بشر از دیرباز همواره در حال الهام از طبیعت در ساختوساز بوده است. در طول تاریخ تکامل، هرگاه مسیر حرکت بشر از رفتار طبیعت فاصله گرفته؛ سبب شده تا پدیدههای مشهودی به عنوان آسیبهای طبیعی یا معضلاتی برای آیندگان پدید آیند. پیروی او از طبیعت در آثار مهندسی و هنر معماری دیده میشود که موجب خلق آثار بسیار زیبا و گوناگونی شده است
دنیای پردازش آنلاین: معماری بایونیک به مفهوم الهامپذیری از طبیعت در هنر طراحی بناست. آنچه امروزه نمود ویژهای در طرحهای مهندسی دارد، آن است که متخصصان از زوایای گوناگون معماری و مهندسی سعی در حرکت به این سمت دارند، ولی آنچه که در طراحی ساختمانهای هزارهی سوم به آن نیاز دارد، موضوع هماهنگی و تعامل معماری و فناوری در این امر است.
در اینجا سعی داریم تا با بررسی معماری بایونیک موضوع اصالت طرح را از دیدگاه سازه و معماری و منطبق با رفتار طبیعی و نیازهای زندگی متکی بر تکنولوژی در قرن حاضر بررسی نماییم و ضروری است تا این دیدگاه القا گردد که در هزارهی سوم مسیر آموزش و روند طراحی بناها باید به صورت ایجاد کار گروهی متشکل از معمار، طراح سازه، طراح تأسیسات برقی و مکانیکی با دیدگاه بهرهگیری از طبیعت و اصل حداقل مصرف انرژی و معماری سبز با یکدیگر باشد تا طرح به صورت بهینه خلق شود. در نهایت در صورت رعایت معماری بایونیک با این دیدگاه، زیبایی کالبدی و اصالت طرح به ارمغان خواهد آمد و نیازی به ایجاد زیبایی ظاهری با مفاهیم کاذب نخواهد بود.
امروزه و در ادامهی روشهای آموزش تدوین شده در سدهی بیستم مهندسین سازه بهنحوی آموزش میبینند که معیار اصلی آنها کاربری توأم با ایمنی، اقتصادی و پایایی دارد و پرداختن به مباحث زیباییشناسی را وظیفهی اصلی معمار میدانند. از سویی معماران نیز در دانشکدههای معماری دارای آموزشهای لازم برای بهرهگیری و درک مناسب از تکنولوژی و دیدگاههای مدرن سازهای به صورت کاملاً عمیق نیستند.
در نهایت این روند ساختمانهایی را با ظاهری نه چندان زیبا و بسیار همسان به وجود میآورد یا ساختمانهایی که با وجود ظاهری زیبا، از نظر اقتصادی با مفهوم راندمان کم در مصرف مصالح و انرژی ناکارآمد هستند و در عمل هر بخش طراحی شامل معماری، سازه، تأسیسات مکانیکی و برقی به طور مستقل با هماهنگی معمول فعالیت کرده و دیدگاه یکپارچهای در طراحی وجود ندارد.
در عرف رایج، معماران دیدگاههای خاص هنری خود را دارند و کارشناسان طراح سازه، تأسیسات برقی و مکانیکی سعی در برآورده نمودن خواستهی زیبایی ظاهری دارند. با نگرش و بازگشت به طبیعت از نظر استفادهی فنی از فرم، حجم، تبادل انرژی و ساختارهای ایستایی؛ در عمل اگر چهار شاخهی طراحی به شکل مشترک در طراحی بنا از آغاز دخالت نمایند، بهترین پاسخ به دست میآید.
طبیعت همواره منبع بیپایان الهامات خلاقانهی بشر بوده و خواهد بود. انسان با مطالعه و تحلیل فرایندهای رفتاری، شکلی و ساختاری طبیعت همواره بسیاری از مسایل حیاتی را حل نموده و همچنان به این کار ادامه میدهد.
