Природоподобные конструкции бионической архитектуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

УрГАХУ

Природоподобные конструкции бионической архитектуры

Уморина Ж.Э.

г. Екатеринбург, Россия

Аннотация

В статье раскрыт аспект взаимодействия между развитием индустрии строительных материалов и конструкций, информационных систем и формированием нового стиля в архитектуре -- бионической архитектурой; приведены примеры результата этого взаимодействия, а также выдвинута гипотеза о характеристике бионической архитектуры как уникального инновационного стиля.

Ключевые слова: экология, бионика, архитектура, климатология, технология, биомодель, конструкция.

Abstract

Umorina J. А. USUAA, Yekaterinburg, Russia

THE NATURE-LIKE STRUCTURAL SYSTEM OF THE BIONIC

ARCHITECTURE.

The article reveals the aspect of the interaction between the development of the industry of building materials and constructions, information systems and the formation of bionic architecture as a new architectural style; it gives relevant examples of this interaction result, as well as develops a hypothesis of the characteristics of bionic architecture as a unique and innovative style. Employment of the bionic style can reduce the cost of the necessary resources to ensure lifecycles object, material and construction costs; also it increase the efficiency of exploitation of the facility. Another positive aspect is that this architecture affects the rate of payback after the completion of construction. Of course, applying of new technologies consist in using of modem materials. Paper talks that their application enriches the space of buildings with a unique appearance in the city, which in turn take into account the requirements of.

Keywords: ecology, bionics, architecture, climatology, technology, biomodel, design, videoecology.

Природоподобные технологии в архитектуре. На протяжении всей истории зодчие тяготели к воссозданию «идей» живой природы в своих строениях. Тенденции современной «органической архитектуры» заключены в глубоком анализе внутренних процессов природы, в адаптации принципов живого в рукотворных технологиях, в создании архитектуры человека как логического довершения архитектуры окружающей среды; в преодолении конфликта природы и человека, организации внешней гармонии путем гармонизации внутренней составляющей. Конечным результатом ставится создание экологического дома с максимально замкнутой экосистемой. Он должен максимально естественно вписываться в естественную среду, не нарушая экологического баланса.

На данный момент «живая» архитектура неразделима с явлением «экологическая архитектура». Без научных основ экологии и климатологии сегодня невообразимо создать полноценный бионический комплекс, гармоничный как в отношении внешней формы, так и во внутреннем содержании (технологическое наполнение). В этом направлении уже сделаны существенны шаги:

энергоэффективный дом (Energy Effieient Building): потребление энергии низкое или нулевое;

умный дом (Intellectual Building): автоматизация потоков света и тепла во внутренних и внешних конструкциях;

пассивный дом (Passive Building): естественный теплообмен, фактическое отсутствие отопления, использование энергосберегающих материалов и систем; здоровый дом (Healthy Building): применение природного материала, системы активных очисток;

биоклиматическая архитектура (Bioclimatic Architecture): hi-tech, принцип гармонии с природой, многослойное остекление (double skin technology), обеспечивающее изоляцию от шума, равновесный микроклимат параллельно с вентиляцией.

Началом процесса внедрения природоподобных технологий в архитектуру стало рождение архитектурной бионики [2]. Сегодня бионика не просто внешняя, причудливая форма грациозных кривых, отсылающих зрителей к пейзажам живой природы. Это целый комплекс инновационных разработок организации жизненного пространства человека. Этот направление объединило точную науку с чувственным искусством, абстрактное и рациональное, природу естественного мира и мира человека, синтезировало законы строгого с доводами эстетичного [1].

Применение строительных систем и конструкций на основе природных объектов. Технологически разработки на основе биологических конструкций (паутина, соты, муравейник) активно используются в наше время. Эти примеры обладают уникальными механическими свойствами: их легкость сочетается с невероятными прочностными качествами.

К настоящему моменту ярко выделились три направления бионики:

биологическое - изучение биопроцессов;

теоретическое -- моделирование этих процессов;

техническое -- претворение биомоделей в жизнь, инженерные, конструкторские разработки.

Современный этап развития архитектурной бионики отличается глубиной изучения, переходом от поверхностного восприятия к аналитическому осмыслению. Основным катализатором глубоко освоения технической стороны стала потребность создания выгодных строительных форм с высокой экономичностью, сложных в инженерной реализации.

Рассмотрим ряд примеров.

В Санкт-Петербурге по проекту Бориса Левинзона был построен дом «Дельфин» (рис. 1). Пространственное решение этого здания помогло архитектору на высоком уровне совместить природную форму и строгость очертаний окружающей застройки прошлых лет. Дом дельфин как бы выпрыгивает из моря нашей повседневности, напоминая нам, что даже среди обыденности есть место чуду.

Интересны работы архитектора К.Келлога (Kendrick Bangs Kellogg): «Ранчо Мираж» в Палм Спринге -- (рис. 2 а). Этот ресторан можно справедливо считать одним из самых органичных примеров применения бионики в строительстве. Здание выглядит логичным продолжением холма, словно является его частью.

