Bioniskā arhitektūra cilvēka dzīvē. Arhitektūras bionika. Bioniskā stila mājas

Ievads

Viens no zinātniskajiem virzieniem, kas veidojās salīdzinoši nesen, bet jau spējis stingri ienākt ikdienas dzīvē, ir kļuvusi par bioniku. Bionika? tā ir lietišķa zinātne par dažādu dabas objektu īpašību un funkciju sistēmu izmantošanu tehniskajās ierīcēs un organizēšanas principiem. Ar bionikas palīdzību cilvēce cenšas ienest dabas sasniegumus savās tehniskajās un sociālajās tehnoloģijās.

Sasniedzot noteiktus griestus mākslīgo mehānismu attīstībā, cilvēki cenšas pārņemt principus un metodes, ar kurām tiek radīti un funkcionēti dzīvi organismi, lai virzītos uz priekšu.

Neoficiālais nosaukums "Bionikas tēvs" pieder Leonardo da Vinči. Šis lielais ģēnijs civilizācijas vēsturē bija pirmais, kurš mēģināja izmantot dabas pieredzi cilvēka radīto mašīnu būvē. No viņa zīmējumiem un piezīmēm ir skaidrs, ka, izstrādājot savu lidmašīnu, viņiem bija galvenā loma tā paša mehānisma atveidošanā, ar kuru putni plivina spārnus un rada pacēlumu. Šīs da Vinči idejas netika pieprasītas līdz pat pagājušajam gadsimtam, kad kibernētikas attīstības ietekmē zinātnieki pievērsa lielu uzmanību tā saukto "dzīvo sistēmu" (tas ir, dabas objektu) darbībai. Visbeidzot, bionika kā zinātne izveidojās 1960. gadā zinātnieku simpozijā Deitonā.

Pašreizējā posmā bionikā ir trīs virzieni: bioloģiskais, kas aplūko procesus bioloģiskajās sistēmās; teorētiskais, kas nodarbojas ar šo procesu matemātisko (datormodeļu) izveidi; un tehniskā, kas ir atbildīga par izveidoto bionisko modeļu izmantošanu realizācijai, veidojot inženierbūves vai mašīnas. Bionikas teorētisko un tehnisko jomu krustpunktā ir arhitektūra.

Bionikas principu izmantošanas pionieris ēku celtniecībā bija izcilais XIX beigu katalāņu arhitekts? 20. gadsimta sākumā Antoni Gaudi. Tieši Gaudi bija pirmais, kurš arhitektūras konstrukcijās ne tikai ieviesa dekoratīvos dabas elementus, bet piešķīra ēkām vides raksturu. Profesionāli arhitekti, ainavu dizaineri un vienkārši skaistuma pazinēji joprojām nebeidz apbrīnot Gaudi atjautīgos arhitektoniskos risinājumus Gīela parka būvniecības laikā: ko vērts ir tikai sava veida kolonāde, kas veidota seno portiku stilā un ir kā sakausēta. koku stumbri.

Arhitektūras bioniskos principus pārņēma un attīstīja Rūdolfs Šteiners pagājušā gadsimta 20. gadu sākumā, pēc tam sākās plaša bionikas izmantošana ēku un būvju projektēšanā.

Pateicoties zinātnisko metožu attīstībai, zināšanu bāzes paplašināšanai un detalizētas matemātiskās modelēšanas iespēju parādīšanās, pagātnes arhitekti nonāca pie secinājuma, ka lielākā daļa arhitektūras principu un likumu, par kuriem cilvēce ir cīnījusies, ir pārbaudījuši. un kļūdas cauri tūkstošiem gadu, dabā bija tieši zem mūsu deguna. Tāpēc bionikas galvenais uzdevums arhitektūrā ir meklēt dabiskās bioloģiskās sistēmās optimālus risinājumus jaunām arhitektūras problēmām. Tiek pētīti dzīvo audu veidošanās un struktūras veidošanās likumi, dzīvo organismu konstruktīvās sistēmas pēc materiāla, enerģijas taupīšanas un uzticamības nodrošināšanas principa. Turklāt savvaļas dabas izpēte palīdz arhitektiem radīt jaunus būvmateriālus, kas atbilst mūsdienu prasībām un uzdevumiem.

1. "ZAĻĀ" ARHITEKTŪRA

Ekoloģijas problēma arhitektūrā nākamajā desmitgadē var kļūt par galveno visas būvniecības politikas problēmu.

"Zaļās" arhitektūras principu kopums:

Enerģijas taupīšana.

Enerģijas uzkrāšanās. Vēl 19. gadsimtā A. Gaudi, iekārtojot daudzstāvu ēkās gaismas šahtas, dzīvokļos ieviesa saules gaismu. Pēdējos gados saules paneļi tiek aktīvi izmantoti enerģijas uzkrāšanai.

Jaunās būvniecības apjomu samazināšana, veco materiālu izmantošana, esošo objektu rekonstrukcija.

Kontakts ar klientu, kura ietvaros dzimst optimālais risinājums.

Cieņa pret vietu. Arhitektūras saplūšana ar dabisko vidi (pazemes mājas, zaļie jumti utt.).

Integritāte. Visu iepriekš minēto pieeju mijiedarbība.

Saskaņā ar "zaļās" (organiskās) arhitektūras principiem katra forma ir jāuzskata par organismu, kas attīstās saskaņā ar savas eksistences likumu, īpašu "kārtību" saskaņā ar savām funkcijām un vidi, piemēram, augu. vai citiem dzīviem organismiem.

Termins "bioloģisks" galvenokārt tiek lietots trīs nozīmēs. Pirmajā gadījumā "organisks" nozīmē "sekošanu sava mērķa un materiālu būtībai" (tektonisks). Tajā pašā laikā tikšanās tiek saprasta ne tikai kā praktiska, bet arī kā cilvēku garīgās vajadzības. Otra un raksturīgākā jēdziena "organiska" nozīme nozīmē "pakārtots dabas ainavas apstākļiem", t.i. vides klimatiskie apstākļi un tās estētisko īpašību kopums. Trešā jēdziena nozīme ir sekošana dabas formām kā modeļiem (bioniski). Šāda termina interpretācija jāuztver nevis kā bioloģisku metaforu un naturālistiskas pieejas izmantošana. Formu tiešā līdzība ir pretrunā ar acīmredzamo funkciju atšķirību. Ne augu, ne bioloģiskās formas nevar būt kopijas. Tajā pašā laikā nevar izslēgt dabas formu estētisko ietekmi uz arhitektūru: par to liecina mūsdienu prakse. Viens no galvenajiem organiskās arhitektūras pārstāvjiem F. L. Raits stingri noraidīja arhitektūru, kas var “pārcelties uz jebkuru vietu”. Pēc meistara domām, “... katrai ēkai, kas paredzēta cilvēkam, jābūt neatņemamai ainavas, tās īpatnības, radniecīgās teritorijas sastāvdaļai un no tās neatdalāmai. Mēs ceram, ka tas paliks tur, kur tas ir ilgu laiku. Galu galā māja nav furgons ... ". Viņš pastāvīgi uzsvēra savienojuma nepieciešamību ar zemi: zemei ​​jau ir forma. Arī F. L. Raita ēku saiknes ar ainavu balstījās uz dabas materiālu izmantošanu. Tāpēc viņš ar lielu cieņu izturējās pret vēsturisko pieredzi. Senās arhitektūras māksla, pēc arhitekta domām, balstījās uz vietējo materiālu izmantošanu atbilstoši to īpašībām. Turklāt organiskā ēkā nekas nav pilnīgs pats par sevi, bet ir pilnīgs tikai kā daļa no veseluma. Tādējādi būtībā Raits noraidīja klasisko principu veseluma organizēšanai no elementiem, kas ir pilnīgi savā struktūrā. Viņš identificēja mākslīgās formas ar cilvēka ķermeni, pielīdzinot, piemēram, elektrības vadus nervu sistēmai. Taču praksē Raita arhitektūras formas ir pakļautas saviem, specifiskiem formēšanas likumiem, kam nav nekāda sakara ar bioloģisko formu pasauli.

