Композиция архитектурных объектов, основанных на принципах архитектурной бионики и "зелёной" архитектуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Дальневосточный федеральный университет"(ДВФУ)

Инженерная Школа

Реферат по дисциплине "Теория теории структурного анализа

архитектурных форм"

на тему: "Композиция архитектурных объектов, основанных на принципах архитектурной бионики и "зелёной" архитектуры"

Выполнила студентка:

Блясова Н.А.

Проверил преподаватель:

Гаврилов А.Г.

Владивосток 2013г.

План

Введение

1. Возникновение термина

2. Архитектурная бионика

3. Формообразование, переходящее из живой природы в архитектуру

4. Протобионика

5. Конструктивно - тектонические формы в живой природе и в архитектуре

6. Высотные здания и стеблевые растения

7. Оболочки - скорлупы

8. Сетчатые и ребристые конструктивные системы: Структурные решетки

9. Моделирование

10. Архитектурная бионика сегодня

11. Композиция архитектурных объектов "зеленой" архитектуры

12. Технологии эко-архитектуры

Заключение

Список литературы

Введение

К настоящему времени в архитектуре сложилась парадоксальная ситуация. С одной стороны, стремительное развитие технологий строительства, теорий расчета конструкций, производства новых материалов, систем компьютерного проектирования, а с другой - все тот же человек (архитектор, заказчик, будущий потребитель), возможности которого формально ограничены лишь бюджетом и фантазией, а фактически - отсутствием какой-либо творческой концепции, объединяющей человека, технику и окружающую среду. В этой ситуации архитекторы поневоле обратили свои взоры к живой природе и вспомнили, казалось бы, давно забытое, а многими и осмеянное словосочетание "архитектурная бионика".

Объединяющие, синтезирующие, мировоззренческие системы невозможно создать как бы между делом, не прилагая серьезных и систематических усилий. И пропасть между технологическими возможностями и реальной архитектурной действительностью преодолеть не так просто. Сегодня обращение к органической, бионической и экологической архитектуре как никогда актуально.

"Архитектор, который стремится создать нечто совершенное, должен постоянно обращать свой взор на природу, как авиаконструктор изучает всё, что способно летать" Щусев Алексей Викторович.

1. Возникновение термина

Понятие "бионика" (от греч. "биос" -- жизнь), появилось в начале ХХ в. В глобальном смысле оно обозначает область научного знания, основанную на открытии и использовании закономерностей построения естественных природных форм для решения технических, технологических и художественных задач на основе анализа структуры, морфологии и жизнедеятельности биологических организмов. Название было предложено американским исследователем Дж. Стилом на симпозиуме 1960 года в г. Дайтоне - "Живые прототипы искусственных систем -- ключ к новой технике", - в ходе которого было закреплено возникновение новой, неизведанной области знания. С этого момента перед архитекторами, дизайнерами, конструкторами и инженерами возникает ряд задач, направленных на поиск новых средств формообразования.

В СССР к началу 1980 гг., благодаря многолетним усилиям коллектива специалистов лаборатории ЦНИЭЛАБ, просуществовавшей до начала 1990 гг., архитектурная бионика окончательно сложилась как новое направление в архитектуре. В это время выходит итоговая монография большого международного коллектива авторов и сотрудников этой лаборатории под общей редакцией Ю.С. Лебедева "Архитектурная бионика" (1990 г.)

Таким образом, период с середины ХХ в. по начало ХХI в. в архитектуре ознаменовался повышением интереса к сложным криволинейным формам, возрождением, уже на новом уровне, понятия "органическая архитектура", своими корнями уходящего в конец XIX - начало XX века, к творчеству Л. Салливана и Ф.Л. Райта. Они считали, что архитектурная форма, как и в живой природе, должна быть функциональной и развиваться как бы "изнутри наружу".

2. Архитектурная бионика

Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Бионическая архитектура предполагает создание домов являющихся естественным продолжением природы, не вступающих с ней в конфликт.

