انسان از بدو پیدایش تاکنون در طبیعت به دنیا آمده و در طبیعت زندگی می‌کند. طبیعتی که به دلیل ناشناخته بودنش همواره در آن کند و کاو کرده است. این ناشناختگی باعث شد تا بشر بیشتر در طبیعت کنجکاوی کند و از دل آن تکنولوژی و هنر را بیرون بکشد.
با پیشرفت‌هایی که طی هزاران سال در زندگی بشر رخ داد لزوم پیدا کردن ارتباط منطقی بین سیستم‌های ماشینی و سیستم‌های زنده طبیعی اهمیت بالایی پیدا کرد. حال ممکن است این سوال برای شما پیش بیاید که این موارد چه ارتباطی با معماری دارد؛ در ادامه با هلدینگ آژند آشیانه همراه باشید تا به جواب این سوال پی ببرید.
مفهوم واژه بیونیک:
برای تعریف معماری بیونیک ابتدا باید واژه ی “بیونیک” را تعریف کرد. واژه ی “بیونیک” از ترکیب دو لغت “بیولوژی” و “تکنیک” به معنای زیستار شناختی یا به کارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت که به فارسی “زیست فنی” میباشد بیان گردیده است.
بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه ی تمامی سیستم‌های زنده میدانند. امروزه هرجا سخن از تکنولوژی به میان می‌آید تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی به ذهن می‌آید اما اگرکمی به مسیرتکنولوژی دقت کنیم هر پدیده صنعتی یا ساختمانی، از الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است.
هم اکنون بیونیک از هر جهت، هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است. از رهاورد تحقیقات علمی، با تلفیق دو واژه «بیولوژی» و «تکنیک»، علم «بیونیک» را به عنوان دانشی که مسایل فنی را از را ههای زیستی حل می‌کند، بنا نهاده‌اند.
معماری بیونیک:
جنبشی در طراحی و ساخت ساختمان های بروزگرا است که طرح و خطوط آن از شکل‌های طبیعی (مثلاً بیولوژیکی) اقتباس شده‌است. در واقع معماری بیونیک، رویکردی است که برای خلاقیت و نوآوری در طراحی‌های معماری از طبیعت الهام می‌گیرد و مسائل فنی معماری را از طریق الگوگیری از طبیعت حل می کند.
معماری بیونیک به زبان ساده به معنای زنده جلوه دادن ساختمان است. در واقع یکی از تمایلات مهم این توع از معماری، زنده‌نمایی مصالح سردی است که مرده به نظر می‌رسند.
یکی از موارد جالبی که در مورد آفرینش انسان وجود دارد این است که طبیعت در نهایت تبدیل به طراح و معمار نهایی شده است. گیاهان و جانوران توانسته‌اند طی سالها با تزئینات و طراحی‌های خود بر مسائل و مشکلات محیط زیستی فائق بیایند. انسان نیز به دلیل تمایل ذاتی خود به طبیعت همواره سعی داشته تا در ساخت و طراحی مکان‌ها و وسایل مورد نیاز خود از طبیعت و محیط زیست اطراف خود الهام بگیرد.
