Forschungsarbeit zum Thema „Bionik in der Architektur: Die Natur ist der Erbauer, der Mensch der Nachahmer?“ Das Konzept der Bionik. Bionische Architekturobjekte

Bionik-Konzept

Biomnik (von griechisch bifn – Element des Lebens, wörtlich – Leben) ist eine angewandte Wissenschaft über die Anwendung der Organisationsprinzipien, Eigenschaften, Funktionen und Strukturen der lebenden Natur, also der Formen von Lebewesen in technischen Geräten und Systemen Natur und ihre industriellen Analogien.

In der englischsprachigen und übersetzten Literatur wird der Begriff Biomimetik (von lateinisch bios – Leben und mimesis – Nachahmung) häufiger verwendet, um einen Ansatz zur Schaffung technologischer Geräte zu bezeichnen, in dem die Idee und die Grundelemente des Geräts enthalten sind der belebten Natur entlehnt. Eines der erfolgreichen Beispiele der Biomimetik ist der weit verbreitete „Klettverschluss“, dessen Prototyp die Früchte der Klettenpflanze waren, die sich am Fell des Hundes des Schweizer Ingenieurs Georges de Mestral festhielten.

Es gibt:

biologische Bionik, die die in biologischen Systemen ablaufenden Prozesse untersucht;

theoretische Bionik, die mathematische Modelle dieser Prozesse erstellt;

Technische Bionik, die Modelle der theoretischen Bionik zur Lösung technischer Probleme anwendet.

Seit Tausenden von Jahren leben die Menschen inmitten der lebendigen Natur, Millionen von Farbtönen, einer unzähligen Formenvielfalt, aber in letzter Zeit haben die Menschen, fast gewaltsam in eine raue städtische Umgebung eingetaucht, gelernt, die Ästhetik von Metall und Asphalt, dem Kunststoff, zu bewundern Düfte der Stadt und der bläuliche Smog, der die hellen Strahlen der untergehenden Sonne hervorhebt. Diese und andere Phänomene wurden zu einer Inspirationsquelle für Fotografen, Künstler und Modedesigner sowie Designer, dank denen Hightech mehrere Jahre lang an der Spitze der Innenmode blieb. Allerdings leiden wir, manchmal unbewusst, unter einem Mangel an reinen, satten Farben und bizarren Formen lebender Pflanzen. Innenelemente im bionischen Stil tragen dazu bei, den Mangel an natürlicher Schönheit zumindest zu Hause teilweise auszugleichen.

Die Idee, Wissen über Wildtiere zur Lösung technischer Probleme anzuwenden, kam von Leonardo da Vinci, der versuchte, ein Flugzeug mit schlagenden Flügeln wie Vögel zu bauen: einen Ornithopter.

Das Aufkommen der Kybernetik, die die allgemeinen Prinzipien der Kontrolle und Kommunikation in lebenden Organismen und Maschinen berücksichtigt, ist zu einem Anreiz für eine umfassendere Untersuchung der Struktur und Funktionen lebender Systeme geworden, um ihre Gemeinsamkeiten mit technischen Systemen sowie deren Verwendung zu klären die gewonnenen Informationen über lebende Organismen zur Schaffung neuer Geräte, Mechanismen, Materialien usw.

1960 fand in Daytona (USA) das erste Symposium zur Bionik statt, das die Geburt einer neuen Wissenschaft formalisierte.

Die Bionik ist eng mit Biologie, Physik, Chemie, Kybernetik und Ingenieurwissenschaften verbunden: Elektronik, Navigation, Kommunikation, Meereswissenschaften und anderen.

Bionik ist eine Wissenschaft, die die Prinzipien der Organisation und Funktionsweise biologischer Systeme auf molekularer, zellulärer und Populationsebene untersucht.

Die Bionik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, eine „Kreuzungswissenschaft“, sie spiegelt die Merkmale der wissenschaftlich-technischen Revolution in Form der Integration von Wissenschaften wider, die sich in ihrem Zweck und ihren Methoden unterscheiden.

Bionik fasst Wissen in Biologie und Kybernetik, Physik und Funktechnik, Mathematik und Elektronik, Botanik und Architektur, Biochemie und Mechanik, Psychologie und Biophysik usw. zusammen.

Die Bionik verbindet heterogenes Wissen gemäß den Gesetzen der Einheit der belebten Natur.

Der bionische Ansatz, der die Grundlage für die Entstehung des Orange-Konzeptprojekts bildet, spiegelt die Ideen wider, die einst von den Gründern der russischen Avangard vorgebracht wurden. Im 20. Jahrhundert wurden „bionische Ideen“ in den Avantgardeprojekten vieler Persönlichkeiten verschiedener Kunstrichtungen entwickelt. Der klassische „Russische Avantgarde“ Kasimir Malewitsch bemerkte 1916: „Die Gegenstände sind wie Rauch verschwunden; die Kunst strebt nach der Autonomie der Schöpfung – nach dem Vorrang der Formen der Natur.“ Und in den 1920er Jahren schrieb Lazar Khidekel, ein Schüler von Chagall und Malewitsch, der Autor des ersten Architektur- und Umweltmanifests „AERO“ in der russischen Geschichte: „Eine neue, höhere Zivilisation entsteht, auf der die zukünftige Architektur basieren sollte.“ eigene Gesetze, die die natürliche Umwelt nicht zerstören, und in wohltuende räumliche Interaktion mit der umgebenden Natur treten.“

Beispielsweise begannen nicht nur Künstler und Architekten, die dem menschlichen Körper innewohnende Flexibilität zu nutzen, sondern auch Avantgarde-Künstler der Bühnenkunst, die Schauspieler dazu nutzten, lebendige Kulissen für ihre Aufführungen zu bauen. Der Appell an natürliche Quellen fand in der Schauspielschule des berühmten Regisseurs Vsevolod Meyerhold einen lebendigen Ausdruck. Seine Schauspieler erhielten eine spezielle Ausbildung in einer Experimentalwerkstatt, deren Hauptfach Biomechanik war. Meyerhold wollte dem Spektakel geometrische Präzision der Form, akrobatische Leichtigkeit und Geschicklichkeit sowie athletische Haltung verleihen. Dieselben biomechanischen Prinzipien der Kunst entwickelte er in seiner Zeitschrift „Love for Three Oranges“ weiter, in der in einer Reihe von Artikeln der Idee, einen Schauspieler zu erziehen, der seinen Körper, seine Stimme und seine Stimme souverän beherrscht, große Aufmerksamkeit gewidmet wurde. und ist in der Lage, jede Aufgabe des Regisseurs im richtigen Tempo und Rhythmus auszuführen.

Gleichzeitig beginnen bionische Ideen in Ballettaufführungen umgesetzt zu werden. Impressionistisch verschwommene Tänze, die die Gefühle einer Blume zum Ausdruck bringen und auf der Nachahmung der Plastizität einer blühenden Kletterpflanze basieren, wurden im Westen dank des Namens von Serge Diaghilev, dem Organisator der jährlichen Touren russischer Künstler in Paris, zu einer echten Sensation. mit dem Titel „Russische Jahreszeiten“. Die Ballette „Narziss“ und „Das Phantom der Rose“ der dritten „Russischen Jahreszeiten“ verblüfften die Fantasie des Publikums durch die Natürlichkeit ihrer Gesten und außergewöhnliche Plastizität. Die in diesen Produktionen verkörperten bionischen Ideen ermöglichten es Diaghilev, die Realisierbarkeit seiner Idee zu beweisen und erlangten im Westen große Popularität. Die für bionische Konzepte charakteristische Klarheit von Konzept und Umsetzung, Eingängigkeit und extreme Lakonizität der Bilder wurden zu einem wichtigen Bestandteil der Arbeit des Pioniers der sowjetischen Fotoavantgarde, Alexander Rodtschenko, der auch Skizzen für viele Theaterproduktionen der Meyerhold Theater. Aber natürlich fanden bionische Ideen immer noch ihre lebendigste Verkörperung in der Architektur. Der große Zeitgenosse der Begründer der „Russischen Avantgarde“, der Philosoph Rudolf Steiner, sagte: „Der spirituelle Aspekt der Schaffung bionischer Formen ist mit dem Versuch verbunden, den Zweck des Menschen zu verstehen.“ als „Ort“, an dem sich der Sinn der menschlichen Existenz offenbart.“ Und wenn man der Logik der Klassiker folgt, stellt sich heraus, dass nur ein nach den Prinzipien der Architekturbionik geschaffenes Gebäude – sei es Fosters „Orange“ oder ein anderer moderner Ökokomplex – das organischste „Zuhause“ für werden kann Kunstwerke, die den Menschen mit einer besonderen künstlerischen Bedeutung erfüllen.

