Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (СИБСТРИН)

Кафедра АГС

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

Архитектурная бионика и экология города

Выполнила: студентка 514 гр.

Томилова А.Ю.

Проверил: Булгач Р.В.

Новосибирск, 2013

Оглавление

• Введение
• 1. Экология города: современное представление
• 1.1 Рост городов и деградация природной среды как естественной фактор развития общества
• 1.2 Отражение природных концепций в градостроительтве
• 2. Архитектурная бионика
• 2.1 Понятие архитектурной бионики
• 2.2 Использование достижений бионики в архитектуре
• Заключение


Введение

Термин "экология" предложен Э. Геккелем в 1866 г. Экология имеет естественнонаучные корни. В 20 веке, в связи с усилением воздействия человека на природу экология приобретает значение научной основы для рационального природопользования. Современная экология. занимается изучением вопросов, связанных с практическими проблемами охраны природной среды, закономерностями взаимодействия общества и природы.

Одним из основных специальных знаний строительной экологии является строительная (архитектурная) бионика. Архитектурная бионика -специфическое направление в архитектурной теории и практике, изучающее возможности использования формообразования структур живой природы применительно к архитектурным сооружениям и городским структурам. Получила свое развитие во второй половине 20 века.

Цель архитектурной бионики состоит в максимальном соединении природы и урбанизированных ландшафтов. Основными принципами являются изучение и активное внедрение законов формирования и структуры живых тканей в строительство зданий. Для этого осуществляется полный анализ систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Применяя в строительстве «опыт природы», мы становимся свидетелями появления не только непривычных по внешнему виду, но и резко отличающихся по физическим свойствам сооружений, которые, тем не менее, обладают большей прочностью и устойчивостью, а также гармоничнее вписываются в естественную окружающую среду.

1. Экология города: современное представление

При освоении новых территорий и строительстве первых городов природный фактор имел решающее значение. Со временем природа отступила -- ее существование в городе все больше становится или фрагментарным: в виде парков, скверов, отдельных зеленых насаждений, или скрытым: в виде заключенных в коллектор ручьев и речек. Подобная форма существования природы обусловлена возрастающими экономическими, жилищными, транспортными, коммуникационными потребностями, ведущими к сокращению природных территорий, их видоизменению. Сомнению подвергается возможность сохранения даже фрагментов природы в их естественном виде -- влияние города слишком велико. Привычных мероприятий по охране природы, "озеленения и благоустройства" явно недостаточно, чтобы сдерживать очевидный процесс деградации природы в городе и создавать полноценную среду, не лишенную эстетических качеств.

Уязвимость существования природы в городе усугубляется ее обособленностью от городской среды, отсутствием архитектурно-ландшафтных связей. Как следствие -- памятники природы, представляющие историческую или эстетическую ценность, не выявлены и не раскрыты для городской среды.

Назрела необходимость соотнести современные условия города и возможные формы существования в них природы, определить ее роль в современной городской среде как полноценного элемента этой среды.

Освоение городских территорий затрагивает, прежде всего, "слабые" звенья природной цепи. Засыпаются мелкие ручьи и реки. Преобразования касаются и более крупных природных объектов города, если они становятся препятствием в решении хозяйственных городских проблем. Наибольшие изменения претерпевает один из главных природных компонентов -- земля, что и является основной причиной в перемене природного ландшафта. Строительство, прокладка инженерных и транспортных коммуникаций ведут к неизбежному исчезновению естественной растительности и трансформации почвы. С течением времени процесс деградации существующего ландшафта усугубляется. К антропогенным воздействиям относятся: асфальтовое покрытие улиц, препятствующее нормальному влаго- и воздухообмену; дополнительное освещение растений в ночное время; уплотнение почв в местах высокой рекреационной нагрузки. Многие антропогенные воздействия города на природное окружение отличаются наличием "цепных реакций" и масштабностью проявлений. Потеря одного из звеньев природного комплекса может привести к деградации всего комплекса, так как естественные компоненты взаимосвязаны и приспособлены друг к другу.

1.2 Отражение природных концепций в градостроительстве

Современные экологические концепции отражают соответствующее развитие производительных сил и опыт, накопленный в результате изучения влияния научно-технического прогресса на состояние окружающей природной среды.

На Западе специалисты выделяют целый ряд экологических концепций: концепции "пределов роста", "органического роста", "глобального управления", "экологической революции", "просветительские" и иные. Появление большинства из них связано с деятельностью Римского клуба - международной ассоциации экономистов, демографов, социологов, специалистов в области естественных наук:, представителей деловых кругов мира. Создан Клуб с целью подготовки прогнозов развития современного общества.

Авторы концепции пределов роста и других вариантов данной модели (нулевого развития, стабилизированного развития) полагают, что экологическую гармонию можно сохранить или восстановить путем определения соответствующих пределов перспективного развития экономики, научно-технического прогресса, а также управления демографической ситуацией.