بیونیک درواقع سه بخش دارد:
علم سیستم هایی که کار آنها از سیستم های زنده گرفته شده است ( ساختار اصلی )
علم سیستم هایی که خصوصیاتی شبیه خصوصیات سیستم های زنده را دارند. ( مکانیزم ها )
علم سیستم هایی که از نظر ظاهر به سیستم های زنده شبیهند ( دریافت های حسی فرم )
و در واقع هر محصول سه عنصر اصلی بنامهای ساختار، مکانیزم و فرم را داراست و روابط عملکردی موجود با فرم و مواد به صورت زیر می باشد:
آنالیز فرم :
۱-فرم پایه
۲-فرم پیچیده
۳-تعین تناسبات و اندازه
۴ – آنالیز مکانیزم
۵-آنالیز رابطه ی فرم
۶- آنالیز رابطه ی عملکرد
روند طراحی در معماری بیونیک:
۱- انتخاب موجود زنده (پدیده مور نظر در طبیعت)
- جانوران
- گیاهان
- آغازیان، تک سلولی‌ها
۲- شناسایی خصوصیات زیستی
- محیط زندگی: شرایط محیط، دما، رطوبت، فشار و صوت
- عکس‌العمل‌ها: منابع حیاتی، سیستم‌های تنفسی، مواد غذایی
- خصوصیات فیزیکی: شرایط همزیستی، سازگاری و ناسازگاری مستقیم و غیر مستقیم
- روابط سیستماتیک: آمار تجمعی و پراکندگی زیستی، شرایط خاص جغرافیایی
۳- شناسایی خصوصیات معماری
- ساختارهای داخلی
- روابط سیستماتیک
- پیکره اصلی موجود: عناصر میکرو و تناسبات هندسی، عناصر ماکرو، مواد و نسبت‌ها
ویژگی های معماری بیونیک:
همانطور که تا اینجا از توضیحات داده شده متوجه شدید، تمامی نمونه های معماری بیونیک بر یک اصل و ویژگی مشترک استوار هستند؛ استفاده و الهام از ساختارهای طبیعی برای ساختمان ها و فناوری های مختلف.
بنابراین خصوصیات معماری بیونیک را می توان به شکل خلاصه این چنین بیان کرد:
- استفاده از متریال هایی که به نمونه های طبیعی و ساختار آنها شباهت بیشتری دارند
- تأکید بر استفاده از المان های طبیعی برای افزایش مقاومت و استحکام ساختمان
- لزوم الهام گیری از ارگانیسم ها و ساختارهای زنده برای ساخت ساختمان ها
- سازه های متنوع بر اساس اصول مهندسی برگرفته از نمونه های طبیعی و موجودات زنده
- استفاده از انرژی های طبیعی برای کنترل میکرو اقلیم ها در داخل ساختمان های اداری، تجاری و مسکونی
مزایا و معایب معماری بیونیک:
مزایای معماری بیونیک در دنیای امروزی بسیار زیاد و متنوع است اما شاید بتوان گفت که بزرگترین مزیت آن این است که به ثبات و پایداری محیط زیست کمک بیشتری می کند چون از متریال های تجدیدپذیر، انرژی های طبیعی و الگوهای زنده کمک می گیرد. البته از جمله فواید معماری بیونیک باید به کاهش استفاده از متریال هایی مثل فولاد و بتن نیز اشاره کرد که در نهایت صرفه جویی عظیمی در منابع و سرمایه های جاری خواهد شد.
ولی عیب معماری بیونیک هم بیش از حد تکنیکی بودن آن است به همین دلیل معماران باید بسیار حرفه ای و دانش آموخته از مراکز بسیار معتبر باشند. به عنوان مثال در پروژه ایست گیت یا مرکز دروازه شرقی در هراره پایتخت کشور زیمباوه، قوانین بسیار سختگیرانه ای داشت و معماران آن ادعا می کردند که دیوارهای خارجی این بنا نباید تحت نور مستقیم خورشید باشند و نسبت به پنجره به دیوار باید حدود ۲۵% باشد و پنجره ها باید کاملا عایق در نظر گرفته شوند تا در برابر آلودگی و نویز و آب و هوای غیر قابل پیش بینی مقاومت نشان دهد.
مصالح مورد استفاده در معماری بیونیک:
متریال و مصالح معماری بیونیک براساس خصوصیات فیزیکی و ترکیبات شیمیایی مواد بیولوژیکی است تا از آنها به نحوی مؤثر در صنعت ساختمان سازی و معماری استفاده کنند. هدف نهایی این است که استفاده از این متریال ها در نهایت منجر به افزایش عملکرد و بهبود کارکرد ساختمان و مقاومت کلی آن شود.
علم مواد در معماری بیونیک به عنوان شاخه جدیدی از مهندسی و معماری به خدمت گرفته شده تا بتوانند به کمک معماری بیونیک، ساختمان های سبز یا الهام گرفته از طبیعت بسازند. با این کار استفاده از منابع به شدت کاهش پیدا کرده و انتشار کربن و گازهای مضر نیز کاهش زیادی پیدا می کند که در راستای هدف کلی محیط زیست یعنی کاهش گرمای زمین و گازهای گلخانه ای است.