До сих пор среди исследователей не существует единогласного мнения, творчество каких архитекторов следует отнести к направлению "живой архитектуры". Первые попытки использовать природные формы в строительстве предпринял А. Гауди, знаменитый испанский архитектор XIX века. Парк Гуэль, или как говорили раньше "природа, застывшая в камне", восхитительная архитектура частных вилл Каса Батло и Каса Мила. Ничего подобного Европа и весь мир до А. Гауди не видели. Эти шедевры великого мастера дали толчок к развитию архитектуры в бионическом стиле.



В 1921 году идеи бионической архитектуры нашли отражение в скульптурно-органическом сооружении Гетёанум, созданном по проекту немецкого философа Р. Штайнера. - всемирный центр Антропософского движения, названный в честь Гёте. Он находится в Швейцарии в городе Дорнах. Архитектура здания по замыслу Рудольфа Штейнера воплощает Вселенную. Породы дерева для отделки подбирались как для скрипки, для того, чтобы были ощутимы вибрации всех искусств. Мощное здание из железобетона с текучими органическими формами не имеет снаружи и внутри ни одного прямого угла. Это место, где властвует гармония. Рядом, в том же стиле построены и окружающие Гётеанум служебные и жилые здания. Каждый элемент Гётеанума - настенные росписи, витражи, скульптуры, картины, формы и число колонн - имеет свою символику. Здание было уничтожено поджогом в ночь с 31 декабря на 1 января 1922 года. Штайнер работал над проектом второго Гетеанума в 1923 году. Строительство началось в 1924 и продолжалось до 1928, уже после его смерти.



3. Формообразование, переходящее из живой природы в архитектуру

Каждое живое существо на планете является совершенной работающей системой, приспособленной к окружающей среде. Жизнеспособность таких систем - результат эволюции многих миллионов лет. Раскрывая секреты устройства живых организмов, можно получить новые возможности в архитектуре сооружений.

Формообразование в живой природе характеризуется пластичностью и комбинаторностью, разнообразием как правильных геометрических форм и фигур - окружностей, овалов, ромбов, кубов, треугольников, квадратов, различного рода многоугольников, так и бесконечным множеством чрезвычайно сложных и удивительно красивых, легких, прочных и экономичных конструкций, созданных в результате комбинирования этих элементов. Подобные структуры отражают сложность и многоэтапность эволюции развития живых организмов.

Основными позициями для изучения природы в ракурсе архитектурной бионики являются биоматериаловедение и биотектоника.

Объектом изучения в биоматериаловедении являются различные удивительные свойства природных структур и их "производных" - тканей животных организмов, стеблей и листьев растений, нитей паутины, усиков тыкв, крыльев бабочки и т.п.

С биотектоникой все сложнее. В этой области знания исследователей интересуют не столько свойства природных материалов, сколько сами принципы существования живых организмов. Главные проблемы биотектоники заключаются в создании новых конструкций на основе принципов и способов действия биоконструкций в живой природе, в осуществлении адаптации и роста гибких тектонических систем на основе адаптации и роста живых организмов.

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Так в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше.

4. Протобионика

Некоторые специалисты считают архитектурной бионикой только те здания, которые не просто повторяют природные формы или созданы из естественных природных материалов, а содержат в своих конструкциях структуры и принципы живой природы.

К таким протобионическим постройкам можно отнести конструкцию Эйфелевой башни. Современные инженеры сделали неожиданное открытие: конструкция Эйфелевой башни в точности повторяет строение большой берцовой кости, легко выдерживающей тяжесть человеческого тела. Совпадают даже углы между несущими поверхностями.

5. Конструктивно - тектонические формы в живой природе и в архитектуре

Одно из основных направлений архитектурной бионики в настоящее время - это изучение конструктивно - тектонических форм органической природы. Как правило, в формах живой природы проявляются механические способности конструкции, которые ясно зрительно ощущаем: упругость, напряженность, эластичность, устойчивость и т.д. Например, изогнутая в виде арки ветвь, несущая тяжелый груз плодов, говорит о её упругости; "надутые" бицепсы руки человека, поднимающего гирю, - о напряженности мышц; расширение ствола ели к низу - о его устойчивости и т.д.

Такое единство форм и механических способностей конструкции - ценное свойство для архитектурного конструирования как чисто в утилитарном отношении, так и в эстетическом.