Дом «Лотос» в Калифорнии (рис. 2 б) обладает интересной конструктивной системой: создается ощущение продолжения кровли в интерьере объекта. Конструкция напоминает воронку с уменьшающимся к низу диаметром, собранную из отдельных лепестков. Здание практически не зависит энергетически от внешнего мира (пассивное).

Сооружение «Joshua Tree House» на побережье Тихого океана (рис. 2 в) характеризуется уникальной структурой кровли. Здание с саморегулирующейся системой обеспечения выдерживает колоссальные сейсмические нагрузки.

Конструктивной системой, уже так примелькавшейся в наши дни, является модель паутины. Она представляет собой структуру из тонких длинных элементов, взаимосвязанных друг с другом. Например, гиперболоидная конструкция - башня инженера Шухова (рис. 2 а). Таким же чудом гиперболичных конструкций является уникальная стальная паутина IN ORBIT от архитектора Т.Сарасено (Tomas Saraceno) - инсталляция в музее К21 в городе Дюссельдорф в Германии (рис. 2 б).

Puc.l. Примеры архитектурных объектов с природоподобными конструктивными системами: 1) дом «Дельфин», г.Санкт-Петербург, арх.Б.Левинзон, 2003г.

2) работы арх.Келлога: а) ресторан Палм Спрингс (Restaurant Palms Springs Е), б) дом «Лотос» (Lotus House La Jolla), в) дом Иешуа (Joshua Tree Ноше) строительный бионический архитектура инновационный

Это кульминация многолетнего сотрудничества архитектора с арахноло- гами (экспертами по паукам). Воссоздание строительных конструкций пауков дало возможность архитектору соорудить грандиозное произведение. Зрительно паутинная конструкция кажется невесомой, а пузыри -- воздушными. В действительности конструкция имеет вес три тонны. Огромная сеть раскинулась более чем на 2000 квадратных метров.

Рис. 2. Примеры применения в архитектуре структуры паутины: а) башня Шухова, г.Москва, 1920-1922 гг. ; б) Ш ORBIT, Т.Сарасено, гДюсселъдорф,

Более легкие стройматериалы и современные методики строительства дали возможность уменьшить вес несущих конструкций, разумно и выгодно распределить внутренние функциональные зоны. Современные архитекторы имеют возможность пользоваться достижениями «живого» зодчества для улучшения функциональных качеств зданий и микроклимата в них:

формирование ячеистой конструкции типа соты позволяют, меняя форму, отделить функциональные зоны и улучшает прочностные характеристики; конструкции, повторяющие строение злаковых культур, позволяют достигать невероятных высот в строительстве небоскребов и башен;

купольные и оболочковые конструкции помогают покрывать большие площади. В качестве примеров можно указать: здание музея Соумая (Museo Soumaya) в городе Мехико; здание Центра молекулярных исследований в Мельбурне (La Trobe Institute for Molecular Science); комплекс социального жилья «Квартиры на берегу» в Изоле архитектора Р.Омена (OFIS Architects); Fibro - проект «волокни.

На сегодняшний день существуют строительные материалы, позволяющие реализовать на практике принципы бионического формообразования: например, фасадные кассеты с гибкими поверхностями; индивидуальные опалубки для криволинейных конструкций из бетона; разного вида стальные арматуры, искривленные и легко сочленяемые с типовыми, и т.д. Природоподобные конструкции активно внедряются на строительный рынок и в проектные замыслы архитекторов. Важную роль в этом процессе играет архитектурная бионика. Она расширяет возможности интеграции технического оборудования в объект на основе эстетических принципов построения форм, реализуя комплексный подход в архитектуре. Помимо этого, одной из ее целей является всестороннее изучение проблемы применения принципов функционирования природных систем в объектах архитектуры.

Рис.З. Примеры применения природных конструктивных систем в архитектуре:

1) музей Соумая, арх.Ф.Ромеро; 2) здание Центра молекулярных исследований, арх., г.Мельбурн; 3) Fibro, выпускная работа, Лондонский университетский колледж, А.Пападимитрио (Греция), Е.Кастро (Коста-Рика), М.Ко- мар (Польша), ИЯо (Китай)

Заключение

Новейшие технологии, применяемые при возведении зданий, выполненных в стиле Бионической архитектуры, позволяют сократить затраты на необходимые ресурсы для обеспечения жизненного цикла объекта, расходы на материалы, стоимость строительства; а также направлены на повышение эффективности его использования, влияют на скорость окупаемости после завершения строительства. Многие новые материалы сочетают в себе способности к повышению прочностных характеристик объекта и эстетических качеств; экологичность и эффективность применения ресурсов. Их применение приводит также к обогащению пространств городов зданиями с уникальным обликом, учитывающим требования видеоэкологии. Все это позволяет сделать вывод о необходимости развития данного направления в областях строительной индустрии и архитектурного проектирования, что, безусловно, положительно скажется на качестве жизни населения городов.

Список использованных источников и литературы

1. Гийо А., Мейес Ж.-А. Бионика. Когда наука имитирует природу / А.Гийо, Ж.-А.Мейес, пер.М.Широковой. - М.: Техносфера, 2013. - 296 с.

2. Лебедев Ю.С. Архитектурная бионика / Ю.С. Лебедев. - М.: Стройиздат, 1990.-269 с.

Размещено на Allbest.ru