مشکلات اقتصادی، تمایل به بیشترین بهرهوری از محصولات با کمترین میزان اتلاف انرژی و ماده، ضرورت سازماندهی و هماهنگی مصالح و محیط زندگی با کرهی زمین، توسعهی چشمگیر فناوریهای پیشرفته و گسترش تواناییهای فنی؛ بشر را مجبور ساخته که به فرایندها و پدیدههایی که در طبیعت رُخ میدهند، توجه دقیقتری نماید.
ذیمقراطیس (460-370 قبل از میلاد ) نوشته است که عنکبوت به ما بافتن را و پرستو خانه ساختن را آموخت و امروزه در ادامهی این جملهی معروف میتوان اضافه نمود که جذب آب تار عنکبوت به ما در هزارهی سوم میآموزد که میتوان با الیاف مشابه حتی آب شرب واحد مسکونی را از هوا جذب کرد.
معماری بايونيك
قرنهاست كه بشر در رابطهای تنگاتنگ با طبيعت بسر برده و برای رفع نیازهای اولیهاش از آن الهام میگيرد. معماری بایونیک در ابتدا و در تاریخ تمدن فراعنه در مصر، شاهنشاهی ایران، پادشاهی یونان و امپراتوری روم و بیزانس به شکل آشکاری قابل ردیابی است.
در واقع مهندسان و طراحان عصر باستان به اجبار و با بهرهگیری از رفتار طبیعی مواد در شکلگیری بناها همت گماشتند که تا به امروز پایدار هم هستند. لئوناردو داوينچی ــ نابغهی عصر رنسانس ــ از اولين كسانی بود كه برای ساخت ماشين پرواز، دانشهای «بيولوژی» و «تکنیک» زمان خود را درآميخت و برای حل مسایل فنی زمانش به جستوجو و تحقيق در ساختار جانداران پرداخت.
آنچه که قدرت داوینچی را در خلق آثار گوناگون افزایش داده؛ یکپارچگی تفکرش در طراحی هنر، سازه و فناوری است.
امروزه پانصد سال پس از داوينچی؛ مهندسان رشتههای مختلف برای ايجاد ارتباط بين قوانين علوم فنی با دنيای جانداران، تلاشی مشابه دارند که متأسفانه در نیمهی دوم قرن بیستم این نوع تفکر یکپارچه فراموش شده و تنها منظر هنر، فناوری و دانش نیز به صورت مجرد با هم آمیخته شدهاند.
درواقع تا قبل از قرن هفدهم به دلیل محدودیت دانش، آمیختگی معماری و مهندسی به عنوان جزء جدانشدنی بهشمار رفته و بهطور طبیعی به دلیل ضعف دانش بشری، مهندسین (معماران) طرح خود را بر مبنای رفتار طبیعی مواد و الهام گرفته از آن به صورت طبیعی ارائه میدادند و در نتیجه تفکیکی بین مهندسی و معماری نمیتوان قایل شد و حجم معماری بنا همان سازهی بنا بوده است.
ارتباطی كه با آغاز قرن بيستويكم و رشد روز افزون رايانهها؛ جايگاهی خاص يافته و دنيای انديشههای مهندسی و معماری را نيز تحتتأثير قرار داده و دانشمندان را به سمت وحدت مجدد علوم در امر کاربرد میتواند سوق دهد؛ استفاده از آفرينشهای طبيعی برای نوآوری در معماری با بهرهگیری از تکنولوژی در ابتدای نيمهی دوم قرن نوزدهم مشاهده شد.
متخصصان انگليسی در سال 1846 برای نخستين بار موفق به پرورش نوعی نيلوفر آبی عظيم در اروپا شدند كه قطر برگهای آن به دو متر میرسيد. پاکستون ــ معمار انگليسی تبار ــ با ديدن استحكام برگهای سنگین نيلوفر آبی به مطالعهی قفسهبندی مدور و ساختار شعاعی اين گل پرداخت. حاصل اين کاوش ابداع ساختار جديد برای سقف سبك شيشهای در ساختمان بود كه در قصر كريستال نمايشگاه جهانی لندن در سال 1851 عرضه و موفق به جلب نظر منتقدان شد.