6. Высотные здания и стеблевые растения

В связи с развитием тенденции ведущих к увеличению высоты и этажности зданий возникает потребность в поисках новых конструктивных решений, позволяющих сочетать бионический подход к проектированию с оптимальным расходом материалов.

Рис. 12 Телевизионная башня в г. Ештеде. Чехия. Арх. К. Губачек и д.р (1972г.),Рис. 13 Телевизионная башня в Останкино (инж. И. Никитин, Арх. Бурдин и д. р)

Для строительства в особых условиях - районах, подверженных действию сильных разнонаправленных ветров, землетрясений и т.д., особенно важен природный принцип пружинности, эластичности, демпфирования. Проявления этого принципа в различных формах мы наблюдаем и в строении позвоночного столба человека, а в стволах деревьев, и в стеблях растений. бионика гауди протобионика архитектурный

В нижней зоне поперечник стволов деревьев как правило, характеризуется не только большим диаметром, но и наличием большой массы затвердевших тканей, которые обеспечивают несущую способность нижней части ствола при работе на сжатие и изгиб. Ближе к вершине дерева ткани становятся более жизнедеятельными и эластичными. при действии ветровых нагрузок верхняя часть ствола дерева, пружиня, амортизирует энергию ветра, ослабляя его действие. Если бы не гибкость верхней части ствола, то из-за большой парусности крон деревьев Чехия. Арх. К. Губачек и др. (1972г.) корни не смогли бы выдерживать зачастую грандиозные ветровые нагрузки.

Интересно сравнение соотношения ширины основания стебля и искусственного сооружения (или их площади) к их высоте, как мы его называем - коэффициент стройности, или показатель, характеризующий эффективность конструктивной формы по отношению к ветровой нагрузки. К примеру, здание Останкинской башни имеет коэффициент стройности 1:30, а у стебля тростника он равен 1:200, у стебля ржи - около 1:500. При этом стебель ржи несет "тяжелую" ношу - колос, вес которого в 1,5 раза больше веса стебля.

Большая часть высотных сооружений сконструирована про принципу "конуса", с постепенным сокращение поперечного сечения кверху, обладают тем самым с градостроительной точки зрения существенным недостатком, своим широким основание они отнимают у города много территории (т.е. они имеют низкий коэффициент стройности).

В противоположность этим сооружения многие растения "экономят" свою "площадь застройки" и поэтому их конструктивная форма строится иначе.

Стебель злака имеет веретенообразную форму. Подобно колоннам греческих храмов стебель имеет утолщение примерно на половине своей высоты. Устойчивость стебля достигается в основном тем, что его сопротивляемость, связанная с перераспределением и ослаблением действия моментов сил от ветровой нагрузки.

На этом принципе основан очень интересный проект испанских архитекторов Марии Розы Сервера и Хавьера Пиоз - Bionic tower. Город-башня, рассчитанная на 100 тысяч человек. Высота данной башни более километра - 1,228 метров, т.е. 300 этажей. Общая площадь - два миллиона квадратных метров, около 400 горизонтальных и вертикальных лифтов, скорость которых - 15 м/с, то есть с первого на последний этаж можно будет подняться в среднем за 2 минуты. Диаметр башни, который имеет форму кипариса, в самой широкой точке - 166 на 133 метра, у основания - 133 на 100. Город будет покоиться на искусственном плоском острове, помещённом в искусственное же озеро. Искусственный остров у основания будет в 1 км в диаметре, а озеро призвано амортизировать подземные толчки.

Бионическая башня - это не нагромождение высотных зданий и этажей, это город в башне. То есть в монолитный снаружи "цилиндр" как бы помещается сложная ассиметричная структура. Главный принцип позаимствован у кипариса, причём в процессе строительства - по мере возведения этажей - будет пропорционально развиваться и основание города-дерева.

В интервью спецкору журнала "Новое Время" Владимиру Верникову Пиоз рассказал: "Механизм роста, точнее набора высоты, мы позаимствовали у деревьев. У кипариса в первую очередь. Его зелёная часть состоит из мелких чешуйчатых мембран, сквозь которые проходит ветер любой силы, а он и не шелохнётся. Его корневая система заглублена всего на 50 сантиметров, но невероятно разветвлена и по своему строению напоминает губку.

