Chesnova Karina
Neste trabalho sobre o tema "Biônica na arquitetura: a natureza é construtora, o homem é um imitador?" foi realizada uma análise e generalização dos princípios da biônica arquitetônica aplicada a várias construções, estruturas técnicas e instalações.
Instituição de ensino orçamentária municipal
Médio escola compreensiva №9
Vyksy, região de Nizhny Novgorod
BIÔNICA NA ARQUITETURA:
A NATUREZA É A CONSTRUTORA, O HOMEM É O IMITADOR?
Departamento de Física e Matemática
Seção física
Trabalho concluído
Aluno da 10ª série MBOU escola secundária No. 9
Chesnova Karina Akhlimanovna
Conselheiro científico:
professor de física MBOU escola secundária №9
Demina Elena Konstantinovna
Vyksa
2012
Resumo……………………………………………………………………………… 3
Introdução……………………………………………………………………………..4
1. Parte teórica
1.1 A história do nascimento da ciência "Biônica"……………………………………...6
1.2 Biônica como uma tendência moderna na física…………………………..8
1.3 Biônica arquitetônica e construtiva e suas direções ..……………….10
2 Parte prática
2.1 O uso de estruturas de vida selvagem na prática arquitetônica ...... 12
2,2 P em arquitetura……………14
…………………………..15
2.4 Conformidade dos sistemas biológicos com estruturas e instalações construtivas e técnicas…………………………………………………………….17
2.5 Comparação das torres Eiffel e Shukhov………………………………….18
Conclusão…………………………………………………………………………..21
Referências……………………………………………………………22
anotação
Neste trabalho sobre o tema "Biônica na arquitetura: a natureza é construtora, o homem é um imitador?" Realizei uma análise e generalização dos princípios da biônica arquitetônica aplicada a vários edifícios, estruturas técnicas e instalações. Isso se tornou possível após o estudo da literatura científica sobre o tema “Biônica. Estruturas arquitetônicas".
Nesse caminho, o objetivo deste trabalho passou a ser
Métodos de pesquisa:
Como resultado do estudo, foi confirmadoa hipótese de que a natureza é a construtora de tudo no mundo, e o homem é seu imitador.
Acho que meu trabalho “Biônica na arquitetura: a natureza é construtora, o homem é um imitador?” será de interesse para aqueles que estão interessados em tudo o que é novo, moderno e promissor, que sonham com sua casa aconchegante e aconchegante de acordo com os princípios da biônica arquitetônica.
Introdução
Você sabia que em 15 anos uma cidade torre vertical deve aparecer em Xangai (segundo cientistas, em 20 anos a população de Xangai pode chegar a 30 milhões de pessoas)?! A cidade-torre foi projetada para 100 mil pessoas, o projeto se baseia no “princípio da construção de uma árvore”.
E mais um fato: o arquiteto P. Soleri projetou uma ponte sobre o rio com mais de um quilômetro de extensão, por analogia com um lençol dobrado. Esses exemplos podem continuar com exemplos não menos surpreendentes.
Fiquei interessado em aprender mais sobre isso. Como resultado de minhas pesquisas, conheci uma das áreas da física moderna - a ciência da biônica e sua aparência - biônica arquitetônica.
E novamente surgiram perguntas. Por exemplo, uma pessoa pode passar por uma ideia tentadora - criar com suas próprias mãos o que a natureza já criou?
A espécie humana existe há cerca de cem mil anos. Naturalmente, no início o homem aprendeu a construir com a natureza. Animais, peixes, pássaros "sugeriam" então a uma pessoa o que e como fazer para resolver as "tarefas de engenharia" que lhe eram urgentes.
E o homem moderno? Cercando-se de muitas máquinas complexas, vivendo no mundo altas velocidades, ele novamente vai "em uma reverência" à natureza. Por quê? Porque mesmo agora o homem percebe muitas vantagens nas criações da natureza sobre suas próprias criações. De fato, a natureza viva possui os materiais, dispositivos e processos tecnológicos mais complexos em comparação com todos os conhecidos na ciência. Foi do "espiar" proposital da natureza que nasceu uma nova ciência - a biônica.
Por outro lado, um exemplo completamente oposto pode ser dado: o homem projetou uma roda, que não lhe serviu pouco. Mas sabe-se que na natureza não existe tal protótipo. Então, nem sempre vale a pena imitar a natureza?
Quem é o verdadeiro construtor de tudo no mundo: a natureza ou o homem? Quais são os princípios da biônica arquitetônica e suas tecnologias de construção?
A procura de respostas a estas questões serviu para a escrita de um trabalho de investigação sobre o tema “Biónica na arquitetura: a natureza é construtora, o homem é um imitador?”.
A relevância da pesquisa.O desenvolvimento da biônica arquitetônica é amplamente predeterminado pelo tempo. Acredito que essa seja uma das tendências mais relevantes da atualidade. E está conectado com ideia comum um retorno à natureza, que pode ser rastreado hoje em muitas áreas da atividade humana.
O desenvolvimento tecnocrático das últimas décadas subjugou quase completamente o modo de vida de uma pessoa. De fato, nos tornamos moradores de uma "natureza" artificial feita de vidro, concreto e plástico, cuja compatibilidade ecológica com a vida de um organismo vivo está se aproximando de zero. Uma das formas de restabelecer o equilíbrio, retornar à natureza e pode ser a biônica arquitetônica.
Antes de iniciar a pesquisa, coloquei o seguinte para mim: hipótese: a natureza é o principal construtor de tudo no mundo, e o homem é apenas seu imitador.
Nesse caminho, o objetivo deste trabalho passou a ser o estudo dos princípios da biônica arquitetônica, o estudo da possibilidade e eficácia de sua aplicação para resolver problemas de engenharia.
As principais tarefas do trabalho de pesquisa:
1) estudar as direções e princípios de desenvolvimento da biônica arquitetônica;
2) avaliar a eficácia de sua aplicação na resolução de problemas técnicos;
3) encontrar a conformidade dos sistemas biológicos com as estruturas e instalações construtivas e técnicas;
4) comparar as estruturas arquitetônicas mundialmente famosas (torres Eiffel e Shukhov) do ponto de vista da biônica arquitetônica.
Métodos de pesquisa:
1. Parte teórica
1.1 A história do nascimento da ciência "Bionics"
Desde tempos imemoriais, o pensamento inquisitivo do homem busca uma resposta para a pergunta: uma pessoa pode alcançar a mesma coisa que a natureza viva alcançou? A princípio, uma pessoa só poderia sonhar com isso - aprender a fazer o que a natureza já fez em relação a outros seres vivos.
Todo ser vivo é um sistema perfeito, que é o resultado da evolução de muitos milhões de anos. Ao estudar este sistema, revelando os segredos da estrutura dos organismos vivos, você pode obter novas oportunidades na construção de estruturas.
A ideia de aplicar o conhecimento sobre a vida selvagem para resolver problemas de engenharia pertence aLeonardo da Vincique tentou construir um avião - ornitóptero , tendo como protótipo as asas dos pássaros. Então ele tentou tentou recriarestrutura de asa de pássaroe o mecanismo que o impulsiona.
Os cientistas da Renascença esperavam alcançar a solução desejada por meio de cálculos e cálculos matemáticos rigorosos e da criação de projetos mecânicos apropriados. Afinal, a mecânica, baseada na matemática, ocupava um lugar de destaque entre todos os ramos emergentes da ciência natural mecânica; é por isso que poderia parecer que todos os mistérios da natureza seriam resolvidos precisamente com a ajuda da mecânica e com base nela.
De acordo com isso, o homem se esforçou para criar modelos mecânicos que pudessem imitar objetos e fenômenos naturais que lhe interessavam.
Quando o progresso da ciência levou à descoberta das leis fundamentais não só da mecânica, mas também da física, química, biologia e outros ramos das ciências naturais, resultou o seguinte: confiar nessas leis, colocá-las na base de dispositivos técnicos, pode-se começar a realizar um por um sonhos humanos de longa data.
Mas quão diferentes dos seres vivos eram as estruturas, dispositivos, ferramentas e dispositivos criados pelo homem!
Basta comparar o órgão da visão - o olho - de qualquer animal com alguns aparelhos ópticos e instrumentos desenhados pelo homem, para ver quão mais perfeito é um órgão natural comparado a um aparelho artificial.
Hoje, o homem retornou parcialmente à sua ideia original - copiar na tecnologia da maneira mais completa e precisa possível o que foi alcançado na natureza viva, reproduzi-lo na forma de soluções técnicas específicas. Assim nasceu uma nova ciência - a biônica.
Como muitas outras áreas importantes do progresso científico e tecnológico moderno (por exemplo, a cibernética), a biônica surgiu das demandas diretas da prática industrial. Surgiu na interface entre biologia e tecnologia, principalmente rádio eletrônica e cibernética técnica.
Aqui, ramos tão amplamente separados do conhecimento humano e da atividade prática comoBIOLOGIA E TECNOLOGIA.
O nome "biônica" vem da antiga raiz grega "bion" - o elemento da vida, a célula da vida ou, mais precisamente, os elementos de um sistema biológico. A essência da biônica é sintetizar o conhecimento acumulado em diversas ciências.
Então, a biônica - ciência aplicada que estuda as leis de formação e estruturação da vida selvagem de forma a combinar os conhecimentos de biologia e tecnologia para resolver problemas técnicos e de engenharia.
1.2 Biônica como uma tendência moderna em física
Tornou-se interessante para mim, existe uma data de nascimento para a ciência da "biônica"? Descobriu-se que existe. A data formal de nascimento da biônica, uma das novas ciências surgidas no século XX recente, é considerada 13 de setembro de 1960 . - o dia de abertura do primeiro simpósio nacional americano sobre o tema "Protótipos vivos de sistemas artificiais - a chave para novas tecnologias".
Escusado será dizer que a realização de tal simpósio só se tornou possível porque naquela época havia acumulado um grande número de dados sobre os princípios de organização e funcionamento dos sistemas vivos, bem como oportunidades uso pratico conhecimento obtido para resolver uma série de problemas atuais de tecnologia.
Existem vários tipos de biônica:
- biônica biológicaestudar os processos que ocorrem em sistemas biológicos;
- biônica teórica, que constrói modelos matemáticos desses processos;
- biônica técnicaque aplica modelos de biônica teórica para resolver problemas de engenharia.
