آشنایی کامل با معماری بیونیک
معماری بیونیک با الهام از طبیعت تلاش دارد تا ساختمان های مرده را به طبیعت زنده، گره بزند. در سال های اخیر شاهد استفاده بیشتر از این معماری به ویژه در ساختمان های بزرگ و ملی بوده ایم. اگر اهل مطالعه و دانلود کتاب های معماری باشید، حتما نام معماری بیونیک نیز به گوشتان خورده است. این سبک از معماری تلاش می کند تا انسان را به ذات خود یعنی طبیعت نزدیک نماید. در برای اینکه بدانید دقیقا معماری بیونیک چیست و چه خصوصیاتی دارد، تا انتها ما را همراهی نمایید.
معماری بیونیک چیست؟
برای اینکه بدانید معماری بیونیک چیست ابتدا باید مفهوم واژه بیونیک را توضیح دهیم، بیونیک از ترکیب دو کلمه «بیولوژی» و «تکنیک» ساخته شده است که در زبان فارسی چیزی شبیه به «زیست فنی» می توان نامگذاری کرد. امروزه بیونیک را علمی می دانند که می تواند مسائل فنی را با الگو گرفتن از طبیعت حل کند.
معماری بیونیک رویکردی می باشد که برای خلاقیت و نوآوری در طراحی های معماری از طبیعت الهام گرفته و مسائل معماری را از طریق الگوگیری از طبیعت حل می نماید.
به زبان ساده معماری بیونیک تلاش می کند که ساختمان را زنده جلوه دهد. در واقع اجزای طبیعت اعم از گیاهان و جانداران در طی سالیان دراز توانسته اند خود را به خوبی با طبیعت سازگار کنند و مشکلات را پشت سر بگذارند. انسان نیز می تواند با الگو گرفتن از این موارد، سازگاری خود را بیش از پیش با طبیعت حفظ کند.
در معماری بیونیک که بعضا با «بیو دیزاین» نیز معرفی می شود، با توجه به اجزای موجود در طبیعت، ساختمان هایی منحصر به فرد خلق می شوند که چالشی را برای افراد برطرف می کنند. برای مثال از آناتومی بدن و شکل ستون فقرات انسان برای ستون ساختمان الگو گرفته می شود!
بخش های مختلف بیونیک
علم بیونیک امروزه در کنار IT و نانو، یکی از سه علم برتر جهان است. حضور این علم در معماری به انسان کمک می کند تا با توجه به جانداران حاضر در طبیعت، ساختمان های خود را بنا کند. معمولا انسان ها از پوسته یا جلد، ساختار، آراستن و انرژی این موجودات می تواند برای ساختمان سازی الگو بگیرد. با این توضیحات بیونیک را می توان در سه بخش مختلف تقسیم بندی کرد:
- ساختار اصلی: علم سیستم هایی بوده که کار آن ها الهام گرفته از سیستم های زنده است.
- مکانیزم ها: علم سیستم هایی می باشد که خصوصیات آن ها شبیه خصوصیات موجودات زنده است.
- دریافت های حسی فرم: علم سیستم هایی بوده که از نظر ظاهری به سیستم های زنده در طبیعت شباهت دارند.
فرایند طراحی بر اساس اصول بیونیک
در معماری بیونیک برای اینکه بتوانید سازه ای مطابق با طبیعت داشته باشید، لازم است فرآیندی را به صورت مرحله به مرحله طی کنید. به عبارتی طراحی بر اساس اصول بیونیک فرآیندی دارد که باید حتما کار خود را مطابق آن پیش ببرید. این فرآیند به طور کلی سه مرحله دارد و در هر مرحله لازم است اقداماتی را انجام دهید. این مراحل عبارتند از:
- انتخاب موجود زنده
- شناسایی خصوصیات زیستی
- شناسایی خصوصیات معماری
انتخاب موجود زنده
اولین گام از فرآیند طراحی بر اساس اصول بیونیک، انتخاب یک موجود زنده است. با توجه به نیاز خود باید یک موجود زنده را انتخاب کنید تا بتوانید فرآیند طراحی سازه خود را مطابق با ظاهر، رفتار و ساختار او انجام دهید. این موجود زنده می تواند هر نوع حیوان، گیاه، درخت، حشره و… باشد. هر چقدر بتوانید انتخاب دقیق تری مطابق با نیاز خود داشته باشید، خروجی بهتری دریافت خواهید کرد.
