آشنايي با معماری بیونیک

معماری بیونیک​

بيونيک يا علم بررسي نظام حيات جانداران, امروزه به عنوان يکي از سه علم برتر جهان(IT, Nano, Bionic ) معرفي گرديده است. قرنهاست که بشر در رابطه تنگاتنگ با طبيعت به سر برده و براي توليد مايحتاج خود از آن الهام ميگيرد مانند پرواز پرندگان که هزاران سال رويا آفرين و الهام بخش طرحهاي بيشماري از ماشين هاي پرنده بوده است. يکي از اولين موارد استفاده از آفرينش هاي طبيعي در معماري, مربوط است به سال 1851 در ساختمان قصر بلورين در نمايشگاه لندن توسط جوزف پاکستن. بيونيك در لغت نامه به معناي «زيستار شناختي» يا «بكارگيري اندام هاي ساختگي طبيعت» است كه براي اولين بار اين واژه توسط دانشمند امريكائي بنام جك. اي. استيل(1) در سال 1959 بكار برده شد. بطور كلي بيونيك و معماري بيونيك علمي است که به الهام‌يابي فني از ساختمانها، رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران مي‌پردازد. بيونيک علم سيستمهايي است که شالوده آنها بر اساس خصوصيات سيستمهاي زنده است. بيونيک از دو لغت بيولوژي و تکنيک تشکيل شده است. اي واژه در بر گيرنده کار همه متخصصاني است که تلاش دارند براي حل مشکل فني خود از دانسته هاي طبيعت الهام بگيرند. از اين تعريف چنين برمي آيد که بيونيک هميشه با ما بوده و بسياري از پژوهشگران پيش از آنکه بيونيک به اين نام معروف شود, آنرا بکار ميگرفته اند. تقليد از طبيعت مزاياي ممتازي دارد. ميتوان فرض کرد که هر جاندار کنوني کره زمين, محصول نهايي دو هزار ميليون سال تکامل است. در اين فاصله زماني بسيار زياد, طبيعت هر آنچه را که با هدف ويژه اش سازگاري نداشته به طرز بيرحمانه اي از بين برده است. از اين تجربه بزرگ ميتوان در ساخت ماشينهايي که در حالتي شبيه موجود زنده کار ميکنند, استفاده کرد.

بیونیک، به معنای زیستارشناختی یا به کارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت، اولین بار توسط دانشمند امریکایی جک.ای.استیل در سال 1959 بکار برده شد.

او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم‌های زنده‌اند، می‌داند.
در ابتدا بیونیک به بررسی ماشین‌هایی که براساس سیستم‌های زنده طراحی و ساخته شده بودند می‌پرداخت و هم اکنون بیونیک از هر جهت هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است.

امروز هرجا سخن از تکنولوژی به میان می‌آید، تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی که پاسخگوی نیازهای اساسی برای انسان امروز و آینده است، به ذهن می‌آیند، اما اگر کمی به مسیر تکنولوژی دقت کنیم کم و بیش به منشاء برخی پدیده‌ها پی می‌بریم، به اینکه مثلاً هر پدیده صنعتی یا ساختمانی از کدام الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است.

سال‌هاست که محققان در پی اثبات علیت و موجودیت این ارتباط هستند تا از طریق آن چگونگی شکل گرفتن سیستم‌های مختلف زندگی را بررسی و توجیه کنند و هم آنها هستندکه از رهاورد این تحقیقات، با تلفیق دو واژه «بیولوژی» و «تکنیک»،‌علم «بیونیک» را به عنوان دانشی که مسایل فنی را از راه‌های زیستی حل می‌کند، بنا نهاده‌اند.

اگر چه خود بیونیک هنوز به عنوان یک علم نوپاست، اما فعالیت بیونیکدانان را که همواره در جستجوی یک الگوی زنده برای توجیه هر پدیده هستند، می‌توان در حوزه علوم کاربردی مطرح کرد.

چارلی لوکستون از پیشگامان عرصه معماری بیونیک نقطه تمرکز معماران بیونیک را استفاده به جا از مواردی در طبيعت می‌داند که موجب استحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضا می‌شود.

روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهمترین چیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاء کند.

یکی از بهترین طرح‌های شناخته شده از علم بیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاش معروف است که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدن یک خفاش طراحی کرد. استدلال او این بود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده‌ای است که هوا را از خود عبور نمی‌دهد و دارای پوستی پرده مانند است که آن را تقویت می‌کند.

