Бионика в архитектуре – от «принципа машин к принципу жизни»

Со времен Гетеанума и до сегодняшних дней в бионическом стиле было построено большое количество как отдельно взятых зданий, так и целых городов. Сегодня современное воплощение органической архитектуры можно наблюдать в Шанхае - дом <Кипарис>, в Нидерландах - здание правления NMB Bank, Австралии - здание Сиднейской оперы, Монреале - здание Всемирного выставочного комплекса, Японии - небоскреб SONY и музей плодов.

С недавнего времени бионическую  архитектуру можно увидеть и  в России.

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

Что же такое сооружение в бионическом  стиле?

Помните дизайн домов хоббитов в фильме <Властелин колец>? Конечно, в некоторой степени можно сказать, что эти дома построены по всем законам бионики, но, по правде говоря, режиссер фильма только лишь ограничился элементами органической идеи.

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

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

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

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

P.S.

Рудольф Штайнер говорил: <Духовный аспект создания бионических  форм связан с попыткой осознать предназначение человека. В соответствии с этим архитектура трактуется как <место>, где раскрывается смысл человеческого  бытия>.

Автор статьи Антон Винни

Бионика в архитектуре

04.10.2009

Одним из научных направлений, оформившихся относительно недавно, но успевшим прочно войти в повседневную жизнь, стала  бионика. Бионикой именуют прикладную (то есть имеющую преимущественно конкретное практическое применение) науку об использовании в технических устройствах и принципах организации различных систем свойств и функций природных объектов. Проще говоря, с помощью бионики человечество пытается привнести достижения природы в собственные технические и общественные технологии.

Достигнув определённого  потолка в развитии искусственных  механизмов, человечество для дальнейшего  поступательного движения вперёд стремится позаимствовать те принципы и методы, с помощью которых созданы и функционируют живые организмы.

Прежде чем рассмотреть  применение бионических принципов  в архитектуре, скажем пару слов о  бионике в целом. Неофициальный  титул «отца бионика» принадлежит  Леонардо да Винчи. Величайший гений  в истории человечества первым попытался  использовать опыт природы при построении рукотворных машин - из чертежей и  записей Леонардо очевидно, что при  разработке собственного летательного аппарата главную роль он отводил  воспроизведение того же механизма, спомощью которого птицы машут крыльями и создают подъёмную силу. Впрочем, эти идеи да Винчи остались невостребованными вплоть до прошлого столетия, когда под воздействием развития кибернетики учёные обратили пристальное внимание на деятельность так называемых «живых систем» (то есть объектов природы). Окончательно как наука бионика оформилась на симпозиуме учёных в Дайтоне в 1960 году.

К настоящему моменту выделяют три направления в бионике: биологическое, рассматривающее процессы внутри биологических  систем; теоретическое, занимающееся созданием  математических (точнее было бы сказать  компьютерных) моделей этих процессов; и техническое, отвечающее за использование  созданных бионических моделей  для воплощения в жизнь посредством  создания инженерных сооружений или  машин. Именно здесь, на стыке теоретического и технического направлений бионики, и находится архитектура.

Пионером использования  принципов бионики при сооружении зданий стал великий каталонский  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: чего стоит только своеобразная колоннада, выполненная в стиле античных портиков, представляющая из себя подобие сросшихся стволов деревьев. Бионические принципы архитектуры в начале 1920-х годов воспринял и развил Рудольф Штайнер, после чего и началось широкое применение бионики при проектировании зданий и сооружений.

Благодаря развитию научных  методов, расширению базы знаний и появлению  возможности детального математического  моделирования архитекторы прошлого пришли к выводу, что большинство  архитектурных принципов и законов, над которыми человечество опытным  путём проб и ошибок билось тысячелетиями, находилось у нас под самым  носом, в природе. Поэтому главной  задачей бионики в архитектуре  является поиск в природных биологических системах оптимальных решений возникающих архитектурных задач. Идёт изучение законов формирования и структурообразования живых тканей, конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Кроме того, изучение живой природы помогает архитекторам в создании новых,  отвечающим современным требованиям и задачам, строительных материалов. Так, например, у некоторых глубоководных моллюсков была позаимствована «технология» создания слоистых конструкций. Дело в том, что раковины этих созданий состоят из чередующихся жестких и мягких слоёв. Для строительства применение этого принципа означает, что в случае деформации верхнего жёсткого слоя следующий мягкий слой «погасит» разрушение и трещина останется на поверхности, не распространяясь вглубь конструкции.