شناسایی خصوصیات زیستی
در مرحله دوم شما باید موجود زنده ای را که انتخاب کرده اید، به خوبی از نظر زیستی مورد بررسی قرار دهید. به عبارتی شما باید خصوصیات زیستی آن جاندار را به خوبی بشناسید تا نقاط قوت و ضعفش مشخص شود. همچنین باید بررسی کنید که این موجود زنده چطور توانسته نیازهایش را در طبیعت برطرف نموده و سازگاری خود را با آن حفظ کند. این مرحله خود دارای زیر مجموعه هایی است که عبارتند از:
- خصوصیات فیزیکی: بررسی موجود زنده از نظر خصوصیات فیزیکی مانند شرایط همزیستی، میزان سازگاری یا ناسازگاری به صورت مستقیم یا غیر مستقیم و…
- عکس العمل ها: واکنش های این موجود زنده در طبیعت از جمله سیستم های تنفسی، منابع حیاتی و مواد غذایی
- روابط سیستماتیک: بررسی زندگی آن موجود از نظر روابط سیستماتیک همچون میزان پراکندگی و آمار تجمعی آن ها، شرایط خاص جغرافیایی.
- محیط زندگی: شرایطی که محیط زندگی آن موجود دارد، برای مثال میزان دما، صوت، فشار.
شناسایی خصوصیات معماری
در آخرین مرحله از فرآیندهای طراحی بر اساس اصول بیونیک، نوبت به بررسی شناسایی خصوصیات معماری موجود زنده می رسد. پس از اینکه شما توانستید خصوصیات زیستی موجود زنده منتخب خود را مشخص نمایید، باید روی خصوصیات معماری آن تمرکز نموده و بررسی های لازم را انجام دهید. مواردی همچون روابط سیستماتیک در معماری بدن یا خانه آن موجود، ساختار داخلی آن و پیکره اصلی آن موجود باید مشخص شوند. به عنوان مثال باید میزان استفاده از مواد و نسبت ترکیب آن ها با یکدیگر را تعیین کنید.
خصوصیات و ویژگی های معماری بیونیک چیست؟
با توجه به مراحلی که در فرآیند طراحی ساختمان های بیونیکی پشت سر گذاشته می شود، می توان گفت که خصوصیات و ویژگی های معماری بیونیک چیست. به عبارت دیگر معماری بیونیک خصوصیات و ویژگی هایی دارد که در تمام ساختمان هایی که بر این پایه ساخته شده اند، مشترک است. آشنایی با این ویژگی ها بیشتر شما را با این سبک معماری آشنا می نماید:
- لزوم الهام گرفتن از ارگانیسم موجودات زنده و طراحی ساختمان بر اساس آن ها
- تنوع سازه ها با توجه به نمونه های طبیعی و موجودات زنده ضمن رعایت اصول مهندسی
- تاکید به استفاده کردن از المان های طبیعی برای استحکام و دوام ساختمان
- استفاده کردن از مواد و متریال هایی که مشابه نمونه های طبیعی و ساختار آن ها هستند
- بهره گیری از انرژی های طبیعی برای کنترل میکرو اقلیم ها در داخل ساختمان های مختلف
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
سازه های کابلی با الهام از تار عنکبوت
یکی از پرکاربردترین نمونه های معماری بیونیک را می توانید در سازه های کابلی مشاهده نمایید. این سازه ها با توجه به ساختار تار عنکبوت ساخته می شوند که استحکام بالایی دارند. از آنجایی که تار عنکبوت می تواند تا ۲۵ برابر وزن خود را تحمل کند، در معماری بیونیک می توانید سازه های مستحکمی از این نمونه طبیعی ایجاد نمایید. نمونه معروف چنین سازه ای، استادیوم المپیک مونیخ است که در سال ۱۹۷۲ برای بازی های المپیک تابستانی ساخته شده است.