Protams, viens no nozīmīgākajiem organiskās arhitektūras pārstāvjiem ir somu arhitekts A. Aalto. Taču uz dabas formām viņš atsaucas ne tikai kā uz kontekstu, bet arī kā uz strukturālās organizācijas modeļiem un attiecībām ar vidi. Viņu meistars atklāj sistēmas līmenī, kur pastāv zināma visu neatņemamo objektu, gan dabas, gan cilvēka radīto, vienotība. Tāpēc viņa darbiem nav nekāda sakara ar dabas rakstu atdarināšanu. Šeit tiek piemēroti savvaļas dzīvnieku izmantotie elastīgie kvazistandartizācijas principi. Vienā no savām lekcijām Oslo A. Aalto teica: “... labākā standartizācijas komiteja ir pati daba. Bet daba izstrādā savu standartizāciju tikai uz visu dzīvo būtņu mazākajām mērvienībām - uz šūnām. Dabas darba rezultātā ir parādījies neskaitāmas dzīvas, mainīgas formas, kuru daudzveidība nav aprakstāma. Arhitektūrai ir jāatdarina dzīvās matērijas pasaules vienmēr mainīgo formu neizmērojamā bagātība...”.

1. bilde? Alvar Aalto, Finlandia koncertzāle Helsinkos

Koksne tiek bagātīgi izmantota Aalto ēkās.

Aalto galvenās ēkas ir:

1.Sanatorija Paimio

2.Viborgas bibliotēka

Villa Maire

maiznieku māja

.pils "Somija"

.Politehniskais institūts Otaniemi

2. attēls? Alvar Aalto, tējas galds

Šodien Somijā organisko arhitektūru pārstāv R. Pietila daiļrade, kurš neuzskata sevi par tiešu A. Aalto sekotāju. Taču viņa pievilcību dabai, protams, izraisīja ideoloģisko priekšteču domas. Pietils R. uzskata, ka arhitektūru nosaka mikroģeogrāfija, klimatiskās īpatnības un apkārtnes materiālie resursi. Tas, pēc meistara domām, ideju padara humānu.

3. attēls? R. Pietils, Dipoli universitātes centrs

Tajā pašā laikā viņa darbu neapšaubāmi ietekmē arī citu virzienu meistari, kuriem bija kopīgi arhitektūras formu organiskas attīstības principi. Tajos ietilpst, pirmkārt, ekspresionisti B. Tauts un H. Herings.

Būtiskākais R. Pietila darbības aspekts ir saistīts ar skatījumu uz dabu kā konkrētu kontekstu. Ēkām vajadzētu būt tās turpinājumam. Šāda attieksme pret dabu ir balstīta uz filozofiju, ko pats meistars sauc par "ekoloģisko semantiku".

Sekojot F.L. Raits, R. Pietils uzskata, ka vides faktoru ņemšana vērā, kā arī to izpausme arhitektoniskās formās var novest pie pretrunu izzušanas starp ēkām un dabu. No otras puses, arhitekts savas idejas cenšas saistīt ar kultūras tradīcijām. Piemēram, viņš uzskata par nepieciešamu rūpīgi izpētīt Eiropas un Āzijas ziemeļu arktisko reģionu kultūras etnisko mantojumu. Taču tajā pašā laikā nav precizēts, kas ir domāts ar šī mantojuma būtību. Atšķirībā no A. Aalto, R. Pietils dabu uzskata par kontekstu, koncentrējoties uz strukturālajām iezīmēm un cenšoties atrast ēkas vērtības saistībā ar vietas estētiskajām iezīmēm. Viņš uzskata, ka līdz šim esam būvējuši pretēji dabai, un nu beidzot ir pienācis laiks būvēt tā, lai arhitektūras formas kļūtu par dabas sastāvdaļu vai turpinājumu. Tajā pašā laikā L. Korbizjē Modulors tiek noraidīts arī kā pastāvīgu estētisku vērtību jēdziens.

R. Pietilam arhitektoniskās formas estētiskās kvalitātes ir mainīgas, jo tās nosaka sakarības ar dabas vides mainīgo raksturu. Integrāciju var atrisināt divos veidos. Pirmajā gadījumā arhitektūrai jācenšas paust vienotību un noteiktu identitāti ar dabu. Tajā pašā laikā apjomu un telpu konsekvenci autore sauc par identitāti. Vēl viens integrācijas veids, pēc meistara domām, ir balstīts uz to, ka arhitektūrai jāpaliek neredzamai.

ARHITEKTŪRAS BIONIKA

Arhitektūras bionika nesenā pagātnē - izpratne par dabas formām ēku konstrukcijās, jaunas arhitektūras veidošanas iespējas. Arhitektūras bionika mūsdienās (neobionika) ir mēģinājums saistīt vides aspektus un augstās tehnoloģijas ar arhitektūru.

Pats "bionikas" jēdziens parādījās divdesmitā gadsimta sākumā. Bionika (no grieķu valodas bion - dzīvības elements, burtiski - dzīvošana) ir zinātne, kas robežojas starp bioloģiju un tehnoloģijām, risinot inženiertehniskas problēmas, pamatojoties uz organismu struktūras un dzīves analīzi. Pirmais no tiem, kas pievērsās šiem avotiem, bija Leonardo da Vinči (lidmašīna, kas balstīta uz putna spārna uzbūvi un citiem izgudrojumiem).

Pirmos mēģinājumus celtniecībā izmantot dabas formas veica slavenais spāņu 19. gadsimta arhitekts A. Gaudi. Park Guell jeb, kā mēdza teikt, "akmenī iesaldēta daba", apbrīnojamā Casa Batlo un Casa Mila privāto villu arhitektūra.

4. attēls? A. Gaudi, Park Güell

Eiropa un visa pasaule neko tādu nav redzējusi pirms A. Gaudi. Šie lielā meistara šedevri deva impulsu arhitektūras attīstībai bioniskā stilā.

1921. gadā šādas idejas tika atspoguļotas vācu filozofa R. Šteinera projektētajā skulpturāli organiskajā ēkā Gēteānā.

5. attēls? R. Steiner, Pasaules antroposofijas centrs? Gēteāns

Kopš šī brīža arhitekti visā pasaulē izmantoja bioniku. Bionikas piekritēji uzskata, ka daba ir radījusi estētiski perfektākos, izturīgākos un optimizētākos dizainus. Vienā no pirmajiem vācu arhitekta R. Dernaha priekšlikumiem jūras ūdenī tika iegremdēti burbuļojoši baloni jeb smalka acs tīkliņi, kas pildīja karkasa lomu, apauga ar mikroorganismu kolonijām, kurām pamazām nācās sacietēt. Šīs dobās kaļķakmens formas tika ierosinātas izmantot peldošu pilsētu veidošanai. Hilberts W. (ASV) pētīja tāda paša rezultāta iespējamību ar elektrības palīdzību (analoģija ar mēroga veidošanos).

Par godu Francijas revolūcijas 100. gadadienai Parīzē tika sarīkota pasaules izstāde. Šīs izstādes teritorijā bija paredzēts uzcelt torni, kas simbolizētu Francijas revolūcijas varenību un jaunākos tehnoloģiju sasniegumus. Konkursam tika iesniegti vairāk nekā 700 projektu, par labāko tika atzīts tiltu inženiera Aleksandra G. Eifeļa projekts. 19. gadsimta beigās 300 metrus augstais tornis, kas nosaukts tā veidotāja vārdā, pārsteidza visu pasauli ar savu ažūru un skaistumu un kļuva par savdabīgu Parīzes simbolu. Mūsdienu inženieri ir veikuši negaidītu atklājumu: Eifeļa torņa dizains precīzi atkārto stilba kaula struktūru, kas viegli iztur cilvēka ķermeņa svaru. Pat leņķi starp gultņu virsmām sakrīt. Bionikas jomā zināmi arī P. Nervi, S. Kalatravas u.c. arhitektūras eksperimenti.

