معماری بیونیک || معماری زیست فناوری

یک حرکت معاصر است که از تطابقات فیزیولوژیکی، رفتاری و ساختاری موجودات زنده الهام می‌گیرد. این رویکرد به دنبال طراحی و ساخت ساختمان‌هایی است که نه تنها از نظر زیبایی‌شناسی چشمگیر باشند، بلکه خودکفا و پاسخگو به شرایط محیطی متغیر نیز باشند. معماری بیونیک به عنوان یکی از نوآورانه‌ترین و پیشرفته‌ترین رویکردهای طراحی ساختمان در قرن بیست و یکم شناخته می‌شود. این نوع معماری با الهام از سیستم‌ها و فرآیندهای طبیعی، به دنبال ایجاد ساختمان‌هایی است که نه تنها از نظر زیبایی‌شناسی چشمگیر باشند، بلکه خودکفا، مقاوم و دوستدار محیط زیست نیز باشند.

معماری بیونیک

معماری بیونیک از تطابقات فیزیولوژیکی، رفتاری و ساختاری موجود در موجودات زنده الهام می‌گیرد. با مطالعه و تقلید از روش‌هایی که سیستم‌های بیولوژیکی به نیروهای داخلی و خارجی پاسخ می‌دهند، معماران قصد دارند ساختمان‌هایی ایجاد کنند که نه تنها از نظر زیبایی‌شناسی چشمگیر باشند، بلکه خودکفا و پاسخگو به شرایط محیطی متغیر نیز باشند. این سازه‌ها طوری طراحی شده‌اند که قابل تطبیق باشند و می‌توانند ساختار خود را در پاسخ به عواملی مانند آب‌وهوا و تغییرات دما تغییر دهند. این واژه به فارسی “زیست فنی” نام گرفته است. از ترکیب دو لغت “بیولوژی” و “تکنیک” به معنای زیستار شناختی یا بکارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت تشکیل شده است. علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه ی تمامی سیستم‌های زنده‌ را بیونیک می کویند. با وجود اینکه امروزه هز وقت از تکنولوژی یاد می شود تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی به ذهن می‌آید اما اگرکمی به مسیرتکنولوژی دقت کنیم مشاهده می کنیم هر پدیده صنعتی یا ساختمانی، از الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است. بنابراین میتوان گفت که بیونیک هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است. تحقیقات علمی و ترکیب واژه‌های «بیولوژی» و «تکنیک» باعث شده ‌علم «بیونیک» را به عنوان دانشی که مسایل فنی را از را ههای زیستی حل می‌کند بشناسند.

 

این رویکرد به معماران امکان می‌دهد تا ساختمان‌هایی با بهره‌وری بالا و سازگاری بیشتر با محیط زیست طراحی کنند و به کاهش مصرف انرژی و مواد کمک می‌کند.

 

معماری باروک || سبکی پیچیده و چندلایه

 

تکامل معماری بیونیک

معماری بیونیک در دهه 1990 به عنوان جنبشی که از زمینه های بیوتکنولوژی و سایبرنتیک و همچنین از سیستم ها و فرآیندهای طبیعی الهام گرفت، ظهور کرد. این بر اساس مفهوم زیست تقلید ساخته شده است که از اشکال و فرآیندهای طبیعی به عنوان الهام بخش برای طراحی استفاده می کند و این رویکرد را با تلاش برای تکرار کارایی، انعطاف پذیری و سازگاری سیستم ها و فرآیندهای طبیعی در طراحی ساختمان ها یک قدم جلوتر برد. معماری بیونیک به شدت به فناوری و مهندسی پیشرفته، از جمله ابزارهای شبیه سازی دیجیتال، چاپ سه بعدی و مواد زیست تقلیدی مانند بتن خود ترمیم شونده متکی است.امروزه، معماری بیونیک یک زمینه تثبیت شده و در حال رشد است و معماران و طراحان راه های جدیدی را برای استفاده از اصول بیونیک در طراحی ساختمان بررسی می کنند. این شامل توسعه فناوری های جدیدی است که به ساختمان ها اجازه می دهد تا با شرایط محیطی در حال تغییر مانند دما و آب و هوا سازگار شوند و به آن پاسخ دهند.

 

زمینه تاریخیی

مفهوم معماری بیونیک از اوایل قرن هجدهم تکامل یافته است، اما در اوایل قرن بیست و یکم به دلیل نگرانی‌های رو به رشد در مورد تغییرات آب‌وهوا و گرمایش جهانی، توجه بیشتری را به خود جلب کرد. اصطلاح "بیونیک" برای اولین بار در سال 1958 توسط کلنل ارتش ایالات متحده جک ای. استیل و دانشمند شوروی اتو اشمیت استفاده شد.