С каждым новым сантиметром ствола появляется, уходя чуть в сторону от уже существующего, новый отросток корня. Попробуйте сбить или выкорчевать кипарис - потребуются невероятные усилия. Всего же в башне будет 12 вертикальных кварталов, в среднем по 80 метров в высоту каждый, а между ними - перекрытия-сдержки, которые станут своеобразной несущей конструкцией для каждого очередного уровневого квартала.

Дома в нём, естественно, разновысокие, окружённые вертикальными садами, и люди будут по нему передвигаться с полным ощущением внешнего пространства благодаря свету и воздуху. Посреди каждого квартала построим искусственное озеро, а дома - двух типов: на внешнюю и внутреннюю стороны.

Алюминиевая "гармошка" будет применена и при возведении свайного фундамента, опирающегося на землю и едва заглубленного в неё, и увеличении его "корневой системы" по мере набора высоты. Точно так же отрастают новые корни у дерева. Чем выше башня, тем прочнее становится фундамент: он "дышит", не спрессовываясь".



Рис. 16 Макет здания Bionic tower

Заселять башню можно будет по мере строительства - это никак не помешает первым гражданам "города-кипариса". По проекту, благодаря тому, что свет и воздух буду легко проникать сквозь башню (к сожалению, жители вертикального города не смогут открывать окна), сопротивление ветру и, как следствие, колебания будут сведены до минимума. Между тем, известно, что на верхних этажах современных небоскрёбов колебания под воздействием порывов ветра довольно ощутимы. Важно и то, что множество изолирующих "кварталы" садов и озёр послужат безопасности - каждый сегмент находится на значительном расстоянии от соседних, поэтому в случае, если здание протаранит самолёт или начнётся пожар, вся конструкция останется незыблемой. Кроме того, снаружи здание будет покрыто специальным воздухопроницаемым пластичным материалом, которое будет имитировать кожу или кору. Кроме того, системы кондиционирования, которые будут создавать городской микроклимат, напомнят о теплорегулирующей функции кожи. Заселение будет происходить постепенно - по мере строительства "кварталов", и уже сейчас ведутся разговоры о том, кто будет заниматься "расселением".

7. Оболочки - скорлупы

В оболочках-скорлупах в природе проявляется, а в архитектуре используется принцип равномерного распределения напряжений по всему сечению.

К оболочкам предъявляют особые требования. Прежде всего, они должны быть из жесткого материала, форма их должна быть пространственно-изогнутая, толщина крайне незначительная по отношению к пролетам и сечение по всей поверхности одинаково, и лишь в краевых элементах в местах передачи усилий на фундамент или другие опоры они могут утолщаться. Малейшее изменение толщины в сжатой части оболочки могут вызвать появление изгибающих моментов. Рабочее состояние оболочек - это состояние напряженной мембраны. При симметричной нагрузке в них отсутствуют сдвигающие силы. Изменяя пластику можно получить лучшие соотношения механических способностей и веса конструкции.

В живой природе конструкция типа оболочек широко распространена: это - скорлупа яйца, гладкие, не ребристые лепестки цветов, панцири животных, гладкие раковины, элементы листьев и т.д. Лист растения принимает сложные пространственные формы, которые повышают его прочность и устойчивость. Особенно необходимо это удлиненным листьям: они складываются в трубочку (ковыль, злачные); образуют глубокие складки по длине (осоки); высокие прямо стоящие листья растения рогоза перекручиваются по длине в спираль и эти выигрывают в устойчивости.

На рис. 17-25 представлены примеры различных спроектированных или построенных сооружений, в которых нашли применение конструкции оболочек, напоминающие природные.



Рис. 19 Мост длиной 1200 м, подобный по форме свёрнутому трубкой листу злака. Проект арх. Паоло Солери (США, 50-е годы)

В покрытии национального центра промышленности и техники в Париже, образованного из трех, составленных вместе цилиндрических сегментов, использована двухслойная оболочка, со стенками-ребрами между слоями оболочек. Такое конструктивное решение как бы моделирует решетчатую микроструктуру природных оболочек скорлуп. Благодаря такой конструкции удалось перекрыть пролет размером 216 м. Архитектор Паоло Солери (США) спроектировал мост, по форме напоминающий свернутый лист злака.