رایج ترین مصالح و متریال های مورد استفاده در معماری بیونیک عبارتند از:
- TIW
- کرتین های وال های شیشه ای دو جداره (DGCW)
- دیوارهای ترومب (Trombe)
- متریال هایی شبیه به کندو زنبور عسل
- متریال های با خاصیت خود پاک کنندگی (Self-Cleaning)
- متریال های با خاصیت خود ترمیمی (Self-Healing)
این موارد در حال تکمیل شدن هستند و روز به روز به تنوع مصالح افزوده می شود.
انواع سازه های بیونیک:
هدف اصلی معماری بیونیک ایجاد ساختمان هایی است که با الهام از طبیعت بهترین سازگاری را با محیط داشته و از نظر استحکام نیز بسیار قدرتمند عمل می کنند. در حال حاضر سازه های بیونیک را می توان در انواع مختلفی معرفی کرد که هر یک از موجود زنده ای الهام گرفته شده اند. به طور کلی انواع سازه های بیونیک به شرح زیر هستند:
- سازه های کابلی با الهام از تار عنکبوت
- سازه های صدفی با الهام از صدف دریایی، حلزون، تخم مرغ و پوست آجیل
- سازه های غشایی، چادری، پارچه ای یا ممبران با الهام از سلول
- سازه های حفره مانند
- سازه های کمانی شکل
- سازه های پاف مانند و برجسته
- سازه های پیچشی و اسپیرال
پیشگامان معماری بیونیک:
همانطور که از ابتدای مطالب تاکنون به آن پرداخته ایم، بیونیک در معماری از صدها سال پیش تاکنون مرکز توجه زندگی انسان ها به خصوص معماران بوده است. شاید بتوان گفت که از پیشگامان معماری بیونیک، لئوناردو داوینچی است که برای ساخت بسیاری از اختراعات خود از جمله ماشین پرنده از ساختار و بیولوژی موجودات زنده الهام گرفته است.
پس از او و در حدود ۴۰۰ سال بعد که صحبت از ماشین های پرنده شده، معماری بیونیک با الهام از بدن خفاش به کمک ما آمده است. زیر دریایی ها نمونه دیگری هستند که از دلفین ها الهام گرفته شده اند.
چارلی لوکستون از دیگر پیشگامان طراحی معماری بیونیک است فردی که با هر کدام از سازه ها و ساختمان های خود ما را به دل طبیعت می برد.
از دیگر پیشگامان مبانی معماری بیونیک می توان به:
- گرگ لین (Greg Lynn)
- بیتس اسمارت (Bates Smart)
- نیکولاس گریمشاو (Nicholas Grimshaw)
- سانتیاگو کالاتراوا (Santiago Calatrava)
- کن یینگ (Ken Yeang)
- دانیل لیبسکیند (Daniel Libeskind)
- جان کاپلیکی (Jan Kaplický)
- موتی بودک (Moti Bodek)
- سسیل بالموند (Cecil Balmond)
- وینسنت کالبوت (Vincent Callebaut)
- ژک روژری (Jacques Rougerie)
این اشخاص از مهمترین معماران معماری بیونیک در جهان هستند که هر یک با آثار خود سبب تحولات عظیمی در این سبک و نگاه ما به معماری مدرن شده اند.
مهم ترین بناهای بیونیک در جهان:
۱.برج پیچنده :
برج پیچنده آسمان خراشی است در شهر مالمو سوئد که به دست معمار، مهندس عمران و هنرمند اسپانیایی سانتیاگو کالاتراوا طراحی و در اوت ۲۰۰۵ به‌طور رسمی افتتاح شده‌است.این برج شامل ۹ مکعب است که حول یک محور مرکزی پیچ خورده‌اند. بالاترین بخش برج ۹۰ درجه نسبت به سطح مبنای آن چرخیده‌است. در اصل هر طبقهٔ این برج شامل مقطعی مستطیلی است که حول محور مرکزی آن با زاویه‌ای مشخص چرخیده و به یک مقطع سه گوش متصل شده که یک داربست فولادی آن را محیط کرده‌است.
