодополнение архитектурно-планировочных и архитектурно-художественных приемов всеми доступными техническими методами и средствами, что обещает синергетический эффект при интеграции природы и архитектуры. Кстати, сам термин «СИНЕРГИЯ» предложен Бакмистером Фуллером.

А цель определена еще сорок лет назад основателем архитектурной бионики Юрием Лебедевым, написавшим слова, актуальные и сегодня:«Исследование законов природы, жизни позволит нам преодолеть существующее противоречие двух систем — искусственной и органической (природной) среды, приведет в итоге к их гармоничному взаимодополнению. Это позволит создать наилучшие условия жизни для человека и сохранить многие ценные свойства природной среды» [1].

Эпилог

Из серии статей, проиллюстрированных 180 примерами из живой творческой практики, может сложиться впечатление, что весь мир или по крайней мере все выдающиеся архитекторы мира уже вступили на путь интеграции с природой. В действительности подавляющее большинство строящихся архитектурных объектов либо враждебны, либо в лучшем случае абсолютно безразличны к природе, уничтожение которой средствами архитектуры продолжается все более нарастающими темпами.

Человеческая жадность, эгоизм и глупость, тупая, ни на чем не основанная убежденность в неисчерпаемости природных ресурсов и возможности их дальнейшего хищнического использования (после нас хоть потоп) успешно продолжают двигать человечество к самоубийственной экологической катастрофе.

Использование принципов, приемов, методов интеграции природы и архитектуры сегодня остается очень редким явлением, а если они и применяются на практике в современной архитектуре, то чаще всего неосознанно, под влиянием моды или из желания сделать что-то необычное и оригинальное. Единичны в России и факты применения «зеленых» стандартов — сертификации по рейтинговым системам «зеленых» зданий. Да и эти редчайшие случаи происходят по необходимости — по требованию международных организаций (Международного олимпийского комитета, ФИФА и т. д.).

Непреложным фактом остается слабое, неразвитое ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОЗНАНИЕ — как в профессиональных кругах архитекторов, так и в среде политиков и чиновников и обществе в целом. Несмотря на множество разговоров, такое сознание еще не стало основой государственной политики вообще и градостроительной политики в частности.

Природоинтегрированная архитектура — это не художественный стиль и даже не направление архитектуры, уходящее корнями в глубокую историю человечества, к самым основам архитектуры. Это прежде всего новая этика отношений человека и природы, выраженная в самом материалоемком, долговечном и дорогостоящем слое материальной культуры человечества — архитектуре.

Список литературы:

1. Лебедев Ю. С. Архитектурная бионика на новом этапе. Архитектурная форма и научно-технический процесс. М.: «Стройиздат», 1975. С. 152.

2. Лебедев Ю. С. Дом-улитка и другие. // Московский рабочий. 1983. С. 6, 12.

3. Хайт В. Антонио Гауди и архитектура Запада ХХ в. в книгеАнтонио Гауди. Москва: «Стройиздат», 1986. С. 6.

4. Нонель Хуан Бассегода. Антонио Гауди. Москва: «Стройиздат», 1986. С. 68.

5. Каталог выставки Сантьяго Калатрава «Здания и мосты» в Москве в 1994 году.

6. Масдар (город) [Электронный ресурс «Википедия»].

7. Щербина Н«Земля Олонхо»: проекты финалистов [Электронный ресурс ARCHI-RU]. URL: https://archi.ru/russia/57497/zemlya-olonkho.

8. Логвинов В. От «зеленого» строительства к природоинтегрированной архитектуре. Принцип сохранения места. // Проект «Байкал». — 2016/50.

9. Логвинов В. От «зеленого» строительства к природоинтегрированной архитектуре. Принцип взаимосвязи сред. // Проект «Байкал». — 2016/51.

10. Лурье А. Об историческом развитии познавательных процессов. М., 1974.

11. Корбюзье Ле. Мысли о творчестве [Электронный ресурс]. URL: http://corbusier.totalarch.com/atelier_de_la_recherche_patiente/2/4.

12. Логвинов В. От «зеленого» строительства к природоинтегрированной архитектуре. Принцип регенерации. // Проект «Байкал». — 2016/49.

Бионика в архитектуре | Очевидное невероятное

Новаторские технологии в производстве строительных материалов и широкие возможности 3D проектирования позволяют современным архитекторам создавать проекты, необычные по концепции и эстетической нагрузке. Бионика в архитектуре — одно из прогрессивно развивающихся направлений постмодернизма, отличительная черта которого – применение органичных форм и естественное их объединение с окружающей средой. Зародившись еще в древних веках, тенденция заимствования архитектурных линий и объемов у природы приобрела новую огранку, проявившись с необычайной силой в стилистике современных общественных и частных зданий.

Истоки органической архитектуры

В 20-х годах 20 века в Германии и Нидерландах возникло новое архитектурное течение -экспрессионизм, которому было свойственно искажать общепринятую форму зданий с совершенно непрактичной целью – лишь для достижения зрелищности и сильного эмоционального воздействия. Объемы экспрессивной архитектуры напоминали природные образования – горы, холмы, леса и прекрасно вписывались в существующий ландшафт. Это были одни из первых попыток внедрить бионику в современную архитектуру.

Здание Чилихаус в Гамбурге (архитектор Фриц Хегер) имеет второе название — «нос корабля» и несет в себе явные признаки архитектурного экспрессионизма

Однако для сооружений в этом стиле была характерна не сочетаемость с традиционной прямоугольной формой внутренних помещений, так что поборникам данного течения оставалось довольствоваться малыми архитектурными формами и прикладными проектами – постройкой временных выставочных павильонов, театральных и кинематографических декораций. Здание, являющее собой яркий образец направления экспрессионизма в архитектуре – лютеранская Церковь Грундтвига в Копенгагене (Дания), спроектированная местным архитектором — Педером Клинтом.

Здание лютеранской церкви в Копенгагене (архитектор Педер Клинт) органично вписано в окружающую среду

Несмотря на свою непрактичность, идея сочетания бионики и архитектуры продолжила свое шествие по миру, отразившись в работах немецких структуралистов, которым удалось архитектурные формы, скопированные с природных и вызывающие мощный эмоциональный отклик, сочетать с функциональностью. Зародившись в 50-х годах в Германии, данное архитектурное направление пустило глубокие корни в северных странах, наиболее ярко проявившись в творчестве финнов — Алвара Аалто и Эро Сааринена. Наиболее выдающиеся здания в стиле структурализм, ставшие уже памятниками архитектуры – Сиднейский оперный театр авторства Йорна Утзона и храм Лотоса в Индии, построенный по проекту Фариборза Сахба.

Бахайский храм в столице Индии — Нью-Дели построен по проекту архитектора Фариборза Сабха и представляет собой сложную структуру из мраморных фрагментов — стилизованных лепестков лотоса

Закономерности развития современной архитектуры

Следуя исторической традиции, архитектурные стили всегда противоборствовали между собой – сложные «кружевные» готические здания пришли на смену лаконичным и приземистым романским постройкам, напоминающим каменные глыбы. Пышное барокко, основным мотивом которого была морская раковина, сменил строгий классицизм, который отличала прямолинейность и соразмерность форм. И, наконец, последний исторический стиль — витиеватый и органично-растительный модерн, возник в противовес выхолощенной классике, абсолютно лишенной природных корней.

Католический храм в Барселоне Саграда Фамилиа (Sagrada Familia, арх. Антонио Гауди) построен по всем канонам готической церкви, но за счет декора и органичной архитектуры относится к стилю модерн

Готика, барокко и модерн – это классические стили, которые на ранних этапах развития архитектуры уже несли в себе некие черты бионики – они оперировали линиями и формами, подаренными природой, иногда даже в ущерб функциональности здания. В то время как в романских, классицистичных и античных постройках конструкция была всегда понятна и проста, органическая архитектура маскировала каркас строения сложным декором, стилизованным под растительный.

Парк Гуэль, заложенный по проекту Антонио Гауди в пригороде Барселоны, — выдающийся памятник модерна в архитектуре с обилием органичного декора и деталей

Пройдя долгий путь, бионика в архитектуре теперь относится к эко-дружественному стилевому направлению — она не нарушает баланс естественной среды и гармонично вписывается в ландшафт. Именитым представителем данного направления считается американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт, которому был чужд функционализм, нарочито выделяющий здание из природного окружения. Райт не приветствовал доминирования сооружения над природой, наоборот, он считал, что строение должно быть логическим продолжением естественного рельефа, но не в ущерб своей практичности.