مطالعات باستان شناسی نشان می دهند که اولین فرم های سبک بیونیک به دوران یونان باستان (قبل از قرون 18 و 19 میلادی) برمی گردد که عمدتا بر پایه مطالعات و مشاهدات آناتومیکی بدن انسان بوده است. در واقع یونانیان به ویژگی های بدن انسان و آناتومی آن بسیار علاقه مند بودند به همین دلیل سبب پیدایش طراحی متقارن در معماری آنها شد. حتی نمونه هایی از کاربرد فناوری معماری بیونیک در عصر یونان وجود دارند که از گیاهان استفاده کرده اند که ایده اولیه آن را دانش آموزان پولیکلیتوس دادند.

معماری بیونیک یک حرکت معماری مدرن است که از تغییرات فیزیولوژیکی، رفتاری و ساختاری موجودات زنده به عنوان منبع الهام برای طراحی و ساخت ساختمان‌های بیانی است. این ساختمان‌ها طراحی شده‌اند تا خودکفا باشند و بتوانند به‌طور سازگار با تغییرات داخلی و خارجی مانند تغییرات آب و هوا و دما، ساختاری خود را تغییر دهند.

- اوایل قرن بیست و یکم: معماری بیونیک در این دوره به بلوغ رسید و به دلیل نگرانی‌های افزایشیافته درباره تغییرات اقلیمی و گرمای زمین، به عنوان یک رویکردی برای جلوگیری از تأثیرات منفی بر محیط زیست شناخته شد.

-سال 1958: اولین بار که اصطلاح "بیونیک" استفاده شد، توسط کلنل جک ای. استیل از ارتش ایالات متحده و دانشمند شوروی، اوتو شمیت در طراحی یک پروژه نجومی که بر روی تحقیقات حوزه رباتیک متمرکز بود، استفاده شد.

- سال 1997: جانین بنیوس این اصطلاح را به عنوان "میمیکری" تعریف کرد که به "تقلید مدنظر از نوعی از جوانه‌های طبیعت" اشاره داشت.

- سال 1974: ویکتور گلوشکوف در کتاب "دانشنامه سیبرنتیک" خود، ایده‌های بیونیک را به معماری اعمال کرد و ادعا کرد که با استفاده از نمونه‌های طبیعت مانند ساقه گیاهان، برگ‌های زنده، قاعده تخم‌مرغ، مهندسان می‌توانند ساختمان‌های مقاوم و زیبایی را ایجاد کنند.

تأثیرات

معماری بیونیک به معماران امکان می‌دهد تا با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و مواد بیومیمتیک، انرژی و مصرف را کاهش دهند و ساختمان‌هایی با کارآمدی بالا و سازگاری با محیط زیست را طراحی کنند.

 

معماری کلاسیک || سرچشمه ای از معماری روم باستان

 

 

 

انواع معماری بیونیک

معماری بیونیک انواع مختلفی دارد که در تمامی آنها هدف یک چیز است و آن هم الهام از طبیعت برای ایجاد ساختارها و سازه های بسیار مستحکم و قدرتمند می باشد. در ادامه به معرفی انواع معماری بیونیک در طراحی سازه می پردازیم:

• سازه های کابلی با الهام از تار عنکبوت (Cable Structures):

معماری بیونیک در سازه های کابلی با الهام از تار عنکبوت گرفته شده که بهترین معماران ساختمانی در جهان هستند. با توجه به اینکه ساختار تار عنکبوت بسیار مستحکم و سبک بوده و می تواند تا 25 برابر وزن خود فشار و نیروی کششی تحمل کند، از فرم و ویژگی های آن در ساختمان ها استفاده کرده اند. نمونه معروف آن می توان به استادیوم المپیک مونیخ اشاره کرد که برای بازی های المپیک تابستانی سال 1972 ساختند. سقف چادری و شبکه مانند این استادیوم با مساحت 74800 متر مربع بسیار مشهور است.

• سازه های صدفی با الهام از صدف دریایی، حلزون، تخم مرغ و پوست آجیل (Thin-Shell Structures):

ساختار صدفی که ساختارهای دیواری نازک فضایی است که در آن دو سطح منحنی شکل در بالا و پایین قرار می گیرند و بین این دو سطح را ضخامت سازه های صدفی پر می کند و این فاصله بسیار کمتر از سایر ابعاد آن است. با توجه به قطر محور و ضخامت بدنه، فشار زیادی توسط ساختارهای صدفی قابل تحمل است و همین ویژگی در معماری بیونیک مورد استفاده قرار گرفته است. 

از جمله نمونه های معماری بیونیک در سبک سازه های صدفی می توان به سالن نمایشگاه مرکز صنایع و فناوری ملی پاریس اشاره کرد که در سال 1905 ساخته شده و سقف آن شبیه به صدفی است که با ساختارهای بتنی هذلولی شکل تقویت شده و سطح کلی به فرم مثلث سفید رنگ شبیه شده است. در این ساختار کل فشار و ظرفیت نیروهای حامل به شکل یکسان در کل آن پخش شده و در نتیجه ساختمان فشار زیادی را تحمل نمی کند.