Совместный проект Manfredi Nicoletti и Arco Architects & Designers Центра контроля и профилактики заболеваний в Тайване помимо архитектурно выразительного облика несет в себе очень большую семантическую нагрузку. Однотипные конструкции в форме раковины наутилуса окружает покатый комплекс с зелёной крышей, который обеспечивает изоляцию, в то же время, объединяя проект с окружающим пространством. Большое центральное отверстие заполняет внутренне помещение светом, а красивый фасад биолаборатории действует в качестве солнцезащитного устройства, которое помогает регулировать внутренний климат и позволяет проникать сквозь него свету. Структура внешней оболочки украшена геометрическими фигурами, которые представляют собой четыре символа последовательности ДНК опасных бактерий, которые изучаются внутри. Патогенный код, скрытый в наружной конструкции здания, демонстрирует то, что красота заключается даже в самых разрушительных формах природы.

Ицуко Хасегава разработал музей фруктов в префектуре Яманаси в районе горы Фудзи в Японии. Три форму раковины здания символизируют "плоды" духовного: разум дух (само я) и душу. Все пространство музея заполнено светом.

В 2006 году по проекту Пола Андре был построен Большой Национальный Оперный Театр в Пекине. Здание находясь рядом с Запретным городом, площадью Тянь Инь Мынь и Национальным собранием. Театр является олицетворением идеи Андре о "равноправном диалоге эпох". Огромный купол Национального театра воспринимается абсолютно ненавязчиво, но вместе с тем, гармонирует со старыми зданиями.



8. Сетчатые и ребристые конструктивные системы: Структурные решетки

Характерная черта этих систем - распределение функций между несущими и несомыми (ограждающими) элементами конструкций зданий. Наиболее прочный материал сосредоточен на линиях главных напряжений, образуя сетки, ребра, решетки

Сетки и ребра могут быть расположены в прямолинейных или криволинейно-изогнутых плоскостях и имеют незначительное соотношение поперечного сечения и линейных размеров образуемых ими поверхностей. Решетчатые системы можно представить себе как комбинацию взаимно пересекающихся ферм. В живой природе яркий аналог решетчатой системы - это широкий листья растения - "пластинка" с четко выраженными прожилками - нерватурой. Еще одним примером решетчатой системы в природе являются внутренние решетчатые образования в плоских костях животных и птиц (лопаточная кость, кость крыла птицы и т.д.)

Ребристая система может представлять собой образование типа грудной клетки человека, животного или птицы (собственно её название и заимствованно отсюда).

Характерная черта рассматриваемых систем - это структурность пространственных решеток, как бы отражающая всеобщий принцип структурности материального мира.

Довольно часто обращался к формам и конструкциям окружающего нас мира живой природы Пьер Луиджи Нерви. Он использовал природные принципы усиления материала тканей по линиям главных напряжений, которые наблюдаются в листья и семенных коробках растений, морских раковинах и т.д. Взяв за основу нерватуру (жилкование) листа водяного экзотического цветка Виктории Регии он конструирует плоское ребристое покрытие фабрики Гатти в Риме. Ребра - (нервы) образуют одновременно интересный конструктивный орнамент на поверхности потолка. В другом своем произведении - покрытии Большого зала Туринской выставки (1948-1950гг) - П.Л. Нерви, применяя принципы формообразования живой природы, дает более сложную картину их использования.

Покрытие большого зала Туринской выставки напоминает элемент перисто-нервной структуры обыкновенно древесного лиса, листа Виктории Регии, сочетание в них жилок и анастомоз, а так же семенную коробку мака.



За основу Нерви принял туже нерватуру листа Виктории Регии. Однако он выделил в нем принцип построения нерватуры этого листа, в котором дугообразные продольные жилки, состоящие из твердых тканей, скрепленных поперечными серповидными перепонками, поддерживающими тонкую полупрозрачную пленку листа растения. Интересно, что Нерви заимствовал не только систему скрепления продольных ребер полулунными диафрагмами, но и расположение ребер особым образом (два ребра ниже третьего, размещённого посередине), образующим продольные складки, характерные для листьев складчатой формы с продольными жилками.