Дом над водопадом (арх. Фрэнк Ллойд Райт) — образец органической архитектуры, прекрасно вписанной в окружающий ландшафт

В начале 21 века бионика в архитектуре находится на новом витке эволюции благодаря развитию технологий строительства и возникновению цифрового объемного проектирования. Обращаясь к органическим формам природы, современная архитектура сочетает в себе черты футуризма, структурализма, био тека и характеризуется, как архитектура в стиле постмодернизм.

Концептуальные и реализованные проекты органической архитектуры 21 века

Бельгийский архитектор Винсент Коллбаут разработал своеобразный «зеленый город» — группу эко-небоскребов, представляющих собой «стопку» стеклянных модулей, схожих по форме с морской галькой. В систему органических небоскребов включены фермы по выращиванию сельскохозяйственных культур и, согласно концепции, все необходимое для жизни обитателей домов будет производиться в пределах одного гигантского здания. Такой подход переосмысливает нынешнюю структуру мегаполисов с пригородами – источником продуктов питания. Исходя из замысла архитектора, электроснабжение небоскребов будет производиться только лишь с использованием энергии солнца и ветра.

Концептуальный проект небоскреба-сада (арх. Винсент Коллбаут)

 

Эко-небоскребы от бельгийского архитектора Винсента Коллбаута

Другой проект этого плодовитого на идеи архитектора – винтообразный небоскреб, несущий в своей архитектуре черты бионики и вызывающий ассоциации с цепочкой ДНК. Небоскреб-сад будет построен в Тайбее (Тайвань) в 2016 году. Двадцатиуровневое здание состоит из центрального стержня, вокруг которого закручены две спирали обособленных объемов. На каждом этаже размещен фруктовый сад и огород, система сбора дождевой воды и переработки органических отходов, а также собственная солнечная электростанция. Низкое энергопотребление и формирование эко-дружественной системы  – основные составляющие концепции Винсента Коллбаута для строительства жилья 21 века.

Институт молекулярной биологии в Австралии (арх. бюро Lyons Architects)

Частные дома, построенные для оригиналов, часто выделяет необычная органическая архитектура – ракушки, листья, цветы – сложные природные формы вдохновляют современных архитекторов к созданию жилых зданий, отступающих от общепринятых канонов. Считается, что человеку более комфортно пребывать в округлых помещениях, а рубленые очертания домов могут вызывать агрессию. Существует исследование, согласно которому более высокий уровень преступности наблюдается в густонаселенных микрорайонах с домами-коробками, практически не отличающимися один от другого по архитектуре. Бионика в современной архитектуре – это как раз тот стиль, который удивляет и поражает, но не угнетает человеческое сознание.

Частная резиденция Пьера Кардена в Теуль-сюр-Мер (арх. Антти Ловаг)

 

Каза караколь или дом-ракушка в Мексике

Каза Наутилус или дом- подводная лодка в Мехико (арх. Senosiain Arquitectos)

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Pinterest

LiveJournal

LinkedIn

Одноклассники

Мой мир

E-mail

Будет интересно почитать:

Метки: необычные здания, памятники архитектуры, постмодернизм, современная архитектура

В рубриках: Архитектура, 04:10, 26 Мар 2014 в 04:10. Ваш отзыв

По просьбам читателей. Архитектурная бионика.


Бионические формы отличаются сложностью конструкций и нелинейными формами.Возникновение термина.
Понятие «бионика» (от греч. «биос» –– жизнь), появилось в начале ХХ в. В глобальном смысле оно обозначает область научного знания, основанную на открытии и использовании закономерностей построения естественных природных форм для решения технических, технологических и художественных задач на основе анализа структуры, морфологии и жизнедеятельности биологических организмов.Название было предложено американским исследователем Дж. Стилом на симпозиуме 1960 года в г. Дайтоне - «Живые прототипы искусственных систем –– ключ к новой технике», - в ходе которого было закреплено возникновение новой, неизведанной области знания. С этого момента перед архитекторами, дизайнерами, конструкторами и инженерами возникает ряд задач, направленных на поиск новых средств формообразования.
В СССР к началу 1980 гг., благодаря многолетним усилиям коллектива специалистов лаборатории ЦНИЭЛАБ, просуществовавшей до начала 1990 гг., архитектурная бионика окончательно сложилась как новое направление в архитектуре. В это время выходит итоговая монография большого международного коллектива авторов и сотрудников этой лаборатории под общей редакцией Ю. С. Лебедева «Архитектурная бионика» (1990 г.)
Таким образом, период с середины ХХ в. по начало ХХI в. в архитектуре ознаменовался повышением интереса к сложным криволинейным формам, возрождением, уже на новом уровне, понятия «органическая архитектура», своими корнями уходящего в конец XIX – начало XX века, к творчеству Л. Салливана и Ф. Л. Райта. Они считали, что архитектурная форма, как и в живой природе, должна быть функциональной и развиваться как бы «изнутри наружу».

Проблема гармоничного симбиоза архитектурной и природной среды.
Технократическое развитие последних десятилетий давно подчинило себе образ жизни человека. Шаг за шагом человечество вышло из своей экологической ниши обитания на планете. Фактически, мы стали жителями искусственной «природы», созданной из стекла, бетона и пластика, совместимость которой с жизнью природной экосистемы неуклонно стремится к нулю. И чем сильнее искусственная природа захватывает живую, тем более явственной становится потребность человека в естественной, природной гармонии. Наиболее вероятным способом возврата человечества «в лоно природы», восстановления равновесия между двумя мирами является развитие современной бионики.


Небоскреб-кипарис в Шанхае. Архитекторы: Maria Rosa Cervera & Javier Pioz.


Сиднейская опера. Архитектор: Jørn Utzon.


Учебный центр Rolex. Архитекторы: японское архитектурное бюро SANAA.

Архитектурная бионика – это инновационный стиль, берущий все самое лучшее от природы: рельефы, контуры, принципы формообразования и взаимодействия с окружающим миром. Во всем мире идеи бионической архитектуры успешно воплощены известными архитекторами: небоскреб-кипарис в Шанхае, Сиднейская опера в Австралии, здание правления NMB Bank – Нидерланды, учебный центр Rolex и музей плодов – в Японии.

Музей фруктов. Архитектор: Itsuko Hasegawa.

Интерьер музея фруктов.Во все времена существовала преемственность природных форм в архитектуре, созданной человеком. Но, в отличие от формалистского подхода прошлых лет, когда архитектор просто копировал природные формы, современная бионика опирается на функциональные и принципиальные особенности живых организмов – способность к саморегуляции, фотосинтез, принцип гармоничного сосуществования и т. д. Бионическая архитектура предполагает создание домов являющихся естественным продолжением природы, не вступающих с ней в конфликт. Дальнейшее развитие бионики предполагает разработку и создание экодомов – энергоэффективных и комфортных зданий с независимыми системами жизнеобеспечения. Конструкция такого здания предусматривает комплекс инженерного оборудования. При строительстве используются экологичные материалы и строительные конструкции. В идеале, дом будущего – это автономная самообеспечивающаяся система, органично вписывающаяся в природный ландшафт и существующая в гармонии с природой. Современная архитектурная бионика практически слилась с понятием «экоархитектура» и напрямую связана с экологией.

Формообразование, переходящее из живой природы в архитектуру.
Каждое живое существо на планете является совершенной работающей системой, приспособленной к окружающей среде. Жизнеспособность таких систем – результат эволюции многих миллионов лет. Раскрывая секреты устройства живых организмов, можно получить новые возможности в архитектуре сооружений.
Формообразование в живой природе характеризуется пластичностью и комбинаторностью, разнообразием как правильных геометрических форм и фигур –– окружностей, овалов, ромбов, кубов, треугольников, квадратов, различного рода многоугольников, так и бесконечным множеством чрезвычайно сложных и удивительно красивых, легких, прочных и экономичных конструкций, созданных в результате комбинирования этих элементов. Подобные структуры отражают сложность и многоэтапность эволюции развития живых организмов.
Основными позициями для изучения природы в ракурсе архитектурной бионики являются биоматериаловедение и биотектоника.
Объектом изучения в биоматериаловедении являются различные удивительные свойства природных структур и их "производных" — тканей животных организмов, стеблей и листьев растений, нитей паутины, усиков тыкв, крыльев бабочки и т.п.
С биотектоникой все сложнее. В этой области знания исследователей интересуют не столько свойства природных материалов, сколько сами принципы существования живых организмов. Главные проблемы биотектоники заключаются в создании новых конструкций на основе принципов и способов действия биоконструкций в живой природе, в осуществлении адаптации и роста гибких тектонических систем на основе адаптации и роста живых организмов.
В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Так в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше.