Kunst als Kulturform

Der Begriff „Zivilisation“ wurde von französischen Aufklärern in die wissenschaftliche Zirkulation eingeführt, um eine Zivilgesellschaft zu bezeichnen, in der Freiheit, Gerechtigkeit und das Rechtssystem herrschen. Später erhielt dieses Wort eine breitere Bedeutung...

Geschichte der Fotografie

Fotografie (französische Fotografie aus dem antiken Griechenland...

Kino – als synthetische Kunstform

Um über Kino als Kunstform zu sprechen, ist es notwendig zu verstehen, was wir mit diesen Konzepten meinen. Das moderne Erklärwörterbuch definiert Kunst als künstlerisches Schaffen im Allgemeinen – Literatur, Architektur, Bildhauerei...

Klassischer Einrichtungsstil

Das Wort „Design“ hat seine Geschichte vom italienischen „disegno“ – einem Begriff, der in der Renaissance Projekte, Zeichnungen sowie die dem Werk zugrunde liegenden Ideen bezeichnete. Später, im 16. Jahrhundert. Der Begriff „Design“ taucht in England auf ...

Postsowjetische Kultur

Kultur ist einer der wichtigsten Bereiche des gesellschaftlichen Lebens, das spirituelle und kreative Potenzial der Gesellschaft in einem bestimmten Stadium ihrer Entwicklung. Kultur (cultura) ist ein lateinisches Wort. Es bedeutet Anbau, Verarbeitung, Verbesserung ...

Jugendsubkulturen und Mode

Mode ist ein vieldeutiges und interessantes sozialpsychologisches und kulturelles Phänomen. Bis vor Kurzem herrschte die unbegründete Meinung vor, Mode sei ein zu frivoler, skurriler und veränderlicher Gegenstand für eine strenge wissenschaftliche Untersuchung ...

Beschneiden von Houdons Tonkopf

Skulptur im weitesten Sinne des Wortes ist die Kunst, aus verschiedenen Kunststoffmaterialien ein räumliches, dreidimensionales Bild verschiedener Dinge zu erzeugen. Skulptur ist eine Form der bildenden Kunst...

Volumen-räumliche Komposition

Das aus dem Lateinischen übersetzte Wort „Komposition“ bedeutet Komposition, Zusammensetzung, Verbindung, Verbindung, Konstruktion, Struktur. Es gibt drei Haupttypen der Komposition: frontale, volumetrische und tiefräumliche ...

Hauptmerkmale und Funktionen von Subkulturen

Eine Subkultur ist eine spezifische Lebensweise, sie ist die Verwirklichung des Bedürfnisses einer Person nach Selbstdarstellung, nach persönlicher Entwicklung, nach Befriedigung des Schönheitssinns, nach Verständnis für den eigenen Zweck in der Welt ...

Rhythmus im Leben und in der Kunst manifestiert sich durch mehr oder weniger periodische Wiederholung eines Elements mit identischer, ähnlicher Position, das in bestimmten Abständen dupliziert wird ...

Der Rhythmus der Farbe als aktives Mittel zur Komposition eines grafischen Objekts. Erstellung künstlerischer und figurativer Inhalte

Mit dem Begriff Farbe wird das Farbpigment oder Material selbst bezeichnet, das einer physikalischen und chemischen Definition und Analyse zugänglich ist. Farbsehen, das in den Augen und im Bewusstsein einer Person auftritt...

Russische Skulptur des 18. – frühen 19. Jahrhunderts

Skulptur (lateinisch sculptura, von sculpo – ich schneide aus, schnitze), Skulptur, Plastik, eine Art bildender Kunst, deren Werke eine dreidimensionale, dreidimensionale Form haben und aus festen oder plastischen Materialien bestehen. Skulptur, Skulptur, Plastik...

Besonderheiten der Karnevalsorganisation

Karneval ist ein Volksfest, bei dem es zu einem vorübergehenden Rollentausch und zur Zerstörung der Alltagsrealität kommt. Außerdem werden für diesen Zeitraum verbale Verbote aufgehoben, deren öffentliche Verwendung ansonsten nicht akzeptiert wird...

Technologien in der Popkultur am Beispiel von Medienviren

Massenkultur oder Popkultur, Massenkultur, die Kultur der Mehrheit – Kultur, weit verbreitet, d.h. beliebt und vorherrschend in der Bevölkerung einer bestimmten Gesellschaft. Es umfasst Phänomene wie Sport, Unterhaltung, Alltag ...

Phänomen der Gegenkultur

Innerhalb verschiedener sozialer Gruppen entstehen spezifische kulturelle Phänomene, die in den Besonderheiten des Verhaltens, des Bewusstseins, der Traditionen usw. der Menschen verankert sind. Menschen reagieren auf einzigartige Weise auf Lebenserfahrungen ...

Einführung

Eines der Wissenschaftsgebiete, das sich erst vor relativ kurzer Zeit herausgebildet hat, sich aber bereits im Alltag etabliert hat, ist die Bionik. Bionik ist die angewandte Wissenschaft der Nutzung verschiedener Eigenschafts- und Funktionssysteme natürlicher Objekte in technischen Geräten und Organisationsprinzipien. Mit Hilfe der Bionik versucht die Menschheit, die Errungenschaften der Natur in ihre eigenen technischen und sozialen Technologien zu übertragen.

Nachdem die Entwicklung künstlicher Mechanismen eine bestimmte Grenze erreicht hat, streben die Menschen danach, sich die Prinzipien und Methoden zu leihen, mit deren Hilfe lebende Organismen geschaffen werden und funktionieren, um weiter voranzukommen.

Der inoffizielle Titel „Vater der Bionik“ gehört Leonardo da Vinci. Dieses große Genie in der Geschichte der Zivilisation war der erste, der versuchte, die Erfahrungen der Natur beim Bau von menschengemachten Maschinen zu nutzen. Aus seinen Zeichnungen und Notizen geht klar hervor, dass es ihm bei der Entwicklung seines eigenen Flugzeugs vor allem darum ging, denselben Mechanismus nachzubilden, mit dem Vögel mit den Flügeln schlagen und Auftrieb erzeugen. Diese Ideen von da Vinci wurden bis zum letzten Jahrhundert nicht beansprucht, als Wissenschaftler unter dem Einfluss der Entwicklung der Kybernetik den Aktivitäten der sogenannten „lebenden Systeme“ (d. h. natürlicher Objekte) große Aufmerksamkeit schenkten. Als Wissenschaft nahm die Bionik schließlich 1960 auf einem Wissenschaftlersymposium in Daytona Gestalt an.

Gegenwärtig gibt es in der Bionik drei Richtungen: die biologische, die Prozesse innerhalb biologischer Systeme betrachtet; theoretisch, das sich mit der Erstellung mathematischer (Computer-)Modelle dieser Prozesse befasst; und technisch, das dafür verantwortlich ist, die erstellten bionischen Modelle zu nutzen, um sie durch die Schaffung technischer Strukturen oder Maschinen zum Leben zu erwecken. Architektur ist an der Schnittstelle zwischen theoretischem und technischem Bereich der Bionik angesiedelt.

