CC BY
261УДК 711.4.01
БИОНИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА Максименко А.Е.*, Малаховская А.И.*
Академия строительства и архитектуры КФУ им.В.И. Вернадского, г.Симферополь, ул. Киевская 181
E-mail: maksimenko_alexs@mail.ru*, alina_malakhovskaya@mail.ru**
Аннотация: В данной работе рассматриваются примеры мировой бионической архитектуры и их конструктивные особенности. Делаются прогнозы относительно роли подобной архитектуры, предлагаются варианты использования бионической архитектуры в Крыму.
Ключевые слова: бионическая архитектура, природа, наука, архитектура Крыма.
Введение
Бионика - это направление, в первую очередь, научное, а потом уже творческое. Применительно к архитектуре оно означает использование принципов и методов организации живых организмов и форм, созданных живыми организмами, при проектировании и строительстве зданий [1].
Бионика - это инновационный архитектурный стиль, берущий все самое лучшее от природы: рельефы, контуры, формы.
Бионическая, или органическая архитектура обращена к человеку, внутреннее пространство такого здания положительно влияет на самочувствие, настроение человека, раскрывает его творческие способности. В современных крупных городах присутствует агрессивная визуальная среда, которую создают однотипные прямоугольные здания с гладкими поверхностями, с однообразными серыми оттенками. Такая среда подавляет человека своим однообразием. Архитектура бионических сооружений, напротив разнообразна, в ней отсутствуют прямые линии и углы, она является естественным продолжением самой природы [2].
Анализ публикаций, материалов, методов
Само понятие бионика возникло в начале ХХ в. Учебная литература по архитектуре определяет бионику как науку на границе между техникой и биологией, решающую задачи инженерного характера, основываясь на анализе жизнедеятельности и структуры организмов. Основой этому служит биологическое родство человека и живой природы [3]. Наглядным примером бионического стиля можно считать идею летательного аппарата с подвижными как у птиц крыльями, принадлежащую Леонардо да Винчи. Основоположником применения природных форм в строительстве стал Антонио Гауди [4].
На основе бионического принципа, южнокорейский архитектор С.Калатрава построил в Швеции башню - HSB Turning Torso, буквально «закрученное» вокруг своей оси
стодевяностометровое здание, «сложенное» из девяти слегка сдвинутых относительно друг друга кубов так, что верх башни оказывается повернутым на 90° от основания.
Архитектор считает, что линия изгиба небоскреба имитирует изгиб тела человека, выполняющего подачу в теннисе. Отсюда и название здания «Торс в повороте».
Биоархитектор из Мексики по имени Хавьер Сеносиан, рассматривая природу под инженерным углом, стремится к стилистическому повторению органических форм в конструкциях своих зданий. Главный принцип бионической архитектуры состоит в том, что функциональное пространство должно являться продолжением законов природы.
Бионическое здание, больше напоминающее раковину улитки, открылось миру в 2006 году в городе Наукальпан-де-Хуарес. Дом буквально дышит своей обтекаемостью, а меблировка, выступающая из стенок, обрамлена живыми растениями. Если подняться по ступеням лестницы, можно посмотреть на улицу сквозь цветные вставки огромного окна. Чем дальше вы пройдете, тем охотнее вам поверится, что раковина моллюска-наутилуса - довольно удобная конструкция для того, чтобы в ней поселиться [5].
Рис.1. Nautilus House или Дом-улитка
Конструктивные системы живых организмов формируются по принципу экономии материалов и обеспечения надежности конструкции. Характерный пример этого направления - полная аналогия между современными высотными сооружениями и стеблями злаков, которые, как известно, способны выдерживать большие нагрузки и не ломаться под тяжестью соцветия. Морфологические исследования показали, что строение их аналогично конструкции современных
высотных фабричных труб - обе конструкции полые. Скелеренхимные тяжи стебля играют роль продольной арматуры. Междоузлия стеблей -своеобразные кольца жесткости.
Среди множества спроектированных и построенных сегодня на различных природных принципах архитектурных объектов не может не вызывать интерес грандиозный по замыслу проект бионического «сверхвысотного» вертикального города-башни, созданный испанскими
архитекторами, супругами Розой Сервера и Хавьером Пиозом. Объект впервые был представлен в 1997 г. в Лондоне на III Международной конференции по высотным сооружениям, должен появиться в Шанхае и представляет собой исключительное по своему масштабу, одно из последних и самых современных бионических построений.
В основу проекта положен принцип конструкции дерева кипарис. Башня-город по проекту будет иметь высоту 1228 м с охватом в самой широкой точке 166 на 133 м, у основания 133 м на 100 м. В башне будет 300 этажей, расположенных в 12 вертикальных кварталах по 80 м в высоту каждый, между которыми роль несущей конструкции для каждого очередного уровнего квартала будут играть перекрытия-стяжки предыдущего уровня.