6. attēls? P. L. Nervi, Sanfrancisko katedrāle

Mūsdienās bionika attīstās daudzās jomās. Arhitektūras un būvniecības bionika pēta dzīvo audu veidošanās likumus, struktūras veidošanos, analizē dzīvo organismu strukturālās sistēmas, pēta materiālu, enerģijas taupīšanas un dzīvības drošuma nodrošināšanas principus. Spilgts arhitektūras un būvniecības bionikas piemērs ir graudaugu stublāju struktūras un dažu mūsdienu augstceltņu struktūras pilnīga līdzība.

7. attēls? S. Calatrava, Quadracci paviljons

8. attēls? S. Calatrava, Montjuika telekomunikāciju tornis Barselonā

Pēdējos gados bionika ir apstiprinājusi, ka lielākā daļa cilvēku izgudrojumu jau ir dabas "patentēti". Piemēram, tāds divdesmitā gadsimta jauninājums kā rāvējslēdzēji un Velcro aizdares tika izstrādāts, pamatojoties uz putna spalvu struktūras izpēti. Šajā gadījumā dažādu pasūtījumu spalvu pavedieni, kas aprīkoti ar āķiem, nodrošina drošu satvērienu.

Slaveni spāņu arhitekti M. R. Cervera un J. Plozs, aktīvi bionikas piekritēji, 1985. gadā sāka pētīt dažādas dinamiskas struktūras un 1991. gadā izveidoja biedrību inovāciju atbalstam arhitektūrā. Viņu vadītā grupa, kurā bija arhitekti, inženieri, dizaineri, biologi un psihologi, izstrādāja projektu vertikālai bionisko torņu pilsētai. Pēc 15 gadiem tai vajadzētu parādīties Šanhajā (pēc zinātnieku domām, pēc 20 gadiem Šanhajas iedzīvotāju skaits var sasniegt 30 miljonus). Torņa pilsēta ir paredzēta 100 tūkstošiem cilvēku. Projekts veidots pēc koka konstrukcijas principa. Tornis būs 1128 metrus augsts ciprese ar apkārtmēru pie pamatnes 133x100 metri, bet platākajā vietā - 166x133 metri. Tornī plānots nodrošināt 300 stāvus, tie tiks izvietoti 12 vertikālos blokos pa 80 stāviem. Starp ceturtdaļām - klona grīdas, kas spēlē atbalsta struktūras lomu katrā līmenī? ceturksnis. Kvartālu iekšpusē - dažāda augstuma mājas ar vertikāliem dārziem. Šis rūpīgi pārdomātais dizains ir līdzīgs ciprese zaru struktūrai un visam vainagam. Torņa pamatam jābūt pāļu pamatam, kas būvēts pēc analoģijas ar koka sakņu sistēmu. Paredzams, ka vēja vibrācijas augšējos stāvos tiks samazinātas līdz minimumam, jo ​​gaiss var viegli iziet cauri torņa konstrukcijai. Kā odere tiks izmantoti speciāli plastmasas materiāli, kas imitē ādas poraino virsmu.

Arhitektūras un ēku bionikā liela uzmanība tiek pievērsta jaunajām ēku tehnoloģijām. Piemēram, efektīvu un bezatkritumu būvniecības tehnoloģiju izstrādes jomā perspektīvs virziens ir slāņveida konstrukciju veidošana. Ideja ir aizgūta no dziļūdens mīkstmiešiem. x spēcīgi apvalki sastāv no mainīgām cietām un mīkstām plāksnēm. Cietai plāksnei plaisājot, deformāciju absorbē mīkstais slānis un plaisa neiet tālāk.

Kāpēc pie pašreizējā tehnoloģiju attīstības līmeņa daba ir tik daudz priekšā cilvēkam? Pirmkārt, lai izprastu dzīvas sistēmas uzbūvi un darbības principu, modelētu to un ieviestu konkrētās struktūrās un ierīcēs, ir nepieciešamas universālas zināšanas. Šodien, pēc ilgstoša zinātnes disciplīnu sadrumstalotības procesa, tikai sāk parādīties vajadzība pēc tādas zināšanu organizācijas, kas ļautu tās aptvert un apvienot, pamatojoties uz kopējiem universāliem principiem. Otrkārt, savvaļas dabā bioloģisko sistēmu noturība tiek saglabāta to nepārtrauktas atjaunošanas dēļ, jo šajā gadījumā runa ir par struktūrām, kuras tiek nepārtraukti iznīcinātas un atjaunotas. Katrai šūnai ir savs dalīšanās periods, savs dzīves cikls. Visos dzīvajos organismos sabrukšanas un atjaunošanas procesi viens otru kompensē, un visa sistēma atrodas dinamiskā līdzsvarā, kas ļauj pielāgoties, pārbūvējot savas struktūras atbilstoši mainīgajiem apstākļiem. Galvenais bioloģisko sistēmu pastāvēšanas nosacījums ir to nepārtraukta darbība. Cilvēka radītajām tehniskajām sistēmām nav iekšēja dinamiska sabrukšanas un atjaunošanas procesu līdzsvara, un šajā ziņā tās ir statiskas. Neskatoties uz to, šodien jau ir liela pieredze bionisko ēku, būvju un veselu pilsētu celtniecībā. Organiskās arhitektūras modernais iemiesojums redzams Šanhajas "ciprese", NMB bankas valdes ēkā (Nīderlande), Sidnejas operas namā (Austrālija), World Expo ēkā (Monreālā), SONY debesskrāpī un Augļu muzejā ( Japāna). Ēku analīze ļauj saprast, ka šī virziena izpētes loks paplašinās.

Papildus jaunu veidošanas ideju meklēšanai bionika ir vērsta uz dzīvības uzturēšanas sistēmu, attīstības un citu dabas objektu pastāvēšanas mehānismu, to reakciju uz ārējām ietekmēm izpēti. Iespējams, šis jaunais dabas skats mums parādīs ceļu uz nākotnes arhitektūru.

9. attēls? Arhitektūras utopijas (Arkhigrem grupa)

Secinājums

augstceltne pietil kāts

Pēdējā laikā politiskās un sabiedriskās personas runā par vides problēmām, kas pārņēmušas gandrīz visu pasauli. Un, ja agrāk sarunas virzījās uz “kopējām vietām”, piemēram, cunami, taifūniem vai sausumiem, tad gadu no gada diskusijas kļūst arvien specifiskākas.

Patiešām, Eijafjallajökull vulkāna izvirdums, naftas noplūde Meksikas līcī, zemestrīce Japānā un daudzi citi skumji notikumi liek domāt par nākotni.

Un kurš neatkarīgi no tā, kā arhitekti vislabāk iemieso tā laika tendences. Tāpēc projektētāji un būvnieki ir pievērsušies projektiem, kas tuvākajā nākotnē var uzlabot cilvēku dzīvi un dabas stāvokli.

Mēģinājums “sarunāties” ar dabu, kā uzskata paši arhitekti, nav tikai parastu standarta darbu veikšana. Drīzāk tas ir nozīmīgākais ieguldījums nākotnē. Tā ir domāts katram cilvēkam.

Globālā sasilšana, kā arī citi aktuāli jautājumi, piemēram, sausums un, gluži pretēji, pieaugošie plūdi, ir kļuvuši par arhitektūras dizaina tematiem visā pasaulē.