Der Pionier der Nutzung bionischer Prinzipien beim Bau von Gebäuden war der große katalanische Architekt des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts, Antonio Gaudi. Es war Gaudi, der als erster nicht nur dekorative Elemente der Natur in architektonische Strukturen einführte, sondern den Gebäuden auch den Charakter der Umgebung verlieh. Professionelle Architekten, Landschaftsarchitekten und einfach Kenner der Schönheit bewundern Gaudís geniale architektonische Lösungen beim Bau des Park Güell immer wieder: Schauen Sie sich nur die einzigartige Kolonnade an, die im Stil antiker Portiken errichtet wurde und wie zusammengefügte Baumstämme aussieht.

Die bionischen Prinzipien der Architektur wurden Anfang der 1920er Jahre von Rudolf Steiner übernommen und weiterentwickelt, woraufhin der weitverbreitete Einsatz der Bionik bei der Gestaltung von Gebäuden und Bauwerken begann.

Dank der Entwicklung wissenschaftlicher Methoden, der Erweiterung der Wissensbasis und der Entstehung der Möglichkeit einer detaillierten mathematischen Modellierung kamen die Architekten der Vergangenheit zu dem Schluss, dass die meisten architektonischen Prinzipien und Gesetze, mit denen die Menschheit zu kämpfen hatte, durch Versuche gelöst werden konnten und Irrtümer lauerten jahrtausendelang direkt vor unserer Nase, in der Natur. Daher besteht die Hauptaufgabe der Bionik in der Architektur darin, nach optimalen Lösungen für aufkommende architektonische Probleme in natürlichen biologischen Systemen zu suchen. Die Gesetze der Bildung und Strukturbildung lebender Gewebe, Struktursysteme lebender Organismen werden nach dem Prinzip der Material- und Energieeinsparung sowie der Gewährleistung der Zuverlässigkeit untersucht. Darüber hinaus hilft das Studium der belebten Natur Architekten bei der Schaffung neuer Baumaterialien, die modernen Anforderungen und Aufgaben gerecht werden.

1. GRÜNE ARCHITEKTUR

Das Problem der Ökologie in der Architektur könnte im nächsten Jahrzehnt zum zentralen Thema der gesamten Baupolitik werden.

Prinzipien der grünen Architektur:

Energie sparen.

Energieakkumulation. Bereits im 19. Jahrhundert brachte A. Gaudi durch die Installation von Lichtschächten in mehrstöckigen Gebäuden Sonnenlicht in Wohnungen. In den letzten Jahren wurden Sonnenkollektoren aktiv zur Energiespeicherung eingesetzt.

Reduzierung des Neubauvolumens, Verwendung alter Materialien, Umbau bestehender Anlagen.

Kontakt mit dem Kunden, bei dem die optimale Lösung entsteht.

Respekt vor dem Ort. Verschmelzung von Architektur und natürlicher Umgebung (unterirdische Häuser, Gründächer usw.).

Integrität. Zusammenspiel aller oben genannten Ansätze.

Nach den Prinzipien der „grünen“ (organischen) Architektur sollte jede Form als ein Organismus betrachtet werden, der sich nach dem Gesetz seiner eigenen Existenz entwickelt, einer besonderen „Ordnung“ im Einklang mit seinen Funktionen und seiner Umwelt, wie eine Pflanze oder andere lebende Organismen.

Der Begriff „Bio“ wird hauptsächlich in drei Bedeutungen verwendet. Im ersten Fall bedeutet „organisch“ „der Natur seines Zwecks und seiner Materialien folgend“ (tektonisch). Dabei werden unter Zweck nicht nur die praktischen, sondern auch die spirituellen Bedürfnisse der Menschen verstanden. Die zweite und charakteristischste Bedeutung des Begriffs „organisch“ bedeutet „den Bedingungen der natürlichen Landschaft unterworfen“, d. h. klimatische Bedingungen der Umwelt und die Gesamtheit ihrer ästhetischen Qualitäten. Die dritte Bedeutung des Konzepts besteht darin, natürlichen Formen als Muster zu folgen (bionisch). Diese Interpretation des Begriffs darf nicht als Verwendung biologischer Metaphern und eines naturalistischen Ansatzes verstanden werden. Die direkte Ähnlichkeit der Formen widerspricht dem offensichtlichen Unterschied in den Funktionen. Weder pflanzliche noch biologische Formen können als Vorbilder zum Kopieren dienen. Gleichzeitig ist der ästhetische Einfluss natürlicher Formen auf die Architektur nicht auszuschließen: Dies zeigt die moderne Praxis. Einer der Hauptvertreter der organischen Architektur, F. L. Wright, lehnte eine Architektur, die „an jeden Ort ziehen könnte“, entschieden ab. Laut dem Meister „... muss jedes für eine Person bestimmte Gebäude ein integraler Bestandteil der Landschaft, ihr Merkmal, mit dem Gebiet verbunden und integraler Bestandteil davon sein.“ Wir hoffen, dass es noch lange dort bleibt, wo es ist. Ein Haus ist schließlich kein Transporter ...“ Er betonte immer wieder die Notwendigkeit der Verbindung mit der Erde: Die Erde hat bereits eine Form. Die Verbindungen zwischen den Gebäuden von F. L. Wright und der Landschaft beruhten auch auf der Verwendung natürlicher Materialien. Daher hatte er großen Respekt vor historischen Erfahrungen. Die Architekturkunst der Antike basierte laut dem Architekten auf der Verwendung lokaler Materialien entsprechend ihren Eigenschaften. Darüber hinaus ist in einem organischen Gebäude nichts in sich abgeschlossen, sondern nur als Teil des Ganzen. Damit lehnte Wright im Wesentlichen das klassizistische Prinzip ab, das Ganze aus in ihrer Struktur vollständigen Elementen zu organisieren. Er identifizierte künstliche Formen mit dem menschlichen Körper und verglich beispielsweise elektrische Leitungen mit dem Nervensystem. In der Praxis unterliegen Wrights architektonische Formen jedoch eigenen spezifischen Gesetzen der Formbildung, die nichts mit der Welt der biologischen Formen zu tun haben.

Einer der bedeutendsten Vertreter der organischen Architektur ist natürlich der finnische Architekt A. Aalto. Allerdings bezeichnet er natürliche Formen nicht nur als Kontext, sondern auch als Beispiele struktureller Organisation und Verbindungen mit der Umwelt. Der Meister entdeckt sie auf der Systemebene, wo eine gewisse Einheit aller integralen Objekte, sowohl natürlicher als auch künstlicher, besteht. Daher haben seine Arbeiten nichts mit der Nachahmung natürlicher Muster zu tun. Dabei kommen die flexiblen Prinzipien der Quasi-Standardisierung der Wildtiere zum Einsatz. Bei einem seiner Vorträge in Oslo erklärte A. Aalto: „... das beste Standardisierungsgremium ist die Natur selbst.“ Doch die Natur führt ihre Standardisierung nur an den kleinsten Maßeinheiten aller Lebewesen durch – an Zellen. Durch die Arbeit der Natur sind unzählige lebendige, veränderliche Formen entstanden, deren Vielfalt sich jeder Beschreibung entzieht. Architektur muss den unermesslichen Reichtum der sich ständig verändernden Formen der Welt der lebenden Materie nachahmen ...“

Abbildung 1 – Alvar Aalto, Finlandia-Konzerthalle in Helsinki

In Aaltos Gebäuden wird viel Holz verwendet.

Aaltos Hauptgebäude sind:

1.Sanatorium in Paimio

2.Wyborg-Bibliothek

.Villa Maire

.Bäckerhaus

.Palast „Finnland“

.Polytechnisches Institut in Otaniemi

Abbildung 2 – Alvar Aalto, Teetisch

Heute wird die organische Architektur in Finnland durch die Arbeit von R. Pietil repräsentiert, der sich nicht als direkten Anhänger von A. Aalto betrachtet. Allerdings wurde sein Appell an die Natur zweifellos durch die Gedanken seiner ideologischen Vorgänger hervorgerufen. Pietil R. ist der Ansicht, dass die Architektur von der Mikrogeographie, den klimatischen Merkmalen und den materiellen Ressourcen eines bestimmten Gebiets bestimmt werden sollte. Dies, so der Meister, mache die Idee menschlich.