Hoje, a biônica é dividida em dois tipos :
Neurobiônica - a ciência da organização de sistemas técnicos a partir de elementos semelhantes a neurônios. As principais áreas da neurobiônica são o estudo do sistema nervoso de humanos e animais, e a modelagem de células nervosas - neurônios e redes neurais, o que possibilita aprimorar e desenvolver tecnologia eletrônica e informática.
Eu também estava interessado em outra direção da biônica - biônica arquitetônica e de construção, cuja descrição mais detalhada será fornecida abaixo.
Ao estudar informações sobre biônica de várias fontes, cheguei aa conclusão de que ainda não há consenso sobre o conteúdo dessa ciência.
Muitos especialistas consideram a biônica como um novo ramo da cibernética, outros a referem às ciências biológicas, mas, aparentemente, aqueles que destacam a biônica como uma ciência independente estão mais certos. Mas uma coisa eu sabia com certeza:a biônica é talvez a mais popular das ciências jovens que surgiram no século 20 e está se desenvolvendo no século 21.
Eu também descobri que biônica tem um símbolo: bisturi cruzado, ferro de solda e sinal integral... Esta união de um biólogo, tecnologia e matemática nos permite esperar que a ciência da biônica penetre onde ninguém penetrou ainda, e veja o que ninguém viu ainda ... ... Talvez o desenvolvimento da biônica logo faço muita coisa inusitada no mundo da tecnologia... E isso me atrai ainda mais nessa ciência.
Fig.1 Símbolo da biônica
1.3 Biônica arquitetônica e de construção e suas direções
Até hoje, uma situação paradoxal se desenvolveu na arquitetura. Por um lado, o rápido desenvolvimento de tecnologias de construção, teorias de análise estrutural, produção de novos materiais, sistemas de projeto assistido por computador e, por outro lado, a mesma pessoa (arquiteto, cliente, futuro consumidor), cujas capacidades são formalmente limitada apenas pelo orçamento e imaginação. Nesta situação, os arquitetos involuntariamente voltaram seus olhos para a vida selvagem.
Considerando as possibilidades de implementar as idéias de engenharia mais complexas, uma pessoa não poderia deixar de voltar sua atenção para o resultado da atividade do arquiteto mais brilhante do Universo - a natureza. Ao longo de milhões de anos, ela criou formas e estruturas tão perfeitas que são perfeitamente organizadas, interagem harmoniosamente umas com as outras e estão em equilíbrio com o meio ambiente. A possibilidade de utilizar a experiência da vida selvagem na construção de estruturas arquitetônicas modernas tornou-se objeto de estudo dessa tendência arquitetônica.
Arquitetura - biônica de construção- uma ciência que estuda as leis de formação e formação da estrutura dos tecidos vivos, analisa os sistemas estruturais dos organismos vivos com base no princípio de economizar material, energia e garantir confiabilidade.
No início da década de 1980, graças aos muitos anos de esforços da equipe de especialistas do TsNIELAB (Laboratório de Biônica Arquitetônica), a biônica arquitetônica finalmente tomou forma como uma nova direção na ciência e na prática arquitetônica. Inúmeros projetos arquitetônicos foram criados, novos projetos foram testados, centenas de artigos foram escritos e publicados...
Como resultado de muitos anos de trabalho de projeto teórico e experimental do laboratório de Yu.S. Lebedev, o principaldireções do desenvolvimento da biônica arquitetônica como ciência:
Disposições teóricas básicas;
Técnica de arquitetura - modelagem biônica;
O uso de formas de vida selvagem na prática arquitetônica;
Problemas de moldar a vida selvagem;
Questões de assegurar a atividade vital dos sistemas vivos;
O problema do uso de manifestações naturais de harmonia na arquitetura - plasticidade, proporções, ritmos, simetria - assimetria;
Estudo das formas tectónicas da natureza viva, os princípios da sua transformação e a capacidade das estruturas naturais acumularem energia elástica;
Questões de formação harmoniosa do ambiente arquitetônico e natural (aspecto ecológico da biônica arquitetônica).
Cada uma das áreas da biônica arquitetônica tem um valor relativamente independente, mas todas elas visam resolver um único problema de melhoria das formas arquitetônicas, sua harmonização.
A biônica arquitetônica hoje, no início do século XXI, é de particular importância, pois considera no agregado o sistema "vida selvagem (meio ambiente) - arquitetura (tecnologia) - homem", graças ao qual as esferas social e técnica têm a oportunidade desenvolver em unidade harmoniosa com a natureza circundante.
O desenvolvimento da biônica arquitetônica é amplamente predeterminado pelo tempo. Podemos dizer que esta é uma das tendências mais relevantes da atualidade. E isso está ligado à ideia geral de um retorno à natureza, que pode ser traçada hoje em muitas áreas da atividade humana.
2 Parte prática
2.1 Uso de estruturas de vida selvagem na prática arquitetônica
No decorrer da pesquisa, descobri: acontece que os princípios da vida selvagem na construção e na tecnologia já foram aplicados, embora, na maioria dos casos, de forma inconsciente.
Por exemplo, não muito tempo atrás, na segunda metade do século 20, os engenheiros descobriram inesperadamente que a força Torre Eiffel devido ao fato de que seu design repete exatamenteestrutura da tíbia humana(mesmo os ângulos entre as superfícies de apoio coincidem),embora o engenheiro não tenha usado modelos ao vivo ao criar a torre. Tíbia - comO osso mais forte do nosso esqueleto, ele suporta o maior peso ao manter o corpo na posição vertical. Este osso é capaz de suportar uma carga de até 1500 kg (embora sua massa seja de apenas 0,5 kg), ou seja, cerca de 25 vezes sua carga de trabalho normal. Tal é a margem de força técnica da estrutura natural.
Outro exemplo: a estrutura dos modernos arranha-céus (Torre Ostankino, chaminés de fábricaetc.) é completamente semelhantea estrutura dos caules dos cereais, que são capazes de suportar cargas pesadas e ao mesmo tempo não quebrar sob o peso da inflorescência. Se o vento os dobrar no chão, eles rapidamente restauram sua posição vertical. Qual é o segredo? Acontece que sua estrutura é semelhante ao design das modernas chaminés de fábrica de arranha-céus. Ambos os designs são ocos por dentro. Os fios de esclerênquima do caule da planta desempenham o papel de reforço longitudinal. Os entrenós (nós) das hastes são anéis de enrijecimento. Ao longo das paredes do caule existem vazios verticais ovais. O papel da armadura espiral localizada no lado externo do tubo no caule das plantas de cereais é desempenhado por uma pele fina. No entanto, os engenheiros chegaram à sua solução construtiva por conta própria, sem "olhar" para a natureza. A identidade da estrutura foi revelada mais tarde.
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Semelhante à construção folha de árvore o revestimento do prédio olímpico foi concluído -ciclovia em Krylatskoe(cidade de Moscou).
NO últimos anos biônica confirma que a maioria das invenções humanas já são "patenteadas" pela natureza. Uma invenção do século 20 comofechos de zíper e velcro» , foi feito com baseestruturas de penas de pássaros. Farpas de penas de várias ordens, equipadas com ganchos, fornecem aderência confiável.
Os famosos arquitetos espanhóis M. R. Cervera e J. Ploz, defensores ativos da biônica, começaram a pesquisa sobre “estruturas dinâmicas” em 1985 e, em 1991, organizaram a “Sociedade de Apoio às Inovações em Arquitetura”. Um grupo sob sua liderança, que incluía arquitetos, engenheiros, designers, biólogos e psicólogos, desenvolveu um projeto«
Cidade vertical da torre biônica».
Em 15 anos, uma cidade-torre deve aparecer em Xangai (segundo os cientistas, em 20 anos a população de Xangai pode chegar a 30 milhões de pessoas). A torre da cidade é projetada para 100 mil pessoas, o projeto é baseado em "princípio de construção de árvores».
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A cidade-torre terá a forma de um cipreste de 1228 m de altura com uma circunferência na base de 133 por 100 m, e no ponto mais largo 166 por 133 m. A torre terá 300 andares, e eles estarão localizados em 12 blocos verticais de 80 andares. Entre os quartos encontram-se as betonilhas, que desempenham o papel de estrutura de suporte para cada nível-quarto. Dentro dos bairros - casas de diferentes alturas com jardins verticais. Este design cuidadosamente pensado é semelhante à estrutura dos ramos e toda a coroa de um cipreste. A torre ficará em pé pilha de fundação de acordo com o princípio de um acordeão, que não se aprofunda, mas se desenvolve em todas as direções à medida que sobe - semelhante à forma como o sistema radicular de uma árvore se desenvolve. As vibrações do vento dos andares superiores são minimizadas: o ar passa facilmente pela estrutura da torre. Por revestimento de torre será usado um material plástico especial que imitasuperfície da pele porosa. Se a construção for bem-sucedida, planeja-se construir várias outras cidades-edifício.
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Na biônica arquitetônica e de construção, muita atenção é dada às novas tecnologias de construção. Por exemplo, no campo do desenvolvimento de tecnologias de construção eficientes e livres de resíduos, uma direção promissora écriação de estruturas em camadas. A ideia foi emprestada demoluscos do fundo do mar. Suas conchas fortes, como as do abalone comum, consistem em placas duras e macias alternadas. Quando uma placa dura racha, a deformação é absorvida pela camada macia e a rachadura não avança. Esta tecnologia também pode ser usada para cobrir carros.
2,2 P problemas de moldar a vida selvagem na arquitetura
Além dos edifícios, cujo projeto utiliza os princípios e estruturas da vida selvagem, as estruturas biônicas também incluem aquelas que não copiam estruturas biológicas, mas formulários.
E o primeiro que começou a reproduzir as formas da natureza na arquitetura é o arquiteto espanhol Antonio Gaudí . E foi um avanço! Talvez suas criações mais marcantes no estilo biônico sejam a Casa de Vicens e a Casa de Mila em Barcelona (1883-1888), El Capriccio na cidade de Comillas (1883-1885). Mais tarde, em 1900 - 1914, Antonio Gaudí construiu um complexo arquitetônico único em Barcelona - Parque Guell , muitos de cujos edifícios não apenas imitam uma variedade de formas naturais - de cobras marinhas a ninhos de pássaros e troncos de árvores, mas também crescem literalmente na paisagem natural - colinas e terraços. Até agora, o parque é conhecido como "natureza congelada em pedra".
