CC BY
382УДК 72.036:573.6
БИОНИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА
Нагаева З.С., Голикова А.А.
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «КФУ им.В.И.Вернадского», 295493 РК г.Симферополь, ул.Киевская, 18 e-mail: [email protected] e-mail: [email protected]
Аннотация. С появлением возможности удаленного труда и развитием интернета человеку всё реже требуется выходить из дома. При этом безвыездное существование в экологически загрязненном районе или городе пагубно влияет на здоровье людей. В этой связи обществу требуется другое жилое пространство, позволяющее человеку расслабиться, почувствовать комфорт и энергетику природы. Таким важнейшим условиям вполне отвечает бионическая архитектура, которая позволяет комфортно проживать в здании, которое является частью природы.
В мировой архитектуре за последние 40 лет использование принципов и законов формообразования в живой природе привело к новому уровню сознания архитектурного сообщества архитектурно-бионического процесса, который стал одним из направлений - архитектурная бионика.
Предмет исследования: в данной статье рассмотрены основные приемы бионической архитектуры, выявлена необходимость ее развития.
Материалы и методы исследования: в данной статье проведен анализ практической литературы, рассмотрены примеры инновационных проектов бионической архитектуры.
Ключевые слова: Бионика; Бионическая архитектура.
ВВЕДЕНИЕ
Архитекторы призваны создавать пространство для жизнедеятельности человека. Самые совершенные формы, как с точки зрения красоты, так и с точки зрения организации и функционирования, созданы самой природой и развивались в процессе эволюции. Человечество с давних пор заимствовало у природы структуры, элементы построения для решения своих технологических задач.
Бионика в архитектуре - это одно из прогрессивно развивающихся направлений постмодернизма, отличительной чертой которого является применение органичных форм и их объединение с окружающей средой. Зародившись еще в древние века, тенденция заимствования архитектурных форм у природы приобрела новую значимость, проявившись с необычайной силой в стилистике современных зданий и сооружений.
В настоящее время техногенная цивилизация отвоевывает у природы все большие территории, доминируют прямоугольные формы, сталь, стекло и бетон. Эти факторы неблагоприятно влияют на жизнедеятельность человека. С каждым годом все более ощутимой становится потребность человека в естественной гармоничной среде обитания, наполненной воздухом, зеленью, природными элементами.
БИОНИКА В АРХИТЕКТУРЕ
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.
Архитектурно-бионическая практика породила новые, необычные архитектурные формы, целесообразные в функционально-утилитарном отношении и оригинальные по своим эстетическим качествам. Это не могло не вызвать к ним интереса со стороны архитекторов и инженеров.
Бионическая архитектура не нарушает баланс естественной среды, она гармонично вписывается в ландшафт. Известным представителем данного направления считается американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт, которому был чужд функционализм, нарочито выделяющий здание из природного окружения. Райт не приветствовал доминирования сооружения над природой, а наоборот, он считал, что строение должно быть логическим продолжением естественного рельефа, но не в ущерб своей практичности.
В начале 21 века бионика в архитектуре находится на новом витке эволюции. Новаторские технологии в производстве строительных материалов и широкие возможности 3D проектирования позволяют современным архитекторам создавать необычные проекты по концепции и эстетической нагрузке.
Рассмотрим бионическую архитектуру на примерах многоэтажного строительства жилых
1). Храм Лотоса
В столице Индии в районе Нью-Дели находится удивительной формы архитектурное сооружение -Храм Лотоса. Архитектором является Фарибор Сахбой. Храм представляет собой огромные белые лепестки, выполненные из белого мрамора и осадочной карбонатной горной породы, лежащие на водной глади. Храм Лотоса - это храм всех религий, в котором воспевают молитвы Иисусу Христу, Кришне, Мухаммеду, Будде. Каждый лепесток лотоса олицетворяет определённую веру. Лепестки тянуться к солнцу и смыкаются, символизируя образование единой религии - бахаизм, единство Бога.