Технологии архитектурной бионики.
Приведем в пример несколько наиболее распространенных современных направлений разработки бионических зданий.
1.    Энергоэффективный Дом - сооружение с низким потреблением энергии или с нулевым потреблением энергии из стандартных источников (Energy Efficient Building).
2.    Пассивный Дом (Passive Building) – сооружение с пассивной терморегуляцией (охлаждение и отопление за счет использования энергии окружающей среды). В таких домах предусмотрено применение энергосберегающих строительных материалов и конструкций и практически отсутствует традиционная отопительная система.
3.    Биоклиматическая архитектура (Bioclimatic Architecture). Одно из направлений в стиле hi-tech. Главный принцип биоклиматической архитектуры - гармония с природой: "… чтобы птица, залетев в офис, не заметила, что она внутри него". В основном, известны многочисленные биоклиматические небоскребы, в которых наравне с заградительными системами, активно применяется многослойное остекление (double skin technology) обеспечивающее шумоизоляцию и поддержку микроклимата вкупе с вентилляцией.
4.    Умный Дом (Intellectual Building) - здание, в котором при помощи компьютерных технологий и автоматизации оптимизированы потоки света и тепла в помещениях и ограждающих конструкциях.
5.    Здоровый Дом (Healthy Building) - здание, в котором, наряду с применением энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии, приоритетными являются природные строительные материалы (смеси из земли и глины, дерево, камень, песок, и т. д.) Технологии «здорового» дома включают системы очистки воздуха от вредных испарений, газов, радиоактивных веществ и т. д.

История использования архитектурных форм в архитектурной практике.
Архитектурная бионика возникла не случайно. Она явилась результатом  предшествующего опыта использования в том или ином виде (чаще всего – ассоциативном и подражательном) определенных свойств или характеристик форм живой природы в архитектуре – к примеру, в  гипостильных залах египетских храмов в Луксоре и Карнаке, капителях и колоннах античных ордеров, интерьерах готических соборов и т. д.


Колонны гипостильного зала храма в Эдфу.К бионической архитектуре зачастую относят здания и архитектурные комплексы, которые органично вписываются в природный ландшафт, являясь как бы его продолжением. К примеру, такими можно назвать сооружения современного швейцарского архитектора Петера Цумтора. Наравне с натуральными строительными материалами, он работает с уже существующими природными элементами – горами, холмами, газонами, деревьями, практически не видоизменяя их. Его сооружения словно растут из земли, а, порой, настолько сливаются с окружающей природой, что их не сразу можно обнаружить. Так, например, термы в Швейцарии со стороны кажутся просто зеленой площадкой.

Термы в Вальсе. Архитектор: Peter Zumthor.С точки зрения одной из концепций бионики – образа эко-дома, – к бионической архитектуре можно отнести даже привычные нам деревенские дома. Они созданы из натуральных материалов, а структуры деревенских поселков всегда были гармонично вписаны в окружающий ландшафт (верхняя точка поселка – церковь, низина – жилые дома и т. д.)

Купол Флорентийского собора. Архитектор: Filippo Brunelleschi.Возникновение данной области в истории архитектуры всегда связано с какой-либо технической новацией: так, зодчий итальянского Возрождения Ф. Брунеллески в качестве прототипа для конструирования купола Флорентийского собора взял скорлупу яйца, а Леонардо да Винчи копировал формы живой природы при изображении и конструировании строительных, военных и даже летательных аппаратов. Принято считать, что первым, кто начал изучать механику полета живых моделей «с бионических позиций», был именно Леонардо да Винчи, который пытался разработать летательный аппарат с машущим крылом (орнитоптер).


Галерея в парке Гюэль. Архитектор: Antonio Gaudi.


Портал Страстей Христовых Собора Святого Семейства (Sagrada Familia).

Успехи строительной техники в ХIХ–ХХ вв. породили новые технические возможности для интерпретации архитектуры живой природы. Это нашло свое отражение в произведениях многих архитекторов, среди которых, безусловно, выделяется Антонио Гауди –– зачинатель широкого использования биоформ в архитектуре ХХ в. Спроектированные и построенные А. Гауди жилые здания, монастырь Гюэль, знаменитый «Sagrada Familia» (Собор Святого Семейства, выс. 170 м.) в Барселоне и ныне остаются и непревзойденными архитектурными шедеврами и, одновременно, наиболее талантливым и характерным примером ассимиляции архитектурных природных форм –– их применения и развития.
Чердачное перекрытие Casa Mila. Архитектор: Antonio Gaudi.


Арочный свод галереи в Casa Batlló. Архитектор: Antonio Gaudi.

А. Гауди считал, что в архитектуре, как и в природе, нет места копированию. В результате его сооружения поражают своей сложностью – вы не найдете в его постройках двух одинаковых деталей. Его колонны изображают стволы пальм с корой и листьями, лестничные поручни имитируют завивающиеся стебли растений, сводчатые перекрытия воспроизводят кроны деревьев. В своих творениях Гауди использовал параболические арки, гипер-спирали, наклонные колонны и т.д., создавая архитектуру, геометрия которой превосходила архитектурные фантазии и зодчих, и инженеров. Одним из первых А. Гауди использовал также и био-морфологические конструктивные свойства пространственно-изогнутой формы, которая была воплощена им в виде гиперболического параболоида небольшого лестничного пролета из кирпича. При этом  Гауди не просто копировал объекты природы, но творчески интерпретировал природные формы, видоизменяя пропорции и масштабные ритмические характеристики.
Не смотря на то, что смысловой ряд протобионических построек выглядит достаточно внушительно и оправданно, некоторые специалисты считают архитектурной бионикой только те здания, которые не просто повторяют природные формы или созданы из естественных природных материалов, а содержат в своих конструкциях структуры и принципы живой природы.

Сооружение Эйфелевой башни. Инженер: Gustave Eiffel.


Проект моста. Архитектор: Paolo Soleri.

Эти ученые скорее назвали бы протобионикой такие постройки как 300-метровая Эйфелева башня инженера-мостовика А. Г. Эйфеля, которая в точности повторяет строение большой берцовой кости человека, проект моста архитектора П. Солери, напоминающий свернутый лист злака и разработанный по принципу перераспределения нагрузок в стеблях растений и т. д.

Велотрек в Крылатском. Архитекторы: Н. И. Воронина и А. Г. Оспенников.В России законы живой природы также были заимствованы для создания некоторых архитектурных объектов “доперестроечного” периода. Примерами можно назвать Останкинскую радиотелевизионную башню в Москве, Олимпийские объекты — велотрек в Крылатском, мембранные покрытия крытого стадиона на проспекте Мира и универсального спортивно-зрелищного зала в Ленинграде, ресторан в Приморском парке Баку и его привязка в г. Фрунзе — ресторан «Бермет» и др.
Среди имен современных зодчих, работающих в направлении архитектурной бионики, выделяются Норман Фостер (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Сантьяго Калатрава (http://www.calatrava.com/#/Selected%20works/Architecture?mode=english), Николас Гримшоу (http://grimshaw-architects.com/sectors/), Кен Янг (http://www.trhamzahyeang.com/project/main.html), Винсент Калебо (http://vincent.callebaut.org/projets-groupe-tout.html) и т. д.

Если какой-либо аспект бионики заинтересовал Вас, пишите нам, и мы расскажем о нем более подробно!
Архитектурное бюро «Inttera».