مورد ديگر مطالعهی بين رشتههای ساختار استخوانهای ران انسان برای ساخت سازههای سبك و مقرون به صرفه در قرن نوزدهم است.
با شروع قرن بيستم (before modernism) و سپس سالهای ابتدای دوران مُدرن، كم و بيش تلاشهای مشابهی مشاهده میشود كه البته بيشتر به صورت نظری باقی ماندند.
علاقهی لوكوربوزيه به جانداران صدفدار و بررسی ساختار بدنشان میتواند نمونهی مناسبی در اين زمينه باشد. پس از جنگ جهانی دوم و با آغاز دههی شصت در قرن بيستم؛ تبادل علمی بين گرايشهای علوم طبيعی و فنی دوباره رونق گرفت.
در جريان همايشی در اوهايو كه نيروی هوايی امريكا در 1960 برگزار كرد، برای اولين بار واژهای به نام بایونیک (Bionic) از تركيب دو لغت بیولوژی و تکنیک (Biology) و (Technique) به وجود آمد كه میتوانيم آن را به فارسی «علم فرايند زيستى» ترجمه كنيم.
اين واژه دربرگيرنده كار همهی متخصصانی است كه میکوشند برای حل مشكلات فنی خود از دانستههای طبيعت در پرتو فناوری الهام بگيرند که طيف گستردهای از اختراعات در نيمهی دوم قرن گذشته را میتوان در مجموعهیء بيونيك جای داد.
الهام از نقش پولكها و ساختار پوست كوسه برای اختراع نوعی رنگ هواپيما كه نيروی اصطكاك هوا را به شدت كاهش میدهد؛ فقط نمونهای از دستاوردهای مهندسی اين برخورد جديد بود. نمايشگاه مونترال در 1967 اثر فِرای اِتو با الهام از تارهای محکم عنكبوت يا ايستگاه تهژهوه شهر ليون در 1989 اثر سانتياگو كالاتراوا با الهام از بدن سبك پرنده ساخته شدند؛ اما بيونيك در معماری فقط به كندوكاو در ساختار بهينهی جانداران و كاوش در «نحوهی عملكردها» نمیپردازد، بلکه طيف گستردهای از برخوردهای جديد را میتوان امروزه به بيونيك نسبت داد. بحثی چون بررسی فرايندهای زنده و الهام از آنها برای بهينهسازی كلان طرحها، تجزيهی مراحل طراحی و سازماندهی مجددش به كمك مدلهای پيچيدهی رياضی شکل گرفت.
الگوريتمهای ریاضی مبتنی بر طبیعت سبب ابداع و استفاده از الگوريتمهای ژنتیک در تحلیل سازه و سیستمهای نیازمند به پیشبینی، روش شبکههای عصبی، روشهای جبر فراکتال و جبر آشفته برای يافتن اَشكال و تحلیل فرمهای بهينه در اواخر قرن بیستم گردید و این موضوع سبب شد تا روشهای ریاضی تحلیل سیستم نیز از الگوهای طبیعی پیروی کنند و ساختار فعلی طراحی کاملاً دگرگون شود.
نمونههایی از الهام انسان از طبیعت در دوران معاصر
ساختمان لودویک ارهاردهاوس
این ساختمان در برلین آلمان قرار دارد و معمارش نیکُلاس گریمشاو؛ نمونهای از یک طراحی کارآمد با نتیجهی مطلوبی از زیبایی حاصل الهام از طبیعت را به نمایش گذارده است. قوسهای بیضوی تکرار شده که از اسکلت نوعی گورکن الهام گرفته شده، برای آویزانکردن طبقات روی آتریوم بلند به شکلی مؤثر استفاده شدهاند. شکل کارآمد سازه ای از نظر زیبایی لذتبخش است، زیرا با ارتباطات حسی انسان با اَشکال زیستی پیوند برقرار میکند.