Некоторые из вариантов этой концепции предусматривают требования относительно возвращения к нулевому развитию, искусственному свертыванию науки и техники до такого предела, при котором хозяйственная и демографическая нагрузки в обществе не будут превосходить ресурсные возможности природной среды.

Согласно другой модели - концепции органического роста - мировая экономика должна рассматриваться как совокупность региональных систем. С учетом этого необходимо дифференцированно подходить к экологии различных стран и территорий. Ключевым моментом при таком подходе является экономический и культурный уровень развития региона, территории, государства.

Авторы концепции классифицируют страны на богатые и бедные и предлагают обеспечить гармонию во взаимодействии общества и природы за счет перераспределения средств между государствами. Наиболее крепкие в экономическом отношении государства должны оказывать материальную, финансовую и иную помощь развивающимся странам.

Сторонники этих двух концепций стремятся привлечь внимание общества к охране окружающей природной среды, призывают объединить усилия при решении общих для человечества экологических проблем, однако методы реализации их идей, по сути, утопичны. Прежде всего потому, что не учитывается ряд принципиальных обстоятельств: невозможно остановить научно-технический прогресс, также бессмысленно требовать от общества стремления к так называемому нулевому развитию.

Концепция глобального управления базируется на идее единства и тесной взаимосвязи материального мира. Потому эффективность охраны природы планеты напрямую зависит от коллективных усилий всего международного сообщества. Сторонники концепции предлагают создать надгосударственный орган. Его решения и требования в области экологической политики должны стать обязательными для всех стран на планете.

В годы противостояния капиталистической и социалистической систем считалось, что эта концепция также вряд ли реализуема на практике. В современных условиях вполне возможно создание структуры, координирующей решение проблем использования и охраны окружающей среды в глобальном масштабе. Ученые­экологи придерживаются мнения, что такой орган можно наделить, например, функциями по оказанию экстренной экологической помощи бедствующим районам. Кроме того, данный орган мог бы внести свою лепту в подготовку комплексных программ по оздоровлению окружающей природной среды. Большую роль он может сыграть также при разработке способов экономического и дипломатического воздействия на страны, не выполняющие требований международных соглашений в области охраны окружающей среды.

Особое значение имеет сегодня концепция экологической революции. Революция, о которой упоминается в названии концепции, предусматривает качественные изменения в мышлении человека, а не потрясения в сфере научного, экономического, политического или социального развития общества. Потребительская психология природопользователя постепенно должна уступить место осознанию человеком необходимости рационального бережного хозяйствования на земле. Теория экологической революции предусматривает следующие требования:

· переоценка взглядов на природу как источник потребления;

· пропаганда охраны окружающей среды;

· изменение методов хозяйствования, которые способствуют загрязнению и истощению природной среды. В перспективе предполагается переход к системе хозяйствования, основанной на бережном использовании природных ресурсов.

С каждым десятилетием человечество все больше убеждается в том, что невозможно развивать экономику, не соблюдая требований в области охраны окружающей среды. При этом нельзя обеспечить выполнение требований охраны природы без поступательного экономического развития. Эта аксиома о взаимодействии экологии и экономики положена в основу концепции развития и охраны окружающей среды.

С учетом этой концепции строят свою деятельность международные организации, стратегическая цель которых - обеспечить сочетание общественного прогресса и сохранения окружающей природной среды во имя повышения качества жизни человека.

Появление новых экологических теорий, таких как концепции устойчивого развития, экологической безопасности и экологического благополучия, лишний раз подтверждает идею о том, что альтернатива ускоренного экономического роста - устойчивое социально­экономическое развитие. Главная причина экологических катастроф, как показывает практика, в том, что потребление природных ресурсов возрастает в ущерб физическому и духовному развитию человека. Международные форумы, посвященные проблемам экологической политики и миротворчества, способствуют формированию прогрессивных мировоззренческих основ и правовых норм. В 1995 году был принят "Общественно экологический кодекс", состоящий из двух разделов. Приоритетные тезисы первого раздела "Основы экологического сознания" предусматривают следующие положения:

· основой нравственного поведения является осознание человеком своей ответственности за все живое; стремление сохранять природу, любоваться ее красотой - признак культуры человека;

· бережное отношение к природным ресурсам - дело совести каждого человека, которому известно об ограниченности природных богатств.

"Нормы экологического права" - так называется второй раздел этого кодекса. Одно из его положений состоит в следующем: разрушение природной среды - аморально и является экологическим преступлением.

2. Архитектурная бионика

Архитектурная бионика представляет собой использования тех или иных средств и принципов организации живой природы в материальном производстве, к сфере которого примыкает архитектура.

Архитектурная бионика сходна с технической бионикой; однако, она настолько специфична, что образует самостоятельную отрасль и решает не только технические, но главным образом архитектурные проблемы.

Здесь особенно нужно подчеркнуть, что научные основы архитектурной бионики начали создаваться в Советском Союзе, особенно можно выделить работы архитекторов В.В. Зефельда и Ю.С. Лебедева.