No início da década de 1920, durante a construção de seu centro antroposófico - o Goetheanum, as formas naturais foram utilizadas por Rudolf Steiner.
Então veio o arranha-céu forma de pepino em Londres.
Recentemente, a arquitetura biônica também pode ser vista na Rússia. Em 2003, em São Petersburgo, segundo os projetos do arquiteto Boris Levinzon,"Casa do Golfinho" e salão decorado da famosa clínica "Medi-Aesthetic".
2.3 Aspecto ambiental da biônica arquitetônica
Como seres humanos, sempre nos esforçamos por uma habitação confortável. É sempre importante para nós que o lugar onde vivemos, trabalhamos e relaxamos corresponda à nossa visão de mundo interior. Mas, infelizmente, devido a certas circunstâncias, a construção soviética não pôde nos dar o que queríamos. Apenas recentemente, ou seja, 10-15 anos atrás, nossa sociedade foi capaz de ver por si mesma que "Khrushchev" e "velas" ainda não são o sonho final. Vivendo em uma metrópole, uma pessoa está constantemente em estado de estresse. O mesmo tipo de arranha-céus com fileiras de janelas idênticas, tons de cinza, concreto e prédios "ultramodernos" que pressionam com sua altura têm um efeito deprimente na psique. Esse efeito negativo pode ser removido transformando sua casa em um local de descanso para os olhos e um ponto de recarga estética.
Outro conceito de arquitetura biônica é a criação casas ecológicas que são construídos a partir de materiais naturais, se encaixam organicamente na paisagem natural e são sistemas autônomos e auto-sustentáveis.
Deste ponto de vista, as casas de aldeia que ainda nos são familiares, que fazem parte de um sistema completamente autónomo de agricultura. Todos eles são uma espécie de eco-casas com a única diferença de que o conceito moderno de eco-casa deu um passo adiante: hoje, ao projetar habitações ecologicamente corretas, muita atenção é dada ao desenvolvimento de sistemas que permitiriam usando os recursos energéticos da natureza para fornecer ao seu habitante os benefícios modernos da civilização - luz, calor, água quente.
De uma forma ou de outra, todas as áreas da biônica arquitetônica merecem atenção. Uma síntese dessas tendências parece ainda mais interessante e conveniente. Muitos arquitetos estão atualmente trabalhando ativamente em projetos que combinam todos os princípios biônicos - tanto a reprodução de estruturas e sistemas da vida selvagem quanto a imitação de suas formas e a compatibilidade ambiental.
Agora, por exemplo, os cientistas estão envolvidos em um estudo profundo do mecanismo da fotossíntese. Do seu ponto de vista, este processo, juntamente com muitas outras funções da folha verde, pode ser usado para criar as chamadas paredes "respiráveis", membranas de telhado ou uma nova geração de materiais de construção sustentáveis.
também me interesseieco-casas de palha orgânica. A palha é um material extremamente acessível e barato. Para cultivar palha suficiente para construir uma casa de 70 m 2
, você precisa de 2 a 4 hectares de terra. Neste caso, é utilizado o que normalmente é considerado como resíduo. Afinal, a maior parte da palha restante após a colheita é queimada. Os blocos de palha são um excelente isolante térmico. Muitos dos que moram em casas de palha observam que seus custos de aquecimento são sempre metade dos de seus vizinhos que vivem em casas comuns.
A condutividade térmica das paredes feitas de blocos de palha é muito menor do que a das paredes feitas de materiais convencionais. Em particular, a palha é 4 vezes superior à madeira em seu desempenho. Quanto ao tijolo, neste caso estamos falando de uma superioridade sete vezes maior. Construir casas com blocos de palha é uma técnica promissora. Em primeiro lugar, isso se deve ao baixo nível de custos de construção e à facilidade de construção. Além disso, há muito espaço para experimentos e manifestações do pensamento criativo individual.
Já, cada vez mais edifícios “bimórficos” estão aparecendo nas cidades do mundo, impressionantes em sua beleza e harmonia, cada vez mais painéis solares e outras fontes alternativas de energia são usados na construção de edifícios residenciais e edifícios públicos. Talvez um dia nossas casas se pareçam com pássaros, árvores ou flores, fundindo-se com as paisagens circundantes, e as soluções técnicas nos permitirão respirar. ar puro e viver no ambiente natural sem prejudicá-lo.
2.4 Conformidade de sistemas biológicos com estruturas e instalações prediais e técnicas
Após estudar e analisar a literatura científica, informações na internet sobre o tema em estudo, resolvi resumir todo o material encontrado de forma sucinta. Esses dados são apresentados na tabela comparativa 1.
Tabela 1 " Conformidade dos sistemas biológicos com as estruturas e instalações construtivas e técnicas”
Princípio da biônica arquitetônica | Sistema biológico (natural) | Exemplo de uma instalação técnica ou instalação |
Estruturas da vida selvagem | A estrutura da tíbia | Torre Eiffel (Paris) |
A estrutura das hastes dos cereais | Torre de televisão Ostankino (Moscou), tubos de fábrica |
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desenho de folha de árvore | Pista de ciclismo em Krylatskoe (Moscou0 |
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Design de folha de vida rolada | Ponte de 1 km sobre o rio (P. Soleri) |
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construção de árvores | Vertical Tower City (Xangai, 15 anos depois) |
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Superfície porosa da pele | Revestimento de edifícios |
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Conchas de moluscos do fundo do mar | Criação de estruturas de construção em camadas, revestimento de automóveis |
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Estrutura de penas de pássaros | Fixadores "relâmpago" e "Velcro" |
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estrutura de asa de pássaro | Aeronaves Ornitópteros de Leonardo da Vinci |
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Formas de vida selvagem | De serpentes marinhas a ninhos de pássaros e troncos de árvores | Park Guell A. Gaudi (Espanha) |
Pepino | Arranha-céu em Londres |
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Golfinho | "Dom Dolphin" em São Petersburgo |
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Arranha-céu SONY no Japão |
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Edifício da diretoria do NMB Bank na Holanda |
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Conchas do mar e motivos de asas de pássaros | Sydney Opera House |
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Amizade ambiental | Materiais naturais ecológicos: madeira, argila, palha | Casas ecológicas, casas passivas |
Mecanismo de fotossíntese: funções de folha verde | Paredes "respirantes", membrana de telhado, uma nova geração de materiais de construção ecológicos |
2.5 Comparação entre as torres Eiffel e Shukhov
Um exemplo impressionante da unidade da lei de formação de estruturas naturais e artificiais, considero a mundialmente famosa estrutura metálica a céu aberto de trezentos metros - a Torre Eiffel em Paris.
Gustave Eiffel em 1889 fez um desenho da Torre Eiffel. Essa estrutura é considerada um dos primeiros exemplos claros do uso da biônica na engenharia. O design da Torre Eiffel é baseado em trabalho científico O professor suíço de anatomia Hermann von Meyer. Quarenta anos antes da construção do milagre da engenharia parisiense, o professor estudou a estrutura óssea da cabeça femoral no ponto em que ela se dobra e entra na articulação em ângulo. E, ao mesmo tempo, por algum motivo, o osso não quebra sob o peso do corpo. A base da Torre Eiffel lembra a estrutura óssea da cabeça do fêmur. Em 1866, o engenheiro suíço Karl Kuhlmann forneceu uma base teórica para a descoberta de von Meyer e, 20 anos depois, a distribuição natural de carga usando paquímetros curvos foi usada por Eiffel
Vivo em Vyksa, uma cidade rica em história e herança cultural, que é o guardião das mais ricas tradições industriais. Entre os monumentos do patrimônio industrial em Vyksa estão as estruturas de engenharia únicas de V.G. Shukhov, que são considerados pelos especialistas como potenciais objetos do patrimônio cultural mundial.
Tornou-se interessante para mim comparar duas torres mundialmente famosas: Eiffel e Shukhov, especialmente do ponto de vista da biônica arquitetônica.
Descobriu-se que os princípios da biônica arquitetônica foram usados na construção apenas da Torre Eiffel, e o projeto da Torre Shukhov é baseado na modelagem matemática de um hiperbolóide de folha única (e isso acabou sendo economicamente viável e amplamente usado!). Isso significa que o pensamento humano deu um passo além do natural?
Os resultados da minha pesquisa são apresentados na Tabela 2.
