Биомиметические принципы в современном архитектурном проектировании

Биомиметическая архитектура – это современная философия архитектуры, которая ищет решения для устойчивости в природе, а не путем репликации естественных форм, но понимая правила, регулирующие эти формы [1]. Это многодисциплинарный подход к устойчивому дизайну, который следует ряду принципов, а не стилистических кодов. Это часть более крупного движения, известного как биомимика, а именно изучение природы, ее моделей, систем и процессов с целью получения вдохновения для решения техногенных проблем.

Архитектура давно вышла из природы как источник вдохновения. Биоморфизм или включение естественных существующих элементов в качестве вдохновения в дизайн, возможно, возникли с началом искусственных сред и остаются сегодня. Древние греки и римляне включали естественные мотивы в дизайн, такие как колонны, вдохновленные деревьями. Поздние античные и византийские арабеские усики – это стилизованные версии растения акантоса. Воронка Варро в Казинуме с 64 г. до н.э. восстановила мир в миниатюре. Пруд окружал куполообразную структуру на одном конце, в которой находилось множество птиц. Каменный колоннадный портик имел промежуточные колонны живых деревьев [2].

Церковь Святого Семейства Антони Гауди, начатая в 1882 году, является известным примером использования функциональных форм природы для ответа на структурную проблему. Он использовал столбцы, которые моделировали ветви навесов деревьев для решения проблем статики в поддержке хранилища.

Органическая архитектура использует природно-вдохновленные геометрические формы в дизайне и стремится к повторному соединению человека с его или ее окружением. Кендрик Bangs Kellogg, практикующий органический архитектор, считает, что «прежде всего, органическая архитектура должна постоянно напоминать нам о том, чтобы не принимать Мать-Природа как должное, работать с ней и позволять ей руководить вашей жизнью. Ингибируйте ее, и человечество станет проигравшим». Это согласуется с другим руководящим принципом, который заключается в том, что форма должна следовать за потоком и не работать против динамических сил природы. Комментарий архитектора Даниэля Либермана об органической архитектуре как движении подчеркивает роль природы в строительстве: «… более точное понимание того, как мы видим, своим умом и глазом, является основой всего органического. Человеческий глаз и мозг эволюционировали в течение эонов времени, большинство из которых находились в огромном безмятежном и немощенном ландшафте нашей эдической биосферы! Мы должны пойти на природу для наших моделей сейчас, это ясно!». Органические архитекторы используют искусственные решения с эстетикой, вдохновленной природой, чтобы познать природу, а не полагаться на решения природы, чтобы ответить на проблемы человека [3].

Метаболистская архитектура, появившаяся в Японии после Второй мировой войны, подчеркнула идею бесконечных изменений в биологическом мире. Метаболисты продвигали гибкую архитектуру и динамичные города, которые могли бы удовлетворить потребности меняющейся городской среды. Город уподобляется человеческому телу тем, что его отдельные компоненты создаются и устаревают, но сущность в целом продолжает развиваться. Подобно отдельным клеткам человеческого тела, которые растут и умирают, хотя человеческое тело продолжает жить, город тоже находится в непрерывном цикле роста и изменений. Методология Метаболистов рассматривает природу как метафору антропогенного. Хеликс-Сити Кишо Курокавы моделируется после ДНК, но использует его как структурную метафору, а не ее основные качества в целях генетического кодирования [4].

Биомиметическая архитектура выходит за рамки использования природы как вдохновения для эстетических компонентов построенной формы, но вместо этого стремится использовать природу для решения проблем функционирования здания. Биомимика означает подражать жизни и происходит от греческих слов bios (life) и mimesis (имитировать). Движение – это отрыв от новой науки, определенной и популяризированной Яниной Беньюсом в ее книге 1997 года «Биомимика: инновации, вдохновленная природой», которая изучает природу, а затем имитирует или берет вдохновение из своих проектов и процессов для решения человеческих проблем [3]. Вместо того, чтобы думать о здании как о машине для жизни, биомимика просит архитекторов подумать о здании как о живом существе для живого существа.

Биомиметическая архитектура использует природу как модель, меру и наставник для решения проблем в архитектуре. Это не то же самое, что биоморфная архитектура, которая использует природные существующие элементы как источники вдохновения для эстетических компонентов формы. Вместо этого биомиметическая архитектура рассматривает природу как модель для подражания или вдохновения из естественных конструкций и процессов и применяет ее к искусственному искусству. Он использует природу в качестве меры, означающей, что биомимика использует экологический стандарт для оценки эффективности человеческих инноваций. Природа как наставник означает, что биомимика не пытается использовать природу, извлекая из нее материальные блага, но ценит природу как нечто, чему могут научиться люди.

Архитектурные инновации, реагирующие на архитектуру, не должны напоминать растение или животное. Если форма является неотъемлемой частью функции организма, то здание, смоделированное по процессам жизненной формы, может оказаться похожим на организм. Архитектура может эмулировать естественные формы, функции и процессы. Хотя современная концепция в технологический век, биомимика не влечет за собой внедрение сложных технологий в архитектуру. В ответ на предшествующие архитектурные изменения биомиметическая архитектура стремится двигаться к радикальному увеличению ресурсоэффективности, работать в замкнутой контуре, а не линейно (работать в замкнутом цикле, который не требует постоянного потребления ресурсов для работы), и полагаться на солнечную вместо ископаемого топлива [4]. Проектный подход может либо работать от дизайна к природе, либо от природы до дизайна. Дизайн для природы означает определение проблемы проектирования и поиск параллельной проблемы в природе для решения. Примером этого является бионический автомобиль DaimlerChrysler, который смотрел на бомбу, чтобы построить аэродинамическое тело. Природный метод дизайна – это логически обоснованный дизайн, основанный на решении. Дизайнеры начинают с определенного биологического решения в виду и применяют его к дизайну. Примером этого является лотоанская краска Sto, которая является самоочищающейся, идея, представленная цветком лотоса, которая становится чистой от болотистых вод.

Биомимика может работать на трех уровнях: организме, его поведении и экосистеме. Здания на уровне организма имитируют определенный организм. Работа на этом уровне сама по себе, без подражания тому, как организм участвует в более широком контексте, может оказаться недостаточным для создания здания, которое хорошо сочетается с окружающей средой, потому что организм всегда функционирует и реагирует на более широкий контекст. На уровне поведения здания имитируют поведение организма или связаны с его более широким контекстом. На уровне экосистемы здание имитирует естественный процесс и цикл большей окружающей среды. Принципы экосистемы следуют за тем, что экосистемы зависят от современного солнечного света; оптимизировать систему, а не ее компоненты; настроены и зависят от местных условий; разнообразны по компонентам, отношениям и информации; создать условия, благоприятные для жизни; и адаптироваться и развиваться на разных уровнях и с разной скоростью. По сути, это означает, что ряд компонентов и процессов составляют экосистему, и они должны работать друг с другом, а не с тем, чтобы экосистема работала плавно. Чтобы архитектурный дизайн имитировал природу на уровне экосистем, он должен следовать этим шести принципам.