История знает немало и  таких примеров, когда бионический  характер тех или иных сооружений был обнаружен только спустя длительное время после их возведения. Например, только во второй половине прошлого столетия обнаружили, что Эйфелева башня имеет  конструкцию, сходную строению берцовой кости человека, и благодаря этому  обладает достаточной прочностью. А, скажем, современные высотные промышленны сооружения, трубы, выдерживают сильные порывы ветра потому, что принцип их возведения совпал с «внутренним устройством» стеблей злаковых растений, которые при ветре гнутся, но не ломаются и быстро восстанавливают вертикальное положение.

Именно привлечение в  архитектуру знаний бионики сделало  возможным начало реализации самого, пожалуй, грандиозного строительного  проекта современности, шанхайского  «Города-башни». По заявлениям архитекторов, примерно к 2023 году в Шанхае должна быть сооружена содержащая все объекты  городской инфраструктуры «башня», население которой составит не менее 100 тысяч человек. «Город-башня» приобретёт форму кипариса высотой более 1200 метров с шириной основания 133 на 100 метров (в самой широкой точке - 166 на 133 метров). Здание будет насчитывать 300 этажей, расположенных в 12 вертикальных кварталах по 80 этажей. Тщательно  продуманная конструкция аналогична строению ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном  фундаменте, рассчитанном по принципу гармошки, точно так же, как развивается  и корневая система дерева. Устойчивость верхних этажей к воздействию  ветра будет обеспечена тем, что  воздух должен будет проходить сквозь конструкцию башни, не встречая сопротивления. Власти Шанхая, перед которым уже  сейчас остро стоит проблема перенаселения, заявляют, что если опыт «Города-башни» окажется успешным, подобных сооружений будет построено несколько.

Александр Бабицкий

1

«Бионика»

 
Можно встретить покрытия зданий, сходные  с причудливыми поверхностями раковин  моллюсков купола, интерпретирующие контуры скорлупы птичьего яйца, прозрачные решетки — структуры, уводящие к сложным переплетениям ветвей лесной чащи или скелетных остовов радиолярий. 
Название «бионика» восходит к греческому bios, означающему жизнь. Соединенное со словом электроника оно дало наименование новому направлению в науке». Кратко — это отрасль науки, усилия которой направлены на исследование биологических систем и процессов, происходящих в живой природе, и на твор¬ческое использование их в технике.  
Мир живой природы развивался и совершенствовался в течение многих миллиардов лет, выработав в себе целый ряд средств, которым аналогичны наши технические средства: радиолокационные приборы, летающие аппараты, оптические инструмент навигационныеприспособления.  
Не случайно пионером в этой области стал немецкий архитектор и инженер Отто Фрей. Первым масштабным сооружением стал