В храме имеется девять порталов, которые символизируют число центральных религий. Все эти двери ведут в центр храма, в просторный зал высотой 40 метров, способный вместить в себя 1300 посетителей. Ни снаружи, ни внутри нет никакой отделки в виде украшений, элементов художественного искусства, священных текстов.
Купол храма образуют «лепестки» лотоса, в центре которого расположен девятиконечный символический знак бахаев. Этот знак был взят за основу при возведении сооружения: его представляют девять бассейнов, расположенных симметрично друг другу. [4]
Рис.1 Храм Лотоса, Нью-Дели, Индия. Pic.1 Lotus Temple, New Delhi, India.
2). Endless City (Бесконечный город)
Проект небоскреба Endless City стал победителем конкурса «SuperSkyScrapers Awards». Название проекта переводится на русский язык как «Бесконечный город». Разработчиками проекта является команда дизайнеров и архитекторов из Китайской студии «SURE Architecture». Со слов дизайнеров, небоскреб «Endless City» может развиваться и расти в высоту практически до бесконечности, точно также, как обычный город развивается вширь. Архитекторы сделали упор на максимальную автономность здания от внешних источников электроэнергии и механической вентиляции. [11].
«Endless City» выполнен в виде пологих спиральных пандусов и имеет несколько мостиков, которые соединяют противоположные пандусы здания и позволяют посетителям легко и быстро добраться до нужного места. Это наглядно показывает, что здание совсем необязательно должно быть разделено на этажи. Благодаря своей уникальной конструкции, оно становится
продолжением тротуара улицы, тянущегося на несколько километров.
Как отмечают авторы проекта, уклон будет непостоянным и сами пандусы могут быть разной высоты и ширины, что позволяет создавать в пределах здания различные функциональные зоны. В небоскрёбе будет организована сложная и развитая инфраструктура, похожая на реальный город - улицы и аллеи, технологические и промышленные зоны, общественные парки и магазины, театры и рестораны, жилые кварталы и огромные парки.
Форма конструкции оптимизирована таким образом, чтобы уменьшить потребность в искусственном освещении. В центре небоскреба предусмотрен «световой колодец», благодаря которому размещённые на площадках здания сады и парки будут получать достаточное количество естественных солнечных лучей, а само здание заметно снизит потребление энергии. Подобние решение будет способствовать механическому охлаждению и вентиляции, при этом исключая выпадение осадков на головы прохожих.
Пандусы поддерживают шесть вертикальных грузовые транспортёры для подъёма колонн, в которых разместятся лифты для быстрой быстровозводимых модульных элементов здания.
доставки наверх технического персонала, а также
Рис.2 Бесконечный город. Лондон, Англия. Pic.2 Endless City. London, England.
Находясь в постоянном поиске концептуальных идей, архитекторы обращаются к природным формам, обладающим достаточной
жизнестойкостью. Анализируя анатомические принципы строения живых организмов, они пытаются воплотить их в конструктивных элементах архитектуры будущего.
Экспериментальные малые архитектурные формы, построенные по инновационным
технологиям, позволяют конструкторам оценить надежность и несущую способность сооружений в малом масштабе, чтобы затем применить использованные методы для более габаритных построек.
3). Парковый павильон
Исследовательская команда профессоров и студентов двух высших институтов Штутгартского университета - Института университета Вычислительного Дизайна (ICD) и Института
Строительных Конструкций и Структурного Дизайна (1ТКЕ) - построили необычный парковый павильон, который состоит из тридцати шести модулей с жестким ортогональным каркасом. Каркас оплетен карбоновым волокном, это демонстрирует новый подход к использованию волоконно-композитных материалов в современной архитектуре. Комбинация углеродных нитей с ажурным металлическим остовом придает сооружению достаточную несущую способность. Площадь павильона составляет 50 м2, а его вес - 593 кг.