دو مکعب پنج طبقه از نه مکعبی که روی هم قرار گرفته‌اند به فضای اداری اختصاص یافته‌است. ۱۴۹ آپارتمان زیبا و شیک نیز در طبقه‌های بالایی قرار دارند. کالاتراوا در این طرح از اسکلت بدن انسان در هنگام چرخش نود درجه الهام گرفته‌است. در چرخش نود درجه بدن در پیچش قرار دارد و در برابر کمانش مقاومت می‌کند. چرخش نود درجه در یونان باستان فرمی کامل به شمار می‌رفته‌است و تندیس ورزشکاران را در این حالت می‌ساختند.
۲.برج مخابراتی بارسلونا:
کالاتراوا سازه‌ای درخت مانند ساخته است، ولی این طرح نیز فرم اسکلت را به ذهن مُتبادر می‌کند. پشت این قضیه، اصل تکرار مستتر است. چون چه در درختان و چه در ستون فقرات، یک فرم دیکته شده که در آن شالوده (پایه) ضخیم‌‌تر از تارک (رأس) است.
۳.شهرک علوم و فنون والنسیا:
در حال حاضر این گردشگاه، با دو پل که توسط کالاتراوا طراحی شده است، قطع می شود. کالاتراوا می گوید: از آنجا که سایت پروژه با دریا ارتباط ندارد و شهر والنسیا، شهری با آب و هوای خشک است، تصمیم گرفتم تا آب را به عنوان یک مؤلفه شاخص در کل سایت به کار گیرم و از آن برای انعکاس معماری، استفاده کنم. تالار آن شبیه به یک نیمکره با یک جفت ورودی بزرگ مثلثی شکل است که در آکس محورهای پیاده خودنمایی می کند.
از طرف دیگر، وجود آب در کنار این ساختمانها جلوه آنها را دوچندان می کند. بخش پایینی آنها با سطح تمام شیشه، شبیه به ورودی های انبار مشهور کالاتراوا است که در سال ۱۹۸۵ به نام انبار ارنستینگ در کوئسفلد آلمان افتتاح شد. هندسه آن انبار برگرفته از پلک باز چشم است که این جا در مقیاس بسیار بزرگ ارائه گردیده است .
۴.مرکز تجاری بیرمنگام:
یان کاپلیکی فرم این مرکز را طراحی کرده است.این بنا از دو پوسته ی داخلی و خارجی تشکیل شده است . پوسته بیرونی بنا از ۱۵۰۰۰ دیسک آلومینیومی تشکیل شده است. منافذ این پوسته به حداقل کاهش یافته فروشگاه در پوسته داخلی قراردارد. پوسته خارجی آن مثل چشم مگس یا به پوسته خزندگان بی شباهت نیست.
۵.استادیوم المپیک مونیخ:
معماری منحصر به فرد استادیوم المپیک مونیخ در کشور آلمان که توسط دو معمار و طراح مشهور به نام‌های فری اوتو و گونتر بنیش در سال ۱۹۷۲ میلادی ساخته شده است، علی‌رغم گذر سال‌های طولانی از آن؛ همچنان یک طرح معمارانه پیشرو و از آثار تأثیرگذار در معماری جهان محسوب میشود. در ساخت این سازه ۴۰ ساله، نهایت نبوغ در طراحی و معماری به کار رفته است. این معماران در طراحی خود تلاش کردند تا از فراز و نشیب و نواخت طبیعی موجود در کوه‌های آلپ، الهام گرفته و طراحی استادیوم را بر این اساس بسازند.
نتیجه به دست آمده از این طرح اولیه، یک سازه زیبا بود که به نظر می‌رسید مانند ابر در بین استخر بزرگ و سالن ژیمناستیک، شناور است. از ویژگی های معماری استادیوم المپیک مونیخ ،ساختاری با وزن سبک را به وجود می آورند که در آن تنش ها با استفاده از سیستم پشتیبانی و کابل برطرف می شوند.