 
Следующим большим проектом стала... 
С тех пор тентовые конструкции стали широко распространяться. Малый вес, дешевая установка, способность покрывать большие площади, выразительные формы - все эти факторы способствовали все большему распространению этих конструкций. 
Инженеры воспользовались готовыми решениями природы и с успехом применяют их на практике в са¬мых различных областях техники. Так, ученые обратили внимание на то, что медуза за несколько дней до шторма в океане начинает постепенно опускаться на дно. Стали выяснять причины. Оказалось, что у нее есть особое устройство, которое предупреждает о подобных изменениях в водной стихии. 
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. 
Название науки «бионика» предложено американским ученым Джеком Стилом и принято на Первом симпозиуме по бионике, проходившем в г. Дайтоне (США) в Дом Баттло (1905—1907) похож на морское чудови¬ще. Волнообразный фасад облицован керамикой и украшен декоративными пятнами из яркого цветного битого стекла. Балконы похожи на рыбьи головы. Первый и второй этажи, сделанные из известняка, будто вылиты из лавы, даже с изображением потоков. Их колонны похожи на кости с суставами, что дало основание жите¬ лям города назвать дом «домом из костей». В симпозиуме принимали участие советские ученые: А.И. Берг, Б.С. Сотсков и др. 
Бионика — наука в полном смысле созидательная, способствующая активному преобразованию природы и созданию новой, искусственной среды по подобию живой природы, но лишь в аспекте человеческих задач. 
Архитектурную и техническую бионику объединяет общность предмета исследования — использования тех или иных средств и принципов организации живой природы в материальном производстве, к сфере которого примыкает архитектура. У них много сход¬ства, в том числе и в методах использования биосистем. 
Архитектурная бионика идет от изучения всей неисчерпаемой сокровищницы природных форм к определяемому социальными потребностями выбору подходящих из них, от выявления чисто бионических принципов и их моделирования к комплексной архитектурно-биологической интерпретации и скорректированному архитектурному моделированию, а от них к творческому развитию архитектурно-бионической практики. 
Опытом мировой архитектуры последних трех десятилетий подтверждается, что архитектурнаябионика способна решать самые разнообразные вопросы архитектуры как в их раздельной интерпретации, так и в комплексе. Сюда относятся: уточнение обще-теоретических вопросов архитектуры, касающихся принципиальных сторон ее развития; совершенствование теории систем; дальнейшие направления дифференциации функциональной структуры архитектурных форм и архитектурного пространства; углубление композиционных приемов — тектоники, пропорций, равновесности, симметрии, ритмов, света, цвета и т.д.; решение проблемы создания благоприятного микроклимата в зданиях и в других архитектурных образованиях; рационализация существующих конструкций и внедрение новых конструктивных форм; развитие индустриализации производства на основе унификации, стандартизации и сборности архитектурно-конструктивных элементов; создание строительных материалов с новыми эффективными комплексными конструктивными и теплоизолирующими свойствами; дальнейшая разработка технологии производства конструкций и организации производства возвещения зданий; совершенствование методики экспериментального конструирования на физических моделях и др. 
Штутгартская группа "Биология и строительство (ФРГ) занимает в международной науке единственное в своем роде место. Здесь работают ведущие биологи, архитекторы и инженеры. Группа была организована в 1961 г. Ее цель — работать в условиях максимальной связи биологии, техники и строительного искусства. Человек боялся сил природы и защищал себя от них постройками, архитектурой. Он защищает себя с такими усилиями, что уничтожает при этом и природу. Иоганн Герхард Хельмке, в то время ординатор по биологии и антропологии в Политехническом институте и руководителю кафедры цитологии и микробиологии в Макс-Планк-Институте (Max-Planck-Institut). И.Г. Хельмке — ведущий в мире знаток диатомей, тех незаметных живых существ, которые формируют очень прочные скорлупы-оболочки в воде.

 
Хельмке поставил перед собой задачу привлечь в биологию инженеров. Он попытался не только осуществить интерпретацию скелетов и оболочек, но и найти ответ на вопрос, как возникает живой объект, каким образом он "монтируется" природой. Его интересы связаны с физико-техническими процессами, в результате действия которых возникают эти структуры. Он установил, что такие процессы знакомы строительству (область легких конструкций) и самолетостроению. Особенно это относится к большепролетным оболочкам и решетчатым конструкциям. Хельмке и Отто решили соединить имеющиеся знания в области строительства из легких конструкций. 
Концепция «органической архитектуры» в творчестве американского архитектора Франка Ллойда Райта оформилась как ведущее направление новой архитектуры, которому активно следовали во всем мире. На формирование Райта оказали влияние три фактора: архитектурная теория и практика Салливена, в мастерской которого он работал пять лет, романтизм, а также интерпретация природы в японской архитектуре.

"Архитектурная бионика" / Ю.С. Лебедев — М.: Стройиздат, 1990. — 269 с

БИОНИКА В АРХИТЕКТУРЕ

Кононова Ю.А., Лебедева Т.В., Микерчук А.Ю.

Научный руководитель – доцент кафедры «Архитектурное проектирование» 

Ковригина А.С.

Сибирский федеральный университет

 «Духовный аспект создания  бионических форм связан с  попыткой осознать

предназначение человека.  В соответствии с этим архитектура  трактуется как

«место», где раскрывается смысл человеческого бытия». Рудольф  Штайнер.

Бионика(от греч. bio — элемент жизни),прикладная наука   изучающая законы

формирования и структурообразования живых тканей,  чтобы объединить познания

биологии и техники,  для решения инженерно – технических задач.  Каждое живое

существо это совершенная  система,  которая является результатом  эволюции многих

миллионов лет.  Изучая данную систему,  раскрывая секреты устройства живых

организмов,  можно получить новые возможности в строительстве  сооружений.  С

помощью бионики человечество пытается привнести достижения природы  в

собственные технические  и общественные технологии.

Идея применения знаний о  живой природе для решения  инженерных задач

принадлежит Леонардо да Винчи,  который пытался построить летательный  аппарат,

беря за прототип крылья птиц. 

История архитектуры хранит в себе немало примеров, когда бионический  характер

сооружений был обнаружен  только спустя какое-то время после  их возведения. Таким

памятником архитектуры  является Эйфелева башня,  бионический  принцип которой

воплощен в конструктивной схеме.  Конструкция Эйфелевой башни имеет сходное