Abbildung 3 – R. Pietil, Dipoli University Center

Gleichzeitig ist sein Werk zweifellos von Meistern anderer Strömungen beeinflusst, die die Prinzipien der organischen Entwicklung architektonischer Formen teilten. Dazu zählen vor allem die Expressionisten B. Taut und H. Hering.

Der wichtigste Aspekt der Arbeit von R. Pietil hängt mit der Betrachtung der Natur als spezifischem Kontext zusammen. Gebäude sollten eine Erweiterung davon werden. Dieser Haltung gegenüber der Natur liegt eine Philosophie zugrunde, die der Meister selbst „ökologische Semantik“ nennt.

Im Anschluss an F.L. Wright, R. Pietil glaubt, dass die Berücksichtigung von Umweltfaktoren sowie deren Ausdruck in architektonischen Formen dazu führen kann, dass Widersprüche zwischen Gebäuden und Natur verschwinden. Andererseits versucht der Architekt, seine Ideen mit kulturellen Traditionen zu verbinden. Beispielsweise hält er es für notwendig, das kulturelle und ethnische Erbe der nördlichen Arktisregionen Europas und Asiens sorgfältig zu studieren. Gleichzeitig wird jedoch nicht klargestellt, was unter dem Wesen dieses Erbes zu verstehen ist. Im Gegensatz zu A. Aalto betrachtet R. Pietil die Natur als Kontext, betont strukturelle Merkmale und versucht, die Werte einer Struktur in Verbindung mit den ästhetischen Merkmalen des Ortes zu finden. Er glaubt, dass wir bisher gegen die Natur gebaut haben und nun endlich die Zeit gekommen ist, so zu bauen, dass architektonische Formen Teil oder Erweiterung der Natur werden. Gleichzeitig wird auch L. Corbusiers „Modulor“ als Konzept dauerhafter ästhetischer Werte abgelehnt.

Für R. Pietil sind die ästhetischen Qualitäten einer architektonischen Form veränderlich, da sie durch Zusammenhänge mit der sich verändernden Natur der natürlichen Umgebung bestimmt werden. Integration kann auf zwei Arten gelöst werden. Im ersten Fall sollte die Architektur danach streben, Einheit und eine gewisse Identität mit der Natur auszudrücken. Gleichzeitig bezeichnet der Autor die Konsistenz von Volumina und Räumen als Identität. Eine andere Integrationsmethode basiert laut dem Meister darauf, dass die Architektur unsichtbar bleiben soll.

ARCHITEKTONISCHE BIONIK

Architekturbionik in der jüngeren Vergangenheit – Verständnis natürlicher Formen in Gebäudestrukturen, neue Möglichkeiten architektonischer Formgestaltung. Die heutige Architekturbionik (Neobionik) ist ein Versuch, Umweltaspekte und Hochtechnologie mit der Architektur zu verbinden.

Die ersten Versuche, natürliche Formen im Bauwesen zu verwenden, wurden von A. Gaudi, dem berühmten spanischen Architekten des 19. Jahrhunderts, unternommen. Park Güell, oder wie man früher sagte „in Stein gefrorene Natur“, die erstaunliche Architektur der Privatvillen Casa Batlo und Casa Mila.

Abbildung 4 – A. Gaudi, Park Güell

Europa und die ganze Welt hatten so etwas noch nie vor A. Gaudi gesehen. Diese Meisterwerke des großen Meisters gaben der Entwicklung der Architektur im bionischen Stil Impulse.

Ähnliche Ideen fanden 1921 ihren Niederschlag in der skulptural-organischen Struktur des Goetheanums, die nach dem Entwurf des deutschen Philosophen R. Steiner geschaffen wurde.

Abbildung 5 – R. Steiner, Weltzentrum für Anthroposophie – Goetheanum

Von diesem Moment an übernahmen Architekten auf der ganzen Welt die Bionik. Befürworter der Bionik glauben, dass die Natur die ästhetisch perfektesten, langlebigsten und optimiertesten Strukturen geschaffen hat. Einer der allerersten Vorschläge des deutschen Architekten R. Dernach sah das Eintauchen von Blasenzylindern oder feinmaschigen Netzen in Meerwasser vor, die die Rolle eines Rahmens spielten und mit Kolonien von Mikroorganismen bewachsen waren, die nach und nach aushärten würden. Es wurde vorgeschlagen, diese hohlen Kalksteinformen zur Schaffung schwimmender Städte zu verwenden. Hilberts V. (USA) untersuchte die Möglichkeit des gleichen Ergebnisses mit Elektrizität (Analogie zur Skalenbildung).

Zum 100. Jahrestag der Französischen Revolution wurde in Paris eine Weltausstellung organisiert. Auf dem Gelände dieser Ausstellung war die Errichtung eines Turms geplant, der die Größe der Französischen Revolution und die neuesten technologischen Errungenschaften symbolisieren sollte. Mehr als 700 Projekte wurden zum Wettbewerb eingereicht; das Projekt des Brückeningenieurs Alexander G. Eiffel wurde als bestes ausgezeichnet. Ende des 19. Jahrhunderts verblüffte der 300 Meter hohe Turm, benannt nach seinem Schöpfer, die ganze Welt mit seiner Durchbrochenheit und Schönheit und wurde zu einer Art Symbol von Paris. Moderne Ingenieure haben eine unerwartete Entdeckung gemacht: Das Design des Eiffelturms bildet exakt die Struktur des Schienbeins nach, das dem Gewicht des menschlichen Körpers problemlos standhalten kann. Auch die Winkel zwischen den tragenden Flächen stimmen überein. Auf dem Gebiet der Bionik sind auch die architektonischen Experimente von P. Nervi, S. Calatrava und anderen bekannt.

Abbildung 6 – P. L. Nervi, Kathedrale von San Francisco

Heute entwickelt sich die Bionik in vielen Bereichen weiter. Die Architektur- und Baubionik untersucht die Gesetze der Bildung und Strukturbildung lebender Gewebe, analysiert die Struktursysteme lebender Organismen, erforscht die Prinzipien ihrer Material- und Energieeinsparung und der Gewährleistung der Zuverlässigkeit des Lebens. Ein markantes Beispiel für Architektur- und Baubionik ist eine vollständige Analogie der Struktur der Getreidestängel und einiger moderner Hochhäuser.

Abbildung 7 – S. Calatrava, Quadracci-Pavillon

Abbildung 8 – S. Calatrava, Telekommunikationsturm Montjuïc in Barcelona

Die Bionik hat in den letzten Jahren bestätigt, dass die meisten menschlichen Erfindungen bereits von der Natur „patentiert“ wurden. Beispielsweise wurden Innovationen des 20. Jahrhunderts wie Reißverschlüsse und Klettverschlüsse auf der Grundlage der Untersuchung der Struktur von Vogelfedern entwickelt. Dabei sorgen Federfäden unterschiedlicher Ordnung, ausgestattet mit Haken, für zuverlässigen Halt.