برج مسكونی(Turning Torso)
برج مسكونی (Turning Torso) در يكی از مناطق حساس مالموی سوئد و در بندرگاه غربی اين شهر قرار گرفته است. سانتياگو كالاتراوا برای طراحی اين بنا، معماری و مجسمهسازی را با درک قدرت مهندسی در هم آميخت. طراحی معمار برای اين ساختمان بر اساس تأثير فرم بدن انسان در حال حركت قرار دارد. ساختمان اصلی از نُه واحد مكعبی شكل به وجود آمده كه هر كدام شامل پنج طبقه است.
این ساختمان در يك هستهی مركزی بتنی قرار دارد كه آسانسورهای داخلی و راهپله را در خود جای میدهد و ارتباط طبقات از طريق آنها برقرار میشود. اين نُه مكعب از پايين تا بالا 90درجه دَوَران پيدا میكنند که شامل 54 طبقه است.
هر طبقه نسبت به طبقهی زيرين دوران پيدا كرده تا چرخش را در فرم كلی ساختمان بهوجود آورد. بادبند و سازهی خارجی نما در اطراف نمای روبهرويی ساختمان از جنس لولههای سفيدی كه دو سر آنها باريك میشود، تعبيه شده که نمایانگر تلفیق سازه و معماری است.
اين لولهها در سمت ديگر به تكيهگاههای فلزی متصلاند كه درون ديوارهای برشی در گوشههای پُشتی ساختمان قرار دارند. در حالیكه ستون فقرات بتنی بارهای عمودی اطراف بنا را تحمل میكند، اسكلت خارجی اطرافش، در برابر نيروی باد مقاومت و لرزشهای ساختمان را تعديل میسازد.
برج مخابراتی بارسلونا
كالاتراوا سازهای درخت مانند ساخته است، ولي اين طرح نيز فرم اسكلت را به ذهن مُتبادر میكند. پشت اين قضيه، اصل تكرار مستتر است. چون چه در درختان و چه در ستون فقرات، يك فرم ديكته شده و ساختمانهایی جهان شمول ديده میشود كه در آن شالوده (پايه) ضخيمتر از تارك (رأس) است.
ايستگاه راهآهن فرودگاه شهر ليون
نگرانی دراز مدّت كالاتراوا، ساختن بنايی مانند چشم انسان بود كه پس از چند بار تلاش و آزمايش در مجسمهسازی، در نهايت مبنای طراحی ايستگاه راهآهن فرودگاه ليون قرار گرفت. وی بر اين باور بود كه ساختمانها بايد با محيط اطرافشان پيوستگی و ارتباط داشته باشند و يك بسته و منظر هرگز نبايد ايستا و ساكن ديده شود و همواره موضوعهای متحرك و پويایی وجود دارند. او اين جنبه پويای محيط را میشناخت و در كارش از آن بهره میبرد.
پل آلامیلو
پل آلامیلو ــ درشهر سویل اسپانیا ــ یکی از شاهکارهایی است که در سانتیاگو کالاتراوا قرار دارد که برای برگزاری نمایشگاه (Expo 92) در شهر سویل طراحی و به عنوان ورودی اصلی دانشگاه در نظر گرفته شد. کالاتراوا در طراحی این پل همانند سایر آثارش؛ مرزهای بین مهندسی، معماری، هنر و کاربری را ادغام کرد و اثری زنده و پویا به وجود آورد که حرکت را در ذهن تداعی میکند.
وجه تمایز اصلی بین پل آلامیلو و سایر پلهای کابلی، عدم استفاده از کابلهای نگهدارنده در دو طرف دکل پل و استفاده از وزن اضافی دکل برای ایجاد تعادل در پل است. به عبارت دیگر، برای جبران عدم تعادل در دکل اصلی پل که ناشی از نیروی کششی کابلهای متصل به دکل در یک طرف آن است، داخل دکل طبق محاسبهای دقیق با بتن پُر شده و این اضافه وزن توازن را در کل سازه پل برقرار میکند. در ابتدا قرار بود که دو پل با این شکل و به صورت متقارن و با فاصلهی 5/1 کیلومتر از یکدیگر اجرا شوند، ولی به علت هزینهی بسیار زیاد اجرای یکی از آنها لغو شد.