Бионические формы в архитектуре и дизайне — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Бионические формы в архитектуре и дизайне

4 класс Бионические формы в архитектуре и дизайне

Изображение слайда

2

Слайд 2: Архитектура

Природа – гениальный художник, архитектор и дизайнер. Любое её творение отличается надёжностью, красотой и прочностью. Павильон «Большая утка» (США)

Изображение слайда

3

Слайд 3: Бионические формы в архитектуре

Заимствование у природы ценных идей и реализация их в виде архитектурных, конструкторских и дизайнерских решений называются бионикой (от греч. - «элемент жизни»). Бионика – архитектурный стиль, берущий всё самое лучшее от природы: рельефы, контуры, форму. Павильон «Ананас» (Шотландия)

Изображение слайда

4

Слайд 4: Бионические формы в архитектуре

Развитие науки, появление новых технологий и материалов позволяют возводить здания, похожие на птиц, рыб, гусениц и бабочек. Архитектор может воплотить в объемах зданий увиденные в жизни элементы пластики животного. Центр восточных искусств (Китай)

Изображение слайда

5

Слайд 5: Бионические формы в архитектуре

Направление бионического стиля появилось в 70-е годы XX века. Ботанический сад (Англия)

Изображение слайда

6

Последний слайд презентации: Бионические формы в архитектуре и дизайне: Создай свой объект бионической архитектуры, нарисуй, сфотографируй и пришли

Изображение слайда

бионическая архитектура

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

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

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

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

Приведу небольшую классификацию био-тека, различают:

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

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

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

Архитектурная бионика

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

 

Рис 1

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

Рис 2

Национальный космический центр Великобритании (арх.Николас Гримшоу).

Рис 3.

Художественный музей Милуоки (арх. Сантьяго Калатрава)

Рис 4.

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

Рис 5.

 

Город-башня в Шанхае (Фото 2013)

Рис 6.


Узнать еще:

(PDF) Бионические формы в поисках структурных моделей в архитектуре

Майн, Германия. Проект был реализован в 2010 году компаниями Just Burgeff architekten и a3lab как

как часть реновации небоскреба с офисной и гостиничной функцией, известной как

the Marriott Hotel. Конструкция кровли была основана на биоморфных формах, описывающих алгоритм роста и формирования живых организмов

, нанесенных на карту с использованием математической модели

, называемой диаграммой Вороного.Балочная конструкция кровли опиралась на опоры беседки

. Проведены структурные расчеты и сгенерированные подразделения поверхности кровли в виде

диаграмм Вороного, в которых конструкция подверглась оптимизации

за счет минимального веса. В результате конструкция была изготовлена ​​из стальных труб

того же диаметра и стенки в три раза толще, что в свою очередь получило эстетическую однородность всех строительных элементов

, а в некоторых местах ограничило расход материала, в

в соответствии с возникающие стрессы.

Подобные эффекты могут быть получены при использовании более сложных алгоритмов, позволяющих структурную оптимизацию

структур на основе вычитания или добавления материала в зависимости от принятых критериев

. Такие решения можно получить с помощью метода оптимизации Evolutionary Structural

(методы ESO, AESO, BESO, EESO). [5] Этот метод используется для ограничения

напряжений и материалов при максимальном увеличении жесткости и усилия материалов.Этот метод

был представлен в публикации «Простая эволюционная процедура для структурной оптимизации

» Майком Се и Гейром П. Стивеном в 90-х годах двадцатого века. Инструменты

для проведения анализа эволюционной структурной оптимизации могут использоваться в архитектуре,

, как показано на примере Qatar Education City Convention Center в Дохе, столице

Катара. Проект архитектора Арата Исодзаки предполагал создание здания с

структурой и формой, напоминающими характерные для этой местности деревья (дерево сидра).Форма

характеристической опоры была получена с использованием метода оптимизации EESO. Анализы

были выполнены инженером Муцуро Сасаки с целью уменьшения количества материала и

для оптимизации формы здания.

Рис. 3 Слева: крыша Westend Gate во Франкфурте-на-Майне, проект Just Burgeff architekten и a3lab

Источник: https://www.archdaily.com/175519/westendgate-just-burgeff-architekten-a3lab; Справа:

Строительство конференц-центра Qatar Education City в Дохе, спроектированное Аратой Исодзаки.

Источник: https://www.theplan.it/eng/webzine/report/qatar-national-convention-centre

3 Модельное исследование выбранных структурных форм

Основной причиной для анализа послужило исследование, дающее возможность поиска для оптимизации из-за

минимального расхода материала по линиям структур, разработанных Ричардом

Бакминстером Фуллером, которые были перенесены в одну из текущих архитектурных тенденций

, которые позволяют формировать бионическую архитектуру.Чтобы выбрать подходящие модели

для исследования, внимание было уделено структурам, видимым в живых организмах, которые «адаптируются» к

окружающим условиям. В результате их форма оптимизируется в период роста из-за

эксплуатационных нагрузок, включая гидростатические (организмы, живущие на морском дне), волны

(организмы, живущие в приливной зоне) или гравитационные нагрузки. [6]

Рис.4. Конструкции, сформированные под действием гидростатических нагрузок, волн или гравитационных нагрузок.

Источник: ocean.si.edu/ocean-life-ecosystems/deep-ocean; www.telegraph.co.uk/news/earth/envir

onment /servation / 10547035 / We-must-protect-our-national-parks.html; cideruk.com/wp-content/

uploads / 2016/08 / Fallapplesbill-bradshaw.jpg

Тип форм, встречающихся в природе, был принят во внимание при отборе

примеров. В природе существуют структуры, характеризующиеся одной осью симметрии (боковая симметрия

), многоосные структуры, а также асимметричные структуры.Исследование было

ограничено симметричными структурами.

Рис. 5. Примеры боковой и многоосной кажущейся симметрии, наблюдаемой в мире природы. Источник:

А. Новак.

В результате из наблюдаемых структур в мире природы были выбраны симметричные конструкции, сформированные под действием различных нагрузок,

, которые должны были быть эффективными в использовании материалов.

3.1 Предмет и объем исследований

Анализ проводился на численных моделях для выбранных вращающихся тел.Предполагаемая статическая схема опорной конструкции

представляет собой пространственную стержневую конструкцию с радиусом основания

15 метров. Выбор моделей, соответствующих формам, встречающимся в природе, привел к

в результате поиска организмов, чей скелет сформировался в результате гравитационных или

гидростатических нагрузок. Органические формы были нанесены на карту с использованием математических моделей. Для исследования и анализа были выбраны

:

 B1 - структура паутины (цепная кривая, описываемая формулой

f (x) = 2cosh (x / 2)),

 B2 - скорлупа яйца (удлиненный эллипсоид),

 B3 - остов позвоночника Euplectella Aspergillum (сплайновая кривая),

 B4 - строение обычных морских ежей Echinus (уплощенный эллипсоид).

5

MATEC Web of Conferences 174, 03020 (2018) https://doi.org/10.1051/matecconf/201817403020

ECCE 2018

Исследование метода оптимизации архитектурной формы на основе проектирования с учетом экологических характеристик

In в контексте современной окружающей среды и общества, для развития устойчивой энергетики и защиты экологической экосистемы срочно необходимо разработать новую стратегию архитектурного проектирования.

Только пассивный поиск дизайнерского вдохновения у природы и бионический дизайн существующего стиля больше не могут удовлетворить потребности устойчивого развития зданий.Под влиянием различных сложных факторов окружающей среды необходимо применять конструктивную мысль, ориентированную на производительность, чтобы найти оптимальное значение проекта оптимизации архитектурной формы, отвечающего условиям окружающей среды. Дизайн, ориентированный на производительность, полностью раскрывает преимущества цифровых технологий, делая выбор результатов более активным и избегая ограничения разработки локальной оптимизации. Короче говоря, метод проектирования, основанный на характеристиках, может действительно сочетать дизайн с природой, чтобы стимулировать развитие энергоэффективных зданий и экологичных зданий [12].

Кроме того, архитектурный дизайн прибрежной зоны является предметом исследования, который будет дорабатываться и использоваться. В прибрежной зоне существует множество неконтролируемых факторов окружающей среды, которые влияют на архитектурную форму, процесс строительства, процесс использования и процесс обслуживания здания. В процессе проектирования он защищает факторы окружающей среды как движущие, а не противоборствующие факторы, чтобы повысить энергоэффективность окружающей среды здания.Практика проектирования исследует стратегию оптимизации архитектурной формы в прибрежной зоне под влиянием дизайнерской мысли, ориентированной на производительность. Результаты моделирования и оптимизации показывают, что архитектурная форма не только удовлетворяется другими проектными условиями, но и в наименьшей степени зависит от конкретных факторов расхода воды в этой области. Окончательно оптимизированная архитектурная форма объединяет городское пространство, особенности набережной и окружающий ландшафт, образуя здание с элементами современного дизайна (рис.11). Что еще более важно, это обеспечивает стратегическое руководство для дальнейшего развития программ, которые можно моделировать, моделировать, оценивать, оптимизировать и генерировать одновременно.