Наиболее сложным этапом освоения в архитектуре природных форм является время от середины XIX и до начала XX в. На нём сказались бурное развитие биологии и небывалые успехи по сравнению с предыдущим периодом строительной техники.

Специфическая черта современного этапа освоения форм живой природы в архитектуре заключается в том, что сейчас осваиваются не просто формальные стороны живой природы, а устанавливаются глубокие связи между законами развития живой природы и архитектуры. На современном этапе архитекторами используются не внешние формы живой природы, а лишь те свойства и характеристики формы, которые являются выражением функций того или иного организма, аналогичные функционально-утилитарным сторонам архитектуры.

Важным моментом, сыгравшим свою роль в обращении архитекторов и конструкторов к живой природе, явилось внедрение в практику пространственных конструктивных систем, выгодных в экономическом отношении, но сложных в смысле их математического расчета. Прообразами этих систем во многих случаях были структурные формы природы. Такие формы начали успешно применяться в различных типологических областях архитектуры, в строительстве большепролетных и высотных сооружений, создании быстро трансформирующихся конструкций, стандартизации элементов зданий и сооружений и т.д.

Архитектурная бионика призвана не только решать функциональные вопросы архитектуры, но открывать перспективы в исканиях синтеза функции и эстетической формы архитектуры, учить архитекторов мыслить синтетическими формами и системами.

экология город архитектурный бионика

2.2 Использование достижений бионики в архитектуре

Пионером использования принципов бионики при сооружении зданий стал великий испанский архитектор конца XIX - начала XX веков Антонио Гауди. Именно Гауди первым стал не просто привносить в архитектурные сооружения декоративные элементы природы, а придал постройкам характер окружающей среды. Профессиональные архитекторы, ландшафтные дизайнеры и просто ценители прекрасного до сих пор не перестают восхищаться гениальными архитектурными решениями Гауди при сооружении Парка Гуэля: колоннада, выполненная в стиле античных портиков, представляющая из себя подобие сросшихся стволов деревьев.

Знаменитый символ Парижа - Эйфелева башня, также построена по принципам бионики, ее прототипом послужила берцовая кость человека. Еще в 1846 году исследования швейцарского профессора анатомии Хермана фон Мейера привели к неоднозначным выводам. Загадка прочности берцовой кости не давала ему покоя: почему столь значительные нагрузки не приводят к разрушению хрупкой структуры кости. Изучая ее строение более детально, ученый заметил, что головка кости покрыта сложной сетью миниатюрных косточек, которая позволяла равномерно распределять давление по всей поверхности кости, исключая ее деформацию. В 1866 году инженер Карл Кульман использовал эти опыты для создания системы распределения нагрузки с помощью кривых суппортов для строительства, а уже через 20 лет была построена Эйфелева башня.

Яркий пример архитектурной бионики -- полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб -- одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые. Тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Узлы стеблей -- кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже.

Явление в авиации -- флаттер -- ритмичное, не поддающееся регулированию колебание крыльев самолета, часто приводящее к их разрушению, особенно при повышенных скоростях. В процессе бионических исследований живой природы обнаружилось, что стрекоза давно «решила» этот технический вопрос: в ее крыльях имеются специальные подвески, предотвращающие флаттер.

Группа под руководством испанских архитекторов М.Р. Сервера и Х. Плоза, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный бионический город-башня» (город-башня в Шанхае).

Башня-город имеет форму кипариса высотой 1228 м с обхватом у основания 133 на 100 м, а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне 300 этажей, и расположены они в 12 вертикальных кварталах по 80 метров. Между кварталами -- перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов -- разновысокие дома с вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению ветвей и всей кроны кипариса. Стоит башня на свайном фундаменте по принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по мере набора высоты -- аналогично тому, как развивается корневая система дерева. Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи.

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного "морского уха", состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.

С недавнего времени бионическую архитектуру можно увидеть и в России. В 2003 году в Санкт-Петербурге по проектам архитектора Бориса Левинзона были построен «Дом Дельфин» и оформлен холл известной клиники «Меди-Эстетик».

Заключение

Современная архитектура и архитектурная бионика, как новая пограничная область научной и практической деятельности, призваны играть ведущие роли в организации города и создании баланса между природой и городом. При общей, точно неопределенной стратегии в формировании новой цивилизации, нового образа жизни эти направления остаются открытыми для дальнейших исследований.

Список литературы

1. Архитектурная бионика. Под редакцией Ю.С. Лебедева - М. Стройиздат, 1990. -269с.

2. Вопросы бионики. Отв. ред. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.

3. Бондарь, Е.В. Социальная экология: Учебное пособие / В.Бондарь.­ Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005.- 149 с.

4. Ресурсы интернета: www.wikipedia.org

5. Ресурсы интернета: www.sibac.info

Размещено на Allbest.ru