آنها قبل از استفاده از محاسبات ریاضی از رویه های برای تعیین شکل و رفتار سطح پوشش استفاده کردند.سطح کششی مداوم که در تمام ساختمان های اصلی بازی های المپیک منشعب شده است ، به یک سیستم ساختاری درختی شاخه شاخه متصل است که باعث ایجاد یک سری حجم در سر تا سر سایت میشود.
۶.استادیوم ملی پکن:
استادیوم ملی پکن (استادیوم ملتی‌نال) با نام محلی “برد هاواکا” طراحی شده است. این استادیوم از طراحی لانه پرنده الهام گرفته است که به عنوان یک نماد منحصر به فرد از معماری مدرن شناخته میشود. سبک معماری استادیوم پکن به عنوان یکی از آثار برجسته معماری مدرن در جهان شناخته میشود.
۷.ساختمان ضد مه و دود پاریس:
این ساختمان توسط معمار معروف و از پیشگامان معماری بیونیک یعنی وینسنت کالبوت ساخته شده که فضاهای داخلی بسیار زیادی دارد. کاربرد این ساختمان برای گردهمایی، گالری های عمومی یا جلسات خصوصی و محرمانه است. این ساختمان بر روی کانال ها و خطوط ریلی متروکه در ناحیه ۱۹ پاریزین فرانسه با فناوری های زیستی ساخته اند. در سقف این ساختمان مرداب طبیعی ایجاد کرده اند و نمای کل شهر را خواهید داشت. این ساختمان مه و دود اطراف را جمع کرده و محیط را پاک سازی می کند.
۸.برج روبلینگ در کنتاکی کانادا:
این ساختمان ۲۰ طبقه بسیار زیبا یکی از شاهکارهای معماری بیونیک است. در این ساختمان یک استخر شنا و ۷۰ واحد مسکونی، یک فضای عمومی بزرگ برای برگزاری رویدادهای مختلف، امکانات و تجهیزات برای براغ و یک رستوران در طبقه پلازا قرار داده اند. معماری برج بیونیک روبلینگ توسط دانیل لیبسکیند ساخته شده و به شکلی است که از هر واحد می توانید ویو اسکای لاین داشت.
۹.مرکز ملی فضایی بریتانیا:
یکی از شاهکارهای معماری بیونیک و البته از جاذبه های گردشگری انگلستان باید به مرکز ملی فضایی بریتانیا اشاره کرد. یکی از اولین بناهای معماری بیونیک که در دنیای مدرن ساخته شد همین مرکز ملی فضایی انگلستان است که معمار آن نیکولاس گریمشاو بوده و کل ساختمان از فولاد سبک ساخته شده است. کل ساختار با الهام از موشک یا پرتابه های فضاپیما ساخته شده و روکش ساختمان از اتیلن تترافلوئوراتیلن است.
۱۰.برج خم بیو:
تاریخ نشان داده است که چه یک جنگجوی قوی و یا یک امپراطوری بزرگ فرقی نمی‌کند و همه به نحوی میل به جاودانگی دارند. این میل به جاودانگی، آنها را وادار به روی آوردن به معماری و ساخت سازه‌هایی کرده است که قرن ها پس از نابودی خودشان بر روی زمین باقی بماند.
این پروژه معماری بیودیزاین بینطیر، هدیه ایست به مردم دنیا تا پیام آشتی با طبیعت را ببینند و به آن رو بیاورند. طراح این سازه وینسنت کالبوت است و ما امیدواریم هرچه زودتر این سازه بینظیر را مشاهده کنیم.
در طراحی شهرک مسکونی و یا هر نوع ساختمان اداری و تجاری می توان برساس تحلیل معماری بیونیک و اصول آن عمل کرد تا علاوه بر صرفه جویی در هزینه ها، با ساختاری بسیار مستحکم روبرو باشید.هلدینگ آژند آشیانه از معدود شرکت های طراحی و معماری ایران است که قادر به ارائه پیشنهاد و طرح های علمی و اصولی براساس مبانی و مفاهیم معماری بیونیک می باشد. شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس حاصل فرمایید.