سازه های صدفی با الهام از صدف دریایی، حلزون، تخم مرغ و پوست آجیل
نوع دیگری از معماری بیونیک را می توانید در سازه های صدفی شکل مشاهده نمایید. در ساختارهای صدفی معمولا دو سطح منحنی در ناحیه بالا و پایین قرار می گیرند که فاصله بین آن ها را ضخامت سازه صدفی پر می کند. با توجه به میزان قطر و ضخامت بدنه در این ساختار، سازه های صدفی می توانند فشار زیادی را تحمل نموده و ساختمان های مستحکمی طبق این الگو قابل ساختن خواهد بود. نمونه مشهور از این نوع سازه، سالن نمایشگاه مرکز صنایع و فناوری ملی پاریس است که در سال ۱۹۰۵ ساخته شد.
سازه های غشایی، چادری، پارچه ای یا ممبران با الهام از سلول
در معماری بیونیک سازه هایی هستند که با توجه به ساختار سلولی بدن انسان طراحی و ساخته شده اند. از آنجایی که سلول انسان قابلیت این را دارد که تحت فشارهای داخلی یا خارجی و به کمک جریان سیالات شکل خود را به طور ثابت حفظ نماید، در معماری بیونیک نیز می توان از آن ایده گرفت. در این معماری از غشاهای پنوماتیک استفاده می کنند تا بتوانند عملکرد تنشی متریال ها را کنترل نمایند. برای مثال سطح ساختمان مرکز ملی ورزش های آبی پکن با همین شیوه ساخته شده است. در این ساختمان با کمک این ایده، معماران توانسته اند شیشه های کمتری استفاده نموده و نیاز کمتری نیز به فولاد داشته باشند.
سازه های حفره مانند
این نوع از معماری بیونیک بیشتر تمرکز بر استفاده از انرژی های طبیعی همچون باد، باران، نور و… دارد. برخی از افراد سازه های حفره مانند را الهام گرفته از غارهایی می دانند که بشر در ابتدا داخل آن ها زندگی می کرده است. در معماری بیونیک این سازه ها را با هدف استفاده از انرژی طبیعی برای کنترل آب و هوای داخل مورد استفاده قرار می دهند. ساختمان مینارت در دانشگاه اوترخت هلند با این شیوه ساخته شده است.
سازه های کمانی شکل
سازه های کمانی شکل مدل دیگری در معماری بیونیک محسوب می شوند. معمولا ساختمان های کمانی شکل الهام گرفته شده از نخاع و ستون فقرات انسان یا موجودات زنده مختلف هستند. نتیجه این الگوبرداری ساختمان هایی خواهد بود که استحکام و دوام بسیار زیادی خواهند داشت.
سازه های پاف مانند و برجسته
در معماری بیونیک برای تزئینات و دکوراسیون ساختمان ها از سازه های پاف مانند و برجسته استفاده می شود. الگوی این سازه ها سلول های گیاهی و جانوری هستند. به عبارتی این سازه ها بیشتر جنبه دکوراتیو دارند و طبق سلیقه افراد می توانند در ساختمان ها مورد استفاده قرار بگیرند.
سازه های پیچشی و اسپیرال
همانطور که در ابتدا نیز گفتیم، انسان از عوامل مختلفی در طبیعت می تواند الگو بگیرد که یکی از آن ها انرژی بود. سازه های پیچشی و اسپیرال در معماری بیونیک دقیقا روی همین مسئله تمرکز دارند. این سازه ها الگو گرفته از درخت چنار و برگ های آن هستند که به خوبی نور خورشید را تنظیم می کنند. ساختمان هایی که بر این سبک ساخته می شوند، معمولا نورگیری فوق العاده ای دارند.