Die berühmten spanischen Architekten M. R. Cervera und J. Ploz, aktive Anhänger der Bionik, begannen 1985 mit der Erforschung verschiedener dynamischer Strukturen und gründeten 1991 eine Gesellschaft zur Unterstützung von Innovationen in der Architektur. Unter ihrer Führung entwickelte eine Gruppe, der Architekten, Ingenieure, Designer, Biologen und Psychologen angehörten, ein Projekt für eine vertikale bionische Turmstadt. In 15 Jahren soll es in Shanghai erscheinen (nach Prognosen von Wissenschaftlern könnte die Bevölkerung Shanghais in 20 Jahren 30 Millionen Menschen erreichen). Die Tower City ist für 100.000 Menschen ausgelegt. Der Entwurf basiert auf dem Prinzip der Holzbauweise. Der Turm wird die Form einer Zypresse haben, 1.128 Meter hoch sein, mit einem Umfang von 133 mal 100 Metern an der Basis und 166 mal 133 Metern an der breitesten Stelle. Der Turm soll 300 Stockwerke haben, sie werden in 12 vertikalen Blöcken mit jeweils 80 Stockwerken untergebracht. Zwischen den Blöcken befinden sich Estrichböden, die als tragende Struktur für jede Ebene – den Block – dienen. Innerhalb der Blöcke befinden sich Häuser unterschiedlicher Höhe mit vertikalen Gärten. Dieses aufwendige Design ähnelt der Struktur der Zweige und der gesamten Krone der Zypresse. Die Basis des Turms sollte ein Pfahlfundament sein, das analog zum Wurzelsystem eines Baumes errichtet wird. Es wird erwartet, dass Windvibrationen in den oberen Stockwerken auf ein Minimum beschränkt werden, da die Luft problemlos durch die Turmstruktur strömen kann. Als Verkleidung kommen spezielle Kunststoffmaterialien zum Einsatz, die die poröse Oberfläche von Leder imitieren.

In der Architektur- und Baubionik wird großen Wert auf neue Bautechnologien gelegt. Eine vielversprechende Richtung im Bereich der Entwicklung effizienter und abfallfreier Bautechnologien ist beispielsweise die Schaffung von Schichtstrukturen. Die Idee ist den Tiefseemollusken entlehnt. x Robuste Schalen bestehen aus abwechselnd harten und weichen Platten. Wenn eine harte Platte reißt, wird die Verformung von der weichen Schicht absorbiert und der Riss schreitet nicht weiter voran.

Warum ist die Natur dem Menschen auf dem aktuellen Stand der technischen Entwicklung so weit voraus? Um den Aufbau und die Funktionsweise eines lebenden Systems zu verstehen, es zu modellieren und in konkrete Strukturen und Geräte umzusetzen, ist zunächst universelles Wissen erforderlich. Heute, nach einem langen Prozess der Fragmentierung wissenschaftlicher Disziplinen, zeichnet sich gerade erst die Notwendigkeit einer solchen Wissensorganisation ab, die es ermöglicht, sie auf der Grundlage gemeinsamer universeller Prinzipien zu erfassen und zu vereinen. Zweitens wird in der belebten Natur die Konstanz biologischer Systeme durch ihre kontinuierliche Wiederherstellung aufrechterhalten, da es sich in diesem Fall um Strukturen handelt, die kontinuierlich zerstört und wiederhergestellt werden. Jede Zelle hat ihre eigene Teilungsperiode, ihren eigenen Lebenszyklus. In allen lebenden Organismen kompensieren sich die Prozesse des Verfalls und der Wiederherstellung gegenseitig und das gesamte System befindet sich in einem dynamischen Gleichgewicht, das es ermöglicht, sich anzupassen und seine Strukturen entsprechend sich ändernden Bedingungen neu aufzubauen. Die Hauptvoraussetzung für die Existenz biologischer Systeme ist ihr kontinuierliches Funktionieren. Vom Menschen geschaffene technische Systeme verfügen über kein inneres dynamisches Gleichgewicht der Verfalls- und Wiederherstellungsprozesse und sind in diesem Sinne statisch. Allerdings gibt es bereits heute einen großen Erfahrungsschatz im Bau bionischer Gebäude, Bauwerke und ganzer Städte. Zeitgenössische Verkörperungen organischer Architektur sind im Shanghai Cypress, im NMB Bank Board Building (Niederlande), im Sydney Opera House (Australien), im World's Fair Building (Montreal), im SONY-Wolkenkratzer und im Fruit Museum (Japan) zu sehen. Eine Analyse der Gebäude macht deutlich, dass sich das Studienangebot in diesem Bereich erweitert.

Abbildung 9 – Architektonische Utopien (Archigrem-Gruppe)

Abschluss

Hochhaus Pietil Stamm

In letzter Zeit haben Politiker und Persönlichkeiten des öffentlichen Lebens über Umweltprobleme gesprochen, die fast die ganze Welt erfasst haben. Und wenn sich frühere Gespräche auf „Allgemeinheiten“ wie Tsunamis, Taifune und Dürren konzentrierten, werden die Diskussionen von Jahr zu Jahr immer spezifischer.

Tatsächlich lassen uns der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull, die Ölpest im Golf von Mexiko, das Erdbeben in Japan und viele andere traurige Ereignisse über die Zukunft nachdenken.

Und die, egal wie Architekten, die Trends der Zeit am besten verkörpern. Deshalb konzentrieren sich Designer und Bauherren auf Projekte, die das Leben der Menschen und den Zustand der Natur in naher Zukunft verbessern können.

Der Versuch, sich mit der Natur „zu arrangieren“, wie die Architekten selbst meinen, ist keine bloße Standardarbeit. Es ist vielmehr der bedeutendste Beitrag für die Zukunft. Dazu ist jeder Mensch aufgerufen.

Die globale Erwärmung sowie andere drängende Probleme wie Dürre und immer häufiger auftretende Überschwemmungen sind weltweit zum Thema architektonischer Gestaltung geworden.

Liste der verwendeten Literatur

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Bionische Formen zeichnen sich durch ihre komplexe Gestaltung und nichtlineare Formen aus.

Die Entstehung des Begriffs.
Das Konzept der „Bionik“ (von griechisch „bios“ – Leben) entstand zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Im globalen Sinne bezeichnet es ein wissenschaftliches Wissensgebiet, das auf der Entdeckung und Nutzung von Konstruktionsmustern natürlicher Formen zur Lösung technischer, technologischer und künstlerischer Probleme auf der Grundlage der Analyse der Struktur, Morphologie und Lebensaktivität biologischer Organismen basiert. Der Name wurde 1960 vom amerikanischen Forscher J. Steele auf einem Symposium in Daytona vorgeschlagen – „Lebende Prototypen künstlicher Systeme – der Schlüssel zu neuer Technologie“ –, bei dem die Entstehung eines neuen, unerforschten Wissensgebiets gefestigt wurde. Von diesem Moment an stehen Architekten, Designer, Konstrukteure und Ingenieure vor einer Vielzahl von Aufgaben, die darauf abzielen, neue Formen der Gestaltung zu finden.
In der UdSSR entwickelte sich Anfang der 1980er Jahre dank der langjährigen Bemühungen eines Spezialistenteams des TsNIELAB-Labors, das bis Anfang der 1990er Jahre bestand, die Architekturbionik schließlich zu einer neuen Richtung in der Architektur. Zu dieser Zeit erschien die Abschlussmonographie eines großen internationalen Teams von Autoren und Mitarbeitern dieses Labors unter der Gesamtherausgeberschaft von Yu S. Lebedev, „Architectural Bionics“ (1990).
Also der Zeitraum ab der Mitte des 20. Jahrhunderts. bis zum Beginn des 21. Jahrhunderts. In der Architektur war es durch ein verstärktes Interesse an komplexen krummlinigen Formen gekennzeichnet, eine Wiederbelebung des Konzepts der „organischen Architektur“ auf einer neuen Ebene, das seine Wurzeln im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert im Werk von L. hat . Sullivan und F. L. Wright. Sie glaubten, dass die architektonische Form wie die belebte Natur funktional sein und sich sozusagen „von innen nach außen“ entwickeln sollte.

Das Problem der harmonischen Symbiose der architektonischen und natürlichen Umgebung.
Die technokratische Entwicklung der letzten Jahrzehnte hat die menschliche Lebensweise längst unterworfen. Schritt für Schritt ist die Menschheit aus ihrer ökologischen Nische auf dem Planeten herausgekommen. Tatsächlich sind wir zu Bewohnern einer künstlichen „Natur“ aus Glas, Beton und Kunststoff geworden, deren Kompatibilität mit dem Leben des natürlichen Ökosystems stetig gegen Null geht. Und je mehr die künstliche Natur die lebendige Natur übernimmt, desto offensichtlicher wird das menschliche Bedürfnis nach natürlicher Harmonie. Der wahrscheinlichste Weg, die Menschheit „in den Schoß der Natur“ zurückzubringen und das Gleichgewicht zwischen den beiden Welten wiederherzustellen, ist die Entwicklung der modernen Bionik.