Таким образом, П.Л. Нерви добился большого конструктивного и эстетического эффекта. Изогнутые продольные ребра и волнистые поперечные диафрагмы обеспечили необходимую жесткость и устойчивость сооружения.

Стержне-вантовые, вантовые, мембранные и тентовые конструкции. Принцип максимального переключения работы конструкции на растяжение находит свое воплощение в стержне - вантовых, вантовых, мембранных и тентовых системах. Здесь мы так же имеем аналогии в живой природе.

В стержне - вантовых конструкция функции их элементов разделены по виду напряжений: стержни обязаны работать только на сжатие, ванты - только на растяжение. Такое разделение дает большой эффект. Место того, что бы растянутые элементы стержневых систем делать из стержней со значительным превышением запаса прочности, утяжеляя тем самым систему, конструкторы решили заменить их тонкими стальными нитями - вантами и получить, таким образом, облегченную конструкцию. Поскольку стальные нити в ненапряженном состоянии эластичны, то таким системам дали еще одно название - мгновенно жесткие.

Принцип их работы можно сравнить с костно-мускульной системой человека, животного, птицы. Без нагрузки мышцы рук человека находятся в расслабленном состоянии. Но стоит человеку взять в руки какой-либо груз, мышцы - ванты моментально натянуться, напрягутся и зафиксируют в определенном положении стержни - скелеты. В результате, в одно мгновение система (скелет - мышцы) становиться "жёсткой".

Костномышечная система - система самонапрягающаяся. Стержне-вантовые конструкции тоже можно сделать самонапрягающимися (или самовозводящимися), подключив к ним автоматику. Но в общем виде её фиксация, из "расслабленной" системы в жесткую происходит путем натяжения вант.

Стержне-вантовые системы легче стержневых более чем в два раза. У них очень хорошее соотношение между механической способностью и собственным весом. Однако у такой системы есть и один недостаток - её трудно соединять с жесткими ограждающими элементами покрытия. Правда, для покрытия можно применять тенты, но они недолговечны в эксплуатации.

Стержне - вантовые системы удобны при перевозки - их можно перевозить в сложенном состоянии.

Другой вид - вантовые системы - напоминает природные паутины, в быту - гамак. Они комбинируются таким образом, что бы воспринимать лишь растягивающие усилия, н они требуют опор - устоев для своего натяжения. Короче говоря, это натянутые различным способом стальные нити, которые или бетонируются, или по которым укладывается изоляционный материал.

Рис. 30 Олимпийский стадион в Монреале. Арх. Роже Тайлинбером (1976 г.)

Несущие конструкции, выполненные из вант, отличаются еще большей легкостью, чем стержне - вантовые системы.

В практике архитектуры вантовые системы нашли широкое распространения. Конструкции, в которых отчетливо видна сетка из "стальной паутины", перекрытая прозрачной пленкой, своим видом особенно напоминает природные структуры такого типа.

К растягивающимся относятся так же мембранные и тентовые (палаточные) конструкции.

Рис. 31 Тентовые конструкции. Олимпийский стадион в Мюнхене. Арх. Г. Бениш и д.р. (1972 г.)

В живой природе - по принципу своей механической работы такие конструкции аналогично кожным покровам, широки мышцам и сухожилиям животных, перепонкам водоплавающих птиц, крыльям летучей мыши, плавникам рыб, крыльям стрекоз и т.д.

9. Моделирование

В архитектурной бионике моделирование может быть двух видов: бионическое моделирование и собственно архитектурно - бионическое моделирование, т.е. моделирование с необходимыми преобразованиями форм, подчиненным архитектурным задачам.

Моделированию предшествует предварительные бионические исследования (исследования живой природы). На этой важной стадии решается вопрос отбора принципов построения и форм живой природы с учетом следующих критериев оценки их полезности и возможности воплощения их в архитектуре:

1. Функциональный - соответствие принципов и форм живой природы задачам пространственной организации архитектуры;

2. Экологический - оценка среды существования организма и сравнение её с климатическими условиями строительства;

3. Технологический - проверка конструктивной рациональности и возможности реализации природных принципов и форм;

4. Эстетический - соответствие эстетической стороны природных форм нашим художественным представлениям.