Izmantotās literatūras saraksts

1.Babitskis A. Bionika arhitektūrā [elektroniskais resurss] / A. Babitsky. Piekļuves režīms: #"justify">2. Iļjičevs V.I. Bionika - bioloģijas un tehnoloģiju sintēze [Teksts] - M. Nauka, 1994. ? 28.-35.lpp.

.Levina E.K. Arhitektūra harmonijā ar dabu [elektroniskais resurss] / E.K.Levina, E.V. Kuzminihs. ? Piekļuves režīms: #"justify">. Ledeneva G.L. Arhitektūras kompozīcijas teorija: lekciju kurss / G.L. Ledeņeva. ? Tambovs: Tambovas apgāds. Valsts tech. universitāte, 2008. 80. gadi.

.Maslovs V.N. Proporcijas un konfigurācijas dabā, arhitektūrā un dizainā: monogrāfija. ? Ukhta: USTU, 2007. ? 55. gadi.

Apmācība

Nepieciešama palīdzība tēmas apguvē?

Mūsu eksperti konsultēs vai sniegs apmācību pakalpojumus par jums interesējošām tēmām.
Iesniedziet pieteikumu norādot tēmu tieši tagad, lai uzzinātu par iespēju saņemt konsultāciju.

Arhitektūras un būvbionika pēta dzīvo audu veidošanās un struktūras veidošanās likumus, analizē dzīvo organismu strukturālās sistēmas pēc materiāla, enerģijas taupīšanas un uzticamības nodrošināšanas principa. Neirobionika pēta smadzeņu darbību, pēta atmiņas mehānismus. Intensīvi tiek pētīti dzīvnieku maņu orgāni un iekšējie reakcijas uz vidi mehānismi gan dzīvniekiem, gan augiem. Spilgts arhitektūras un būvniecības bionikas piemērs ir graudaugu stublāju un mūsdienu augstceltņu struktūras pilnīga līdzība. Graudaugu stublāji spēj izturēt lielas slodzes un tajā pašā laikā nelūzt zem ziedkopas svara. Ja vējš tos noliec pie zemes, tie ātri atjauno vertikālo stāvokli. Kāds ir noslēpums? Izrādās, ka to uzbūve ir līdzīga moderno daudzstāvu rūpnīcu cauruļu konstrukcijai – vienam no jaunākajiem inženierzinātņu sasniegumiem. Abi dizaini iekšpusē ir dobi. Augu stumbra sklerenhīmas pavedieni spēlē garenvirziena stiegrojuma lomu. Kātu starpmezgli (mezgli?) ir stingrības gredzeni. Gar stublāja sienām ir ovāli vertikāli tukšumi. Cauruļu sienām ir vienāds dizaina risinājums. Spirālveida enkura, kas atrodas caurules ārējā pusē graudaugu stumbrā, lomu spēlē plāna āda. Taču pie sava konstruktīvā risinājuma inženieri nonāca paši, “neieskatoties” dabā. Struktūras identitāte tika atklāta vēlāk. Pēdējos gados bionika ir apstiprinājusi, ka lielākā daļa cilvēku izgudrojumu jau ir dabas "patentēti". Tāds 20. gadsimta izgudrojums kā rāvējslēdzēji un Velcro tika izgatavots, pamatojoties uz putna spalvas struktūru. Dažāda pasūtījuma spalvu dzeloņi, kas aprīkoti ar āķiem, nodrošina drošu saķeri. Slaveni spāņu arhitekti M. R. Cervera un J. Plozs, aktīvi bionikas piekritēji, 1985. gadā sāka pētīt “dinamiskās struktūras” un 1991. gadā organizēja “Arhitektūras inovāciju atbalsta biedrību”. Viņu vadītā grupa, kurā bija arhitekti, inženieri, dizaineri, biologi un psihologi, izstrādāja projektu "Vertikālā bioniskā torņa pilsēta". Pēc 15 gadiem Šanhajā vajadzētu parādīties torņu pilsētai (pēc zinātnieku domām, pēc 20 gadiem Šanhajas iedzīvotāju skaits var sasniegt 30 miljonus cilvēku). Torņu pilsēta ir paredzēta 100 tūkstošiem cilvēku, projekts ir balstīts uz "koka būvniecības principu".

Pilsētas tornis būs 1228 m augsts ciprese ar apkārtmēru pie pamatnes 133 x 100 m, bet platākajā vietā 166 x 133 m. Tornim būs 300 stāvi, un tie atradīsies 12. 80 stāvu vertikālie bloki (12 x 80 = 960; 960!=300). Starp ceturkšņiem ir griestu segumi, kas katram līmeņa ceturksnim pilda nesošās konstrukcijas lomu. Kvartālu iekšpusē - dažāda augstuma mājas ar vertikāliem dārziem. Šis rūpīgi pārdomātais dizains ir līdzīgs ciprese zaru struktūrai un visam vainagam. Tornis stāvēs uz pāļu pamatiem pēc akordeona principa, kas nepadziļinās, bet kāpjot attīstās visos virzienos - līdzīgi kā kokam veidojas sakņu sistēma. Vēja vibrācijas augšējos stāvos ir samazinātas līdz minimumam: gaiss viegli iziet cauri torņa konstrukcijai. Torņa fasādei tiks izmantots speciāls plastmasas materiāls, kas imitē poraino ādas virsmu. Ja būvniecība būs veiksmīga, plānots uzbūvēt vēl vairākas šādas ēkas-pilsētas.

Arhitektūras un ēku bionikā liela uzmanība tiek pievērsta jaunajām ēku tehnoloģijām. Piemēram, efektīvu un bezatkritumu būvniecības tehnoloģiju izstrādes jomā perspektīvs virziens ir slāņveida konstrukciju veidošana. Ideja ir aizgūta no dziļūdens mīkstmiešiem. To stiprās čaulas, piemēram, plaši izplatītajām pērļgliemenes, sastāv no mainīgām cietām un mīkstām plāksnēm. Cietai plāksnei plaisājot, deformāciju absorbē mīkstais slānis un plaisa neiet tālāk. Šo tehnoloģiju var izmantot arī automašīnu segšanai.

Daba un cilvēki būvē pēc vieniem un tiem pašiem likumiem, ievērojot materiāla taupīšanas principu un izvēloties optimālos dizaina risinājumus topošajām sistēmām (slodzes pārdale, stabilitāte, materiāla, enerģijas taupīšana).

Zinātne, kas pēta dzīvo organismu uzbūvi un darbību, lai to izmantotu inženiertehnisko problēmu risināšanai, jaunu ierīču un mehānismu radīšanai, tiek saukta par bioniku (no grieķu bios "dzīve"). Šis termins pirmo reizi tika minēts 1960. gada 13. septembrī Deitonā Amerikas nacionālajā simpozijā "Dzīvie prototipi - jaunu tehnoloģiju atslēga" un apzīmēja jaunu zinātnes virzienu, kas radās bioloģijas un inženierijas krustpunktā. Leonardo da Vinči tiek uzskatīts par bionikas tēvu. Viņa zīmējumi un lidmašīnas diagrammas ir balstītas uz putna spārna uzbūvi.

Ilgu laiku bionika attīstījās spazmīgi. Sākumā inženieri un dizaineri atrada veiksmīgu risinājumu jebkurai problēmai, un pēc kāda laika tika atklāts, ka dzīviem organismiem ir līdzīgi dizaina risinājumi un, kā likums, optimāli.

Mūsdienās bionikai ir vairāki virzieni. Arhitektūras un būvbionika pēta dzīvo audu veidošanās un struktūras veidošanās likumus, analizē dzīvo organismu strukturālās sistēmas pēc materiāla, enerģijas taupīšanas un uzticamības nodrošināšanas principa. Neirobionika pēta smadzeņu darbību, pēta atmiņas mehānismus. Intensīvi tiek pētīti dzīvnieku maņu orgāni un iekšējie reakcijas uz vidi mehānismi gan dzīvniekiem, gan augiem.