В настоящее время мы постепенно осуществляем переход от автоматизированного проектирования к компьютерному проектированию. Последний будет больше сосредоточен на глобальном оптимальном исследовании проблем архитектурного проектирования на уровне генерации самоорганизации и адаптивной оптимизации. Это будет новое исследование архитектурного дизайнерского мышления, методов и технических инструментов в контексте технологии искусственного интеллекта.Это обязательно должно интегрировать более энергичную жизнеспособность в концепцию устойчивого дизайна с экологическими характеристиками.

رکت رین اندیشه ماندگار | روه طراحی و معماری داخلی فرانما Бионическая архитектура - رکت فرین اندیشه ماندگار

Бионическая архитектура, самая современная архитектура в мире

Бионическая архитектура считается одной из ведущих наук в современном мире. Достижение бионического и органического мышления - одно из главных достижений двадцатого века.Бионика - это знание, которое исследует природу и вдохновляет ее различными формами поведения и общения в ней. Учитывая, что сегодняшняя природа является результатом многовековой эволюции, мы можем моделировать этот эволюционный процесс. Инженеры могут моделировать природу и интегрировать ее с архитектурой и инженерными технологиями для удовлетворения основных потребностей человека сегодня и в будущем. Результат этой интеграции определяет бионику, которая представляет собой сочетание двух терминов биология и технология. Фактически, бионика - это знание, которое решает технические проблемы биологическими способами.Архитекторы в этой области проектируют и создают непревзойденные работы, используя высокий творческий потенциал, острый взгляд, знание системы и структуры природы, а также ее правильное использование.


Чтобы использовать и имитировать естественные формы, бионические дизайнеры используют два подхода.
В первом подходе дизайнер стремится имитировать внешний вид природных форм, и в этом случае здания являются отражением красоты природы и окружающей среды.
Во втором подходе, с новым взглядом на структуру, размышляя о внутренних и внешних отношениях и структурах в природе, пропорциях компонентов и тел, а также двигательных паттернах, дизайнер создает новые дизайны и прикладные работы.Лучше сказать, что коммуникация, управляющая творением, и его геометрия смоделированы и реализованы.

Знание бионической архитектуры меняет отношение к архитектуре. По словам пионеров в этой области, сила и направленность этой архитектуры заключается в правильном использовании вещей в природе, что приведет к большей устойчивости зданий и разнообразию и миру в жизненной среде. Оживление здания - одна из основных тенденций бионической архитектуры, а лучшая особенность здания - способность вдохновлять на его жизнеспособность.


Что делает бионических архитекторов лидерами современных архитекторов, так это «дух жизни» , пронизывающий их планы и проекты.

В традиционной иранской архитектуре уважение к природе и правильное использование природы являются причинами долговечности зданий, о которых со временем забыли. К счастью, в последние годы в этой области начались исследования и академическая деятельность, и теперь, с приобретением и использованием этих знаний, иранская архитектура снова примирится с природой и придаст нашей архитектуре силу, эффективность, красоту и жизненную силу.Мы должны сделать большой шаг вперед в строительстве и развитии нашего любимого Ирана, и этого можно будет достичь только путем понимания и применения новейших архитектурных достижений.

В связи с этим компания Farin Andisheh Mandegar Company гордится тем, что работает и предоставляет услуги в области структурного проектирования и архитектурного проектирования, основанного на бионической форме, тем, кто заинтересован в использовании этой новой архитектуры в Иране, на основе сегодняшних знаний, общения и сотрудничества. с уважаемыми профессорами и зарубежными университетами, занимающимися бионической архитектурой.

Восемь самых вдохновляющих примеров устойчивой бионической архитектуры

Природа служит источником творчества. От греко-римской архитектуры до архитекторов Великих Моголов все черпают вдохновение в природе в одной форме в другой. Однако с возрастом машин все стало механизированным, как и чудеса современной архитектуры. Это впоследствии уменьшило нашу зависимость от природы по отношению к природе. Тем не менее, в 21 веке эта тенденция переживает возрождение, но на этот раз по несколько другим причинам.Теперь, когда мы осознаем ущерб, нанесенный окружающей среде, мы начинаем чувствовать, что нам нужно какое-то восстановление, и что может быть более благоприятным для природы, чем сама природа? Итак, взгляните на восемь вдохновляющих устойчивых бионических архитектур проектов, которые делают здания такими же красивыми и впечатляющими, как сама природа.

8 - Примеры устойчивой бионической архитектуры

1. Корпус Антисмога:

Здание Anti-Smog - детище архитектора Винсента Каллебо.В конструкции много внутреннего пространства. Его можно использовать как место для встреч, частной встречи или публичной галереи. Он построен над каналами и заброшенными железнодорожными путями в 19-м округе Парижа. Однако весь прототип сделан с использованием зеленых технологий. Кроме того, он предлагает вид на крыши Парижа и естественную лагуну. Кроме того, здание не только экологично, оно фактически втягивает смог из окружающей среды, тем самым очищая окружающую среду.

2.Восхождение на мост Роблинга:

Расположенное в Ковингтоне, Кентукки, это потрясающее здание представляет собой 20-этажную жилую башню. В нем есть бассейн, 70 жилых домов, большое пространство для общественных мероприятий, сад и ресторан на уровне площади. Его построил архитектор Даниэль Либескинд. Кроме того, здание спроектировано таким образом, что из каждого помещения открывается беспрепятственный вид на горизонт Цинциннати.

3.Ковчег Мира:

Ковчег Мира, возможно, будет самой причудливой архитектурной формой из всех, что когда-либо были построены в тропических лесах Коста-Рики. Он имеет форму, напоминающую блог, вдохновленную амебой и другими подобными существами. Здание должно служить экологическим центром экологического просвещения и другой соответствующей деятельности. Кроме того, крыша сделана из твердой ткани, с которой можно любоваться красивым тропическим лесом.

4. Bionic Tower в Шанхае:

План строительства Шанхайской Bionic Tower в Шанхае был начат в 1997 году, но еще не реализован из-за технологических проблем, которые он представлял.Кроме того, эта Bionic Tower - это не просто башня, она задумана как виртуальный город, в котором все потребности людей будут удовлетворены самой башней.

5. Мэрия Лондона:

Мэрия Лондона расположена на южном берегу реки Темзы. Это один из важнейших проектов города. Кроме того, он был разработан с использованием некоторых из самых передовых методов компьютерного моделирования и построен из экологически чистых материалов, что делает его практически экологически чистым.

6. Национальный космический центр:

Национальный космический центр Великобритании - один из самых известных центров притяжения туристов. Это также одно из первых когда-либо построенных бионических архитектурных зданий. Центр, спроектированный архитектором Николасом Гримшоу, почти полностью сделан из легкой стали. Вся конструкция похожа на ракетный корабль, а также имеет обшивку из этилентетрафторэтилена космической эры.

7. Turning Torso:

HSB Turning Torso, архитектурное чудо необычного вида, расположенное в Мальмё, заслужило титул самого высокого небоскреба в Швеции.Это также самое высокое жилое здание в Европейском Союзе и второе по величине жилое здание в Европе. Turning Torso был разработан испанским архитектором Сантьяго Калатрава.

Помимо этих семи потрясающих примеров бионической архитектуры, есть еще несколько примечательных бионических построек. Четырехэтажное здание Selfridges, созданное архитектором Яном Каплицким, обернуто гибким материалом, украшенным 15 000 алюминиевых дисков, выкрашенных в синий цвет. Это одна из самых ярких вещей.

Международный аэропорт Денвера - еще один пример дешевого и экологичного дизайна. Крыша аэропорта сделана из эластичного тканевого материала, имитирующего естественную красоту Скалистых гор.

Городской кактус лишит вас дара речи. Это уникальное и красивое 19-этажное здание, способное вместить до 98 жителей. Из-за неровного, но красивого рисунка в комнатах не будет недостатка в свете.

Городские постройки Портленда также могут стать одними из самых зеленых зданий за всю историю.Их спроектировал малазийский архитектор Кен Йанг. Это всего лишь несколько примеров типов зданий, которые архитекторы планируют спроектировать в будущем с помощью бионической архитектуры.

8. Био-арка:

История свидетельствует о том, что были ли это великие воины или Императоры, все они хотели стать бессмертными и оставить свой след в какой-то материальной форме, который останется в памяти на века после того, как они покинут землю.