• سازه های غشایی، چادری، پارچه ای یا ممبران با الهام از سلول (Membrane Structures):

سازه های غشایی یا ممبران که به آنها چادری یا پارچه ای هم می گویند نوع دیگری از معماری بیونیک است که در آن از ساختار و رفتار سلول های بدن الهام گرفته اند که چطور تحت فشار هیدرواستاتیک، عمل کرده و رفتار می کنند. در واقع با این پدیده طبیعی، شکل سلول ها به کمک جریان سیالات و فشارهای داخلی و خارجی همیشه به شکل ثابتی حفظ می شود. در معماری بیونیک از غشاهای پنوماتیک استفاده می کنند تا عملکرد تنشی متریال ها را بهبود ببخشند ضمن اینکه مقرون به صرفه و سبک وزن هم هستند. این سازها در ساختمان و دستگاه های موقت استفاده می شوند. سطح ساختمان مرکز ملی ورزش های آبی پکن براساس این نوع از معماری بیونیک ساخته شده است. در این ساختمان از ETFE و فضای شبکه ای فوم مانند استفاده شده تا شیشه کمتری بکار بگیرند و نیاز کمتری به استفاده از فولاد باشد.

• سازه های حفره مانند (Cavity Structure):

سازه حفره مانند با هدف استفاده از انرژی های طبیعی مثل باد، باران و انرژی های خورشیدی است تا شبیه به غارهای زیستی باشند. از جمله نمونه های کاربرد معماری بیونیک از نوع سازه های حفره مانند می توان به آتریوم، پاسیو، خروجی های هوا و دیگر فضاهای داخلی برای کنترل آب و هوای داخلی اشاره کرد. ساختمان مینارت که بخشی از توسعه کمپ Uithof در دانشگاه اوترخت هلند بود براساس همین نوع معماری بیونیک ساخته شده که هم فضایی برای گردش هوا و حفظ انرژی های سبز و هم مکانی برای ملاقات های اجتماعی است.

معماری سبز || معماری دوستدار محیط زیست

 

ساختمان‌های برجسته در معماری بیونیک

1. مرکز فضایی ملی (National Space Centre):

- مکان:  انگلستان

- معمار:نیکلاس گریمشاو

- ویژگی‌ها: این مرکز یکی از معروف‌ترین جاذبه‌های توریستی و یکی از اولین ساختمان‌های معماری بیونیک است. تقریباً به طور کامل از فولاد سبک ساخته شده و به شکل یک سفینه فضایی با پوسته‌ای از اتیلن تترافلوئورواتیلن طراحی شده است.

2. برج چرخان (Turning Torso):

- مکان:  مالمو، سوئد

- معمار:  سانتیاگو کالاتراوا

- ویژگی‌ها:  این برج با طراحی پیچ‌خورده، بلندترین آسمان‌خراش سوئد و بلندترین ساختمان مسکونی در اتحادیه اروپا و دومین بلندترین ساختمان مسکونی در اروپا است.

3. ساختمان سلفریجز (Selfridges Building

- معمار: جان کاپلیسکی

- ویژگی‌ها: این ساختمان چهار طبقه دارد و با ماده‌ای نرم پوشیده شده که با 15000 دیسک آلومینیومی آبی‌رنگ تزیین شده است.

4. فرودگاه بین‌المللی دنور

- ویژگی‌ها: طراحی ارزان و دوستدار محیط زیست با سقفی از ماده پارچه‌ای که زیبایی طبیعی کوه‌های راکی را تقلید می‌کند. 

5. کاکتوس شهری (Urban Cactus

- ویژگی‌ها: این ساختمان 19 طبقه، منحصر به فرد و شگفت‌انگیز است و قابلیت اسکان تا 98 نفر را دارد. الگوی نامنظم و جالب آن باعث می‌شود نور در اتاق‌ها کمبود نداشته باشد.

6. ساختمان‌های جامپ تاون پورتلند:

- معمار: کن یئانگ

- ویژگی‌ها : این ساختمان‌ها به عنوان یکی از سبزترین ساختمان‌های ممکن طراحی شده‌اند.

7. بایونیک آرچ (Bionic Arch):

- مکان: تایچونگ

- معمار:  وینسنت کالباوت

- ویژگی‌ها:  این آسمان‌خراش به گونه‌ای طراحی شده است که نمایانگر هم‌زیستی انسان‌ها و طبیعت باشد. این پروژه توسط دولت تایچونگ به عنوان یک هدیه خاص و مدرن به شهر ارائه شده است.

 

 

معماری بیونیک با تمرکز بر پایداری و بهینه‌سازی مصرف انرژی، نشان‌دهنده آینده‌ای است که در آن ساختمان‌ها می‌توانند به طور هوشمندانه به محیط اطراف خود واکنش نشان دهند و به بهبود کیفیت زندگی ساکنان خود کمک کنند. این نوع معماری نشان‌دهنده ترکیبی از خلاقیت، فناوری و احترام به طبیعت است که می‌تواند تأثیر مثبتی بر روی محیط زیست و جامعه داشته باشد.

 

معماری ایتالیایی || مادر هنر و معماری های معاصر

 

ترجمه و گرداوری :  ندا خدری