Spilgts arhitektūras un būvniecības bionikas piemērs ir graudaugu stublāju un mūsdienu augstceltņu struktūras pilnīga līdzība. Graudaugu stublāji spēj izturēt lielas slodzes un tajā pašā laikā nelūzt zem ziedkopas svara. Ja vējš tos noliec pie zemes, tie ātri atjauno vertikālo stāvokli. Kāds ir noslēpums? Izrādās, ka to uzbūve ir līdzīga moderno daudzstāvu rūpnīcu cauruļu konstrukcijai – vienam no jaunākajiem inženierzinātņu sasniegumiem. Abi modeļi ir dobi. Augu stumbra sklerenhīmas pavedieni spēlē garenvirziena stiegrojuma lomu. Kātu starpmezgli ir stingrības gredzeni. Gar stublāja sienām ir ovāli vertikāli tukšumi. Cauruļu sienām ir vienāds dizaina risinājums. Spirālveida enkura, kas atrodas caurules ārējā pusē graudaugu stumbrā, lomu spēlē plāna āda. Taču pie sava konstruktīvā risinājuma inženieri nonāca paši, “neieskatoties” dabā. Struktūras identitāte tika atklāta vēlāk.

Pēdējos gados bionika ir apstiprinājusi, ka lielākā daļa cilvēku izgudrojumu jau ir dabas "patentēti". Šāds divdesmitā gadsimta izgudrojums, tāpat kā rāvējslēdzēji un Velcro, tika izgatavots, pamatojoties uz putna spalvu struktūru. Dažāda pasūtījuma spalvu dzeloņi, kas aprīkoti ar āķiem, nodrošina drošu saķeri.

Slaveni spāņu arhitekti M.R. Aktīvi bionikas piekritēji Servera un H. Plozs 1985. gadā uzsāka "dinamisko struktūru" izpēti un 1991. gadā organizēja "Arhitektūras inovāciju atbalsta biedrību". Viņu vadītā grupa, kurā bija arhitekti, inženieri, dizaineri, biologi un psihologi, izstrādāja projektu "Vertikālā bioniskā torņa pilsēta". Pēc 15 gadiem Šanhajā vajadzētu parādīties torņu pilsētai (pēc zinātnieku domām, pēc 20 gadiem Šanhajas iedzīvotāju skaits var sasniegt 30 miljonus cilvēku). Torņu pilsēta ir paredzēta 100 tūkstošiem cilvēku, projekts ir balstīts uz "koka būvniecības principu".

Pilsētas tornis būs 1128 m augsts ciprese ar apkārtmēru pie pamatnes 133 x 100 m, bet platākajā vietā 166 x 133 m. Tornim būs 300 stāvi, un tie atradīsies 12. vertikālie bloki 80 stāvos. Starp ceturkšņiem ir griestu segumi, kas katram līmeņa ceturksnim pilda nesošās konstrukcijas lomu. Kvartālu iekšpusē - dažāda augstuma mājas ar vertikāliem dārziem. Šis rūpīgi pārdomātais dizains ir līdzīgs ciprese zaru struktūrai un visam vainagam. Tornis stāvēs uz pāļu pamatiem pēc akordeona principa, kas nepadziļinās, bet kāpjot attīstās visos virzienos - līdzīgi kā kokam veidojas sakņu sistēma. Vēja vibrācijas augšējos stāvos ir samazinātas līdz minimumam: gaiss viegli iziet cauri torņa konstrukcijai. Torņa fasādei tiks izmantots speciāls plastmasas materiāls, kas imitē poraino ādas virsmu. Ja būvniecība būs veiksmīga, plānots uzbūvēt vēl vairākas šādas ēkas-pilsētas.

Arhitektūras un ēku bionikā liela uzmanība tiek pievērsta jaunajām ēku tehnoloģijām. Piemēram, efektīvu un bezatkritumu būvniecības tehnoloģiju izstrādes jomā perspektīvs virziens ir slāņveida konstrukciju veidošana. Ideja ir aizgūta no dziļūdens mīkstmiešiem. To stiprās čaulas, piemēram, plaši izplatītajām pērļgliemenes, sastāv no mainīgām cietām un mīkstām plāksnēm. Cietai plāksnei plaisājot, deformāciju absorbē mīkstais slānis un plaisa neiet tālāk. Šo tehnoloģiju var izmantot arī automašīnu segšanai.

Galvenās neirobionikas jomas ir cilvēku un dzīvnieku nervu sistēmas izpēte un nervu šūnu-neironu un neironu tīklu modelēšana. Tas dod iespēju uzlabot un attīstīt elektroniskās un datortehnoloģijas.

Dzīvo organismu nervu sistēmai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar modernākajiem cilvēka izgudrotajiem analogiem:
1. Elastīga ārējās informācijas uztvere neatkarīgi no formas, kādā tā nāk (rokraksts, fonts, krāsa, tembrs utt.).
2. Augsta uzticamība: tehniskās sistēmas sabojājas, ja sabojājas viena vai vairākas daļas, un smadzenes paliek funkcionālas pat tad, ja mirst vairāki simti tūkstošu šūnu.
3. Miniatūra. Piemēram, tranzistoru ierīce ar tādu pašu elementu skaitu kā cilvēka smadzenes aizņemtu apmēram 1000 m 3, bet mūsu smadzenes aizņem 1,5 dm 3 tilpumu.
4. Enerģijas patēriņa efektivitāte - atšķirība ir vienkārši acīmredzama.
5. Augsta pašorganizācijas pakāpe - ātra pielāgošanās jaunām situācijām, aktivitāšu programmu izmaiņām.

Atmiņas mehānismu izpēte noved pie "domāšanas" mašīnu izveides sarežģītu ražošanas un vadības procesu automatizēšanai.

Jau sen zināms, ka putni, zivis un kukaiņi ļoti jutīgi un precīzi reaģē uz laikapstākļu izmaiņām. Zemais bezdelīgu lidojums paredz pērkona negaisu. Zvejnieki no medūzu uzkrāšanās pie krasta mācās, ka var doties makšķerēt, jūra būs mierīga. Biosinoptiskie dzīvnieki dabiski ir apveltīti ar unikālām superjutīgām "ierīcēm". Bionikas uzdevums ir ne tikai atrast šos mehānismus, bet arī izprast to darbību un radīt to no jauna elektroniskajās shēmās, ierīcēs, konstrukcijās.

Zivju un putnu kompleksās navigācijas sistēmas izpēte, kas migrācijas laikā nobrauc tūkstošiem kilometru un nepārprotami atgriežas savās vietās nārstam, ziemošanai, cāļu audzēšanai, veicina ļoti jutīgu objektu izsekošanas, norādīšanas un atpazīšanas sistēmu izstrādi.

Pašlaik dzīvnieku un cilvēku analizatoru sistēmu pētījumi ir liels ieguldījums zinātnes un tehnoloģiju progresā. Šīs sistēmas ir tik sarežģītas un jutīgas, ka tām joprojām nav līdzvērtīgas tehniskās ierīces. Piemēram, klaburčūskas temperatūras jutīgais orgāns izšķir temperatūras izmaiņas 0,0010C; zivju elektriskais orgāns (ēras, elektriskie zuši) uztver 0,01 mikrovoltu potenciālu, daudzu naktsdzīvnieku acis reaģē uz atsevišķiem gaismas kvantiem, zivis jūt vielas koncentrācijas izmaiņas ūdenī 1 mg/m3 (= 1 μg) / l).