Большинству из нас нравятся ценные подарки, которые повышают ценность нашей жизни.Это эпоха добавления стоимости; особенно, если цель подарков является социальной, и они в совокупности затронут многих людей. Таким образом, помня эту идеологию, правительство хочет сделать Тайчжуну особый подарок, который не только будет современным, но и вызовет восхищение людей в будущем.

Правительство признало новизну и свежесть архитектурных достижений Винсента Каллебо и поручило им использовать свой опыт в области пространственной изобретательности, чтобы предсказать судьбу грядущих времен.

Креативность не может быть узаконена критериями приемлемости. Каждое новое творение имеет свое определение и размеры. Единственный связующий фактор - это природа и человек. Если их потребности согласованно удовлетворяются, цель создания и внедрения инноваций вполне оправдана. Таким образом, правительство продвигает свободу мысли и позволило Vincent Callebaut Architecture свободно спроектировать уникальный небоскреб, который будет олицетворять жизнь жителей Тайчжуна.

Ясное послание, которое этот небоскреб, получившее название Bionic-Arch, будет воплощением, заключается в том, что люди и мать-природа всегда могут жить в гармонии.Все, что для этого требуется, - это немного когнитивной логики, и правильное вдохновение для этого исходит из окружающего мира.

Заключительные слова

Большинство зданий, которые вы видите сегодня, имеют традиционный прямоугольный вид, который существует уже довольно давно. Но время от времени попадаются потрясающие здания, противоречащие нормам. Они дают нам представление о том, как будет выглядеть архитектура будущего. Архитекторы повсеместно стараются отойти от традиционных методов проектирования зданий.Однако теперь с устойчивой бионической архитектурой они могут проектировать здания, вдохновляясь природой.

Идея следовать устойчивой бионической архитектуре, в которой здания не только самодостаточны, но и экологичны, начала созревать в 21 веке. Большинство рисунков имеют изогнутые формы, напоминающие структуры в биологии и фрактальной математике. Результаты уникальные и ошеломляющие.

Архитектурная бионика | First Stay Realty Inc.

Архитектурная бионика - это движение за проектирование и строительство выразительных зданий, расположение и линии которых заимствованы из естественных (то есть биологических) форм. Сам термин «бионика» происходит от греческого слова bion - элемент жизни, буквально - живущий. Бионика - это наука, граничащая между биологией и технологиями. Решает инженерные задачи на основе анализа строения и жизнедеятельности организмов. Первым из тех, кто обратился к природе в своих работах, был Леонардо да Винчи (созданный им самолет был основан на структуре птичьего крыла).Первые попытки использовать природные формы в строительстве были предприняты великим испанским архитектором XIX века Антонио Гауди. Созданный им парк Гуэля называют «застывшей в камне природой».

Источник: https://studbooks.net/2329823/nedvizhimost/arhitekturnaya_bionika

Источник: https://studbooks.net/2329823/nedvizhimost/arhitekturnaya_bionika

Именно эти работы великого мастера положили начало развитию архитектуры бионического стиля.Потому что до этого Европа и весь мир ничего подобного не видели.
Архитекторы всего мира взяли на вооружение бионику. Некоторые приверженцы бионики считают, что природа создала самые эстетичные, совершенные, долговечные и оптимизированные конструкции.
По случаю 100-летия Французской революции в Париже была организована всемирная выставка. На территории этой выставки планировалось возвести башню, которая символизировала бы величие Французской революции и новейшие достижения техники.В конкурсе проектов участвовало 700 работ. Победила работа француза Эйфеля. Эта башня поразила всех своим изяществом и стала символом Франции. Современные инженеры сделали неожиданное открытие: конструкция башни в точности повторяет строение голени человека.

Источник: https://tass.ru/spravochnaya-informaciya/1080722

В настоящее время бионика развивается во многих областях. Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования структурной организации живых тканей, анализирует конструктивные системы живых организмов, исследует принципы экономии материалов, энергии и жизнеобеспечения.Ярким примером архитектурной и строительной бионики является полная аналогия структуры стеблей злаков и некоторых современных строительных конструкций, таких как Павильон Квадраччи Сантьяго Калатравы. Раскрывая секреты строения живых организмов, вы можете получить новые возможности и методы в архитектуре сооружений.

Источник: https://architime.ru/specarch/santiago_calatrava/2.jpg

В последние годы бионика подтвердила, что большинство изобретений человека уже «запатентовано» природой.Например, инновации двадцатого века, такие как застежки-молнии и липучки, были разработаны на основе изучения структуры птичьих перьев. В этом случае нитки ручки различных заказов оснащены крючками, обеспечивающими надежный захват.
В архитектурной и строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработки эффективных и безотходных технологий строительства перспективным направлением является разработка слоистых конструкций.Идея позаимствована у глубоководных моллюсков. Их прочная оболочка состоит из чередующихся твердых и мягких пластин. Когда треснет жесткая пластина, деформация поглощается мягким слоем, и трещина не идет дальше.
Архитектурная бионика - это инновационный стиль, сочетающий в себе все лучшее от природы: рельефы, контуры, принципы формирования и взаимодействия с окружающим миром. Во всем мире идеи бионической архитектуры были успешно реализованы известными архитекторами в их прекрасных творениях, таких как небоскреб Кипарис в Шанхае, Сиднейский оперный театр в Австралии, здание Совета директоров банка NMB в Нидерландах, Учебный центр Rolex и Музей фруктов в Японии.

Источник: https://inttera.livejournal.com/5534.html

Источник: https://inttera.livejournal.com/5534.html

Технологии архитектурной бионики.
Вот несколько примеров наиболее распространенных современных путей развития бионических зданий.
1. Energy Efficient House - это конструкция с низким энергопотреблением или с нулевым потреблением энергии из стандартных источников (Energy Efficient Building).
2. Пассивное здание (Passive Building) - сооружение с пассивной терморегуляцией (охлаждение и обогрев за счет использования энергии окружающей среды). В таких домах предусмотрено использование энергосберегающих строительных материалов и конструкций, а традиционная система отопления практически отсутствует.
3. Биоклиматическая архитектура - одно из направлений в стиле хай-тек. Главный принцип биоклиматической архитектуры - гармония с природой: «… чтобы птица, залетая в офис, не замечала, что находится внутри него.«Во многих биоклиматических небоскребах наряду с заградительными системами активно используется двойное остекление (технология двойного стекла) для обеспечения шумоизоляции и поддержки микроклимата в сочетании с вентиляцией.
4. Умный дом (интеллектуальное здание) - это здание, в котором поток света и тепла в помещениях и ограждающих конструкциях здания оптимизируется с помощью компьютерных технологий и автоматизации.
5. Здоровое строительство - это здание, в котором наряду с применением энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии используются натуральные строительные материалы (смеси земли и глины, дерева, камня, песка и др.)) являются основным приоритетом. В «здоровый» дом входят системы очистки воздуха от вредных паров, газов, радиоактивных веществ и т. Д.

Источник: https://signaturesustainability.com/passivehaus-passive-house/

Помимо поиска новых идей и форм, бионика изучает системы жизнеобеспечения, развития и другие механизмы существования природных объектов, их реакции на внешние воздействия. Возможно, этот новый взгляд на природу укажет нам путь к архитектуре будущего.

Автор: МАСТ Руденко Анастасия

"Future Bionic" Райана Дж. Хубера

Аннотация

Future Bionic - это исследование того, как можно переосмыслить и применить биологические процессы, чтобы революционизировать представление о производительности в зданиях. Термин бионический относится к объединению естественной системы и механической системы или технологии [бионика]. Биомимикрия относится к копированию или имитации процессов естественной системы [биомимикрии].Future Bionic - это гибрид обеих концепций, в котором я рассматриваю, как принципы бионики и биомимикрии могут быть использованы для проектирования искусственной среды, которая начинает стирать грани между естественным и искусственным миром. И бионика, и биомимикрия могут использоваться для создания зданий, которые черпают идеи от природы, включают природу и работают с окружающей средой. Используя принципы обоих, Future Bionic становится больше, чем каждая концепция в отдельности. Идея заключается в том, что искусственная среда может работать как неотъемлемая часть природного цикла.

