Архитектурная бионика и экология города

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.

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.

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.

2. Использование достижений бионики в архитектуре

     Пионером использования  принципов бионики при сооружении  зданий стал великий испанский  архитектор конца XIX - начала XX веков  Антонио Гауди. Именно Гауди  первым стал не просто привносить  в архитектурные сооружения декоративные  элементы природы, а придал  постройкам характер окружающей  среды. Профессиональные архитекторы,  ландшафтные дизайнеры и просто  ценители прекрасного до сих  пор не перестают восхищаться  гениальными архитектурными решениями Гауди при сооружении Парка Гуэля: колоннада, выполненная в стиле античных портиков, представляющая из себя подобие сросшихся стволов деревьев.

     Знаменитый  символ Парижа – Эйфелева башня,  также построена по принципам  бионики, ее прототипом послужила  берцовая кость человека. Еще  в 1846 году исследования швейцарского  профессора анатомии Хермана  фон Мейера привели к неоднозначным  выводам. Загадка прочности берцовой  кости не давала ему покоя:  почему столь значительные нагрузки  не приводят к разрушению хрупкой  структуры кости. Изучая ее  строение более детально, ученый  заметил, что головка кости  покрыта сложной сетью миниатюрных  косточек, которая позволяла равномерно  распределять давление по всей  поверхности кости, исключая ее  деформацию. В 1866 году инженер  Карл Кульман использовал эти  опыты для создания системы  распределения нагрузки с помощью  кривых суппортов для строительства,  а уже через 20 лет была построена  Эйфелева башня.

      Яркий пример  архитектурной бионики — полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб — одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые.  Тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры.  Узлы стеблей — кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже.

      Явление  в авиации — флаттер — ритмичное, не поддающееся регулированию колебание крыльев самолета, часто приводящее к их разрушению, особенно при повышенных скоростях. В процессе бионических исследований живой природы обнаружилось, что стрекоза давно «решила» этот технический вопрос: в ее крыльях имеются специальные подвески, предотвращающие флаттер.

     Группа под   руководством  испанских архитекторов  М. Р. Сервера и Х. Плоза, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный бионический город-башня» (город-башня в Шанхае).

    Башня-город   имеет форму кипариса высотой  1228 м с обхватом у основания 133 на 100 м, а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне  300 этажей, и расположены они  в 12 вертикальных кварталах по 80 метров. 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. Стоит башня  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  использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи.

     В архитектурно-строительной  бионике большое внимание уделяется  новым строительным технологиям.  Например, в области разработок  эффективных и безотходных строительных  технологий перспективным направлением  является создание слоистых конструкций.  Идея заимствована у глубоководных  моллюсков. Их прочные ракушки,  например у широко распространенного  "морского уха", состоят из  чередующихся жестких и мягких  пластинок. Когда жесткая пластинка  трескается, то деформация поглощается  мягким слоем и трещина не  идет дальше. Такая технология  может быть использована и  для покрытия автомобилей. 

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

Заключение

Современная архитектура и архитектурная бионика, как новая пограничная область научной и практической деятельности, призваны играть ведущие роли в организации города и создании баланса между природой и городом. При общей, точно неопределенной стратегии в формировании новой цивилизации, нового образа жизни эти направления остаются открытыми для дальнейших исследований.

Список литературы

1. Архитектурная бионика. Под редакцией Ю.С. Лебедева – М. Стройиздат, 1990. -269с.
2. Вопросы бионики. Отв. ред. М. Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.
3. Бондарь, Е.В. Социальная экология: Учебное пособие / В.Бондарь.­ Ставрополь:Изд-во СГУ, 2005.– 149 с.
4. Ресурсы интернета: www.wikipedia.org
5. Ресурсы интернета: www.sibac.info