mesa 2 "Comparação das Torres Eiffel e Shukhov"
Perguntas para comparação | Torre Eiffel | Torre Shukhov |
Engenheiro de projeto | Alexandre Gustavo Eiffel(1832-1923) - Engenheiro francês, especialista em projeto de estruturas metálicas. | Vladimir Grigorievich Shukhov (1853-1939) |
Hora e local de aparecimento | Construído em 1889 em Paris Como as arco de entrada para a Exposição Mundial. Pertence às estruturas técnicas mais notáveis do século XIX e mais tarde tornou-se uma espécie de símbolo da capital da França. | Construído para Exposição industrial e de arte de toda a Rússia dentro Nizhny Novgorod, que ocorreu a partir de 28 de maio (o 9 de junho ) em 1 () de outubro do ano. |
O princípio da construção civil | A base da Torre Eiffel éum quadrado com um lado de 123 metros. Seu nível inferior, que se parece compirâmide truncada, consiste em quatro pilares poderosos, cujas estruturas de treliça, conectando-se umas às outras, formam enormes arcos. A torre tem várias plataformas e plataformas. Em muitos aspectos da construção da torre, Eiffel foi pioneira: o estudo das propriedades e estratificação do solo, o uso de ar comprimido e caixotões para a construção da fundação, a instalação de macacos de 800 toneladas para ajustar a posição da torre, guindastes de montagem especial para trabalho em altura. No processo de trabalho, nasceram novidades de máquinas e equipamentos de construção. | Hiperbolóide de uma folha e parabolóide hiperbólico - duas vezes superfícies regradas , ou seja, através de qualquer ponto de tal superfície é possível traçarduas linhas de interseção que pertencerão inteiramente à superfície. Ao longo dessas linhas retas, são instaladas vigas que formam uma treliça característica.Tal desenho édifícil: se as vigas estiverem conectadasestrutura hiperbolóide articulada ainda manterá sua forma sob a ação de forças externas. Para estruturas altas, o principal perigo é a carga do vento, enquanto para uma estrutura treliçada é pequena. Essas características tornam as estruturas hiperbolóides duráveis, apesar do baixo consumo de material. Em termos de forma, as seções da torre Shukhov são hiperbolóides de revolução de folha única, feitos de 80 vigas de aço retas, com suas extremidades apoiadas em bases de anéis.Altura da torre - 25m. |
Especificações | A torre levanta 7.000 toneladas a mais de 300 metros com incrível facilidade. estruturas metálicas, como se tecida em uma renda incrível. O peso da torre é de 10.000 toneladas, e ela está distribuída em 4 pernas de forma que a pressão não ultrapasse 4 kg por centímetro quadrado (essa é a mesma pressão que a pressão de uma cadeira na qual apenas uma pessoa pesa 80 kg). A área da base é de 130 metros quadrados, o número de degraus das escadas é de 1665 no suporte leste. | A estrutura de aço a céu aberto combina resistência e leveza: três vezes menos metal é usado por unidade de altura da Torre Shukhov do que por unidade de altura da Torre Eiffel em Paris. O projeto da Torre Shukhov, com 350 metros de altura, pesa cerca de 2.200 toneladas, e a Torre Eiffel, com 300 metros de altura, pesa cerca de 7.300 toneladas. |
Princípios da biônica arquitetônica | A base da Torre Eiffel lembra a estrutura óssea da cabeça do fêmur. O desenho da Torre Eiffel tem uma estrutura semelhante à da tíbia humana e, por isso, tem força suficiente. | |
Objetivos de operação | Primeiro como arco de entrada para a Exposição Mundial, depois como torre de rádio e centro turístico - um símbolo da França. | A primeira torre em Nizhny Novgorod - água |
Projetos bem conhecidos semelhantes | Em Mumbai, na Índia, será construído um análogo da Torre Eiffel com 275 metros de altura. Este é um arranha-céu com apartamentos exclusivos. A torre está planejada para ter 90 andares. | Torre de rádio em Shabolovka em Moscou (150m) -1922; Torre de água no território da Usina Metalúrgica Vyksa (40m) - final do século XIX. No total, durante sua vida, V.G. Shukhov construiu cerca de 200 torres hiperbolóides para diversos fins. |
Aplicativo atual | Mas a Torre Eiffel não é conhecida por suas características ou soluções técnicas únicas. Agora é a atração mais conhecida e popular do mundo, cerca de 6 milhões de turistas visitam a torre todos os anos e, no total, a torre teve cerca de 300 milhões de visitantes ao longo de sua história. | A Torre Shukhov é uma das maiores estruturas arquitetônicas e o auge da engenharia, um objeto de patrimônio cultural. A Torre Shukhov é reconhecida por especialistas internacionais como uma das maiores conquistas da arte da engenharia. |
Conclusão
Todo ser vivo é um sistema perfeito, que é o resultado da evolução de muitos milhões de anos. Ao estudar este sistema, revelando os segredos da estrutura dos organismos vivos, você pode obter novas oportunidades na construção de estruturas. Com a ajuda da biônica, a humanidade está tentando trazer as conquistas da natureza para suas próprias tecnologias técnicas e sociais.
Como resultado do trabalho de estudo sobre o tema “Biônica na arquitetura: a natureza é construtora, o homem é um imitador?” cheguei ao seguinteresultados e conclusões:
As formas biônicas penetraram em nossa vida diária e desempenharão um papel significativo por muito tempo. O estudo da natureza pela humanidade está longe de terminar, mas já recebemos da natureza um conhecimento inestimável sobre a estrutura e a conformação racional, o que, claro, comprova a relevância e as perspectivas de estudar a ciência da biônica em todos os seus aspectos.
Em uma palavra, a natureza contém milhões de ideias e modelos para a criação.
Bibliografia
As pessoas sempre lutaram por moradias confortáveis, mas nem sempre prestaram atenção à aparência da arquitetura. Um exemplo disso é a arquitetura da era soviética, inerente ao construtivismo, racionalismo e brutalismo, que se opõe completamente aos princípios da biotecnologia - arquitetura “neo-orgânica”. A arquitetura biônica, em maior medida, parece mais elegante e estética em comparação com a angularidade e a franqueza do mesmo construtivismo. Da arquitetura preservada da era soviética, podemos ter certeza disso.
Até o momento, as formas biônicas tornaram-se difundidas no ambiente sujeito ao redor de uma pessoa desde mundo antigo quando começaram a usar formas naturais em joias, móveis, armas e até hoje. Ultimamente cada vez mais bioformas- .(do grego. bios - vida e morphe - forma) formas vivas que afetam tudo o que é criado pelo homem, desde eletrodomésticos e equipamentos médicos até cidades inteiras. Com o desenvolvimento da tecnologia e o surgimento de novos materiais, as possibilidades de uso de formas biônicas no design e na arquitetura estão se tornando quase ilimitadas. Referindo-se a todos os itens acima, a relevância do tema que escolhi não pode ser contestada.
O próprio conceito biônica apareceu no início do século XX. O nome da ciência "biônica" foi proposto pela primeira vez pelo cientista americano Jack Steel e adotado no Primeiro Simpósio de Biônica, realizado em Daytona (EUA) em 1960 (os cientistas soviéticos participaram do simpósio: A.I. Berg, B.S. Sotskov etc. ) Nos livros didáticos de arquitetura, poderíamos ler o seguinte: Biônica(do grego bion - um elemento da vida, literalmente - vivo) - esta é uma ciência que faz fronteira entre biologia e tecnologia, resolvendo problemas de engenharia com base na análise da estrutura e atividade vital dos organismos. Se você se lembra de Leonardo da Vinci, que tentou construir uma aeronave usando asas de pássaros, pode imaginar imediatamente como é o estilo biônico. Foi ele quem teve as primeiras ideias de aplicar o conhecimento sobre a vida selvagem para resolver problemas de engenharia.
Tendo feito uma análise de tudo o que li sobre arquitetura biônica, tentarei dar minha própria caracterização iônicos- esta é a ciência de usar princípios semelhantes a um organismo vivo na construção de edifícios, todos os protótipos são retirados da vida selvagem. A base da biônica é a pesquisa sobre a modelagem de vários organismos biológicos.
Vou dar uma pequena classificação de biotecnologia, eles distinguem:
1. biônica biológica, que estuda os processos que ocorrem em sistemas biológicos;
2. biônica teórica, que constrói modelos matemáticos desses processos;
3. biônica técnica, que utiliza modelos de biônica teórica para resolver problemas de engenharia;
4. biônica arquitetônica, sobre a qual falaremos mais adiante.
biônica arquitetônica
Na prática arquitetônica mundial nos últimos 40 anos, o uso de padrões de modelagem da natureza viva adquiriu uma nova qualidade e é chamado de biônica arquitetônica.
A biônica deu origem a novas formas arquitetônicas inusitadas, convenientes em termos funcionais e utilitários e originais em suas qualidades estéticas. Isso não poderia deixar de despertar o interesse neles de arquitetos e engenheiros.
Novos movimentos conceituais de arquitetos como Greg Lynn, Fry Otto, Bates Smart, Nicholas Grimshaw, Santiago Calatrava, Ken Young, Michael Sorkin, Norman Foster e outros apareceram na arquitetura moderna.
Um uso vívido de formas naturais pode ser o “molusco nautilus” (Fig. 1), este nome foi dado a uma casa única feita em forma de concha (construída de acordo com o projeto do estúdio de arquitetura Arquitectura Organica no México). Exemplos de biônica arquitetônica incluem a arquitetura de Nicola Grimshaw (Fig. 2.), Santiago Calatrava (Fig. 3.4), Norman Foster (Fig. 5.) e outros.
A fase mais difícil no desenvolvimento das formas naturais na arquitetura é o período de meados do século XIX ao início do século XX. Foi afetado pelo rápido desenvolvimento da biologia e grandes sucessos em comparação com o período anterior da tecnologia de construção (por exemplo, a invenção do concreto armado e o início do uso intensivo de estruturas de vidro e metal). Explorando esta etapa, é necessário Atenção especial ao surgimento de uma tendência tão significativa na arquitetura como a "arquitetura orgânica". É verdade que o nome "arquitetura orgânica" não implica de forma alguma uma conexão direta e essencial entre arquitetura e vida selvagem. A direção da "arquitetura orgânica" é a direção do funcionalismo. Frank Lloyd Wright, um de seus principais ideólogos, falou sobre isso na televisão em 1953. respondendo às perguntas que lhe são colocadas: "...arquitetura orgânica é a arquitetura" de dentro para fora "em que a integridade é o ideal. Não usamos a palavra "orgânico" no sentido de "pertencer ao mundo vegetal ou animal ".
Resumindo o contexto histórico da biônica arquitetônica, podemos dizer que a biônica arquitetônica como teoria e prática se desenvolveu no processo de evolução de uma arquitetura e vida selvagem específica, e que esse fenômeno não é acidental, mas historicamente natural.
Uma característica específica do estágio atual de domínio das formas da vida selvagem na arquitetura é que agora não apenas os aspectos formais da vida selvagem estão sendo dominados, mas ligações profundas estão sendo estabelecidas entre as leis do desenvolvimento da vida selvagem e da arquitetura. No estágio atual os arquitetos não usam as formas externas da vida selvagem, mas apenas aquelas propriedades e características da forma que são uma expressão das funções de um determinado organismo, semelhantes aos aspectos funcionais e utilitários da arquitetura.
Das funções à forma e aos padrões de modelagem - este é o principal caminho da biônica arquitetônica.
O uso de sistemas construtivos da natureza abriu caminho para outras áreas da biônica arquitetônica. Em primeiro lugar, isto diz respeito remédios naturais"isolamento" que pode ser aplicado na organização de um microclima favorável para uma pessoa em edifícios, bem como em cidades.
A biônica arquitetônica é projetada não apenas para resolver as questões funcionais da arquitetura, mas para abrir perspectivas na busca de uma síntese da função e da forma estética da arquitetura, para ensinar os arquitetos a pensar em formas e sistemas sintéticos.