Этот проект очень важен из-за множества обостряющихся в мире проблем. Некоторые из этих проблем включают нехватку воды, изменение климата, нехватку ископаемого топлива, загрязнение окружающей среды и заторы на дорогах. У архитекторов нет ответов на все эти вопросы; однако у нас есть возможность напрямую влиять на некоторые из них с помощью наших проектов. Задачи, стоящие перед нами, выходят за рамки возможностей архитектора, но мы - маленький кусочек гораздо большей головоломки. Мы не можем изменить человеческое поведение, но мы можем спроектировать искусственную среду, которая на него влияет.Предоставляя искусственную среду, которая позволяет людям жить и функционировать более эффективно, мы можем начать сеять семена изменений, которые затем могут вырасти в новую и устойчивую среду, созданную руками человека.

Цель этого проекта - найти способы, с помощью которых люди могут жить в большей гармонии с природой. Целью является бесшовная интеграция между природной средой и антропогенной средой в большом масштабе. Для этого я просматриваю текущие примеры биомимикрии, чтобы увидеть, как архитекторы и инженеры в настоящее время используют прецеденты для дизайна с натуры.Изучая текущие примеры биомимикрии, я могу заглянуть в будущее и изучить, какие формы или биомимикрия могут быть использованы в ближайшие годы и как можно развивать эту область. Эти примеры - это то, что я хочу включить в свой дизайн, чтобы попытаться расширить область бионических исследований. В настоящее время система LEED стала стандартом, когда речь идет об экологичном дизайне. Однако система только начала касаться устойчивости и ее требований. LEED основан на балльной системе и требует, чтобы архитекторы просто выполняли некоторые из ее требований, чтобы получить определенное количество баллов.Система помогает проектировать здания, которые лучше, чем большинство современных зданий, но все еще недостаточно от нас. Большинство этих построек по-прежнему наносят вред окружающей среде, просто они наносят ей меньше вреда, чем обычное здание. Цель Future Bionic - создать искусственную среду, которая на самом деле улучшает окружающую среду. Здания должны начать функционировать как живые существа, удаляя CO2 из воздуха и возвращая в него O2. Как здание может улучшить землю? Это вопрос, который я задаю Future Bionic.

Бионическая архитектура: назад к истокам и шаг вперед

1 Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП К СТАТЬЕ Бионическая архитектура: назад к истокам и шаг вперед Для цитирования: О. И. Воробьева, IOP Conf.Сер .: Матер. Sci. Eng Просмотрите статью в Интернете, чтобы узнать об обновлениях и улучшениях. Этот контент был загружен с IP-адреса 23.10.2019 в 21:45

2 Бионическая архитектура: назад к истокам и шаг вперед О. И. Воробьева Кафедра дизайна и визуальных искусств, Южно-Уральский государственный университет, проспект Ленина, 76 , Челябинск, Россия Аннотация. В статье рассматриваются исследования в области архитектурной бионики и ее исторические предпосылки. В статье рассматривается развитие бионической архитектуры от ее зарождения до наших дней.Установлено, как взаимодействуют и соотносятся различные функциональные элементы живых форм, природы в целом и формирования архитектурных форм. Выявлены основные факторы, влияющие на формообразующие элементы архитектурной композиции. Указаны основные термины, связанные с формированием бионической формы. Рассмотрены современные тенденции в бионической архитектуре. Приведены примеры выдающихся архитектурных образцов и их создателей. Были определены и дифференцированы концепции архитектурной бионики и бионической архитектуры.В статье рассматривается развитие бионического архитектурного стиля и определяются исторические предпосылки его развития. Вопросы фрактальной геометрии рассматриваются также в рецензии на трактат французского ученого Б. Мандельброта «Фрактальная геометрия природы». Сделаны выводы о целесообразности использования фрактальных алгоритмов в архитектурном морфогенезе. В статье рассматриваются принципы бионического архитектурного проектирования, которые способствуют развитию у архитекторов творческого и аналитического мышления и позволяют применять инновационные методы формообразования в градостроительстве.Был сделан вывод, что одним из важнейших условий оптимального функционирования искусственной среды является ее органическое единство с природной средой, а также мимесис (сознательная имитация), что является объективной предпосылкой бионического направления в архитектуре. 1. Введение Когда-то люди сами были частью природы, подчинялись ее законам и адаптировались к ее суровым условиям. Постепенно превращаясь в homo sapiens, они учились у природы, подражали ей, слушали и следовали ее знакам, чтобы не только выжить, но и улучшить свою жизнь, используя методы и принципы природы.Это и понятно, ведь конструктивные формы природы хорошо адаптированы к окружающей среде, проверены веками и тысячелетиями. За последние десятилетия мир стал свидетелем появления необычных архитектурных форм, напоминающих формы дикой природы, например, морские ракушки, лепестки цветов, панцири черепах, структуру стебля растений и многие другие бионические формы. В настоящее время именно архитектурная бионика систематически и целенаправленно изучает законы и принципы образования форм в живой природе, которые воспроизводятся в архитектуре.Бионическая архитектура и архитектурная бионика не идентичны, потому что архитектурная бионика - это только часть бионической архитектуры; его суть - имитировать природные формы в архитектурном порождении форм. Бионическая архитектура - это архитектурный стиль, основанный на организационных, структурных и функциональных принципах природных объектов [1]. 2. Творческая роль бионической архитектуры. Контент из этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно содержать указание на автора (авторов) и название работы, цитирование журнала и DOI.Опубликовано по лицензии ООО 1

3 Слово бионика, которое сегодня определяет прикладную науку, направленную на применение свойств, принципов, функций и структур природы в технологии, происходит от греческого слова βίον (vion) ​​living. Бионическая архитектура - это бионическое мастерство архитектурных форм, основанное на принципах природы, то есть рост, изменение и перемещение зданий, адаптация к наземной, подземной, подводной и воздушной среде.Архитектурная бионика - это творческая наука, поскольку она синтезирует научные исследования и практику, использует организационные средства и принципы природы при создании искусственной среды обитания. Созидательный человек давно начал решать не только эстетические, но и функциональные, и технические вопросы в архитектуре. И тому есть свидетельства в мировой истории архитектуры. Согласно имеющимся археологическим данным, первое бионическое поколение форм в архитектуре применялось в Древнем Египте во время правления III-VI династий фараонов (примерно до н.э.), когда они начали строить колонны, похожие по своим пропорциям и форме на колонны. цветок лотоса (рис. 1).Позже, в Древней Греции, применялась ордерная система с элементами растений в лепнине, украшавшая колонны и фронтоны. Талантливый архитектор и инженер Древнего Рима Марк Витрувий Поллион (I век до н.э.) описал в своей книге «Десять книг по архитектуре», как возник знаменитый коринфский орден. Рисунок 1. Капитель храма в Египте. По его словам, ученик греческого скульптора Поликлета Каллимах однажды заметил корзину на могиле девушки в Коринфе. Он был покрыт квадратной пластиной, и листья аканта (acanthus) росли из-под пластины, повторяя ее контуры, что натолкнуло его на идею создания столицы, окруженной листвой аканта.Так появился новый архитектурный орден, получивший название коринфского ордена. Великий архитектор итальянского Возрождения Ф. Брунеллески взял за основу при строительстве купола Флорентийского собора скорлупу птичьего яйца. Неофициальный титул отца бионики принадлежит Леонардо да Винчи. Этот великий гений в истории цивилизации был первым, кто использовал опыт природы при создании машин, созданных руками человека. Пионером в использовании принципов бионики при строительстве зданий был великий каталонский архитектор начала 20 века Антонио Гауди.Гауди был первым, кто не просто привнес в архитектурные сооружения декоративные элементы природы, но и придал зданиям экологический облик. Новые поколения людей по-прежнему восхищаются блестящими архитектурными шедеврами Гауди (рис. 2). Рисунок 2. Парк Гуэля в Барселоне. Архитектор А. Гауди. 2