Zypressen-Wolkenkratzer in Shanghai. Architekten: Maria Rosa Cervera und Javier Pioz.

Opernhaus in Sydney. Architekt: Jørn Utzon.

Rolex-Schulungszentrum. Architekten: Japanisches Architekturbüro SANAA.

Architekturbionik ist ein innovativer Stil, der das Beste aus der Natur nutzt: Reliefs, Konturen, Prinzipien der Formbildung und Interaktion mit der Außenwelt. Überall auf der Welt wurden die Ideen der bionischen Architektur von berühmten Architekten erfolgreich umgesetzt: der Zypressen-Wolkenkratzer in Shanghai, das Sydney Opera House in Australien, das Vorstandsgebäude der NMB Bank in den Niederlanden, das Rolex-Schulungszentrum und das Obstmuseum in Japan .

Obstmuseum. Architekt: Itsuko Hasegawa.


Innenraum des Obstmuseums.

Zu allen Zeiten gab es in der vom Menschen geschaffenen Architektur eine Kontinuität natürlicher Formen. Doch im Gegensatz zum formalistischen Ansatz vergangener Jahre, als der Architekt einfach natürliche Formen kopierte, basiert die moderne Bionik auf den funktionalen und grundlegenden Merkmalen lebender Organismen – der Fähigkeit zur Selbstregulation, der Photosynthese, dem Prinzip des harmonischen Zusammenlebens usw Bei der bionischen Architektur geht es um die Schaffung von Häusern, die eine natürliche Erweiterung der Natur darstellen, die nicht mit ihr in Konflikt gerät. Die Weiterentwicklung der Bionik umfasst die Entwicklung und Schaffung von Ökohäusern – energieeffiziente und komfortable Gebäude mit unabhängigen Lebenserhaltungssystemen. Der Entwurf eines solchen Gebäudes umfasst einen Komplex technischer Ausrüstung. Beim Bau werden umweltfreundliche Materialien und Baukonstruktionen verwendet. Im Idealfall ist das Haus der Zukunft ein autonomes, sich selbst tragendes System, das sich nahtlos in die Naturlandschaft einfügt und im Einklang mit der Natur existiert. Die moderne Architekturbionik ist praktisch mit dem Konzept der „Ökoarchitektur“ verschmolzen und steht in direktem Zusammenhang mit der Ökologie.

Formbildung im Übergang von der belebten Natur zur Architektur.
Jedes Lebewesen auf dem Planeten ist ein perfekt funktionierendes System, das an seine Umgebung angepasst ist. Die Lebensfähigkeit solcher Systeme ist das Ergebnis einer Evolution über viele Millionen Jahre hinweg. Durch die Enthüllung der Geheimnisse der Struktur lebender Organismen können sich neue Möglichkeiten in der Architektur von Gebäuden ergeben.
Die Formenbildung in der belebten Natur zeichnet sich durch Plastizität und Kombinatorik aus, eine Vielfalt sowohl regelmäßiger geometrischer Formen als auch Figuren – Kreise, Ovale, Rauten, Würfel, Dreiecke, Quadrate, verschiedene Arten von Polygonen und eine endlose Vielfalt äußerst komplexer und erstaunlich schöner, leichte, langlebige und wirtschaftliche Strukturen, die durch die Kombination dieser Elemente entstehen. Solche Strukturen spiegeln die Komplexität und die mehrstufige Entwicklung der Entwicklung lebender Organismen wider.
Die Schwerpunkte der Erforschung der Natur aus Sicht der Architekturbionik sind die Biomaterialwissenschaft und die Biotektonik.
Gegenstand der Forschung in der Biomaterialwissenschaft sind verschiedene erstaunliche Eigenschaften natürlicher Strukturen und ihrer „Derivate“ – Gewebe tierischer Organismen, Stängel und Blätter von Pflanzen, Spinnennetzfäden, Kürbisantennen, Schmetterlingsflügel usw.
Bei der Biotektonik ist alles komplizierter. In diesem Wissensbereich interessieren sich Forscher weniger für die Eigenschaften natürlicher Materialien als vielmehr für die Grundlagen der Existenz lebender Organismen. Die Hauptprobleme der Biotektonik sind die Schaffung neuer Strukturen auf der Grundlage der Prinzipien und Wirkungsweisen von Biostrukturen in der belebten Natur, die Umsetzung von Anpassung und Wachstum flexibler tektonischer Systeme auf der Grundlage der Anpassung und des Wachstums lebender Organismen.
In der Architektur- und Baubionik wird großen Wert auf neue Bautechnologien gelegt. Eine vielversprechende Richtung im Bereich der Entwicklung effizienter und abfallfreier Bautechnologien ist daher die Schaffung von Schichtstrukturen. Die Idee ist den Tiefseemollusken entlehnt. Ihr robuster Panzer besteht aus abwechselnd harten und weichen Platten. Wenn eine harte Platte reißt, wird die Verformung von der weichen Schicht absorbiert und der Riss schreitet nicht weiter voran.

Technologien der Architekturbionik.
Lassen Sie uns ein Beispiel für einige der häufigsten modernen Trends bei der Entwicklung bionischer Gebäude geben.
1. Energieeffizientes Haus – ein Gebäude mit geringem Energieverbrauch oder keinem Energieverbrauch aus Standardquellen (energieeffizientes Gebäude).
2. Passivhaus (Passivgebäude) – eine Struktur mit passiver Thermoregulierung (Kühlung und Heizung durch Nutzung von Umweltenergie). Solche Häuser verwenden energiesparende Baumaterialien und Konstruktionen und verfügen praktisch nicht über ein herkömmliches Heizsystem.
3. Bioklimatische Architektur. Einer der Trends im High-Tech-Stil. Das Hauptprinzip der bioklimatischen Architektur ist die Harmonie mit der Natur: „... damit ein Vogel, der ins Büro fliegt, nicht merkt, dass er sich darin befindet.“ Grundsätzlich sind zahlreiche bioklimatische Hochhäuser bekannt, bei denen neben Barrieresystemen auch Mehrschichtverglasungen (Doppelhauttechnik) aktiv zur Schalldämmung und Mikroklimaunterstützung bei gleichzeitiger Belüftung eingesetzt werden.
4. Smart House (Intellectual Building) – ein Gebäude, in dem mit Hilfe von Computertechnik und Automatisierung der Licht- und Wärmefluss in Räumen und umschließenden Strukturen optimiert wird.
5. Gesundes Bauen – ein Gebäude, in dem neben dem Einsatz energiesparender Technologien und alternativer Energiequellen vor allem natürliche Baumaterialien (Mischungen aus Erde und Ton, Holz, Stein, Sand usw.) im Vordergrund stehen. Technologien „gesund“. „Zu Hause gibt es Systeme zur Luftreinigung von schädlichen Dämpfen, Gasen, radioaktiven Substanzen usw.

Geschichte der Verwendung architektonischer Formen in der Architekturpraxis.
Die Architekturbionik ist kein Zufall. Es war das Ergebnis früherer Erfahrungen mit der Verwendung bestimmter Eigenschaften oder Merkmale von Formen der lebendigen Natur in der Architektur in der einen oder anderen Form (meistens assoziativ und nachahmend) – zum Beispiel in den Säulenhallen ägyptischer Tempel in Luxor und Karnak, Kapitellen und Säulen antiker Orden, gotische Innenräume von Kathedralen usw.

Säulen der Säulenhalle des Tempels von Edfu.