При возведении свайного фундамента планируется использовать алюминиевую «гармошку», опирающуюся на землю и едва заглубленную в нее, где «корневая система» здания при строительстве будет увеличиваться по мере набора высоты. Снаружи башня будет покрыта специальным воздухопроницаемым пластичным материалом, имитирующим кожу или кору дерева и сводящим к минимуму колебания верхних этажей. Изучая бионические принципы, приложимые к современной архитектуре и материалам, М.Р. Сервера и Х.Пиоз пришли к выводу, что в природе не существует построений из однородных материалов. В этом плане, если смотреть, например, на дерево более внимательно, то обнаружится, что оно не состоит из единого монолита и меняется по мере того, как растет. Внешние слои имеют большую плотность, чем внутренние. Ветви у земли - иную структуру, чем верхние, а корневая система постоянно меняется. По свидетельству авторов проекта, механизм роста конструкции, или, точнее, набора высоты, был позаимствован ими у кипариса, дерева, обладающего исключительными, если не уникальными свойствами устойчивости и прочности. При том, что корневая система кипариса заглублена всего на 500 мм, она невероятно разветвлена и по своему строению напоминает губку. С каждым новым миллиметром ствола появляется, уходя чуть в сторону от уже существующего, и новый отросток корня. Листва кипариса состоит из мелких чешуйчатых мембран, сквозь которые проходит ветер любой силы.
Бионическая урбанистика, представленная именами этих архитекторов, выделяется сегодня как самостоятельная часть архитектурной бионики, поскольку оперирует особенностями использования закономерностей живой природы не только в сфере градостроительства, но и в более широких областях пространственно-территориального и инженерно-технического освоения, ибо возведение зданий в рамках тех или иных бионических концепций позволяет не только создать гармонию с окружающей средой, но и, по сути, открыть новое качество жизни [6].
Как закономерное следствие - именно бионический подход в архитектуре является сегодня одним из наиболее востребованных в мире архитектурных течений, базирующихся на наиболее органичных и естественных для человека условиях его жизнедеятельности.
В мировой архитектуре есть множество примеров бионической архитектуры. Например:
- Эйфелева башня в Париже (повторяет форму берцовой кости);
- стадион «Ласточкино гнездо» в Пекине (внешняя металлическая конструкция повторяет форму птичьего гнезда);
- небоскреб Аква в Чикаго (внешне напоминает поток падающей воды, также форма здания напоминает складчатую структуру известковых отложений по берегам Великих Озер);
- Жилой дом «Наутилус» или «Раковина» в Наукальпане (его дизайн взят из природной структуры - раковины моллюска)
- оперный театр в Сиднее (подражает раскрывшимся лепесткам лотоса на воде);
- плавательный комплекс в Пекине (конструкция фасада состоит из «пузырьков воды», повторяет кристаллическую решетку и позволяет аккумулировать солнечную энергию, используемую на нужды здания);
- Национальный оперный театр в Пекине (имитирует каплю воды);
- здание Лондонской мэрии в форме яйца и
др.
Цель и постановка задачи исследований
Целью работы является изучение конструктивных особенностей бионической архитектуры.
Задача: поиск вариантов решения проблемы монотонности застройки с помощью бионической архитектуры.
Основной раздел с результатами и их анализом
Среда современного крупного города подавляет человека своим однообразием.
Бионическая архитектура, напротив, является продолжением природы. Вероятно, что в будущем ее роль будет возрастать.
На наш взгляд, перспективно строить в бионическом стиле, как частные дома, так и общественные здания.
Так, например, в Крыму можно было бы построить кафе, которое имеет форму кита, плавающего в большом аквариуме. В раскрытой пасти кита находится вход в кафе. Здание имеет металлический каркас. Стены кафе-кита выполнены из темного стекла, темного и прозрачного настолько, насколько оно позволяет людям, находящимся на улице, видеть людей, сидящих за
столиками и перемещающимися внутри черного кита.
Что касается аквариума, то он может быть выполнен из фрагментов небольших объемов таким образом, чтобы создавалась видимость огромного аквариума с китом внутри. Этими фрагментами облицованы стены и потолок кафе.
1 '*'• ' т - • • '. V
Рис.2. Бионический подход в современной архитектуре
Как вариант, можно построить кафе-кит на поверхности воды. В этом варианте большое кафе в форме кита, стены которого выполнены из темного стекла, построено на поверхности какого-то водоема, например, на пруду в парке имени А.Гагарина в городе Симферополь.
Еще один вариант кафе - это кафе, внешне напоминающее медузу. Стеклянный купол кафе выглядит как ее голова; пол кафе, несколько приподнятый над уровнем земли, круглый в плане; щупальцы медузы выполняют функцию опоры.
В
Выводы
мировой практике бионическая
архитектура становится все более и более востребованной. Ее основные преимущества: возможность применения эко-материалов, энергоэффективность, великолепная гармоничность с окружающей средой, т.к. основана на природных закономерностях живой природы, благодаря чему, такая архитектура отличается разнообразием форм.
Список литературы
1. http://papamaster.su/sovremennye-primery-bioniki-v-arxitekture/
2. http://prefablab.narod.ru/
3. http://cih.ru/k2/ Бионическая архитектура. Бионический Hi-tech
4. http://stroika2012.ru/bionika-sovremennaya-arxitektura/
5. http ://rem-video .ru/news/building/magiy a_ prirodnih_form_bionicheskaya_arhitektura
6. http://revolution.allbest.ru/construction/0023 7026 0.html
Maksimenko A.E., Malakhovskaya A.I. CONSTRUCTION ON THE SLOPES IN THE SEISMIC ZONE
Summary: This paper discusses the examples of the world of bionic architecture and their design features. Predictions are made concerning the role of this architecture, the use of bionic architecture in Crimea.
Key words: bionic architecture, nature, science, architecture of the Crimea