در ميان معماران معاصر و صاحب سَبک، نورمن فاستر از كسانی است كه توجه به عوامل زيستمحيطی و حفظ حرمت آنها را از آغازين مراحل كار حرفهای خود همواره در نظر داشته و اين نگرش را تقريباً در تمام پروژههايش تحقق بخشيده است.
فاستر معماری است كه همواره با وجود استفاده از بهترين و آخرين فناوری ساخت؛ كوشيده تعاملی عميق و سودمند بين ساختمان و عناصر طبيعی پيرامونش ايجاد كند. مكان عملكرد، انعطافپذيری، جهت، فرم، سازه، سيستمهای گرمادهی، تهويه و مصالح بهكار رفته در ساختمان همگی عواملیاند كه در ميزان انرژی لازم برای ساخت، بهره گيری و نگهداری آن دخيلاند.
يكی ديگر از پروژههای بوم شناختی بسيار موفق فاستر، گلخانهای بزرگ واقع در باغ ملی گياهشناسی در وِلز است (1995-2000). طرح اين گلخانه میتواند الگويی جديد برای معماری پايدار محسوب شود و نوعی بازانديشی عميق در مفهوم گلخانه برای قرن حاضر بهشمار میرود.
اين گلخانه كه در تپهای و در مركز پاركی به مساحت 230 هكتار قرار دارد، دارای سقفی شيشهای است كه از فاصلهی دور همچون تپهای شيشهای به نظر میآید. اين گلخانه يكی از مهمترين و بزرگترين گلخانههای جهان است.
برای تنظيم شرايط محيطی در داخل گلخانه، از يك سيستم رايانهای استفاده شده است. اين سيستم با باز و بستهكردن خودكار دريچههای شيشهای واقع در سقف؛ دمای هوا، رطوبت و ميزان حركت هوا در داخل گلخانه را كنترل میكند.
منبع اصلی گرما در اين گلخانه موتورخانهای است كه با استفاده از سوختهای زيست تودهای، عمل میكند.
ايدهی بديع و با اهميت در اين گلخانه آن است كه آب باران جمع شده از پشتبام گلخانه در مخزنهايی ذخيره میشود و برای آبياری محوطه و همچنين استفاده در سرويسهای بهداشتی بهكار میرود.
يكی ديگر از بناهی مهم، تالار بزرگ شهر لندن است (1998-2002). فرم اين ساختمان بهگونهای است كه ميزان جذب و اتلاف گرما از پوستهی ساختمان محقق میشود. سطح خارجی اين فرم كه از كره مشتق شده، 25درصد كمتر از سطحی است كه يك مكعب با همان حجم به دست میدهد.
موضوع ديگر اينكه همهی دفترها و فضاهای داخلی اين ساختمان پنجرههايی دارند كه علاوه بر تأمين روشنايی طبيعی قادر به تهويهی داخلی ساختماناند. ادغام همهی اين عوامل در ساختمان تالار شهر لندن باعث شده که مصرف انرژی در آن حدود يك چهارم ميزان مصرف انرژی در ساختمانهای مشابه باشد.
فرم این ساختمان بهمثابه عاملی مؤثر در دستيابی به اهداف اكولوژيكی در طراحی يكی ديگر از پروژههای موفق فاستر يعنی ساختمان دفتر مركزی سویيس رِی در لندن است (1997-2004) که اهميت بسیاری دارد.
اين برج 41 طبقه با 76400 مترمربع زيربنا كه به عنوان دفتر شركت بيمهی سویيسرِی در لندن طراحی شده، اولين برج اكولوژيكی لندن بهشمار میرود.
شكل اين برج از نيم رُخ، شبيه سيگار برگی به شکل قائم است؛ يعنی استوانهای كه از پايين تا نيمه بهتدريج ضخيمتر و در وسط پس از رسيدن به حداكثر ضخامت، دوباره بهتدريج ضخامت آن كم میشود و در نوك برج، ضخامت به حداقل ممكن میرسد.