Nos últimos anos, a biônica confirmou que a maioria das invenções humanas já é "patenteada" pela natureza. Uma invenção do século 20 como zíperes e velcro foi feita com base na estrutura de uma pena de pássaro. Farpas de penas de várias ordens, equipadas com ganchos, fornecem aderência confiável. Famosos arquitetos espanhóis M.R. Servera e H. Ploz, adeptos ativos da biônica, iniciaram pesquisas sobre "estruturas dinâmicas" em 1985, e em 1991 organizaram a "Sociedade de Apoio às Inovações em Arquitetura". Um grupo sob sua liderança, que incluía arquitetos, engenheiros, designers, biólogos e psicólogos, desenvolveu o projeto "Vertical Bionic Tower City" (Fig. 6.). Em 15 anos, uma cidade-torre deve aparecer em Xangai (segundo os cientistas, em 20 anos a população de Xangai pode chegar a 30 milhões de pessoas). A cidade-torre foi projetada para 100 mil pessoas, o projeto se baseia no “princípio da construção de uma árvore”.
A torre da cidade terá a forma de um cipreste de 1228 m de altura com uma circunferência na base de 133 por 100 m, e no ponto mais largo 166 por 133 m. A torre terá 300 andares, e eles estarão localizados em 12 blocos verticais de 80 andares (12 x 80 = 960; 960!=300). Entre os quartos encontram-se as betonilhas, que desempenham o papel de estrutura de suporte para cada nível-quarto. Dentro dos bairros - casas de diferentes alturas com jardins verticais. Este design cuidadosamente pensado é semelhante à estrutura dos ramos e toda a coroa de um cipreste. A torre ficará sobre uma base de estacas de acordo com o princípio de um acordeão, que não se aprofunda, mas se desenvolve em todas as direções à medida que sobe - semelhante à forma como o sistema radicular de uma árvore se desenvolve. As vibrações do vento dos andares superiores são minimizadas: o ar passa facilmente pela estrutura da torre. Para o revestimento da torre, será utilizado um material plástico especial que imita a superfície porosa da pele. Se a construção for bem-sucedida, planeja-se construir várias outras cidades-edifício. A conclusão da construção está prevista para 2014.
Cada ser vivo do planeta é um sistema de trabalho perfeito adaptado ao meio ambiente. A viabilidade de tais sistemas é o resultado da evolução de muitos milhões de anos. Revelando os segredos do dispositivo dos organismos vivos, você pode obter novas oportunidades na arquitetura dos edifícios. Naturalmente, havia a necessidade de criar uma nova direção na ciência, cuja essência é encontrar e explorar tais segredos. A biônica se tornou tal direção, que combina o conhecimento da biologia e da tecnologia. Bionics é projetado para resolver problemas técnicos e de engenharia com base nos resultados de estudos da matéria viva.
Aqui estão algumas construções biológicas usadas na arquitetura:
As primeiras tentativas de usar a biônica na construção foram feitas por Antoni Gaudí. O Parque Güell que ele criou também é conhecido como "natureza congelada em pedra". Em 1921 Rudolf Steiner Goetheanum abordou o tema da biônica na arquitetura.
No início de 1980, graças aos muitos anos de trabalho de especialistas do TsNIELAB (Central Research and Experimental Design Laboratory of Architectural Bionics), a biônica arquitetônica foi reconhecida como uma nova direção independente na arquitetura. Durante este tempo, muitos edifícios de bioestilo já foram construídos. Estes incluem o edifício da diretoria do NMB Bank na Holanda, a Sydney Opera House na Austrália, o arranha-céu SONY no Japão, a Dolphin House em São Petersburgo e outros.
O mundo inteiro está ansioso pela implementação do projeto da cidade-torre em Xangai. Sua forma lembra a de um cipreste de 1.228 m de altura.O arranha-céu terá 300 andares distribuídos em doze blocos verticais. O suporte dessa estrutura será de estacas, que, sob a influência da gravidade, em vez de se aprofundar, se expandirão de acordo com o princípio do acordeão. A construção de tal cidade-torre ajudará a resolver o problema da superpopulação na China, pois é projetada para aproximadamente 100.000 habitantes. "Cypress" será construído levando em consideração todos os requisitos da biônica arquitetônica. Os criadores deste projeto, Cavier Piof e Rosa Tervera, afirmaram modestamente: "A natureza fez isso antes de nós e melhor do que nós".
A biônica na arquitetura não é apenas uma curvatura dos contornos das formas, uma semelhança externa com conchas de moluscos, conchas de pássaros, favos de mel, galhos de um matagal etc. Em primeiro lugar, são espaços mais confortáveis, mais harmoniosos, mais confiáveis para a vida humana. O método da biônica arquitetônica combina o abstrato e o concreto - as leis da matemática e das emoções. Ela cria os pré-requisitos para a síntese da ciência e da arte.
O estilo que escolhemos para nossa nova casa ou cabana de verão depende apenas de nossa imaginação e capacidades materiais. A Bionics provou que a arquitetura não é apenas paus e tijolos. Todos podem aplicar elementos de biônica em casa ou no local.
No interior, são, em primeiro lugar, lâmpadas e móveis, cujas formas são emprestadas da própria natureza. By the way, você pode fazê-los sozinho. Um grande espaço para a imaginação oferece uma escolha de escadas (externas ou internas). Eles podem ser formas espaciais, espirais, de materiais combinados.
Ao escolher materiais de construção para sua casa, é melhor dar preferência àqueles que não são apenas duráveis, mas também retêm melhor o calor. Isso garantirá futuras economias de energia em aquecedores e condicionadores de ar.
A paisagem no site é fácil de tornar única. Para isso, basta prestar atenção nas pedras, galhos, rachaduras, etc. existentes. Com um pouco de imaginação, você pode criar uma colina alpina (uma estrutura feita de pedras e vegetação inerente a um clima de alta montanha).
Se houver uma grande árvore velha, não se apresse em cortá-la. Suas cavidades ocas podem ser usadas, por exemplo, como bar para bebidas ou até como gazebo para relaxamento. O ar condicionado não será necessário aqui, pois mesmo no calor a árvore fornecerá uma temperatura constante de cerca de 22 graus.
Como mostra a prática, o potencial dos segredos inexplorados da natureza é enorme. Não devemos apenas ter medo de estudá-los, não devemos nos proteger da natureza com as paredes dos prédios, destruindo nossa casa comum.
Estudantes, estudantes de pós-graduação, jovens cientistas que usam a base de conhecimento em seus estudos e trabalhos ficarão muito gratos a você.
postado em http://www.allbest.ru/
abstrato
Tema: "Biônica na arquitetura»
Completado por: Ksenia Lavrentieva
Samara - 2015
Introdução
1. O conceito de biônica
2. O nascimento da biônica
3. Arquitetura - biônica de construção
4. Estruturas cônicas
5. Projetos protendidos
6. Conchas
7. Designs que parecem uma espiral
8. Estruturas de malha, treliça e nervuras
9. Exemplos de projeto
Conclusão
Lista de literatura usada
Formulários
Introdução
No início do século 20, a arquitetura passou por mudanças significativas. As consequências da revolução científica e tecnológica tiveram um efeito - o aparecimento do concreto armado e a experiência do uso direto do metal como material de construção. As mudanças na ordem social também afetaram - o crescimento das cidades, as empresas industriais, o problema demográfico. A necessidade de construir rapidamente, com firmeza, muito e com baixo custo pressionou a arquitetura e determinou seu caráter e tendências de desenvolvimento nos séculos XX e XXI.
Isso determinou o nascimento de disciplinas e tendências de integração em ciência, tecnologia e arte, um dos exemplos disso é biônica arquitetônica.
A prática arquitetônica e biônica deu origem a novas formas arquitetônicas inusitadas, convenientes em termos funcionais e utilitários e originais em suas qualidades estéticas. Isso não poderia deixar de despertar o interesse neles de arquitetos e engenheiros.
O uso em tecnologia e arquitetura das leis e formas de vida selvagem é bastante legítimo. Tudo no mundo é interdependente. Não há coisas e fenômenos que não estejam conectados direta ou indiretamente uns aos outros, não há barreiras impenetráveis entre a vida selvagem e as formas e estruturas artificiais. Existem leis que unem o mundo inteiro em um único todo e dão origem à possibilidade objetiva de usar leis e princípios para construir a natureza viva e suas formas em sistemas criados artificialmente. A base para isso é a relação biológica entre o homem e a vida selvagem.
Relevância do tema devido ao desenvolvimento progressivo do uso de formas biônicas no ambiente sujeito ao redor de uma pessoa, a partir do mundo antigo. Cada vez mais bioformas estão influenciando tudo o que é criado pelo homem, em particular, a arquitetura. Com o desenvolvimento da tecnologia e o surgimento de novos materiais, as possibilidades de uso de formas biônicas na arquitetura estão se tornando quase ilimitadas. A importância de estudar a disciplina de biônica é inegável, como parte integrante da arquitetura.
O objetivo do trabalho é considerar a possibilidade de usar formas biônicas na arquitetura.
Tarefas de trabalho consistem em estudar o próprio conceito de biônica, arquitetura biônica, em estudar as principais direções da arquitetura biônica e exemplos do uso de formas biônicas na arquitetura.
1 . O conceito de biônica
Biônica- ciência que estuda animais selvagens, a fim de utilizar os conhecimentos adquiridos em atividades humanas práticas.
Biônica (inglês biônica, de bion - ser vivo, organismo; grego Bioo - eu vivo).
O termo biônica surgiu pela primeira vez em 1960, quando especialistas de diversos perfis, reunidos em um simpósio em Daytona (EUA), propuseram o slogan: "Protótipos vivos são a chave para novas tecnologias". A biônica era uma espécie de ponte que conectava biologia com matemática, física, química e tecnologia.
Um dos objetivos mais importantes da biônica é estabelecer analogias entre os processos físico-químicos e informacionais encontrados na tecnologia e os processos correspondentes na natureza viva.
Um especialista biônico é atraído por toda a variedade de "idéias técnicas" desenvolvidas pela natureza viva ao longo de muitos milhões de anos de evolução.
Um lugar especial entre as tarefas da biônica é ocupado pelo desenvolvimento e design de sistemas de controle e comunicação baseados no uso do conhecimento da biologia. Isso é biônica no sentido estrito da palavra.
A biônica é importante para cibernética, eletrônica de rádio, aeronáutica, biologia, medicina, química, ciência dos materiais, construção, arquitetura, etc.