حدود 400 سال بعد از طرح داوینچی ، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد.

در ساخت زیردریایی‌ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. این جانور با نیروی عضلانی کم می‌تواند به سرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایه بدنش است. لایه پوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه پوست درونی شبیه یک رشته لوله پر شده از ماده اسفنجی است.

این ویژگی باعث می‌شود تلاطم ناشی از جریان پرفشار آب چندان محسوس نباشد، زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی، فشار را به لایه اسفنجی و تراکم‌پذیر درونی که مانند فنر عمل می‌کند منتقل می‌كند، به طوری که جریان پرتلاطم پیش از آن که فرصتی برای پیشروی پیدا کند از بین می‌رود و به همین دلیل است که در طراحی زیردریایی، جدار آن را مانند پوست دلفین می‌سازند.

نمونه‌های معماری

بناها در معماری بیونیک یا معماری طبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساخته می‌شدند یا در دل یک حفره طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته. یکی از این مکان‌های طبیعی، غارها بودند.

معماری غاری که به طور عمده در قالب معماری مقابر جلوه کرده، از عصر باستان وجود داشته و به عنوان بارزترین نمونه‌های آن می‌توان به مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌هاي لبنان اشاره کرد.

کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز از دیگر نمونه‌های این سبک معماری هستند. این بناها احتمالا چیزی شبیه به لانه‌های بزرگ موریانه‌ها که هزاران موریانه را در خود جای می‌دهند، بوده‌اند.

علاوه بر این معماری گلی یا خاکی را نیز می‌توان یکی از شاخه‌های معماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمان‌های گلی دو گون در مالی نمونه‌هایی از این سبک هستند.

در عصر حاضر

از گرم‌ترین نقطه دنیا تا سردترین نقطه، سعی در الهام‌گیری از طبیعت دیده می‌شود. در کلبه‌های برگ و چوب بومیان آمازون، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی یا در کلبه‌های اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز الهام از طبيعت به وضوح دیده می‌شود، به عنوان نمونه‌های غیربومی نیز می‌توان به طراحی ساختمان مرکزتحقیقات لندن اشاره کرد که از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.

از لحاظ ساختار و شکل کلی نیز، بنای استادیوم المپیک مونیخ قابل توجه است. همچنین بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان، ساختمان اینونیک در کمبریج و پروژه همزیگری صنعتی kalundborg در دانمارک از مشهورترین نمونه‌هایی هستند که در آنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت بنا استفاده شده است.

تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است، در این فاصله زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اش سازگاری نداشته از بین برده است و این امیدواری را بوجود آورده که بشر بتواند با مطالعه فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری کند.

ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بال پرستو و بادقپک و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه‌های بارز دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدید است.​

​

 

پاسخ : آشنايي با معماری بیونیک

معماری بیونیک

جواد ایرجی - دانشجوی کارشناسی معماری- دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز

واژگان کلیدی :بیونیک .فن آوری.محیط زیست. طبیعت

چکیده:

انسان از ابتدای آفرینش به نوعی از محیط زیست اطراف خود الهام گرفته است و در ساخت و طراحی وسایل مورد نیاز خود از آنها استفاده کرده است.
در این مقاله در ابتدا به مثال هایی درمورد چنین استفاده هایی پرداخته و سپس بیونیک و معماری بیونیک را شرح داده می شود.
در ادامه نیز به تاریخچه ای در این زمینه و ذکر ساختمان هایی که معماران آنها بر اساس ساخت آنها از معماری بیونیک استفاده کرده اند اشاره خواهد شد.

مقدمه:

عنکبوت ها با طراحی و بافتن ریسمان هایی که به استحکام پولاد هستند ، برای خود آشیان هایی می سازند ، ريال زنبورها با رعایت کلیه قوانین هندسی ، پناهگاهی امن و مطمئن برای خود طراحی می کنند.
موریانه ها خانه های خود را در بیابان ها در هوایی بسیار گرم می سازند و تلاش می کنند با کندن راه هایی پیچیده در خاک ، سیستم گرمایی و تهویه داخل لانه های خود را خنک و متعادل نگه دارند.
خاک انباشت لانه های آنها به صورت یک مجموعه کامل طراحی شده تا بتوانند نیازهای طبیعی خود را تامینکنند. اینها نیز معمارند ولی معمارنی طبیعی.
طی حدود 8/3 میلیارد سال از آفرینش زمین ، طبیعت خود ، طراح و معمار نهایی است. طی این مدت گیاهان و جوانوران توانسته اند با طراحی لازم بر مشکلات محیط زیست فائق آیند.