Daudziem dzīviem organismiem ir tādas analizatoru sistēmas, kādas cilvēkiem nav. Piemēram, sienāžiem antenu 12. segmentā ir tuberkuloze, kas uztver infrasarkano starojumu. Haizivīm un rajām uz galvas un ķermeņa priekšpusē ir kanāli, kas uztver temperatūras izmaiņas par 0,10C. Gliemežiem, skudrām un termītiem ir ierīce, kas uztver radioaktīvo starojumu. Daudzi reaģē uz izmaiņām magnētiskajā laukā (galvenokārt putni un kukaiņi, kas veic liela attāluma migrāciju). Ir tādi, kas uztver infrasarkano un ultraskaņas vibrācijas: pūces, sikspārņi, delfīni, vaļi, lielākā daļa kukaiņu u.c.. Bites acis reaģē uz ultravioleto gaismu, tarakāns uz infrasarkano staru utt.

Kosmosā ir daudz vairāk orientēšanās sistēmu, kuru uzbūve vēl nav pētīta: bites un lapsenes labi orientējas saulē, tauriņu tēviņi (piemēram, nakts pāva acs, beigts vanaga kodes u.c.) meklē. sieviete 10 km attālumā. Jūras bruņurupuči un daudzas zivis (zuši, stores, laši) izpeld vairākus tūkstošus kilometru no saviem dzimtajiem krastiem un nekļūdīgi atgriežas, lai dētu olas un nārstu tajā pašā vietā, kur viņi paši uzsāka savu dzīves ceļu. Tiek pieņemts, ka tiem ir divas orientācijas sistēmas - tālumā, pēc zvaigznēm un saules, un tuvu - pēc smaržas (piekrastes ūdeņu ķīmija).

Kāpēc pie pašreizējā tehnoloģiju attīstības līmeņa daba ir tik daudz priekšā cilvēkam? Pirmkārt, lai izprastu dzīvas sistēmas uzbūvi un darbības principu, modelētu to un ieviestu konkrētās struktūrās un ierīcēs, ir nepieciešamas universālas zināšanas. Un šodien, pēc ilgstoša zinātnes disciplīnu sadrumstalotības procesa, tikai sāk parādīties vajadzība pēc tādas zināšanu organizācijas, kas ļautu tās aptvert un apvienot, balstoties uz kopējiem universāliem principiem.

Un, otrkārt, savvaļas dabā bioloģisko sistēmu formu un struktūru noturība tiek saglabāta to nepārtrauktas atjaunošanas dēļ, jo mums ir darīšana ar struktūrām, kuras tiek nepārtraukti iznīcinātas un atjaunotas. Katrai šūnai ir savs dalīšanās periods, savs dzīves cikls. Visos dzīvajos organismos sabrukšanas un atjaunošanas procesi viens otru kompensē, un visa sistēma atrodas dinamiskā līdzsvarā, kas ļauj pielāgoties, pārbūvējot savas struktūras atbilstoši mainīgajiem apstākļiem. Galvenais bioloģisko sistēmu pastāvēšanas nosacījums ir to nepārtraukta darbība. Cilvēka radītajām tehniskajām sistēmām nav iekšēja dinamiska sabrukšanas un atjaunošanas procesu līdzsvara, un šajā ziņā tās ir statiskas. Viņu darbība parasti notiek ar pārtraukumiem. Šī atšķirība starp dabiskajām un tehniskajām sistēmām ir ļoti būtiska no inženiertehniskā viedokļa.

Dzīvās sistēmas ir daudz daudzveidīgākas un sarežģītākas nekā tehniskās struktūras. Bioloģiskās formas bieži vien nevar aprēķināt to neparastās sarežģītības dēļ. Mēs vienkārši vēl nezinām to veidošanās likumus. Dzīvo organismu struktūras veidošanās noslēpumus, tajos notiekošo dzīvības procesu detaļas, uzbūvi un funkcionēšanas principus var apgūt tikai ar vismodernāko iekārtu palīdzību, kas ne vienmēr ir pieejama. Bet pat ar jaunākajām tehnoloģijām daudz kas paliek aizkulisēs.

Vispilnīgākās formas gan skaistuma, gan organizācijas un funkcionēšanas ziņā ir pašas dabas radītas un attīstītas evolūcijas procesā. Ilgu laiku cilvēce savu tehnoloģisko problēmu risināšanai ir aizguvusi konstrukcijas, elementus, konstrukcijas no dabas. Šobrīd tehnogēnā civilizācija no dabas iekaro arvien vairāk teritoriju, apkārt dominē taisnstūra formas, tērauds, stikls un betons, un mēs dzīvojam tā sauktajos pilsētas džungļos.

Un katru gadu cilvēka vajadzība pēc dabiskas harmoniskas vides, kas piepildīta ar gaisu, zaļumiem un dabas elementiem, kļūst arvien taustāmāka. Tāpēc vides tēmas kļūst arvien aktuālākas pilsētplānošanā un. Šajā rakstā mēs iepazīsimies ar bionikas piemēriem - interesantu mūsdienu tendenci arhitektūrā un interjera dizainā.

Bionikas piemēri arhitektūrā. Zinātniskā un mākslinieciskā pieeja

Bionika ir virziens, pirmkārt, zinātnisks un pēc tam radošs. Attiecinot uz arhitektūru, tas nozīmē dzīvo organismu sakārtošanas principu un metožu un dzīvo organismu radīto formu izmantošanu ēku projektēšanā un būvniecībā. Pirmais arhitekts, kas strādāja bioniskajā stilā, bija A. Gaudi. Viņa slavenos darbus joprojām apbrīno pasaule (House Batlló, House Mila, Sagrada Familia, Park Güell u.c.).

Mila Antoni Gaudi māja Barselonā
Nacionālais operas nams Pekinā

Mūsdienu bionika ir balstīta par jaunām metodēm, izmantojot matemātisko modelēšanu un plašu programmatūras klāstu aprēķinam un 3D vizualizācijai. Tās galvenais uzdevums ir pētīt dzīvo organismu audu veidošanās likumus, to uzbūvi, fizikālās īpašības, dizaina īpatnības, lai šīs zināšanas pārvērstu arhitektūrā. Dzīvojamās sistēmas ir piemērs konstrukcijām, kas darbojas pēc optimālas uzticamības nodrošināšanas principiem, veidojot optimālu formu, taupot enerģiju un materiālus. Tieši šie principi veido bionikas pamatu. Vietnē ir parādīti slaveni bionikas piemēri.

Operas nams Sidnejā
Peldēšanas komplekss Pekinā

Šeit ir dažas no lielākajām bioniskajām struktūrām pasaulē:

• Eifeļa tornis Parīzē (imitē stilba kaula formu)
• Pekinas Swallow's Nest stadions (ārējā metāla konstrukcija atbilst putna ligzdas formai)
• Debesskrāpis Aqua Čikāgā (ārēji atgādina krītoša ūdens straumi, ēkas forma arī atgādina salocītu kaļķu nogulumu struktūru Lielo ezeru krastos)
• Dzīvojamā ēka "Nautilus" vai "Shell" Naukalpānā (tās dizains ņemts no dabiskas struktūras - gliemežnīcas)
• Operas nams Sidnejā (atdarina atvērtās lotosa ziedlapiņas uz ūdens)
• Peldēšanas komplekss Pekinā (fasādes dizains sastāv no "ūdens burbuļiem", atkārto kristāla režģi, tas ļauj uzkrāt saules enerģiju, ko izmanto ēkas vajadzībām)
• Nacionālā opera Pekinā (imitē ūdens pilienu)

Bionika ietver arī jaunu materiālu radīšanu būvniecībai, kuru uzbūvi ierosina dabas likumi. Līdz šim jau ir daudz bionikas piemēru, no kuriem katrs izceļas ar tās struktūras pārsteidzošo izturību. Tādējādi jūs varat iegūt jaunas papildu iespējas dažāda izmēra konstrukciju būvniecībai.