As tarefas da biônica também incluem o desenvolvimento métodos biológicos mineração, tecnologias para a produção de substâncias complexas química orgânica, materiais de construção e revestimentos usados pela vida selvagem.
A Biônica ensina a arte da cópia racional da natureza viva, encontrando condições técnicas para o uso adequado de objetos, processos e fenômenos biológicos.
Uma das formas possíveis aqui é a modelagem funcional (matemática ou de software), que consiste em estudar o diagrama de blocos do processo, as funções do objeto, características numéricas essas funções, sua finalidade e mudanças ao longo do tempo.
Esta abordagem permite estudar o processo de interesse por meios matemáticos, e realizar a implementação técnica do modelo quando, em princípio, sua eficácia estiver estabelecida e resta verificar as possibilidades econômicas, energéticas e outras de construção de tal modelo. um modelo utilizando os meios técnicos disponíveis.
Existe outra maneira - modelagem físico-química, quando um especialista no campo da biônica estuda processos bioquímicos e biofísicos para estudar os princípios de transformação (incluindo decomposição e síntese) de substâncias que ocorrem em um organismo vivo. Este caminho, acima de tudo, une problemas químicos e tecnológicos e abre novas oportunidades no desenvolvimento da energia e da química de polímeros.
A terceira abordagem desenvolvida pela biônica é o uso direto de sistemas vivos e mecanismos biológicos em sistemas técnicos. Essa abordagem costuma ser chamada de método de modelagem inversa, pois nesse caso um especialista biônico busca as possibilidades e condições de adaptação de sistemas vivos para resolver problemas puramente de engenharia, ou seja, tenta simular um dispositivo ou processo técnico em um objeto biológico.
A biônica, que surgiu em resposta às demandas da prática, serviu como o início das pesquisas baseadas na aplicação do conhecimento biológico em todas as áreas da tecnologia.
arquitetura biônica design em forma de cone
2 . O nascimento da biônica
Tendo atingido um certo teto no desenvolvimento de mecanismos artificiais, as pessoas procuram emprestar os princípios e métodos pelos quais os organismos vivos são criados e funcionam para seguir em frente.
O título não oficial de "pai da biônica" pertence a Leonardo da Vinci. Este grande gênio da história da civilização foi o primeiro a tentar usar a experiência da natureza na construção de máquinas feitas pelo homem. A partir de seus desenhos e anotações, fica claro que ao desenvolver seu próprio aeronave o papel principal eles foram designados para reproduzir o mesmo mecanismo pelo qual os pássaros batem suas asas e criam sustentação (Fig. 1). Essas ideias de da Vinci não foram reivindicadas até o século passado, quando, sob a influência do desenvolvimento da cibernética, os cientistas prestaram muita atenção às atividades dos chamados "sistemas vivos" (isto é, objetos da natureza).
Finalmente, como ciência, a biônica tomou forma em 1960 em um simpósio de cientistas em Daytona.
O pioneiro em utilizar os princípios da biônica na construção de edifícios foi o grande arquiteto catalão do final do XIX? início do século 20 por Antoni Gaudí. Foi Gaudi o primeiro a não apenas introduzir elementos decorativos da natureza nas estruturas arquitetônicas, mas também deu aos edifícios o caráter do ambiente.
Arquitetos profissionais, paisagistas e simplesmente conhecedores de beleza ainda não deixam de admirar as engenhosas soluções arquitetônicas de Gaudi durante a construção do Parque Güell (Fig. 2): o que vale apenas uma espécie de colunata, feita no estilo de pórticos antigos , que é como troncos de árvores fundidos.
Os princípios biônicos da arquitetura foram adotados e desenvolvidos por Rudolf Steiner no início da década de 1920. Em 1921, Rudolf Steiner criou seu Goetheanum (Fig. 3), após o qual começou o uso generalizado da biônica no projeto de edifícios e estruturas.
Graças ao desenvolvimento métodos científicos, a expansão da base de conhecimento e o surgimento da possibilidade de modelagem matemática detalhada, os arquitetos do passado chegaram à conclusão de que a maioria dos princípios e leis arquitetônicas, sobre os quais a humanidade vinha lutando por tentativa e erro por milênios, eram bem debaixo de nossos narizes, na natureza.
É por isso a principal tarefa da biônica na arquiteturaé a busca em sistemas biológicos naturais por soluções ótimas para problemas arquitetônicos emergentes. Há um estudo das leis de formação e formação de estrutura de tecidos vivos, sistemas construtivos de organismos vivos no princípio de economizar material, energia e garantir confiabilidade.
3 . Arquitetônico - construção de biônica
A biônica arquitetônica no passado recente é a compreensão das formas naturais nas estruturas dos edifícios, novas oportunidades para a modelagem arquitetônica.
A biônica arquitetônica hoje (neobiônica) é uma tentativa de vincular aspectos ambientais e alta tecnologia com a arquitetura.
A biônica arquitetônica e de construção estuda as leis de formação e estruturação de casacos de pele vivos, analisa os sistemas estruturais de organismos vivos com base no princípio de economizar material, energia e garantir confiabilidade. Os órgãos dos sentidos dos animais e os mecanismos internos de reação ao ambiente em animais e plantas estão sendo intensamente estudados.
No passado distante, o homem criou muitas estruturas notáveis copiando as formas arquitetônicas do mundo vegetal. Olhe para os claros edifícios africanos, e você verá neles os contornos de colméias (Fig. 4), os antigos pagodes orientais lembram pinheiros esbeltos com galhos pesados (Fig. 5), a coluna de mármore do Parthenon é a personificação do um tronco de árvore esbelto (Fig. 6), a coluna do templo egípcio é como um caule de lótus (Fig. 7), a arquitetura gótica é a personificação da lógica construtiva, harmonia e conveniência do viver em uma pedra sem paixão.
Lembre-se do famoso Kizhi (Fig. 8). Suas cúpulas se assemelham a lâmpadas. A igreja em Fili (Fig. 9), como um organismo vivo, diminui com a altura, desenvolve-se do centro para a periferia. Tudo parece tremer, tudo nele é sutil e harmonioso. A Catedral de São Basílio é o mesmo tronco principal, de onde sobe e desce lateralmente a ramificação e o esmagamento das formas (Fig. 10).
Uma relação incrível! Como se os arquitetos concordassem com a semelhança de seus princípios criativos. Olhando através das páginas da história da indústria da construção, você pode encontrar muitos outros exemplos de cópia humana da arquitetura da vida selvagem. No entanto, deve-se enfatizar mais uma vez que a antiga arte da construção era semelhante à organização da natureza viva apenas na forma. Os arquitetos aprenderam com a natureza a harmonia das proporções, a distribuição lógica dos volumes do edifício, a subordinação do secundário ao principal, a combinação correta dos tamanhos das peças, a verdade construtiva, mas não sabiam o principal - as leis da modelagem, os segredos do auto-design dos vivos.
A organização interna dos vivos, o lado construtivo da folha, o caule do cereal e o tronco da árvore tornaram-se objeto de pesquisa de cientistas de épocas posteriores. Esses estudos lançaram as bases para a biônica arquitetônica.
Um exemplo vívido de biônica arquitetônica de casaco de pele é uma analogia completa da estrutura de talos de cereais e modernos arranha-céus. As hastes das plantas de cereais são capazes de suportar cargas pesadas e, ao mesmo tempo, não quebrar sob o peso da inflorescência. Se o vento os dobrar no chão, eles rapidamente restauram sua posição vertical. Sua estrutura é semelhante ao design das modernas chaminés de fábrica de arranha-céus.
Ambos os designs são ocos por dentro. Os fios de esclerênquima do caule da planta desempenham o papel de reforço longitudinal. Os entrenós (nós) das hastes são anéis de enrijecimento. Ao longo das paredes do caule existem vazios verticais ovais. As paredes do tubo têm a mesma solução de design. O papel dos encaixes em espiral localizados na parte externa do tubo, no caule das plantas de cereais, é desempenhado por uma pele fina. No entanto, os engenheiros chegaram à sua solução construtiva por conta própria, sem "olhar" para a natureza. A identidade da estrutura foi revelada mais tarde.
A Bionics confirma que muitas invenções humanas têm análogos na natureza, por exemplo, zíperes e velcros foram inventados com base na estrutura de uma pena de pássaro. Farpas de penas de várias ordens, equipadas com ganchos, fornecem aderência confiável.
Descobrimos que existem várias direções na biônica arquitetônica: estruturas em forma de cone, estruturas pré-esforçadas, conchas, estruturas em espiral, estruturas de malha, treliças e nervuras. Agora vamos considerá-los.
4 . Estruturas em forma de cone
Na natureza, função e forma estão intimamente relacionadas e mutuamente dependentes. A formação de tecidos mecânicos de organismos vivos está associada à intensidade do crescimento e à influência de muitos fatores externos. Portanto, para uma forma construtiva, por exemplo, troncos e caules de plantas, a distribuição do material de construção ao longo das linhas de tensões máximas é característica. Os elementos de sustentação do corpo têm uma parte significativa de sua massa.
Uma das formas de suporte na natureza é o cone. Está presente na construção construtiva de copas e troncos de árvores, caules e inflorescências, cogumelos, conchas, etc. Entre as formas cônicas da natureza, há dois primórdios.
A primeira é o início da sustentabilidade. É expresso na forma de um cone estático, ou cone de gravidade (cone base para baixo). Esta é a forma ideal para a percepção das cargas do vento e da ação da gravidade. É fácil notar na coroa ou tronco de um abeto (Fig. 11a), em um chapéu ou perna fungo branco, morel comum, guarda-chuva de cogumelo.
O segundo início é o início do desenvolvimento, que se expressa na forma de um cone dinâmico, ou cone de crescimento (um cone com a base para cima). Exemplos de um cone de crescimento são um cogumelo cálice (Fig. 11b), um cogumelo chanterelle, talo de algumas espécies de líquen cladonia.
