МЕТОД БИОНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

МЕТОД БИОНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ
ПРОЕКТИРОВАНИИ
В. И. Иовлев,
канд. арх., профессор, зав. каф. основ архитектурного проектирования, УралГАХА,
Екатеринбург
[email protected]
Д. Н. Бочкарев,
студент факультета архитектуры УралГАХА, Екатеринбург
[email protected]
METHOD OF BIONIC STRUCTURE IN ARCHITECTURAL DESIGN
Mr. Valery I. Iovlev,
Candidate of Architecture, professor of the Department of Foundations of Architectural Design,
USAAA, Ekaterinburg
[email protected]
Mr. Dmitry N. Bochkarev,
Student of Architectural faculty, USAAA, Ekaterinburg
[email protected]
В настоящее время получают быстрое развитие новые методы архитектурного
проектирования, основанные на современных методологиях. Одним из таких направлений
является экологический подход. Данный подход ориентирован не только на использование
современных технологий, но и на художественное решение архитектурного пространства. В
частности, одним из направлений совершенствования архитектурной среды является
использование аналогий с природными формами. Данные формы являются идеальными как в
художественно-эстетическом, так и в инженерно-конструктивном аспектах.
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 формальнокомпозиционном, 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 мостапавильона 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.
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).
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
Рис. 1. Градостроительная схема размещения моста-павильона
Рис. 2. Фасад моста-павильона
Рис. 3. Схема генерального плана моста-павильона
Рис. 4. Разрез сегмента моста на понтоне
прожилка в листе самого растения. Мост изгибается, соединяя два берега пруда
(рис.3,4).
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]. 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.
Бионическое конструирование расширяет возможности архитектора в создании
функционально-совершенных,
тектонических
и
художественно
выразительных
пространственных форм. Благодаря этому появляются новые решения композиции
архитектурных сооружений.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Ажнина Е. Бионика: природа знает лучше [Электронный ресурс]: Интернет-журнал
Человек без границ. URL: http://www.bez-granic.ru/index.php/vse-rubrikizhurnala/kakustroenmir/ (дата обращения: 30.05.2015)
2. Благовещенский, Ф. А. Архитектурные конструкции: учебник [Текст] / Ф. А.
Благовещенский, Е. Ф. Букина. – М.: Архитектура-С, 2011. – 232 с.
3. Иовлев, В. И. Архитектурное пространство и экология: монография [Текст] / В. И.
Иовлев. – Екатеринбург: Архитектон, 2006. – 287 с.
4. Лебедев, Ю. С. Архитектура и бионика [Текст] / Ю. С. Лебедев. – Изд. 2-е. перераб. и
доп. – М.: Стройиздат, 1977. – 221 с.