Skulptūra Mākoņu vārti Čikāgā
Bionikas piemēri interjera dizainā

Interjera dizaina iezīmes bionikas stilā ar piemēriem

Bioniskais stils ienācis arī interjera dizainā: gan dzīvojamās telpās, gan apkalpojošā sektora telpās, sociālajos un kultūras nolūkos. Bionikas piemērus var redzēt mūsdienu parkos, bibliotēkās, tirdzniecības centros, restorānos, izstāžu centros utt. Kas ir raksturīgs šim modernajam stilam? Kādas ir tās īpašības? Tāpat kā arhitektūrā, arī interjera bionika izmanto dabas formas telpas organizēšanā, telpas plānošanā, mēbeļu un aksesuāru dizainā, dekorā.

Dizaineri savas idejas smeļas no pazīstamām savvaļas dzīvnieku struktūrām:

• Vasks un šūnveida struktūra ir pamatā neparastu konstrukciju veidošanai interjerā: sienas un starpsienas, mēbeļu elementi, dekori, sienu un griestu paneļu elementi, logu ailas utt.
• Tīkls ir neparasti viegls un ekonomisks sieta materiāls. To bieži izmanto kā pamatu starpsienu projektēšanā, mēbeļu un apgaismes ķermeņu projektēšanā, šūpuļtīklos.
• Ārējās vai iekšējās kāpnes var veidot spirālveida vai neparastu konstrukciju veidā, kas veidotas no kombinētiem dabīgiem materiāliem, atkārtojot gludās dabas formas. Kāpņu projektēšanā bionikas mākslinieki visbiežāk sāk no augu formām.
• Bioniskajos piemēros tiek izmantotas arī krāsainas brilles, lai radītu interesantu apgaismojumu.
• Koka mājās koku stumbrus var izmantot kā nesošās kolonnas. Kopumā koks ir viens no visizplatītākajiem interjera materiāliem bioniskā stilā. Izmantota arī vilna, āda, lins, bambuss, kokvilna u.c.
• Spoguļa un spīdīgās virsmas ir ņemtas no ūdens virsmas un harmoniski iekļaujas tajā.
• Lielisks risinājums ir perforācijas izmantošana, lai samazinātu atsevišķu konstrukciju svaru. Porainās kaula struktūras bieži tiek izmantotas, lai radītu interesantas mēbeles, vienlaikus taupot materiālu, radot gaisīguma un viegluma ilūziju.

Lampas arī atkārto bioloģiskās struktūras. Skaisti un oriģināli izskatās lampas, kas imitē ūdenskritumu, mirdzošus kokus un ziedus, mākoņus, debesu ķermeņus, jūras dzīvi utt.. Bionikas piemēros bieži izmanto dabiskus, videi draudzīgus materiālus. Šī virziena raksturīgās iezīmes ir gludas līnijas, dabiskas krāsas. Tas ir mēģinājums radīt dabai tuvu atmosfēru, vienlaikus neatceļot ērtības, ko cilvēks ieguvis līdz ar tehnoloģiju attīstību. Elektronika iekļaujas dizainā tā, lai tā nebūtu uzkrītoša.

Aqua debesskrāpis Čikāgā ir bionikas piemērs Pekinas Swallow's Nest stadiona interjera dizainā.

Bionikas piemēri interjerā ir akvāriji, interesanti neparasti dizaini un unikālas formas, kas, tāpat kā dabā, neatkārtojas. Var teikt, ka bionikā nav skaidru robežu un telpas zonējuma, dažas telpas vienmērīgi “ieplūst” citās. Dabiskie elementi ne vienmēr būs piemērojami visam interjeram. Šobrīd ļoti izplatīti ir projekti ar atsevišķiem bionikas elementiem - mēbeles, kas atkārto ķermeņa uzbūvi, augu uzbūvi un citus savvaļas elementus, organiskie ieliktņi, dekori no dabīgiem materiāliem.

Jāpiebilst, ka bionikas galvenā iezīme arhitektūrā un interjera dizainā ir dabas formu atdarināšana, ņemot vērā zinātniskās atziņas par tām. Ekoloģiski drošas, cilvēkiem labvēlīgas dzīves vides veidošana, izmantojot jaunas energoefektīvas tehnoloģijas, var būt ideāls pilsētas attīstības virziens. Tāpēc bionika ir jauns, strauji augošs virziens, kas aizrauj arhitektu un dizaineru prātus.

Atklājot dabas organismu noslēpumus, var iegūt jaunas iespējas mūsdienu būvniecībā un arhitektūrā. Bionika ir kļuvusi par tādu virzienu, kas apvieno bioloģijas un tehnoloģiju zināšanas. Bionika ir paredzēta inženiertehnisko problēmu risināšanai, pamatojoties uz savvaļas objektu pētījumu rezultātiem.

Stāsts

Pieder ideja pielietot zināšanas par savvaļas dzīvniekiem inženiertehnisko problēmu risināšanā Leonardo jā Vinči, kurš mēģināja uzbūvēt lidojošu mašīnu ar spārniem kā putniem: ornitopteri.

Kibernētikas rašanās, kas ņem vērā vispārējos dzīvo organismu un mašīnu vadības un komunikācijas principus, ir kļuvusi par stimulu plašākai dzīvo sistēmu uzbūves un funkciju izpētei, lai noskaidrotu to kopību ar tehniskajām sistēmām, kā arī iegūto informāciju par dzīvajiem organismiem izmantot jaunu ierīču, mehānismu, materiālu u.c.. 1960. g Deitonā (ASV) notika pirmais bionikas simpozijs, kas oficiāli apstiprināja jaunas zinātnes dzimšanu.

Arhitektūras un būvbionika pēta dzīvo audu veidošanās un struktūras veidošanās likumus, analizē dzīvo organismu strukturālās sistēmas pēc materiāla, enerģijas taupīšanas un nodrošināšanas principa. uzticamība.

Spilgts arhitektūras un būvniecības bionikas piemērs ir graudaugu stublāju un mūsdienu augstceltņu struktūras pilnīga līdzība. Graudaugu stublāji spēj izturēt lielas slodzes un tajā pašā laikā nelūzt zem ziedkopas svara.

Ja vējš tos noliec pie zemes, tie ātri atjauno vertikālo stāvokli. Kāds ir noslēpums? Izrādās, ka to uzbūve ir līdzīga moderno daudzstāvu rūpnīcu cauruļu konstrukcijai – vienam no jaunākajiem inženierzinātņu sasniegumiem. Abi dizaini iekšpusē ir dobi. Un stublāju mezgli spēlē gredzenu lomu stingrība.

Gar stublāja sienām ir ovāli vertikāli tukšumi. Cauruļu sienām ir vienāds dizaina risinājums. Spirālveida stiegrojuma loma, atrodas caurules ārējā pusē graudaugu kātā, veic plānu mizu. Taču pie sava konstruktīvā risinājuma inženieri nonāca paši, “neieskatoties” dabā.

Struktūras identitāte tika atklāta vēlāk. Pēdējos gados bionika ir apstiprinājusi, ka lielākā daļa cilvēku izgudrojumu jau ir dabas "patentēti". Tāds 20. gadsimta izgudrojums kā stiprinājumi "rāvējslēdzējs" un "Velcro", tika izgatavoti, pamatojoties uz putna spalvu struktūru. dažādu šķirņu spalvu bārdas, aprīkoti ar āķiem, nodrošināt drošs satvēriens.

Arhitektūras un ēku bionikā liela uzmanība tiek pievērsta jaunajām ēku tehnoloģijām. Piemēram, efektīvu un bezatkritumu būvniecības tehnoloģiju izstrādes jomā perspektīvs virziens ir slāņveida konstrukciju veidošana. Ideja ir aizgūta no dziļūdens mīkstmiešiem.