Mas mais frequentemente na natureza, a interação de dois cones se manifesta. Com base nas combinações de dois cones de origem idêntica ou diferente, surgem várias formas. Um exemplo são as copas de muitas árvores, que começam a se desenvolver na parte inferior de acordo com o princípio de um cone de crescimento e terminam de acordo com o princípio de um cone gravitacional - com o topo para cima. Arquitetos em seu trabalho costumam usar o princípio do cone. Assim, no projeto da torre de TV Ostankino (Fig. 12), um cone de gravidade é claramente visível. O princípio do cone de crescimento está na base da construção de uma torre de água em Argel. Um exemplo marcante da interação de dois cones é o projeto de uma torre de água pelo famoso arquiteto russo V. Shukhov (1896) (Fig. 13)
5 . Estruturas protendidas
Entre as plantas herbáceas do nosso faixa do meio planta comum manguito comum (Fig. 14). É fácil notar pela forma dobrada das folhas e pela gota cintilante de umidade que muitas vezes se acumula na base da folha. É graças à forma dobrada das folhas que a planta recebeu esse nome - suas folhas dobradas em dobras uniformes lembram antigos punhos de renda.
A forma nervurada da folha confere, em comparação com as mesmas folhas que possuem uma superfície lisa, rigidez adicional, resistência e estabilidade no espaço.
O manguito, graças ao seu formato canelado, retém uma grande gota de água e não desmorona sob um peso muitas vezes superior ao seu peso. Esta é uma das leis mais interessantes da natureza - a resistência das estruturas em forma
Manifesta-se não apenas em folhas dobradas, mas também quando as folhas ou pétalas das plantas se enrolam em um tubo, torcem em espiral, formam ranhuras bizarras, ou seja, assumem uma forma espacial diferente sem o custo de material de construção adicional . Tal mudança de forma no espaço confere à planta, suas folhas e flores a maior força e permite, por exemplo, que as longas folhas retorcidas da taboa permaneçam eretas e as delicadas e longas pétalas de um sapatinho de senhora resistam ao vento.
O princípio da resistência das estruturas na forma, que existe na natureza, encontrou ampla aplicação na construção moderna. A estrutura dobrada é uma das mais simples entre a variedade de estruturas espaciais. Formados a partir de superfícies planas, são fáceis de fabricar e instalar. Eles podem bloquear estruturas muito grandes, por exemplo, a sala de espera na estação ferroviária de Kursk (Fig. 15) ou atletismo (Fig. 16).
6 . Cartuchos
Na oficina da natureza, muitas vezes são encontradas estruturas em forma de abóbadas de várias formas espaciais (cascas e ovos, cascas e conchas de animais, folhas lisas, pétalas de plantas, etc.). Espacialmente curvos e de paredes finas, eles, devido à continuidade e suavidade da forma, têm a propriedade de uma distribuição uniforme de forças em toda a seção. A geometria da forma ajuda essas estruturas abobadadas a se tornarem mais fortes. É precisamente porque a pétala da flor é curvada que ela suporta o impacto das gotas de chuva, insetos que pousam sobre ela, e as finas conchas arqueadas de ouriços-do-mar, caranguejos e conchas de moluscos resistem à pressão da água nas profundezas do mar.
A forma de força ideal foi inventada pela natureza para uma casca de ovo fina. Nele, a carga de um ponto também é transferida para toda a sua superfície. Mas a originalidade deste design não está apenas em uma forma geométrica especial. Apesar do fato de que a espessura da casca é de aproximadamente 0,3 mm, ela consiste em 7 camadas, cada uma carrega sua própria determinada função. As camadas não delaminam mesmo com as mudanças mais drásticas de temperatura e umidade, representando um excelente exemplo compatibilidade de materiais com diferentes propriedades físicas e mecânicas. O aumento da resistência da casca do ovo também é dado por uma fina película elástica, que transforma a casca em uma estrutura pré-esforçada.
Com o desenvolvimento das cidades e o crescimento da população, os construtores se depararam com a tarefa de projetar edifícios de grande porte sem coberturas pesadas e trabalhosas e sem suportes intermediários. Portanto, estruturas abobadadas naturais leves e fortes, de paredes finas e econômicas, interessam aos arquitetos. O princípio de design dessas conchas serviu de base para a criação de revestimentos leves de aço e concreto armado de várias curvaturas, amplamente utilizados na construção de complexos esportivos, cinemas, pavilhões de exposições, etc. revestimentos é leveza, e quanto maior o vão, mais fácil a cúpula. Nos edifícios modernos, a espessura da cúpula é medida em milímetros, e essas cúpulas são chamadas de conchas.
Exemplos de tais estruturas são o telhado do pavilhão de exposições em Paris, semelhante a uma pétala de flor, cobre um vão de mais de 200 m sem suportes, o telhado do pavilhão de exposições em Yerevan, a cúpula do circo em Kazan (Fig. 17), o telhado do centro comercial de Chelyabinsk (Fig. 18), tendo a forma de uma concha de dupla curvatura, cobrindo uma área de mais de um hectare sem um único suporte intermediário.
7 . Desenhos que parecem uma espiral
Uma espiral é uma das formas de manifestação do movimento, crescimento e desenvolvimento da vida. De acordo com a lei da espiral, a Galáxia e um organismo vivo, por exemplo, as plantas, se desenvolvem. A primeira pessoa a descobrir que uma planta em crescimento descreve uma espiral foi Charles Darwin. Descrevendo uma espiral, os caules das plantas são esticados, movendo-se em espiral, as pétalas de algumas flores, por exemplo, floxes, abertas, brotos de samambaia se desdobram.
Ao mesmo tempo, a espiral também é um princípio restritivo na natureza, destinado a economizar energia e material.
Somente alterando a forma da estrutura, dando-lhe a aparência de uma espiral, a natureza obtém rigidez e estabilidade adicionais no espaço da estrutura.
Assim, por exemplo, caules finos e longos de pepinos ou abóboras, folhas longas de taboa e pernas finas de cogumelos se enrolam em espiral, adquirindo rigidez adicional. As conchas dos organismos unicelulares mais simples de maníferos e conchas de moluscos, torcidas em um ou diferentes planos (turboespirais) também são uma manifestação do método para alcançar a maior resistência com o uso econômico do material. Devido à forma enrolada, essas estruturas de paredes finas podem suportar alta pressão hidráulica quando imersas em profundidade.
A forma retorcida das estruturas naturais, como forma de obter maior estabilidade no espaço, utilizando economicamente o material de "construção", sugeriu aos arquitetos uma nova forma de base espiral do edifício - turbossomas. O turbossoma é aerodinâmico, quaisquer ventos circulam apenas em torno de seu corpo, sem balançar ou causar danos. Pode ser usado na construção de arranha-céus.
As Torres Espirais Mode Gakuen (Fig. 19) são uma instituição educacional de 170 metros e 36 andares localizada na rua principal da cidade de Nagoya, em frente à Estação de Nagoya, na província de Aichi, Japão. A forma dos edifícios é como uma asa - com uma parte larga no topo. O edifício muda gradualmente o eixo de rotação com a altura, devido ao qual a forma do edifício forma uma curva. A forma das torres espirais muda ligeiramente quando vistas de diferentes ângulos de visão, tornando-as elegantes e dinâmicas. O forte tubo vertical interno do suporte pode ser visto através dos orifícios entre as três asas, o que enfatiza o design arrojado, mas também não se destaca do visual geral.
8 . Estruturas de malha, treliça e nervuras e
São amplamente difundidas na natureza estruturas nervuradas, malhas e transversais planas e espacialmente curvas, nas quais o material principal está concentrado ao longo das linhas de tensões principais.
Uma folha fina de uma planta ou uma asa transparente de um inseto tem resistência mecânica suficiente devido à rede de veias que se ramificam nelas.
Este quadro desempenha o papel principal (rolamento), enquanto outros elementos estruturais, por exemplo, um filme de folha ou uma membrana de asa, podem atingir uma seção transversal mínima. Este também é um dos exemplos de obtenção de resistência com consumo mínimo de material. As asas finas de uma libélula roqueira fazem até 100 golpes por segundo, um zangão - mais de 200, uma mosca doméstica - até 300 e um mosquito twitch - até 1000 golpes.
Os arquitetos também estavam interessados no princípio do design das folhas das plantas. A folha de uma planta tem resistência mecânica suficiente, que depende em grande parte das nervuras que penetram seu plano da base ao topo.
Particularmente atraída foi a folha da planta tropical Victoria regia (Fig. 28), encontrada nas águas do Amazonas e do Orinoco. As folhas flutuantes deste grande nenúfar crescem até 2 metros de diâmetro e podem suportar um peso de até 50 kg sem imersão na água. Na parte inferior, esta folha é, por assim dizer, reforçada com veios grossos e fortes, semelhantes a cordas. As veias longitudinalmente curvas são unidas por diafragmas transversais em forma de foice. Este design cria uma base sólida para colocar uma película de folha translúcida fina entre as nervuras. Tomando como base a venação da folha Victoria Regia, o arquiteto italiano P. Nervi projetou a cobertura plana nervurada da fábrica Gatti em Roma e a cobertura do grande salão da Exposição de Turim, obtendo um grande efeito construtivo e estético.
O princípio de construção da folha Victoria Regia foi usado por nossos arquitetos na construção do teto do foyer do Teatro Tula Drama (Fig. 20). Eles esticaram nervuras de concreto armado ao longo do teto, que carregam um enorme vão.
O princípio da construção de sistemas de treliças espaciais naturais também é usado na prática arquitetônica: radiolários, diatomáceas, alguns fungos, conchas e até a microestrutura da cabeça do osso do quadril. Nesses modelos, o princípio de distribuição de material é especialmente manifestado com a expectativa das ações mais aleatórias e multidirecionais de cargas. Por exemplo, a estrutura da cabeça do fêmur é construída de tal forma que nunca funciona para uma fratura, mas apenas para compressão e tensão. Um sistema semelhante pode ser usado na construção de estruturas de suporte, treliças, guindastes.
9 . Exemplos de design
Na Figura 21.c. retrata uma estrela do mar esférica. Seu esqueleto de sustentação (Fig. 21.b) consiste em placas calcárias interligadas por músculos. Pequenas placas formam a pele. O arranjo esférico de placas esqueléticas sugeriu aos construtores o projeto de um edifício residencial e outras estruturas de construção. Por analogia com uma estrela-do-mar esférica, um abrigo para radar foi construído na Inglaterra (Fig. 21.a). Seu diâmetro é de 33,5 m, a casca é nervurada. As nervuras são feitas de liga de alumínio. O material para o escudo é fibra de vidro de poliéster. O design consiste em 775 elementos triangulares.