حجمش، به دليل انحنای سطح، كمتر از برجهای مكعبی شكل، ديد ساختمانهای مجاور را محدود میكند و با آييننامههای مربوط به سايهاندازی همخوانی بيشتری دارد. همچنين انحنای سطح آن باعث كاهش انعكاس نور خورشيد به ساختمانهای مجاور میشود و تابش خورشيد به داخل ساختمان به حداكثر ممكن افزايش میيابد كه استفادهی بهينه از انرژی خورشيد برای تأمين روشنايی طبيعی و گرمايش ساختمان را امكانپذير میكند.
موضوع مهم ديگر در تنظيم شرايط محيطی اين ساختمان، استفاده از باغچههای معلق در طبقات مختلف است. قرارگيری اين باغچهها در پلان بهگونهای است كه تداوم آنها در نمای ساختمان يك خط مارپيچ به وجود میآورد. اين باغچهها و گياهان آن نقش بسزايی در تهويهی داخلی ساختمان و تأمين محيطی مطبوع برای كاربران ايفا میكنند که از ايجاد يكنواختی در محيط كار جلوگيری کرده و ميزان خستگی ناشی از ساعتهای طولانی كار را تا حد قابل توجهی كاهش میدهند.
اندیشههای گِرگ لین – greg lynn
گرگ لين متولد 1964 سردمدار نظريهای جديد در بحث بيونيك در معماری بهشمار میرود. وی مايل است آثاری خلق كند كه همچون موجود زنده دارای گونههای متمايز و انعطافپذير بوده و با شرايط محيطی از لحاظ فرم يا رنگ دارای همزيستی باشند. حركتی كه میتوان گفت از همان ابتدای دههی شصت آغاز شد، ولی به دليل محدوديتهای فنی؛ تأثير مشخصی در آن سالها از خود بر جای نگذاشت. از دو دهه پيش با بهرهگیری از قدرت رايانهها، طراحانی چون لين اين امكان را يافتند كه به طراحی، ابعاد جديدی دهند.
ابزار اين مهندسان و معماران، سيستمهای رایانهای جديدی است كه نه تنها طراحی سه بُعدی را از ابتدا ممكن میكنند؛ بلكه به موازات آن محاسبهی طراحی مدلهای رياضی پيچيده، فرمهای غيرهندسی و شبيهسازی فرايندهای زنده را امكانپذير میسازند؛ اما لين در اين ميان رايانه را به نوعی ديگر استفاده میكند.
يكی از مشهورترين آثار اين معمار «خانهی جنين گونه»ی اوست كه در سال 2000 طراحی كرد. اين طرح كوششی است برای برخوردی تازه با موضوعهایی چون «تنوعگرايی»، «توليد منفرد» در كنار «توليد انبوه» و «انعطافگرايی» در ساخت. اين خانه تركيبی از اعضای مختلف است كه
قواعد هندسی همگی آنها به كمال تعريف و محدودهی رشد آنها مشخص شده است.
خانهی جنين گونه در مسير تكاملش نه فقط متأثر از دادههای اوليه است؛ بلكه مهمتر از آن در روند ايجاد؛ خود را با محل بنا، سبكهای رايج محلی، شرايط اقليمی، مصالح ساختمانی و برداشت محلی از زيبايی وفق میدهد.
يكی از جذابترين طرحهای اين معمار كه برای ساختمان چند منظورهی فرهنگی ـ هنری (I-Beam) واقع در خيابان بيستويكم غربی در نيويورك در 2002 است. اجزای حبابگونه در ساختار نما كه لين به آنها لقب «محفظههای فضايی» میدهد، با كمك مارپيچهایی از بدنهی ساختمان رشد میكنند. طرح در ارتباطی بين هنر و مهندسی خود را نشان میدهد و به زیبایی ساخته شده است.
منبع: ماهنامه دنیای پردازش
2 پاسخ
سلام.وبسایت زیبایی دارید.خیلی خیلی ممنون
سلام و سپاس از محبت جنابعالی