مصالح معماری بیونیک
در بخش خصوصیات و ویژگی های معماری بیونیک و چرایی منحصر به فرد بودن، این نوع معماری را به ویژه در استفاده از متریال ها مشخص کردیم. در واقع گفتیم که یکی از اصلی ترین خصوصیات این سبک معماری، استفاده از متریال هایی است که بیشترین تشابه را با نمونه های طبیعی دارند. به طور کلی مصالح پرکاربرد در معماری بیونیک عبارتند از:
- موادی که خاصیت خود پاک کنندگی دارند
- موادی که خاصیت خود ترمیمی دارند
- موادی شبیه کندو زنبور عسل
- دیوارهای ترومب
- کرتین وال های شیشه ای دوجداره
معایب و مزایای معماری بیونیک چیست؟
در وصف معماری بیونیک، معایب و مزایای مختلفی را می توان عنوان کرد. به عنوان بزرگترین ایراد برای این سبک معماری، تخصصی و فنی بودن آن قابل مطرح کردن است. به عبارتی علی رغم جذابیت ها و مزایایی که معماری بیونیک دارد، مسئله تخصصی بودن بیش از اندازه آن، کار را برای افراد دشوار می کند. برای اینکه بتوانید چنین سازه هایی را طراحی و اجرا نمایید، نیازمند داشتن دانش فراوان و کمک گرفتن از افراد بسیار حرفه ای خواهید بود. با این وجود مزایای معماری بیونیک همواره ترغیب کننده انسان به استفاده از این سبک بوده است. این مزایا عبارتند از:
- حفظ ثبات و پایداری محیط زیست
- کاهش استفاده از مصالح ساختمانی همچون بتن و فولاد
- حفظ منابع و سرمایه های جاری
- خلاقانه بودن ساختمان ها
- کاربردی بودن سازه ها
- استحکام زیاد و مقاومت بالا
- استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و کاهش هزینه های تامین انرژی
- و…
مشهورترین سازه های بیونیک در جهان
اکنون که به خوبی می دانید معماری بیونیک چیست و چه خصوصیاتی دارد، بهتر است با مشهورترین سازه های بیونیک در جهان نیز آشنا شوید. بدیهی است مشاهده نمونه های بزرگ و مشهور در جهان از این سبک معماری، بهتر می تواند توجه بشر را به خود جلب نماید. علاوه بر مواردی که در بخش انواع سازه های بیونیک معرفی کردیم، مشهورترین سازه های بیونیک در جهان به شرح زیر هستند:
- موزه و استادیوم ملی در پکن الهام از لانه پرنده
- مرکز تحقیقات لندن الهام از گیاهی به نام لوتوس
- ساختمان ضد مه و دود پاریس
- مجموعه اقامتی ( پوست بادام زمینی ) خاویر سنوسین
- برج تورنینگ توروسو سانینگو
- برج روبلینگ در کنتاکی کانادا
- سالن اپرای سیدنی استرالیا
- برج بیونیک شانگهای
- برج فراز پل رابلینگ
- برج کاکتوس
- سیتی هال یا تالار شهر لندن
- مرکز ملی فضایی بریتانیا
جمع بندی و نتیجه گیری
انسان همواره به دنبال ایجاد و استفاده از سبک های مختلفی در معماری بوده است. از آنجایی که ذات بشر ارتباط و سازگاری هر چه بیشتر با طبیعت دارد، معماری بیونیک می تواند سازه های جذابی را در این راستا برای شما طراحی و پیاده سازی کند. در این سبک معماری هدف الهام گرفتن از موجودات زنده در طبیعت است تا سازه هایی طراحی شوند که بیشترین تطابق را برای رفع نیاز شما دارند. برای مثال با الهام از تار عنکبوت سازه های کابلی مستحکمی قابل ساختن خواهد بود. نظر شما درباره معماری بیونیک چیست؟ آیا استفاده از این سبک معماری را می پسندید؟ نظرتان را در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید.
