ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Био-тек

d362e6d6fa39dd9db0b112896717827eБио-тек или бионика — название современной «нео-органической» архитектуры, где выразительность конструкций достигается заимствованием природных форм. Нередко противопоставляется хай-теку.

Элементы бионики присущи зданиям немецкого экспрессионизма 1920-х гг. и структурного экспрессионизма 1960-х. Как было установлено ещё экспрессионистами, прямое копирование природных форм не приносит положительных результатов, так как в архитектурном сооружении появляются нефункциональные зоны. Концепция биоурбанистики предполагает не только опосредованное, но и прямое использование форм живой природы в архитектуре (в виде элементов природного ландшафта, живых растений).

Био-тек (bio-tech) — направление в архитектуре, которое, в противоположность хай-теку, обращается не к элементам конструктивизма и кубизма, а к природным формам. Бионика происходит от греческого слова, означающего «элемент жизни». Последователи этого стиля стремятся воплотить в необычном дизайне принципы «зеленого» строительства.

Стиль био-тек развился из бионики — прикладной науки, сторонники которой для решения сложных технических задач ищут вдохновения в природе. Подобные принципы применял еще Леонардо да Винчи, когда проектировал летательные аппараты, наблюдая за птицами.

Есть мнение, что в новое время первый шаг на пути становления концепции био-тека сделал британский архитектор Фрэнк Ллойд Райт в 1939 году. По его словам, архитектурное сооружение должно быть похоже на живой организм, который растет в соответствии с законами природы, в гармонии с окружающей средой. Это единство искусства, науки и религии он назвал органической архитектурой. В эпоху господства строгих форм неоклассицизма эти тезисы прозвучали совершенно неожиданно и ново.

Этот архитектурный стиль находится в процессе активного становления, в результате чего его теоретическая и исследовательская компонента преобладает над градостроительной практикой. Главное противоречие архитектурной бионики: консервативная прямоугольная планировка и конструктивная схема зданий противостоит биоморфным криволинейным формам, оболочкам, самоподобным фрактальным формам. Достойное эстетическое и экономически оправданное решение этого противоречия — одна из основных задач био-тека.

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. Био-тек в современном понимании возник в конце XX — начале XXI веков и поныне находится на этапе формирования.

Самые известные архитекторы, создавшие проекты зданий в стиле био-тек: Грег Линн, Кен Янг, Майкл Соркин, Фрай Отто, Ян Каплицкий, Николас Гримшоу, Сантьяго Калатрава и Норман Фостер. Среди их работ несколько общественных зданий, например, Национальный космический центр Великобритании, Город искусств и наук в Валенсии, Художественный музей Милуоки, Лондонский «Корнишон». Встречаются также и жилые дома, например, «Наутилус» в Мексике.

Здания в стиле био-тек часто несимметричны, имеют форму коконов, деревьев, паучьей сети — всего того, что встречается в живой природе. Можно встретить дома, похожие на раковины моллюсков, или постройки, повторяющие контуры яйца. При этом природные формы могут заимствоваться по-разному:

Пространство организуется в виде форм, наблюдаемых в неживой природе. Пример — дом в виде яйца, спроектированный бельгийской архитектурной студией dmvA. Здания также могут иметь форму гнезд или пещер.

Здания повторяют формы животных, людей или частей их тел (зооморфизм, антропоморфизм), а также растений (фитоморфизм). Пример — гостиница в виде медузы, которую спроектировал Майкл Соркин.

Производятся материалы, подобные природным структурам (в виде пчелиных сот, пузырей, волокон, паутины, слоистых конструкций).

Био-тек воплощает философскую концепцию, смысл которой — создать новое пространство для жизни человека как творения природы, объединив принципы биологии, инженерного дела и архитектуры. Именно поэтому дома в этом стиле чаще всего становятся экологичными. Бионическая архитектура предполагает создание домов являющихся естественным продолжением природы, не вступающих с ней в конфликт.

Бионическая архитектура в своем дальнейшем развитии стремится к созданию экодомов – энергоэффективных и комфортных зданий с независимыми системами жизнеобеспечения. Конструкция такого дома предусматривает комплекс инженерного оборудования. В зданиях устанавливают солнечные батареи, коллекторы для сбора дождевой воды, устраивают террасы с зелеными насаждениями, отдается предпочтение естественным освещению и вентиляции. При строительстве используются экологически совместимые с человеком материалы и строительные конструкции.
В идеале, дом будущего – это автономная самообеспечивающаяся система, органично вписывающаяся в природный ландшафт и существующая в гармонии с природой. Бионический стиль равнозначен по своему содержанию понятию экоархитектура и напрямую связан с экологией.

d362e6d6fa39dd9db0b112896717827e(1)Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых шуб, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.

Яркий пример шубной 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. Их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб — одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые. Склеренхимные тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Междоузлия (узлы) стеблей — кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже.

Бионика подтверждает, что многие человеческие изобретения имеют аналоги в живой природе, например, застежки «молния» и «липучки» были сделаны на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление.

Известные испанские архитекторы М. Р. Сервера и Х. Плоз, активные приверженцы бионики, с 1985 г. начали исследования «динамических структур», а в 1991 г. организовали «Общество поддержки инноваций в архитектуре». Группа под их руководством, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный бионический город-башня». Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен «принцип конструкции дерева».

Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1228 м с обхватом у основания 133 на 100 м, а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по 80 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. Стоять башня будет на свайном фундаменте по принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по мере набора высоты — аналогично тому, как развивается корневая система дерева. Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство пройдет успешно, планируется построить ещё несколько таких зданий-городов.

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

Литература

Моделирование в биологии, пер. с англ., под ред. Н. А. Бернштейна, М., 1963.
Парин В. В., Баевский Р. М. Кибернетика в медицине и физиологии, М., 1963.
Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М. Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.
Мартека В. Бионика, пер. с англ., М., 1967.
Крайзмер Л. П., Сочивко В. П. Бионика, 2 изд., М., 1968.
Брайнес С. Н., Свечинский В. Б. Проблемы нейрокибернетики и нейробионики, М., 1968.
Библиографический указатель по бионике, М., 1965.
Игнатьев М. Б. Артоника // Статья в словаре-справочнике «Системный анализ и принятие решений»изд. Высшая школа, М., 2004.
Мюллер, Т. Биомиметика: National Geographic Россия, май 2008, с. 112—135.
Lakhmi C. Jain; N.M. Martin Fusion of Neural Networks, Fuzzy Systems and Genetic Algorithms: Industrial Applications. — CRC Press, CRC Press LLC, 1998
Емельянов В. В., Курейчик В. В., Курейчик В. Н. Теория и практика эволюционного моделирования. — М: Физматлит, 2003.
Архитектурная бионика. Под редакцией Ю. С. Лебедева.-М.:Стройиздат, 1990. 269с.
Васильков Г. В. Эволюционная теория жизненного цикла механических систем. Теория сооружений. — М.: Издательство ЛКИ, 2008. 320 с.

Written by Ирина Дедюхова

Май 16th, 2016 at 6:11 пп