Os radiolários (os organismos mais simples) vivem em mares quentes. Eles passam toda a vida em movimento, formam plâncton - alimento para grandes animais marinhos. A Figura 22 mostra um radiolário (um organismo da ordem Nasselaria) na forma de um sino treliçado com constrições e numerosos espinhos, e na Figura 23 - na forma de agulhas dispostas radialmente e igualmente desenvolvidas (um organismo da ordem Acantharia). No centro dos radiolários há uma cápsula - uma formação esquelética para proteger o núcleo. As paredes da cápsula são porosas: para comunicação com o meio ambiente. A grande natureza do designer deu-lhes uma aparência elegante.
Sua forma interessava aos arquitetos. De acordo com o tipo, por exemplo, de uma treliça radiolária (Fig. 24) (organismo da ordem Acantharia), está sendo projetada uma estrutura de construção com grande área a ser coberta. Em Moscou e em outras cidades do nosso país, agora podemos encontrar casas, cujos elementos de estruturas de construção são emprestados de radiolários.
Tomando emprestado o princípio do cone e outros segredos da natureza, os construtores construíram a torre de televisão Ostankino (Fig. 12), espessada na base e pontiaguda. Externamente, assemelha-se a uma haste ou uma agulha. Sua altura total é de 540 metros 74 centímetros. Sua massa é de 55 mil toneladas. Sete elevadores estão instalados no interior, quatro deles são de alta velocidade. Em 58s pode subir ao miradouro, a uma altura de 337 m. Com vento forte, a torre pode oscilar até 10 m, mantendo a sua força. 150 cordas de aço são esticadas dentro da torre, assim como há fibras longitudinais em um talo de trigo ou bambu em seu interior. Eles estão escondidos sob a "camisa" de concreto. É por isso que a torre é forte e flexível. Ele pode suportar um vento de magnitude 15 e um terremoto de magnitude 8. Sua confiabilidade é calculada para 300 anos.
As plantas não apenas suportam o estresse mecânico, mas também reagem durante o dia às mudanças de luz, temperatura e umidade. Essas habilidades de plantas foram usadas pelo arquiteto soviético Yu.S. Lebedev. Em uma exposição realizada em Moscou em 1982, foi mostrada uma maquete de um edifício residencial criado por ele (Fig. 25), que, como uma flor de girassol, girava durante o dia após o sol.
24 casas incomuns foram erguidas na Holanda (Fig. 26). Externamente, eles se assemelham a árvores. O primeiro andar é construído em forma de tronco, e nele estão cubos gigantes que abrigam os alojamentos.
O estudo da estrutura em camadas da casca de um ovo de galinha ajuda os engenheiros a criar novos materiais de construção em camadas com excelentes propriedades mecânicas, leves, respiráveis e resistentes à umidade. A figura mostra um edifício residencial em forma de ovo (Basileia, Suíça) (Fig. 27). O maior diâmetro da casa é de 7,2 m. Sua concha é de três camadas, fechada, elíptica, feita de fibra de vidro de poliéster. Uma casa sem cantos, com duas janelas, sobre três pilares. Uma pequena quantidade de material é gasta na construção de tal casa.
Conclusão
A biônica arquitetônica é uma nova página no desenvolvimento da tecnologia da construção e da arquitetura, é uma necessidade consciente, causada pelas exigências do nosso tempo, de estudar as soluções de engenharia da natureza, aprender as leis, os segredos de suas habilidades de construção, é uma busca proposital de formas arquitetônicas originais, idealmente calculadas pela própria natureza.
Não há nada de acidental no fato de que arquitetos e construtores, assim como engenheiros de rádio, engenheiros eletrônicos, construtores de navios, projetistas de aeronaves, construtores de máquinas e especialistas em muitos outros ramos da tecnologia, se voltaram para a natureza, para sua arte de construir. Afinal, a oficina de arquitetura e construção da natureza trabalha incansavelmente há pelo menos 2.700 milhões de anos, enquanto a prática da construção humana é estimada em apenas alguns milênios da existência da cultura material.
Na natureza viva, tudo é extremamente harmonioso. Na arquitetura, a harmonia de conteúdo e forma é emprestada, a estética é enriquecida. A natureza dá origem a um sentimento de afirmação de vida em uma pessoa, buscando luz, calor. Os arquitetos se esforçam para refletir tudo isso em pedra, metal, tijolo e concreto.
Lista de literatura usada
1. Biônica arquitetônica. Editado por Yu.S. Lebedev - M. Stroyizdat, 1990. -269s.
2. Questões de biônica. Representante ed. M.G. Gaze-Rapoport, M., 1967.
3. Bondar, E.V. Ecologia Social: Livro Didático / V. Bondar. Stavropol: Editora SSU, 2005.- 149 p.
4. "Oficina da natureza" Artista A. Sementsov-Ogievsky - M.: Belas Artes, 1981.
5. Recursos da Internet: www.wikipedia.org http://www.wikipedia.org
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BIÔNICA NA ARQUITETURA MUNDIAL
Desde tempos imemoriais, as grandes mentes da arquitetura buscam novos estilos arquitetônicos. A partir da Torre de Babel e terminando nas obras arquitetônicas da Nova Paris, a humanidade buscou, encontrou, incorporou. Novamente procurado, novamente encontrado e novamente encarnado. E assim sucessivamente em círculo, ad infinitum. Hoje, o mundo conhece muitos estilos arquitetônicos: gótico, renascentista, barroco, art nouveau, classicismo, biônica e outros. Sem dúvida, cada um desses estilos é interessante e digno de atenção à sua maneira.
As primeiras tentativas de usar formas naturais na construção foram feitas por Antonio Gaudi, o famoso arquiteto espanhol do século XIX.
Arquiteto Antonio Gaudí. Parque Guell, Barcelona
E foi um avanço! Parque Güell, ou, como costumavam dizer, "Natureza congelada em pedra", a incrível arquitetura das vilas particulares da Casa Batlo e da Casa Mila - Europa, estragada por delícias arquitetônicas, e o mundo inteiro, não viu nada parecido ainda. Essas obras-primas do grande mestre deram impulso ao desenvolvimento da arquitetura no estilo biônico. Em 1921, as ideias biônicas foram refletidas no edifício escultural-orgânico Goetheanum, projetado pelo filósofo alemão Rudolf Steiner.
Rudolf Steiner com um modelo da fachada oeste do primeiro Goetheanum
Há uma compreensão da arquitetura orgânica como uma imitação da vida selvagem. Elementos biomórficos foram dominados por muitos arquitetos. Basta lembrar a casa de Konstantin Melnikov em Moscou, cuja forma e disposição das janelas lembram um favo de mel, ou as criações do italiano Antonio Gaudi.
Casa de Konstantin Melnikov em Moscou
Mas a vida não fica parada e, em meados do século 20, um sério interesse pela biônica começou a aparecer. Um dos principais arquitetos no campo da biônica foi o engenheiro alemão Otto Frei, que reuniu pessoas afins em Stuttgart em 1961 em um grupo chamado "Biologia e Construção". O próprio Fry estava envolvido em estruturas leves. Junto com biólogos e engenheiros do Instituto Politécnico, ele queria entender como são construídos os tecidos e membranas dos organismos vivos, e então combinar esse conhecimento com as tecnologias existentes. Olhando para as diatomáceas As diatomáceas são algas siliciosas, uma divisão de algas. Organismos unicelulares solitários ou coloniais. Suas células têm uma casca dura de sílex, composta por duas metades ] e teias de aranha, os pesquisadores encontraram semelhanças óbvias com seus próprios designs. No entanto, eles também viram uma diferença importante: os objetos vivos são extremamente complexos e seus projetos nem sempre são ideais, portanto, sua reprodução exata na prática é quase sempre impossível - esses projetos serão muito caros e pesados. Fry ficou famoso nas décadas de 1960 e 1970 ao criar o pavilhão da FRG na Exposição Mundial de Montreal e o Estádio Olímpico de Munique, onde utilizou estruturas de membrana e elástica, cuja principal vantagem é a leveza e a transparência.
Estádio Olímpico em Munique. Arq. Otto Frei
Em 2006, uma casa parecida com uma concha de náutilo foi construída pelo arquiteto mexicano Javier Senosyan. As características do nautilus se repetem não apenas na forma externa da casa, mas também em sua estrutura interna em espiral. E em 2007, sob sua liderança, a casa “Snake” foi concluída na Cidade do México - um edifício na forma de um longo tubo, envolvendo suavemente o desnível da paisagem. Senosyan delineou suas visões profissionais no livro "Bioarchitecture". Ele acredita que é necessário construir pequenas casas de tamanho humano em locais de natureza bela, utilizando materiais naturais de origem local.
Cobra doi. Arch.Javier Senosyan
Hoje, a incorporação moderna da arquitetura orgânica pode ser vista na Holanda - o prédio da diretoria do NMB Bank, Austrália - o prédio da Sydney Opera House. Em Montreal - o edifício do Complexo de Exposições Mundial, Japão - o arranha-céu SONY e o museu de frutas em Yamanashi.
Ópera em Sydney
Foi o envolvimento do conhecimento da biônica na arquitetura que possibilitou iniciar a implementação do talvez mais grandioso projeto de construção do nosso tempo, a "Cidade Torre" de Xangai. Segundo os arquitetos, por volta de 2023, deve ser construída em Xangai uma “torre” contendo todos os objetos de infraestrutura urbana, com uma população de pelo menos 100 mil pessoas. A "cidade-torre" terá a forma de um cipreste com mais de 1200 metros de altura e uma largura de base de 133 por 100 metros.
Cypress House em Xangai, o sistema radicular da casa de ciprestes
Um design cuidadosamente pensado é semelhante à estrutura dos galhos e de toda a coroa de um cipreste. A torre ficará sobre uma base de estacas, calculada de acordo com o princípio de um acordeão, da mesma forma que o sistema radicular de uma árvore se desenvolve. A resistência dos pisos superiores aos efeitos do vento será assegurada pelo facto de o ar ter de passar pela estrutura da torre sem encontrar resistência. As autoridades de Xangai, que já enfrenta o problema da superpopulação, dizem que se a experiência da Tower City for bem sucedida, várias dessas estruturas serão construídas.
Biônica na arquitetura - do "princípio das máquinas ao princípio da vida", http://www.existenzia.ru/idea/bionika