To stiprās čaulas, piemēram, plaši parastais āliņģis, sastāv no mainīgiem cietas un mīkstas plāksnes. Kad Ja stingra plāksne saplaisā, tad mīkstais slānis absorbē deformāciju, bet plaisa ne iet tālāk. Šo tehnoloģiju var izmantot arī automašīnu segšanai.

Pirmos mēģinājumus izmantot bioniku būvniecībā veica Antonio Gaudi. Viņa izveidotais parks Guell ir pazīstams arī kā "akmenī iesaldēta daba". Casa Batlo, Casa Mila nav nekas līdzīgs Eiropai, ko lutināja arhitektūras prieki, un patiešām visa pasaule, vēl neesmu redzējis.

Šie lielā meistara šedevri deva impulsu arhitektūras attīstībai bioniskā stilā. 1921. gadā Rūdolfa celtniecībā atspoguļojās bioniskās idejas Šteiners Goetheanum, un no šī brīža visas pasaules arhitekti pieņēma bioniku.

Tātad reizes Gēteāns un līdz mūsdienām bioniskā stilā ir uzbūvēts liels skaits gan atsevišķu ēku, gan veselas pilsētas.

Mūsdienās organiskās arhitektūras moderno iemiesojumu var redzēt Šanhajā - Kipreses namā, Nīderlandē - NMB Bank valdes ēka, Austrālijā - Sidnejas Operas nama ēkā, Monreālā - Pasaules izstāžu centra ēkā, Japānā. - debesskrāpis SONY un augļu muzejs.

Arī Krievijā savvaļas likumi tika iemiesoti “pirmsperestroikas” laika arhitektūrā: Ostankino radio un televīzijas tornis Maskavā, olimpiskās objekti - velotrase g. Krylatsky, Prospekt Mira iekštelpu stadiona membrānas segumi un universālā sporta un izklaides halle Ļeņingradā, restorāns Baku Piejūras parkā un tā saite Frunzē - restorāns " Bermet" un citi.

Plaši pazīstamais dizains Eifeļa tornis ir balstīts uz Šveices anatomijas profesora zinātnisko darbu Hermanis fon Meiers (Hermanis fon Meiers). Četrdesmit gadus pirms Parīzes inženiertehniskā brīnuma uzcelšanas profesors pētīja augšstilba galvas kaula struktūru vietā, kur tā liecas un ieiet locītavā leņķī. Un tajā pašā laikā kauls nez kāpēc nelūzt zem ķermeņa svara.

1866. gadā Šveices inženieris Karls Kalmens apkopoja teorētisko pamatojumu fona atvēršanai Meyer un 20 gadus vēlāk tika izmantots dabiskais slodzes sadalījums, izmantojot izliektus suportus Eifelis.

Kas ir bioniskā ēka?

Pirmais iespaids par ēku bioniskā stilā ir tāds, ka ēkas ir izsistas no pareizās ģeometrijas. Objekta dabiskās formas pamodina iztēli. Bionikā sienas ir kā dzīvas membrānas. plastmasas un paplašinātās sienas un logi atklāj lejupvērsto slodzes spēku un materiāla pretestības pretspēku.

Pateicoties konstrukciju sienu mainīgo ieliekto un izliekto virsmu ritmiskajai spēlei, šķiet, ka ēka elpo. Šeit siena vairs nav tikai starpsiena, tā dzīvo kā organisms.

Lielajam Antonio bija taisnība Gaudi, sakot, ka "arhitektam nevajadzētu atteikties no krāsām, bet gan izmantot tās, lai piešķirtu formām dzīvību un apjomi. Krāsa ir formas papildinājums un dzīvības spilgtākā izpausme.

Iedomājieties, ieejot organiskā ēkā, jūs jūtaties iegremdēts brīnišķīgā pasaulē, kas piepildīta ar caurspīdīgas krāsas gaismu. Krāsa rada īpašu interjera pasauli, atdzīvinot un atklājot materiālus, kas ir caurspīdīgi zem krāsas kārtas. Krāsa dzīvo un pārvietojas saskaņā ar saviem likumiem. Šķiet, ka tas ietekmē ēkas un telpas funkciju nostiprināšanos vai vājināšanu.

Bioniskajā struktūrā, pateicoties nemitīgi mainīgajam vēlmju un telpisko iespēju mijiedarbības līdzsvaram, cilvēks piedzīvo kustības sajūtu - mierā, un mieru - telpas kustībā. Mazākā kustība izmaina spēku līdzsvaru, kā rezultātā mainās telpas uztvere.

Pastāvība un pārmaiņas, simetrija un asimetrija, aizsargātā individualitāte un plaša atvērtība pastāv smalkā līdzsvarā. Ievērojiet, ka gan kustībā, gan miera stāvoklī vienmēr ir līdzsvara sajūta.

Bionika jūsu mājās

Vēlme pēc komforta, laba, mājīga un skaista mājokļa ir bijusi cilvēcei raksturīga jau ilgu laiku. Katrs no mums vēlas, lai apkārtējā telpa nonāktu rezonansē ar viņa iekšējo pasauli.

Tagad katram no mums ir iespēja uzbūvēt savu ideālo māju. Varbūt tā būs dārza mājiņa ar bēniņiem, kā Čehova varoņiem. Vai varbūt amerikāņu stila kotedža ar terasi. Svarīgi ir tas, ka tajā var apvienot visus pārsteidzošā arhitektūras stila elementus - "bionisko arhitektūru".

Tas, kādu stilu izvēlamies savai jaunajai mājai vai vasarnīcai, ir atkarīgs tikai no mūsu iztēles. Bionika ir pierādījusi, ka arhitektūra nav tikai kociņi un ķieģeļi. Ikviens var pielietot bionikas elementus mājās vai vietnē.

Tātad interjerā tas, pirmkārt, ir lampas un iebūvētās mēbeles. ar izcilu apdari. Tie ir aizgūti no pašas dabas. Izvēloties mājas būvmateriālus, labāk dot priekšroku tiem, kas ir ne tikai izturīgi, bet arī labāk saglabā siltumu. Tas nodrošinās enerģijas ietaupījumu nākotnē sildītājiem un gaisa kondicionieriem.

Vietnes ainavu ir viegli padarīt unikālu. Lai to izdarītu, vienkārši pievērsiet uzmanību esošajiem akmeņiem, zariem, plaisām utt. Ar nelielu iztēli var izveidot Alpu kalnu (konstrukciju, kas veidota no akmeņiem un veģetācijas, kas raksturīga augstkalnu klimatam).

Ja ir liels vecs koks, nesteidzieties to cirst. Viņa dobus dobumus var izmantot, piemēram, kā bāru dzērieniem vai pat kā lapeni atpūtai. Gaisa kondicionēšana šeit nebūs nepieciešama, jo pat karstumā koks nodrošinās nemainīgu temperatūru aptuveni 22 grādus.

Kā liecina prakse, neizpētīto dabas noslēpumu potenciāls ir milzīgs. Ne tikai jābaidās tos pētīt, nevajag sargāties no dabas ar ēku sienām, vienlaikus graujot savu kopējo māju.

Savā būtībā bionika kā arhitektūras stils cenšas radīt tādu telpisku vidi, kas ar visu savu atmosfēru stimulētu tieši ēkas funkciju, telpas, kurām tās paredzētas. Bioniskajā mājā guļamistaba būs guļamistaba, dzīvojamā istaba būs dzīvojamā istaba, bet virtuve būs virtuve.

Rūdolfs Šteiners teica: “Bionisko formu radīšanas garīgais aspekts ir saistīts ar mēģinājumu apzināties cilvēka likteni. Saskaņā ar to arhitektūra tiek interpretēta kā vieta, kur atklājas cilvēka eksistences jēga.