Метод бионического конструирования - Метод бионического конструирования в архитектурном проектировании
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).
Так как это центральная часть города, решено было в центре моста над городским прудом запроектировать многофункциональный павильон для различного рода выставок и мероприятий.
Рис. 1. Схема ситуации и проектное предложение.
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.
Похожие статьи
-
Введение - Метод бионического конструирования в архитектурном проектировании
В настоящее время получают быстрое развитие новые методы архитектурного проектирования, основанные на современных методологиях. Одним из таких...
-
Архитектурное проектирование жилых зданий
Научные проблемы: 1. Проблема решения взаимосвязи разнофункциональных структурных объемов, которые объединяются композиционным замыслом. 2. Проблема...
-
Алгоритм решения проблемы - Эвристические методы в архитектурном творчестве
Основная цель использования эвристики в архитектурном творчестве заключается в минимизации затрат времени, средств и сил в процессе решения проблемы....
-
Во-первых, бионическое конструирование расширяет возможности архитектора в создании функционально-совершенных, тектонических и художественно...
-
Эвристические методы - Эвристические методы в архитектурном творчестве
Французский математик Пуанкаре писал: "Творить - это уметь выбирать". Развитие творческого воображения, нахождение нетривиальных путей решения творческих...
-
Введение - Эвристические методы в архитектурном творчестве
Без творчества в самом широком смысле не может быть прогресса ни в одной сфере, тем более в архитектуре, где творческий метод - основа самого его...
-
История возникновения - Эвристические методы в архитектурном творчестве
Эвристика - это система обучения, которая зародилась в Древней Греции. Ее автором был Сократ, а сводилась она к сократическим беседам - разговор учителя...
-
Правовое регулирование архитектурной деятельности и проектирования в строительстве
Введение Архитектурный проект - это согласно ст. 2 Закона "Об архитектурной деятельности в РФ" архитектурная часть документации для строительства и...
-
Основными факторами, влияющими на выбор методов и средств измерений геометрических параметров технических объектов, являются: характеристика объекта и...
-
В настоящее время ландшафтное проектирование стало популярным и актуальным, в том числе дизайн и архитектура. Создание объектов ландшафтной архитектуры -...
-
Методы технического (инженерного) творчества подразделяются на две группы. Эвристические методы технического творчества, основаны на использовании...
-
Расчет фундамента в сечении 2-2 Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной...
-
Теория градостроительства и принципы проектирования - Задачи градостроительства будущего
Архитектура всегда стоит на грани между видимым настоящим и скрытым завесой будущим. Она - один из механизмов эволюции коллективного человеческого...
-
Основным методом шуголедовой защиты является расположение водоприемных устройств ВЗС у вогнутого токов воды [2, 3]. В качестве дополнительного метода...
-
Принцип проектирования оснований по предельным состояниям взамен принятого по допускаемым давлениям, исходя из условий совместной работы всей конструкции...
-
Введение - Архитектурное формирование многофункциональных спортивных комплексов
Актуальность исследования: В начале 21 века во всем мире спорт, общество и архитектура спортивных сооружений оказываются перед необходимостью глубокого...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 в подвальной части здания, dF = 1,65 м....
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 1-1 бесподвальной части здания dF = 1,95 м от...
-
Характеристика грунта основания Принимаем необходимые для расчета характеристики: ? расчетное сопротивление грунтов основания Rо =(150-200) кН/м2;...
-
Циклограмма потока строится по данным рассчитанной матрицы (табл. 4). Форма этой циклограммы приведена на рис. 2. Проектирование календарного плана...
-
Способ пропитки в горячехолодных ваннах основан на том, что при прогреве в ванне с горячим антисептическим раствором происходит расширение и частичное...
-
Стык ригеля с колонной выполняют на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закладных деталей ригеля и опорной консоли колонны....
-
Глубина заложения фундаментов Глубина заложения фундамента зависит от грунтовых условий строительной площадки, от глубины сезонного промерзания и...
-
АРХИТЕКТУРНАЯ СРЕДА, Понятие архитектурной среды - Проектирование в дизайне среды
Понятие архитектурной среды "Среда" - ключевое понятие происходящей сегодня кардинальной трансформации методов, результатов и целей творческой...
-
ВВЕДЕНИЕ - Проектирование в дизайне среды
Новая проектная профессия, появившаяся в последние годы ХХ века, дизайн среды выделилась из других (смежных) областей проектирования для решения задач...
-
Конструирование вентиляционных сетей В здании может быть запроектировано несколько приточных и вытяжных систем. При распределении помещений по системам...
-
Расчет и конструирование базы колонны - Проектирование балочной клетки
Ширина опорной плиты базы колонны назначается конструктивно: В=h+2a=33+2-8=49 см, Где h - высота ветви колонны; А - свес плиты, ориентировочно...
-
ВВЕДЕНИЕ - Проектирование промышленного здания
В настоящее время научно технического прогресса должно обеспечиваться развитие народного хозяйства страны, направленное на преимущественное развитие...
-
Для расчета принимаем следующие данные: Длина здания, м - 62,5 Ширина здания, м -16,5 Количество главных пролетов - 3 Количество второстепенных пролетов...
-
Фундамент под наружную стену по оси А (1-8) без подвала: КПа КПа М Таблица 10. № слоя Hi, м Z, м , кПа 1 0 0 0 1,000 52,81 2 1,04 1,04 0,8 0,800 42,25 3...
-
Проектирование временных зданий и сооружений Временные здания устраивается только на период возведения основного объекта и должны обеспечивать нормальные...
-
Образование архитектурной формы - Образование архитектурной формы
Архитектура, являясь необходимой частью человеческой культуры, в настоящее время стоит перед новым перспективным этапом своего развития и не может...
-
Ленточные фундаменты состоят из бетонных блоков стен подвалов и железобетонных плит. Для наружных стен бесподвальной части здания выбраны блоки ФБС...
-
Определение глубины заложения фундамента Принятая глубина заложения фундамента соответствует сечению 2-2 dF = 1,65 м от отметки пола подвала, высота...
-
Выбор и конструирование внутренней канализации Система внутренней канализации проектируется для отвода хозяйственно-бытовых, производственных и ливневых...
-
Табл. 5 - Исходные данные к построению циклограммы Наименование Работ Затраты Труда Чел-см Число Рабо- Чих Число Смен Продол- Ть Работ Кол-во Захваток...
-
Берегоукрепление предназначено для защиты береговых сооружений от подмыва, для закрепления и сохранения благоприятной формы и положения русла реки,...
-
Длина плоского укрепления на выходе из трубы назначается из условия: LУкр=4d=3м. Ширина укрепления рассчитывается по углу растекания б=30?, расчет...
-
Оптимизация проекта по методу PERT - Строительство производственного помещения
Для анализа проекта по методу PERT необходимо вывести на экран панель инструментов с кнопками для запуска всех необходимых средств. Для этого...
-
Расчетная схема Колонна принята сечением bк?hк и высотой hэт. Колонны среднего ряда рассчитывают с учетом конструктивной схемы промышленного здания...
Метод бионического конструирования - Метод бионического конструирования в архитектурном проектировании