Bionische Architektur umfasst oft Gebäude und Architekturkomplexe, die sich organisch in die Naturlandschaft einfügen und sozusagen deren Fortsetzung darstellen. Man kann sie beispielsweise als die Gebäude des modernen Schweizer Architekten Peter Zumthor bezeichnen. Zusammen mit natürlichen Baumaterialien arbeitet es mit bereits vorhandenen natürlichen Elementen – Bergen, Hügeln, Rasenflächen, Bäumen – praktisch ohne diese zu verändern. Seine Strukturen scheinen aus dem Boden zu wachsen, und manchmal verschmelzen sie so sehr mit der umgebenden Natur, dass sie nicht sofort erkannt werden können. Beispielsweise wirken die Thermalbäder in der Schweiz von außen wie eine Grünanlage.

Bäder in Vals. Architekt: Peter Zumthor.

Aus der Sicht eines der Konzepte der Bionik – dem Bild eines Ökohauses – können auch uns bekannte Dorfhäuser der bionischen Architektur zugerechnet werden. Sie bestehen aus natürlichen Materialien und die Strukturen dörflicher Siedlungen sind seit jeher harmonisch in die umgebende Landschaft integriert (höchster Punkt des Dorfes ist die Kirche, die Tiefebene sind Wohngebäude usw.).

Kuppel der Kathedrale von Florenz. Architekt: Filippo Brunelleschi.

Die Entstehung dieses Bereichs in der Geschichte der Architektur ist immer mit einer Art technischer Innovation verbunden: So nahmen beispielsweise der italienische Renaissance-Architekt F. Brunelleschi und Leonardo da Vinci eine Eierschale als Prototyp für den Bau der Kuppel der Kathedrale von Florenz kopierte die Formen der belebten Natur bei der Darstellung und Gestaltung von Bau- und Militärgebäuden und sogar Flugzeugen. Es ist allgemein anerkannt, dass Leonardo da Vinci der erste war, der begann, die Flugmechanik lebender Modelle „aus einer bionischen Position“ zu studieren, der versuchte, ein Flugzeug mit Schlagflügel (Ornithopter) zu entwickeln.

Galerie im Park Güell. Architekt: Antonio Gaudí.

Portal der Passion Christi der Kathedrale der Heiligen Familie (Sagrada Familia).

Fortschritte in der Bautechnik im 19. und 20. Jahrhundert. ergaben neue technische Möglichkeiten zur Interpretation der Architektur der belebten Natur. Dies spiegelt sich in den Werken vieler Architekten wider, unter denen natürlich Antoni Gaudi hervorsticht – der Pionier der weit verbreiteten Verwendung von Bioformen in der Architektur des 20. Jahrhunderts. Die von A. Gaudi entworfenen und gebauten Wohngebäude, das Güell-Kloster und die berühmte „Sagrada Familia“ (Kathedrale der Heiligen Familie, Höhe 170 m) in Barcelona bleiben immer noch unübertroffene architektonische Meisterwerke und gleichzeitig die talentiertesten und talentiertesten charakteristisches Beispiel für die Aneignung architektonischer Naturformen – ihre Anwendung und Entwicklung.

Casa Mila Dachgeschoss. Architekt: Antonio Gaudí.

Gewölbtes Gewölbe der Galerie im Casa Batlló. Architekt: Antonio Gaudí.

A. Gaudi glaubte, dass es in der Architektur wie in der Natur keinen Platz zum Kopieren gibt. Dadurch bestechen seine Bauwerke durch ihre Komplexität – zwei identische Teile findet man in seinen Bauten nicht. Die Säulen stellen Palmenstämme mit Rinde und Blättern dar, Treppengeländer imitieren die Stängel gekräuselter Pflanzen und die gewölbten Decken reproduzieren Baumkronen. In seinen Kreationen verwendete Gaudi Parabelbögen, Hyperspiralen, geneigte Säulen usw. und schuf so eine Architektur, deren Geometrie die architektonischen Fantasien von Architekten und Ingenieuren übertraf. A. Gaudí nutzte als einer der ersten die biomorphologischen Gestaltungseigenschaften einer räumlich gekrümmten Form, die er in Form eines hyperbolischen Paraboloids einer kleinen Backsteintreppe verkörperte. Gleichzeitig kopierte Gaudí nicht einfach nur natürliche Objekte, sondern interpretierte natürliche Formen kreativ, indem er Proportionen und großflächige rhythmische Eigenschaften veränderte.
Trotz der Tatsache, dass die semantische Bandbreite protobionischer Gebäude recht beeindruckend und gerechtfertigt erscheint, betrachten einige Experten architektonische Bionik nur als solche Gebäude, die nicht einfach natürliche Formen wiederholen oder aus natürlichen Materialien geschaffen sind, sondern in ihren Entwürfen die Strukturen und Prinzipien der lebendigen Natur enthalten .

Bau des Eiffelturms. Ingenieur: Gustave Eiffel.

Brückenprojekt. Architekt: Paolo Soleri.

Diese Wissenschaftler würden Gebäude wie den 300 Meter hohen Eiffelturm des Brückeningenieurs A. G. Eiffel, der die Struktur des menschlichen Schienbeins exakt nachbildet, und das Brückenprojekt des Architekten P. Soleri, das an ein aufgerolltes Getreideblatt erinnert, eher als Protobionik bezeichnen und nach dem Prinzip der Lastumverteilung in Pflanzenstängeln usw. entwickelt.

Radweg in Krylatskoje. Architekten: N. I. Voronina und A. G. Ospennikov.

Auch in Russland wurden die Gesetze der belebten Natur übernommen, um einige architektonische Objekte der „Vorperestroika“-Zeit zu schaffen. Beispiele hierfür sind der Radio- und Fernsehturm Ostankino in Moskau, olympische Einrichtungen – eine Radrennbahn in Krylatskoje, Membranabdeckungen eines Hallenstadions an der Mira Avenue und einer universellen Sport- und Unterhaltungshalle in Leningrad, ein Restaurant im Primorsky-Park von Baku und dessen Anschluss in der Stadt Frunze - das Restaurant Bermet usw.
Zu den Namen moderner Architekten, die in Richtung Architekturbionik arbeiten, gehören Norman Foster (http://www.fosterandpartners.com/Projects/ByType/Default.aspx), Santiago Calatrava (http://www.calatrava.com/# /Ausgewählt) zeichnen sich durch %20works/Architecture?mode=english), Nicholas Grimshaw (http://grimshaw-architects.com/sectors/), Ken Young (http://www.trhamzahyeang.com/project/main.html) aus ), Vincent Calebo ( http://vincent.callebaut.org/projets-groupe-tout.htm l) usw.

Wenn Sie an einem Aspekt der Bionik interessiert sind, schreiben Sie uns und wir werden Sie ausführlicher darüber informieren!
Architekturbüro „Inttera“.