Вдохновляющим фактором для команды послужила структура крыльев жука, на основании которой была создана 3D-модель сооружения. «Морфология надкрылий основана на двойной слоистой структуре, - уточняет один из членов команды, - которая напоминает колонку, образуемую переплетением кривых
поддерживающих элементов - трабекулов». [12].
Рис.3 Парковый павильон. Штутгарт, Германия. Pic.3 Park Pavilion. Stuttgart, Germany.
КЛЮЧЕВЫЕ АСПЕКТЫ БИОНИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРЫ
Самой гармоничной формой для комфортной жизнедеятельности человека является круг или купол. Подсознательно, данная фигура воспринимается человеком как защита. Доказательством этого служат церкви, храмы, древние архитектурные формы, сложные промышленные решения (мосты «виадуки»), огромные выставочные комплексы без внутренних опор и др. Уже при входе в подобное здание, человек ощущает спокойствие и умиротворение.
Бионика происходит от греческого слова, означающего «элемент жизни». Это послужило основой названия направления в науке, занимающегося изучением возможности использования в технике определенных биологических систем и процессов.
Здания в бионическом стиле характеризуются вольными формами, далёкими от геометрии. Авторы подобных проектов продвигают идею о том, что дома должны представлять собой «живые организмы», способные развиваться в соответствии
с законами своего собственного существования, основанного на симбиозе с конкретными участками природы.
Архитекторы стремится располагать здания внутри ландшафта таким образом, чтобы окружающие его растения, деревья, водоемы не только эстетически вписывались в предполагаемую концепцию, но и являлись частью конструкций, вспомогательных элементов или системы жизнеобеспечения
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Архитекторы, создающие здания и сооружения в бионическом стиле стремятся к тому, чтобы дом являлся живым организмом, имеющим возможность развиваться в соответствии с законами своего существования.
Техническое развитие последних десятилетий давно подчинило себе образ жизни человека. Шаг за шагом человечество вышло из своей экологической ниши обитания на планете. Фактически, мы стали жителями искусственной «природы», созданной из стекла, бетона и пластика. Чем сильнее
искусственная природа захватывает живую, тем более явственной становится потребность человека в естественной, природной гармонии. Наиболее вероятным способом решения этой проблемы является восстановление равновесия между двумя мирами путем развития современной бионики.
Основным методом архитектурной бионики является метод функциональных аналогий, основанный на сопоставлении принципов и средств формообразования живой природы и архитектуры.
Задачи, которые ставит перед собой архитектурная бионика:
- формирование гармоничного единства архитектуры и живой природы;
- создание таких архитектурных форм, которые отличались бы красотой и гармонией, свойственной живой природе, и, при этом, были функционально оправданы;
- поиск архитектурно-технических решений, которые позволяли бы использовать экологически чистые виды энергии — энергию солнца, ветра и т. п.
ВЫВОДЫ
1. Использование в архитектуре форм живой природы вполне оправдано. Архитекторы создают комфортное пространство для жизнедеятельности человека.
2. В мире все взаимосвязано, нет непроходимых барьеров между живой природой и искусственными формами и конструкциями, существуют законы, объединяющие весь мир в единое целое, и порождающие объективную возможность использования в искусственно создаваемых системах закономерностей и принципов построения живой природы и ее форм. Основой этому служит биологическое родство человека и живой природы.
3. Во все времена существовала преемственность природных форм в архитектуре, созданной человеком. Современная бионическая архитектура опирается на функциональные и принципиальные особенности живых организмов -способность к саморегуляции, фотосинтез, принцип гармоничного сосуществования и т. д.
4. В бионической архитектуре предполагается создание домов, являющихся естественным продолжением природы, не вступающих с ней в конфликт. Дальнейшее развитие бионики предполагает разработку и создание экодомов -энергоэффективных и комфортных зданий с независимыми системами жизнеобеспечения.
5. В конструкциях зданий бионической архитектуры предусматривается комплекс инженерного оборудования. При строительстве используются экологичные материалы и строительные конструкции.