4 Ле Корбюзье, новатор в области органической пространственной среды, также привлекла природа. Творчество Ле Корбюзье сумело объединить биологические и технические принципы, подняться над уровнем традиционных представлений об органической архитектуре и приблизиться к уровню бионических принципов в архитектуре.Корбюзье рассматривал архитектурную структуру как пластичную форму, полную света и тени, формованный строительный материал, как организм, жизнь которого зарождается в первичной клетке, а затем распространяется по огромному пространству. Он наполняет этот непрерывный творческий процесс идеей человечности, доброты и демократии [2]. Структуры, в которых бионическая архитектура воспроизводит закономерности биоинженерии живых существ и физические правила теплообмена, теплопередачи, распределения материалов и формирования структурных систем, стали появляться позже.Типичный пример бионики в архитектуре - использование соломенной конструкции при строительстве высотных зданий. Злаки обладают высокой степенью прочности и достаточной гибкостью, что позволяет их относительно тонким стеблям выдерживать вес соцветия, противостоять ветру и другим негативным погодным факторам. Другими словами, людей интересовала не только красота природных форм, но и их рациональность. Тщательно изучив дизайн знаменитой 300-метровой Эйфелевой башни, которая давно стала символом Парижа, архитекторы и биологи сделали неожиданное открытие: элегантный дизайн Эйфелевой башни в точности воспроизводит структуру большеберцовой кости, которая легко может быть нести тяжесть человеческого тела! Таким образом, то, что сознательно искала пытливая мысль талантливого инженера, разумно было создано природой в отшлифованном тысячелетиями живом организме.Не так давно ученые выяснили, что скелет лебедя устроен точно так же, как арматура современных железобетонных конструкций. Подобно тому, как стекловолокно увеличивает прочность ламината, скелет из нерегулярных белковых волокон, богатых йодом, придает прочность мягкому телу лебедя. Гиалиновые иглы с острым концом выполняют ту же функцию, что и стальная арматура в бетоне. Следовательно, скелет лебедя, состоящий из продольных и поперечных балок, выдерживает значительные нагрузки [3].И таких примеров много, когда люди и природа едины и воплощают свои идеи в творческом процессе. 3. Метафора как принцип формирования формы в архитектуре. В природе функция и форма тесно взаимосвязаны и взаимозависимы. Результаты исследований в области архитектурной бионики оказываются полезными при решении вопросов генерации архитектурных форм. Если мы дословно определяем понятие генерации форм, это процесс генерации новых форм и структур.В отечественной и зарубежной практике очень важен поиск генеративных возможностей новых конструктивных систем [4-10]. Импульсами образования органических форм являются естественные формы, такие как наземные, зооморфные, антропоморфные, а также принципы структурной организации природных построек. В настоящее время идеи создания органических форм часто сочетаются с концепцией контекстуальности и экологических подходов, направленных на достижение гармонии между архитектурным объектом, окружающей природной средой и человеком.Эти тенденции по-прежнему ориентированы на выразительность новейших разработок и технологий, демонстрируя возрастающий интерес к экологическим проблемам. В рамках этого направления возникают неожиданные метафоры, подчеркивающие сходство архитектурного дизайна и живых организмов, своего рода экзоскелеты, вызывающие ассоциации с фантастическими животными. Эти принципы отчетливо прослеживаются в творчестве Н. Гримшоу, Х. Рашида, Р. Пьяно. Те конструкции, которые основаны на принципах фрактальной геометрии, могут относиться к генерации истинной органической формы.Эта идея, реализованная сегодня в многочисленных экспериментальных проектах с помощью компьютерного дизайна, появилась в архитектуре после публикации трактата французского ученого Б. Мандельбро. Фрактальная геометрия природы была опубликована в Б. Мандельбро. фрактальность архитектуры с упоминанием формы здания Парижской оперы [5-14]. Воспроизведение законов природы при генерации архитектурных форм на основе фракталов - действительно отличный инструмент бионической архитектуры в современном мире (рис. 3).3

5 Рис. 3. Офис Amazon в Сиэтле. 4. Бионика в творчестве современных архитекторов. Бионические изображения используются в рамках наземной морфической архитектуры, где делаются попытки воспроизвести природный ландшафт, имитировать геологические слои и кристаллические породы (П. Эйзенман, З. Хадид). Природа, застывшая в камне, - так в народе называют парк Гуэля вышеупомянутого архитектора и модерниста Антонио Гауди.Он был одним из первых, кто применил бионику на практике. Архитектура А. Гауди настолько естественна, что трудно сказать, в конструкциях его зданий или во внешнем убранстве преобладают замыслы бионической архитектуры, или это просто прихоть художника-модерниста, воплощенная в архитектурная поэзия жизни. Как архитектура может быть такой универсальной и живой, а дизайн - таким гибким и элегантным? До Антонио Гауди никто не решался воплотить в жизнь столь смелую фантазию.Одним из самых авторитетных представителей современного архитектурного движения является Ф. Райт. Творческие принципы архитектора основаны на интеграции архитектурного объекта с ландшафтом: ... Каждое предназначенное для человека здание должно быть неотъемлемой частью ландшафта, его особенностью, которая тесно связана с территорией и является ее неотъемлемой частью. часть. [6]. Он воплотил это видение во многих своих работах. Знаменитый дом над водопадом был построен в Пенсильвании, США, по словам Ф.Проект Л. Райта в Нормане Фостере также обращается к бионическим формам. Известный британский архитектор - один из основоположников стиля хай-тек в архитектуре. Он создавал необычную архитектуру, используя не только новые материалы, но и формы, которые были тогда новыми. Проекты и планы британского мастера опережают время. Он новатор и революционер в формировании архитектурного облика мегаполисов по всему миру (рис. 4). Рисунок Святой Марии Axe. Архитектор Н. Фостер. 4

6 Знаменитая Заха Хадид рассказала, что в своих архитектурных проектах она пыталась создать естественные плавные линии, воспроизводящие естественные силуэты.Каждый проект она рассматривала индивидуально, учитывая особенности декораций и ландшафта. Каждый мой проект - это своего рода пейзаж. Очень важно, как вы расставите в этом ландшафте необходимые элементы, какой у него будет рельеф, какое будет падение света. Архитектор должен подумать, будет ли человек легко ориентироваться в нем, сможет ли он легко найти дорогу назад, если он захочет вернуться и снова взглянуть на то, что он уже видел.Проект должен содержать значительное количество странного ... »[7,11,13]. Ярким примером бионической архитектуры является уникальный комплекс, посвященный научному развитию Город искусств и наук, спроектированный известным испанским архитектором Сантьяго Калатрава [8]. С высоты птичьего полета кажется, что этот футуристический комплекс с его причудливыми зданиями, словно вырастающими из воды бассейна, образован гигантскими структурами, напоминающими естественные формы: скелет кита, гигантский глаз и цветок лотоса Белоснежные постройки отражаются в гладкой воде бассейнов и прудов, обрамленных бесчисленными деревьями, цветочными клумбами и извилистыми дорожками променада и оранжерей.Ансамбль очаровывает людей разного возраста, национальностей, уровня образования, которые ежедневно наполняют свои постоянно меняющиеся природные и искусственные объекты удивительным разнообразием возможностей для изучения различных аспектов науки, техники, природы и искусства (рис. 5) [15]. Рисунок 5. Город искусств и наук, архитектор С.Калатрава. 5. Заключение Архитектурная бионика выполняет как аналитические, так и практические функции. Он призван внести значительный вклад в формирование современного городского ландшафта и экологического баланса между природой и человеком.Обращает на себя внимание экологический аспект рассматриваемого вопроса. Человечество незаметно вытеснилось из природы, создав ее антропогенную среду. Инновационная бионическая архитектура ищет путь назад к природе и обеспечивает ее мирное сосуществование с человечеством [9,10,12]. Архитектурная бионика поможет людям сделать свое жилище более комфортным, сделать города ярче и чище, а также сделать мир архитектуры красивым и увлекательным [11]. Список литературы [1] Уморина Ж. Э. 2017 Бионическая архитектура как уникальное явление ХХ-XXI веков Приволжский научный журнал 4 [2] Ле Корбюзье Ч. Э. 1970 Архитектура ХХ века (М .: Прогресс) [3] Литинецкий И.Б. бионика (М .: Наука) [4] Коротич М.А., Коротич А.В. 2010 Традиционные и современные формы в архитектуре: проблема взаимодействия Академический вестник УРАЛНИИПРОЕКТ РАСН 2 [5] Поморов С.Б., Филиппов А.А. 2014 Фракталы и их роль в архитектурном проектировании Алтайского государственного технического университета имени И.Ползунов, Ползуновский Вестник 1 [6] Волчок Ю.П. 1978 Инженерное творчество и формообразование в архитектуре: Автореферат (Москва) [7] 5

7 [8] Шамрук А.С. 2014 Традиции в стратегиях проектирования современной архитектуры (Минск) , Беларусь: Наука) [9] Уморина Ж. Э. 2017 Бионическая архитектура как способ достижения экологического баланса с природой Приволжский научный журнал 4 [10] Стессель А.С. 2015 Заимствование принципов формирования естественной формы в параметрической архитектуре Научный вектор, ТГУ 2 [11 ] Иконников А.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *