Статья опубликована в №28 (декабрь) 2015
Разделы: Архитектура, Строительство
Размещена 07.09.2015. Последняя правка: 04.11.2015.
Просмотров - 10315

МЕТОД БИОНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Бочкарев Дмитрий Николаевич

-

Уральская архитектурно-художественная академия

Студент, 3 курс, Факультет Архитектуры

Валерий Иванович Иовлев, кандидат архитектуры, профессор, заведующий кафедры основ архитектурного проектирования в Уральской архитектурно-художественной академии

УДК 721.011.12

В настоящее время получают быстрое развитие новые методы архитектурного проектирования, основанные на современных методологиях. Одним из таких направлений является экологический подход. Данный подход ориентирован не только на использование современных технологий, но и на художественное решение архитектурного пространства. В частности, одним из направлений совершенствования архитектурной среды является использование аналогий с природными формами. Данные формы являются идеальными как в художественно-эстетическом, так и в инженерно-конструктивном аспектах.

Актуальность метода:
В последние время в мире архитектуры появилась необходимость развития бионического стиля. Это связано с тем, что человек стремиться жить в гармонии с природой. Поэтому в наше время очень важно найти способы гармонического синтеза человека и природы. Ведущие архитекторы XX и XXI веков уделяют большое внимание этому  направлению. К числу таких архитекторов относятся, например, испанский архитектор Сантьяго Калатрава, Мария Роза Сервера и Хавьер Пиоз, из советских архитекторов С. Ю. Лебедев, М. Матеев, А. Лазарев, С. Евдокимов и др.

Природные формы отличаются сложностью и совершенством, так как прошли длительный период эволюции, прежде чем приобрели свой окончательный вид. Они имеют уникальный вид, хорошо приспособлены к окружающей среде, проверены веками и тысячелетиями на разного рода нагрузки: ветровые, снеговые и «эксплуатационные». Возможно поэтому первые жилища древних людей были сходны по конструкции и форме с термитниками, хатками бобров, гнездами птиц. Эти свойства природных форм изучаются и используются в рамках направления «архитектурная бионика» [4].

Первые «бионические» постройка древнего человека – менгиры и мегалиты. Это отдельные вертикально поставленные камни, полностью повторяющие логику дерева. С развитием цивилизации менгиры и мегалиты преобразовались в колоннады, которые олицетворяют уже не отдельно стоящее дерево, а лес или аллею. Такие примеры можно встретить в Древнем Египте, античном мире и в готической архитектуре. В этой связи Ю.С. Лебедев писал: «Великий зодчий итальянского Возрождения Ф. Брунеллески в качестве основы для конструкции купола Флорентийского собора взял скорлупу птичьего яйца, а Леонардо Да Винчи, изобретая летательные аппараты, строительные и военные машины, ткацкие приспособления, “копировал” формы живой природы» [4, 8].

В русской архитектуре так же просматривается связь с формами живой природы. Таким примером являются так называемые «луковичные» купола, типичные для русской православной архитектуры. В конце XIX – начале XX вв. бурное развитие биологии и развитие строительной техники побудили архитекторов активно интерпретировать формы живой природы. Это нашло яркое выражение в архитектурном стиле модерн, представителем которого является Антонио Гауди. Активное использование природных аналогий в творчестве архитекторов способствовало появлению целого направления – архитектурной бионики [4]. Данное направление не ограничивается моделированием форм живой природы, а включает в сферу деятельности архитекторов широкий круг вопросов, связанных с экологизацией архитектурного пространства.  Ю.С. Лебедев, имея в виду архитектурную бионику, отмечает:

«В архитектуре это понятие приобретает иной смысл – использование принципов формообразования живой природы и построения ее структур для решения не только вопросов архитектурного конструирования, но и организации архитектурного пространства, экологических вопросов, цветосветовой организации среды, а также эстетических поисков» [4, 10].

Однако важнейшим направлением в этой сфере деятельности архитекторов остается изучение принципов построения и функционирования объектов живой природы с целью их использования в решении инженерных вопросов. Так например, известные испанские архитекторы Мария Роза Сервера (Maria Rosa Cervera) и Хавьер Пиоз (Javier Pioz), активные приверженцы бионики, с 1985 г. начали исследования «динамических структур», а в 1991 г. организовали «Общество поддержки инноваций в архитектуре». Группа под их руководством, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный бионический город-башня». Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен «принцип конструкции дерева» [1].

Таким образом, в процессе развития архитектурной бионики формируются различные направления, в том числе – бионическое конструирование. Данный метод получает широкое развитие в реальном и концептуальном проектировании, внедряется в процесс подготовки архитекторов. Методика проектирования в данном случае основывается на моделировании художественно-образных и материально-конструктивных качествах природных форм. Начальная стадия проектирования, как правило включает разработку образа функции, основанную на применении ассоциативного подхода. В дальнейшем на основе ассоциаций с природной формой разрабатывается композиция объекта. Метод ассоциаций предполагает установление связей между природной и проектируемой формой, не только на формально-композиционном, но и на структурно-конструктивном уровне. Подход, при котором моделируется конструктивная структура природных форм, нами определяется как метод «бионического конструирования»

В частности, в УралГАХА на кафедре основ архитектурного проектирования данный метод получил развитие в процессе проектно-художественного моделирования пространственных структур природных форм [3]. Таким примером является проект моста-павильона в Екатеринбурге, разработанный в ходе курсового проектирования (студент Д.Н. Бочкарев, руководители проф. В.И. Иовлев, доц. А.Н. Мутьев).  Данный концептуальный проект нацелен на поиск решения конкретной проблемы. В центральной части Екатеринбурга существует дефицит пешеходных связей между двумя берегами городского пруда. Людям для того, чтобы перейти с одного берега на другой, приходится обходить большое расстояние. Это очень неудобно, люди теряют массу времени и сил. Особенно неудобно для работников офисных зданий в центральной части города, так как станция метро «Динамо» и бизнес квартал «Екатеринбург Сити» расположены на разных берегах. Отсюда возникает необходимость организации пешеходного сообщения между берегами. В данном проекте предлагается решение проблемы путем создания крытого моста-павильона от станции метро «Динамо» до Драматического театра (рис.1).

 

Рис. 1. Схема ситуации и проектное предложение.

 Так как это центральная часть города, решено было в центре моста над городским прудом запроектировать многофункциональный павильон для различного рода выставок и мероприятий.

Мост-павильон имеет необычную бионическую форму, непривычную для Екатеринбурга. Этой формой он выделяется на фоне окружающей застройки, внося новые мотивы в общую панораму городского пруда (рис.2).  

 

  Рис. 2. Фасад моста-павильона.

В основу формы объекта положена аналогия с лежащим на воде листом папоротника. Это отражено в понтонах, лежащих на воде как листья и несущих основную нагрузку.  В основной части крытого пешеходного моста пространство круглое, в виде трубы, как прожилка в листе самого растения. Мост изгибается, соединяя два берега пруда (рис.3,4).

 

Рис. 3. Схема ген. плана моста-павильона.

  

 Рис. 4. Разрез сегмента моста на понтоне.

Транзитная часть моста состоит из модульных элементов: сегментов на понтонах и соединяющих элементов – «гармошек» с внутренним переходом. Данная гибкая структура создает возможность изменения формы и места расположения моста.

Планировка павильона, расположенного в центральной части моста, запроектирована с учетом современных требований общественных зданий: интерактивность, мобильность и многофункциональность. Есть стены, не меняющие своего положения – там расположены технические и служебные помещения. Есть мобильные стены - трансформеры, меняющие свое положение в зависимости от мероприятий, проходящих в павильоне.

Конструкции, применяемые в проекте, заимствованы у живой природы – это простые металлические арки круглой и овальной формы [2, 139]. В проекте применены экологически чистые материалы – дерево, керамическая плитка, легкий пористый бетон, металл. Применены композитные материалы для наружной отделки понтонов, частей моста и павильона.

Мост оборудован  инженерными системами. Входы с двух сторон в павильон оформлены двумя разносторонними эскалаторами. Внутри павильона предусмотрены туалетные комнаты, кондиционирование и вентиляция, энергоснабжение. Мост по всей длине и павильон предполагается осветить светодиодными устройствами. Поворотные механизмы моста закрыты с двух сторон – внешней и внутренней – резиновой «гармошкой».

Данное концептуальное решение проекта основано на комплексном использовании идей архитектурной бионики. При этом основным методом работы послужило бионическое конструирование. Опыт работы в этом жанре показал, с одной стороны продуктивность данного метода, с другой – широкие перспективы дальнейшего развития бионики как направления архитектурной деятельности.

Заключение:
Во-первых, бионическое конструирование расширяет возможности архитектора в создании функционально-совершенных, тектонических и художественно выразительных пространственных форм. 

Во-вторых, благодаря этому методу появляются новые решения композиции архитектурных сооружений.

В-третьих, с помощью языка архитектуры создание гармоничного синтеза природы и архитектурного пространства.

1. Ажнина Е. Бионика: природа знает лучше [Электронный ресурс]: Интернет-журнал Человек без границ. URL: http://www.bez-granic.ru/index.php/vse-rubriki-zhurnala/kakustroenmir/ (дата обращения: 30.05.2015)
2. Благовещенский, Ф. А. Архитектурные конструкции: учебник [Текст] / Ф. А. Благовещенский, Е. Ф. Букина. – М.: Архитектура-С, 2011. – 232 с.
3. Иовлев, В. И. Архитектурное пространство и экология: монография [Текст] / В. И. Иовлев. – Екатеринбург: Архитектон, 2006. – 287 с.
4. Лебедев, Ю. С. Архитектура и бионика [Текст] / Ю. С. Лебедев. – Изд. 2-е. перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1977. – 221 с.

Комментарии пользователей:

7.09.2015, 22:54 Бочкарев Дмитрий Николаевич Отзыв: Уважаемый, Сергей Владимирович. Спасибо за комментарий. Дельно. Я исправил свои недочёты и добавил недостающие части.

Оставить комментарий