6. Дом будущего - это автономная самообеспечивающаяся система, органично вписывающаяся в природный ландшафт и существующая в гармонии с природой. Современная архитектурная бионика практически
слилась с понятием «экоархитектура» и напрямую связана с экологией.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лебедев Ю. С. и др. Архитектурная бионика / Под ред. Ю. С. Лебедева. — М. : Стройиздат, 1990.
2. В.М. Ахутин. Бионические аспекты синтеза биотехнических систем.
3. Ю.С. Лебедев, И.И. Бяльский. Гармония форм в живой природе и архитектуре. М., ЦНТИ, 1976.
4. https://indiamagazine.ru/xram-lotosa/
5. Ю.С. Яралов. Синтез искусств и архитектуры общественных зданий. М., Советский художник, 1974.
6. https://zen.yandex. ru/media/dom_s_vidom_na_m echtu/5-sumasshedshih-proektov-zdaniia-buduscego-5c669ce1e4bead00af905579
7. Вопросы бионики. Отв. ред. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.
8
КрайзУертЛ® .В СояившкВ .Пр .БияиикаМ , Й9>,7М., 19680. Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.
11. https://thearchitect.pro/ru/news/5623-Beskonecnyj_gorod_neboskreb_dla_Londona
12. https ://www. abitant. com/posts/innovatsii-ot-shtutgartskogo-universiteta
13. J.M. Fitch. Architecture and the aesthetics of Plenty. N.Y.- L, 1961.
14. Williams, Hugh Aldersey. Zoomorphic: New Animal Architecture. — Collins Design, 2003.
REFERENCES
1. Lebedev, Yu.S. et al. Architectural Bionics / Ed. Yu. S. Lebedev. - M.: Stroyizdat, 1990.
2. V.M. Ahutin. Bionic aspects of the synthesis of biotechnological systems.
3. Yu.S. Lebedev, I.I. Bialsky. Harmony of forms in wildlife and architecture. M., TSNTI, 1976.
4. https://indiamagazine.ru/xram-lotosa/
5. Yu.S. Yaralov. A synthesis of the arts and architecture of public buildings. M., Soviet artist, 1974.
6. https://zen.yandex. ru/media/dom_s_vidom_na_m echtu/5-sumasshedshih-proektov-zdaniia-buduscego-5c669ce1e4bead00af905579
7. Questions of bionics. Repl. ed. M.G. Haase-Rapoport, M., 1967.
8. Kraizmer L.P., Sochivko V.P., Bionika, 2nd ed., M., 1968.
9. Martek V., Bionika, per. from English., M., 1967.
10. Questions of bionics. Sat Art. ed. M.G. Haase-Rapoport, M., 1967.
11. https://thearchitect.pro/en/news/5623-Beskonecnyj_gorod_neboskreb_dla_Londona
12. https ://www. abitant.com/posts/innovatsii-ot-shtutgartskogo-universiteta
13. J.M. Fitch Architecture and the aesthetics of Plenty. N.Y.- L, 1961.
14. Williams, Hugh Aldersey. Zoomorphic: New Animal Architecture. - Collins Design, 2003.
BIONIC ARCHITECTURE Nagaeva Z.S., Golikova A. A.
Summary. With the advent of remote work and the development of the Internet, people are less and less required to leave their homes. At the same time, an endless existence in an environmentally polluted area or city adversely affects people's health. In this regard, society needs another living space that allows a person to relax, feel the comfort and energy of nature. Bionic architecture, which allows you to comfortably live in a building that is part of nature, fully meets such important conditions
In world architecture over the past 40 years, the use of the principles and laws of shaping in wildlife has led to a new level of consciousness of the architectural community of the architectural and bionic process, which has become one of the areas -architectural bionics.
Subject of research: This article discusses the main priyoms of bionic architecture, identifies the need for its development.
Materials and research methods: in this article, an analysis of practical literature is carried out, examples of innovative projects of bionic architecture are considered.
Key words: bionics; Bionic architecture.
