Биомиметические принципы формообразования вертикальных ферм как новой типологии в агропромышленной архитектуре

В статье рассмотрена взаимосвязь применения биомиметических принципов и формообразования вертикальных ферм. Актуальность применения данных принципов определяется рядом экономических, экологических, социальных, планировочных проблем. Также их использование способно повысить адаптационные характеристики архитектуры.

Уровни заимствования природных характеристик (организм, поведение, экосистема) и природные типологии (форма, конструкция, материал, процесс, функция) были рассмотрены на примерах концептуальных проектов вертикальных теплиц.

Анализ архитектурных проектов доказывает, что использование природных характеристик позволит повысить эффективность и выразительность рассмотренных архитектурных объектов, форма которых является результатом применения полного комплекса биомиметических принципов, то есть применения единых подходов к развитию природной и архитектурной сред.

Новым витком в развитии архитектурной деятельности стало появление биомиметической архитектуры. Жители крупных мегаполисов столкнулись с рядом экономических, экологических, социальных и планировочных проблем. Также актуальной задачей стало повышение адаптационных характеристик архитектурных объектов и систем. Возможность трансформироваться и адаптироваться к быстро меняющимся внешним и внутренним условиям ярко представлена на примере живых организмов. Способность к эволюции, соответствию актуальным особенностям среды, в которой находится природный объект, повышает его жизнеспособность. Сегодня архитектурная среда в данном аспекте сильно проигрывает природной. Данные условия обусловили желание создавать эффективную архитектуру, а также поиск новых форм. Так зародилась органичная биомиметическая архитектура.

Как известно, одним из негласных правил в архитектуре является соответствие внешнего облика здания его внутреннему содержанию (конструкция, функция). Конструктивные особенности здания определяют его внутреннее пространство и внешнюю оболочку. Функция, по мнению автора, играет первоочередную роль при формировании объема. Во– первых, внутреннее пространство должно соответствовать той жизни, которая протекает внутри, должно быть удобно при эксплуатации. Внешняя оболочка здания является ориентиром для человека, находящегося снаружи. По фасаду человек должен понимать, каково назначение объема, стоит туда заходить или нет. Такое четкое соответствие формы, конструкции и функции можно наблюдать в природе. При формировании нового типа агропромышленной архитектуры, такого как вертикальные фермы, часто прибегают к заимствованию природных форм, к биомиметике.

Понятие «биомиметика» (лат. bios – жизнь и mimesis – подражание) подразумевает под собой «создание устройств, приборов, механизмов или технологий, идея и основные элементы которых заимствуются из живой природы» [1]. Основной целью архитектурной биомиметики является изучение и использование «достижений природы» для повышения качества архитектуры, а также гармонизации природной и городской сред.

Биомиметические принципы, то есть применение единых подходов к развитию природной и архитектурной сред, способны разрешить ряд задач, возникших в архитектурной сфере человека. Этот подход поможет усовершенствовать архитектурную практику, сделав искусственную среду более устойчивой к внешним воздействиям, более комфортной и удобной для человека и менее вредоносной для окружающей среды, а также повысить выразительность архитектурной среды. Также актуальной задачей, поставленной перед архитектурным проектированием с использованием биомиметических принципов, является развитие адаптационных возможностей искусственной среды, основанное на изучении индивидуального развития живого организма (онтогенез) и эволюционирования вида (филогенез).

Если рассматривать систематизацию заимствования биомиметических принципов в настоящее время стоит выделить систему, выведенную Джанин Бениус, американского исследователя в сфере биомиметики, и дополненную Педерсен Зари. Данная схема состоит из двух перекрестных систем, одна состоит из пяти типов заимствования – формы, конструкции, материала, процесса и функции – а другая – из трех различных уровней заимствования – организма, поведения и экосистемы. Получается, что данная система позволяет комплексно оценить заимствование природных характеристик в

архитектурном проекте. Типы заимствования отражают элементы живой природы, которые подвергаются исследованию, анализу и использованию необходимых характеристик. Уровни заимствования отражают то, какой конкретно объект или группа объектов подвергнуты изучению. На уровне организма изучаются живые организмы, их строение, поведение, жизнедеятельность. На уровне поведения исследуется то, что было сделано живым организмом, например их постройки для жилья или другие сооружения. На данном уровне также исследуются форма природного объекта, особенности конструкции, качественные характеристики материала, принципы его работы и функционирования. Третий уровень, подразумевающий изучение экосистемы, исследует комплексные природные системы, то есть взаимодействие различных живых организмов и самой среды как, с одной стороны, условия их взаимодействия, а, с другой, его результат. Третий уровень наиболее сложен для изучения и требует тесного сотрудничества специалистов естественных наук и архитекторов для достижения максимального эффекта. Но в то же самое время он максимально эффективен в цели достижения устойчивой и комфортной архитектурной среды, способной существовать в гармонии с природной [2].

Ниже приведена таблица по совмещению уровней и типов заимствования с краткой расшифровкой, (Таблица №1) выполненная на основе материалов статьи Maibritt Pedersen Zari [3].