بیونیک ومعماری بیونیک علمی است که به الهام یابی فنی از ساختمانها ، رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران می پردازد. بیونیک که در لغت به معنی"زیست شناختی " یا " به کارگیری اندام های ساختگی طبیعی" آمده است برای اولین بار توسط دانشمند آمریکایی به نام جک .ای.استیل در سال 1959 به کار برده شد. وی بیونیک را علم سیستم هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم های زنده است می دانست. انسان در طول زندگی خود سعی دارد که برای ساخت و طراحی مکانها و وسایل مورد نیاز خود از طبیعت و محیط زیست اطراف خود الهام بگیرد.
به عنوان مثال ، ساختمان بدن خفاش برای لئوناردو داونچی ایدهای بود تا بتواند ماشین پرنده را طراحی کند.
نیروهای عضلانی و در عین حال سرعت زیاد دلفین ها ، جرقه ای برای ساختن زیردریایی بود و یا می تواند به سامار اشاره کرد ، که این میوه پس از جدا شدن از گیاه مورد نظر، بال هایش را با زاویه ای مشخس باز کرده و به صورت منحنی و با وزش باد شروع به چرخش کرده وسپس آرام به زمین می افتد. دانشمندان با الهام گیری از این گیاه به طراحی بالگرد ، روی آوردند.
در زمینه خود معماری وساخت با وسایل ساختمان نیز معماران ومهندسین از عالم طبیعت بهره گرفته اند که از آن جمله می توان به شکل مارپیچ داخلی نوعی صدف به نام کونوس که برای طراحی خانه ها استفاده شده ، اشاره کرد.
بناها در معماری بیونیک یا معماری طبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساخته می شوند و یا از یک مکان طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته استفاده می شده است.یکی از این مکان های طبیعی ، غارها هستند. معماری غاری که معمولا جنبه ای ازمعمهری مقابر ، است از عصر باستان وجود داشته و از بارزترین نمونه های این سبک معماری می توان به معابر کاتوکومب رم و ناپل و مقابری در لبنان اشاره کرد.
کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا ، نیز از دیگر نمونه های این سبک معماری است. این بناها احتمالا چیزی شبیه به لانه های بزرگ موریانه ها که هزاران موریانه را در خود جای می دهند ، بوده اند.معماری گلی یا خاکی را نیز می توان یکی از شاخه های معماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمانهای گلی دو گون در مالی نمونه هایی از این سبک هستند.
معماری بیونیک ، فقط محدود به چند نقطه خاص در دنیاست.
از گرم ترین نقطه دنیا تا سردترین نقطه ، سعی در الهام گیری از طبیعت بوده است. در کلبه های برگ و چوب بومیان آمازون ، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی و یا در کلبه های
اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز ،الهام گیری به وضوح دیده می شود .
به طور کلی از عوامل مهمی که در طبیعت وجود دارد وانسان برای ساخت بناهای خود از آنها استفاده کرده است ، می توان به موارد زیر اشاره کرد:





به عنوان مثال، برای طراحی ساختمان مرکزتحقیقات لندن از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.
از لحاظ ساختار و شکل کلی نیز به بنای استادیوم المپیک مونیخ در آلمان اشاره کرد.
از مشهورترین نمونه ها که در آنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت انها به کار برده شده،می توان به بنای زیر اشاره کرد:
- بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان
- ساختمان اینونیک در کمبریچ
- پروژه همزیگری صنعتیkalundborg در دانمارک

نتیجه گیری:

با اینکه امروزه سبک معماری بیونیک گسترش فراوان یافته و استقبال از آن در سراسر جهان رو به افزایش است ولی باید به طور کلی به این مسئله توجه داشت که جزئ به جزئ از طبیعت و محیط زیست اطراف برای هر پروژه ای کار ساده ای نیست و باید کلیه مسائل جغرافیایی آب و هوایی ، اقتصادی و... را در نظر گرفت.

پانوشت:

2- سامار به میوه فندق بالدار گفته می شود

Gorme -4
5- Matera
6- Dogon
7- Lotus
8- Commerz bank
9- Ionic ​