Все критерии оценки сопоставляются друг с другом и затем комплексно оцениваются.

Поскольку в архитектурной бионики имеется ряд направлений, то и проблема моделирования должна рассматриваться дифференцированно. В каждом направлении есть свои особенности. В некоторых случаях приобретает значение воспроизведение структуры пространства живой природы (функциональное, экологическое направление), в других - материал, технические устройства (конструктивные направления), в - третьих - геометрия форм (имеет отношение и к эстетическому направлению).

На современном этапе наибольшее значение приобрело конструктивное направление, поэтому мы рассматриваем этот вопрос в главе о конструктивных формах.

10. Архитектурная бионика сегодня

На смену хай-теку приходит новое направление, возникшее как альтернатива - био-тек. Согласно его идеологии, на смену квадратным, неестественным формам зданий должны прийти мягкие, повторяющие плавные линии живой природы формы. Пока это течение существует в большей степени как идеология, разделяемая несколькими ведущими архитекторами.

Начало ему положил англичанин Норман Фостер, создавший в Лондонском Сити в 2004 году башню по адресу: 30, Сент Мери Экс. Абсолютная круглая в плане башня высотой 180 метров свечей тянется в небо.

Рис 32 Здание страховой компании Swis - Re. Лондон. Арх. Норман Фостер (2004 г.)

В его рамках также творят такие знаменитые личности, как Саннтьяго Калатрава, Николас Гримшоу, Ян Каплицки, Грег Линн, Хавьер Сеносьян.

В 2006 году по проекту мексиканского архитектора Хавьера Сеносиана был построен дом, напоминающий раковину моллюска наутилуса. Черты наутилуса повторяются не только во внешней форме дома, но так же в его спиралеобразном внутреннем устройстве.

Рис 33. Интерьер дома-раковины. Арх. Х. Сеносиан

Архитекторы не останавливаются в поисках новых форм и принципов построения бионической архитектуры, так известное высказывание немецкого теоретика искусства Фридриха Шеллинга о том, что архитектура - это застывшая музыка, нашло буквальное воплощение в футуристическом проекте тайваньского культурного центра от американской архитектурной студии B+U, разработка которого началась с изучения звуковых волн.

"Проанализированный" архитекторами звук был преобразован в трехмерные формы, сформировавшие фантастическую архитектуру здания, которое условно разделено на три основные функциональные программы: центральное многослойное фойе, Большой театр (1500 мест) и Малый театр (800 мест).

Рис 34. Дом - раковина. Арх. Х. Сеносиан Taipei Performing Arts Center

Можно сказать, что в наши дни архитектурная бионика получила "второе дыхание". Все больше архитекторов обращают свое внимания на это стилистическое направление.



Рис 35,36 Проект Taipei Performing Arts Center. Арх. студия B+U

11. Композиция архитектурных объектов "зеленой" архитектуры

Рис.37 EDITT Tower. Сингапур. Арх. Кен Янг

Многие архитекторы считают, что будущее архитектуры и градостроительства за экологическими системами. Это направление называется "ЗЕЛЁНЫЙ ДОМ" ("GREEN BUILDING"). Оно так же сформировалось на идеях органической архитектуры. Приоритетом этого направления является создание внутренних ресурсов для обеспечения электроэнергией, теплом, водой, вентиляцией. Умение приспосабливаться к изменчивым условиям окружающей среды и потребностей человека - т.е. архитектура должна жить в среде и вместе в ней. Обратимся к примерам.

Рис 38,39 Проект Жилой "коралловый риф"

Башня будущего, спроектированная William McDonough & Partners, (арх. Уильям МакДонах) представляет собой небоскреб, работающий как дерево: здание вырабатывает кислород, дистиллирует воду, вырабатывает энергию, и меняется в зависимости от времени года.

Здание имеет аэродинамическую форму, уменьшающую давление ветра, так же гнутая форма уменьшает количество необходимых для возведения строительных материалов, увеличивая конструктивную прочность и объем внутреннего пространства. В здании большое количество растительности, расположенной на кровле и трехэтажных атриумах с садами на восточной стороне.