Die Natur hat sich in der Schaffung räumlicher Strukturen manifestiert (wie bereits erwähnt, gibt es in der belebten Natur keine flachen Elemente). Die Untersuchung der Struktur natürlicher Formen (Schale, Schädel, Eierschale usw.) zeigt eine außergewöhnliche Ausarbeitung von Strukturen und funktionellen Abhängigkeiten. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie verteilte Lasten wahrnehmen, Risse überbrücken (bremsen), um die Zerstörung von körpereigenem Material (zum Beispiel dem Gehirn) zu verhindern und den Materialverbrauch zu minimieren. Fundamente sind ein spezielles bionisches Design, das zahlreiche Analogien in der belebten Natur aufweist. Natürliche „Fundamente“ bestehen meist aus Strukturstrukturen (Wurzeln), Muscheln und Membranen (dem tragenden Teil der Beine von Tieren und Vögeln). Daher ist der Einsatz von Wurzel- oder Wurzelpfählen, Strukturfundamenten, Schalen und Membranen im Bauwesen sehr effektiv. Fundamente in Form von Raumtragwerken sind ein neuer materialsparender Trend im modernen Fundamentbau.
Über die natürliche Gestaltung von Umschließungssystemen, die lebende Organismen vor äußeren Einflüssen schützen und eine Reihe zusätzlicher Funktionen (Platzierung von Sensoren usw.) erfüllen, wurde relativ wenig untersucht. Der Aufbau der „Wände“ lebender Organismen ist äußerst komplex und vielfältig, da lebende Organismen über sie Energie, Informationen und Stoffe mit der Umwelt austauschen. Das Hautgewebe von Pflanzen enthält äußere Zellmembranen, Spaltöffnungen für die Atmung, Lufthöhlen und Zellen. Basierend auf natürlichen Lösungen wurden einige Zaunkonstruktionen mit der zusätzlichen Funktion der Belüftung der Innenumgebung von Gebäuden durch „Stomata“ vorgeschlagen. Das Spektrum dieser Entwicklungen kann durch die Schaffung von Wänden mit einer Biosimilar-Beschichtung (einem baumrindenähnlichen Substrat, auf dem kleine Insekten leben können), Spaltöffnungen und Ventilen zur Belüftung sowie einem Sensorsystem zur automatischen Reaktion auf Wetter- und Zustandsänderungen erweitert werden Innenluft.
Am vielversprechendsten sind komplexe naturähnliche Strukturen, die „aktive“ und „passive“ Materialien kombinieren. Schalen aus „passiven“ Materialien müssen ständigen Belastungen standhalten, Strukturen aus „aktiven“ Materialien müssen temporären und dynamischen Belastungen standhalten. Sie müssen dem gesamten Bauwerk auch die erforderliche (gegebenenfalls) Steifigkeit verleihen.

BIONIK IN DER WELTARCHITEKTUR

Seit jeher sind große Denker der Architektur auf der Suche nach neuen Architekturstilen. Angefangen beim Turmbau zu Babel bis hin zu den architektonischen Meisterwerken von Neu-Paris suchte, fand und verkörperte die Menschheit. Es wurde erneut gesucht, erneut gefunden und erneut verkörpert. Und so weiter im Kreis, bis ins Unendliche. Heute kennt die Welt viele Architekturstile: Gotik, Renaissance, Barock, Jugendstil, Klassizismus, Bionik und andere. Zweifellos ist jeder dieser Stile auf seine Art interessant und bemerkenswert.

Die ersten Versuche, natürliche Formen im Bauwesen zu verwenden, wurden von Antonio Gaudi, dem berühmten spanischen Architekten des 19. Jahrhunderts, unternommen.

Architekt Antonio Gaudí. Park Güell, Barcelona

Und es war ein Durchbruch! Park Güell, oder wie man früher sagte: „In Stein gefrorene Natur“, die bezaubernde Architektur der Privatvillen Casa Batlo und Casa Mila – Europa und die ganze Welt, verwöhnt von architektonischen Freuden, haben so etwas noch nie gesehen. Diese Meisterwerke des großen Meisters gaben der Entwicklung der Architektur im bionischen Stil Impulse. Im Jahr 1921 fanden bionische Ideen ihren Niederschlag in der skulptural-organischen Struktur des Goetheanums, die nach dem Entwurf des deutschen Philosophen Rudolf Steiner entstand.

Rudolf Steiner mit einem Modell der Westfassade des ersten Goetheanums

Es gibt ein Verständnis von organischer Architektur als Nachahmung der belebten Natur. Viele Architekten beherrschen biomorphe Elemente. Es genügt, an das Haus von Konstantin Melnikov in Moskau zu erinnern, dessen Fenster in Form und Anordnung einer Bienenwabe ähneln, oder an die Kreationen des Italieners Antonio Gaudi.

Haus von Konstantin Melnikov in Moskau

Aber das Leben steht nicht still und Mitte des 20. Jahrhunderts begann sich ernsthaftes Interesse an der Bionik zu zeigen. Einer der führenden Architekten auf dem Gebiet der Bionik war der deutsche Ingenieur Otto Frei, der 1961 in Stuttgart Gleichgesinnte in der Gruppe „Biologie und Bauwesen“ versammelte. Fry selbst beschäftigte sich mit Leichtbau. Gemeinsam mit Biologen und Ingenieuren des Polytechnischen Instituts wollte er verstehen, wie der Aufbau von Geweben und Membranen lebender Organismen abläuft, und dieses Wissen dann mit bestehenden Technologien kombinieren. Berücksichtigung von Kieselalgen[ Kieselalgen sind Kieselalgen, eine Untergruppe der Algen. Einzellige Einzel- oder Kolonialorganismen. Ihre Zellen haben eine harte Feuersteinschale, die aus zwei Hälften besteht ] und dem Web fanden die Forscher offensichtliche Ähnlichkeiten mit ihren eigenen Entwicklungen. Allerdings erkannten sie auch einen wichtigen Unterschied: Lebende Objekte sind ungewöhnlich komplex und ihr Design ist nicht immer optimal, sodass ihre exakte Reproduktion in der Praxis meist unmöglich ist – solche Projekte werden sehr teuer und schwierig sein. Berühmt wurde Frey in den 1960er und 1970er Jahren durch die Gestaltung des deutschen Pavillons auf der Weltausstellung in Montreal und des Olympiastadions in München, wo er Membran- und elastische Strukturen verwendete, deren Hauptvorteil Leichtigkeit und Transparenz war.

Olympiastadion in München. Arch. Otto Frei

Im Jahr 2006 wurde nach dem Entwurf des mexikanischen Architekten Javier Senosyan ein Haus gebaut, das einer Nautilusmuschel ähnelt. Die Merkmale des Nautilus finden sich nicht nur in der äußeren Form des Hauses wieder, sondern auch in seiner spiralförmigen inneren Struktur. Und 2007 wurde unter seiner Führung in Mexiko-Stadt das „Snake“-Haus fertiggestellt – ein Gebäude in Form eines langen Rohrs, das sich sanft an die Unebenheiten der Landschaft anpasst. Senosyan legte seine beruflichen Ansichten im Buch „Bioarchitecture“ dar. Er glaubt, dass es notwendig ist, an Orten mit wunderschöner Natur kleine Häuser in Menschengröße zu bauen und dabei natürliche Materialien lokaler Herkunft zu verwenden.

Doi-Schlange. Arch. Javier Senosyan

Heute ist die moderne Verkörperung organischer Architektur in den Niederlanden – dem Vorstandsgebäude der NMB Bank – und in Australien – dem Sydney Opera House – zu sehen. In Montreal - das Gebäude des World Exhibition Complex, in Japan - der SONY-Wolkenkratzer und das Yamanashi Fruit Museum.

Oper in Sydney

Erst die Einführung bionischer Erkenntnisse in die Architektur ermöglichte den Beginn der Umsetzung des vielleicht ehrgeizigsten Bauprojekts unserer Zeit, der Shanghaier „Tower City“. Nach Angaben der Architekten soll bis etwa 2023 in Shanghai ein „Turm“ mit allen städtischen Infrastruktureinrichtungen entstehen, dessen Bevölkerung mindestens 100.000 Menschen betragen wird. Die „Turmstadt“ wird die Form einer über 1200 Meter hohen Zypresse mit einer Grundfläche von 133 mal 100 Metern haben.

Shanghai Cypress House, Zypressenhaus-Wurzelsystem

Das sorgfältig durchdachte Design ähnelt der Struktur der Zweige und der gesamten Krone der Zypresse. Der Turm wird auf einem Pfahlfundament stehen, das nach dem Ziehharmonika-Prinzip gestaltet ist, so wie sich das Wurzelsystem eines Baumes entwickelt. Die Widerstandsfähigkeit der Obergeschosse gegenüber Windeinwirkungen wird dadurch gewährleistet, dass die Luft ohne Widerstand durch die Turmkonstruktion strömen muss. Die Behörden von Shanghai, das bereits mit einem akuten Problem der Überbevölkerung konfrontiert ist, sagen, dass, wenn das Tower City-Erlebnis erfolgreich ist, mehrere ähnliche Bauwerke gebaut werden.

Bionik in der Architektur – vom „Prinzip der Maschinen zum Prinzip des Lebens“, http://www.existenzia.ru/idea/bionika