Архитектор Кен Янг сформулировал архитектурную концепцию, сказав, что архитектура имитирует природные экосистемы, пытаясь достичь баланса между органической и не органической массой.

Архитектура спроектирована с соблюдением экологических принципов, что всегда видно по внешнему облику здания.

Жилой "коралловый риф", представленный известной смелыми футуристическими разработками бельгийской архитектурной студией Vincent Callebaut Architects (архитектор Винсент Каллебот), предлагает инновационную градостроительную концепцию, призванную предоставить возможность альтернативного развития части Гаити, которая в 2010-ом году пострадала от землетрясений силой 7 баллов по шкале Рихтера.

Создавая визуальную концепцию деревни, авторы проекта вдохновились природной красотой коралловых рифов. Масштабная "живая" структура с органической архитектурой и многочисленными растительными включениями арх. студия Vincent Callebaut Architects способна разместить более тысячи пострадавших гаитянских семей.

Волнообразные дома расположены на искусственно созданной пристани, установленной на сваях в Карибском море. Между двух, собранных из модулей зеленых "волн" образуется живописный "каньон" с террасами и каскадами фруктовых садов.

Установленные в шахматном порядке параллельные модули помещают в себе жилую площадь и землю, на которой обитатели деревни будут самостоятельно выращивать продукты питания.

Эта тропическая экосистема, может стать пристанищем не только для людей, но и для представителей местной флоры и фауны.

Структура обладает повышенной сейсмоустойчивостью и снабжена мощными очистными и биоклиматическими системами, а также возобновляемыми источниками энергии - гидро и ветряными турбинами и фотоэлектрическими панелями.

Рис.40 Проект "Башни завтрашнего дня" Арх. Уильям МакДонах

12. Технологии эко-архитектуры

Приведем в пример несколько наиболее распространенных современных направлений разработки экологических зданий.

1. Энергоэффективный Дом - сооружение с низким потреблением энергии или с нулевым потреблением энергии из стандартных источников (Energy Efficient Building).

2. Пассивный Дом (Passive Building) - сооружение с пассивной терморегуляцией (охлаждение и отопление за счет использования энергии окружающей среды). В таких домах предусмотрено применение энергосберегающих строительных материалов и конструкций и практически отсутствует традиционная отопительная система.

3. Биоклиматическая архитектура (Bioclimatic Architecture). Одно из направлений в стиле hi-tech. Главный принцип биоклиматической архитектуры - гармония с природой: "… чтобы птица, залетев в офис, не заметила, что она внутри него". В основном, известны многочисленные биоклиматические небоскребы, в которых наравне с заградительными системами, активно применяется многослойное остекление (double skin technology) обеспечивающее шумоизоляцию и поддержку микроклимата вкупе с вентилляцией.

4. Умный Дом (Intellectual Building) - здание, в котором при помощи компьютерных технологий и автоматизации оптимизированы потоки света и тепла в помещениях и ограждающих конструкциях.

5. Здоровый Дом (Healthy Building) - здание, в котором, наряду с применением энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии, приоритетными являются природные строительные материалы (смеси из земли и глины, дерево, камень, песок, и т. д.) Технологии "здорового" дома включают системы очистки воздуха от вредных испарений, газов, радиоактивных веществ и т. д.

Заключение

Диапазон форм в живой природе и принципов их построения бесконечен и возникает он в результате сочетания и комбинации многочисленных формообразующих факторов. Поэтому, исследуя ту или иную природную структуру, форму живого организма, переходя от живой природы к архитектуре, пользуясь архитектурно-бионическими методами, необходимо по мере возможности учитывать действия всех факторов, чтобы получить картину, приближающуюся к истинной, и, конечно, всегда руководствоваться теми условиями, в которых рождается архитектурное решение.

Список литературы

http://bibliofond.ru/view.aspx?id=533526

http://inttera.livejournal.com/5534.html

http://postroy.dp.ua/articles/584-arhitekturnaya-bionika-v-21-veke

Размещено на Allbest.ru