employee from 01.01.2003 until now
Donskoy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet (Soprotivlenie materialov, docent)
employee
Don State Technical University (Strength of materials, associate professor)
employee
Rostov-na-Donu, Rostov-on-Don, Russian Federation
Rostov-na-Donu, Rostov-on-Don, Russian Federation
Rostov-na-Donu, Rostov-on-Don, Russian Federation
GRNTI 67.01 Общие вопросы строительства
OKSO 07.09.01 Архитектура
BBK 382 Изыскания и проектирование в строительстве
Green architecture is the direction of architectural bionics, in which much attention is paid to the combination of natural objects and structures. The article gives examples of the various unique structures, in which the connections between plants, architectural shapes, comfortable environment, and sustainability.
architecture, bionics, building structures, shape, ecology, design, nature
В современном мире человек стремится жить в комфортной среде, в гармонии с природой. Архитекторы стремятся создавать дома или комплексы сооружений, при проектировании которых используются новые материалы и новые технологии, создавая конструкции со сложной геометрической формой [1-3]. Они часто используют пластины и оболочки с волновой поверхностью. Такие оболочки и пластины обладают большой прочностью [4-6].
Знаменитая архитектор Заха Хадид часто применяла такие архитектурные формы (рис. 1) [7].
Рис. 1. Культурный центр имени Г.Алиева в Баку, Азербайджан (архитектор Заха Хадид)
Архитектурная бионика прочно вошла в сознание современного человека. Это наука, задачей которой является органичное сочетание архитектуры и природы [8-12]. Природа подсказывает архитекторам гармоничность линий и конструктивное сочетание архитектурных элементов. Много архитекторов работают в этом направлении: Ренцо Пиано, Фрэнк О. Гери, Готфрид Бём. Они грамотно выбирают форму зданий, пропорции компонентов сооружений, которая интересна всем и вписывается в естественную среду, не внося диссонанс.
Готфрид Бём умел органично вписывать в городскую и природную среды свои здания. Он учитывал окружающую среду, исторические здания, сочетая гармонию линий, цвета, красоту природы. Примером архитектурной бионики служит здание Театра имени Ханса Отто в Постдаме, Германия. На рис. 2 показан вид театра со стороны городской среды, а на рис. 3 – со стороны озера.
Рис. 2. Здание Театра имени Ханса Отто в Постдаме (Германия) со стороны городской среды.
Рис. 3. Здание Театра имени Ханса Отто в Постдаме (Германия) со стороны озера.
Но есть направление, которое на первое место ставит природу и сооружение проектируется, так что комплекс сооружений вписывается в окружающую среду. Они не забывают об экологичности этих зданий и комфорте проживания в них людей. Именно таким направлением и является «зеленная архитектура». В России примером «зеленого» строительства может служить парк «Зарядье» в г.Москве (рис. 4).
Рис. 4. Парк в «Зарядье» в г.Москве (Россия).
Ренцо Пиано – известный архитектор, у которого много проектов, связанных с архитектурной бионикой и с «зеленой» архитектурой. Его здания придают неповторимый облик города. В Центре Жоржа Помпиду в Париже (Франция) он показал возможности сочетания инновационных конструкций и строения с «вывернутыми наружу» коммуникациями.
Заглубленные и подземные здания тоже относятся к объектам «зеленой» архитектуры, так как главной особенностью таких сооружения является частичное или полное заглубление в грунт и соответствие принципам экологического проектирования.
На рис. 5 показан Центр Пауля Клее в Берне (Швейцария). В этом проекте использованы тенденции развития такого направления как «зеленая» архитектура. Основная часть комплекса расположена под землей, так как в музее располагаются картины художника, чувствительные к свету. Фасады здания органично вписаны в окружающую среду.
Рис. 5. Центр Пауля Клее в Берне (Швейцария).
К этому направлению относятся и комплекс сооружений в Нумеа, Новая Каледония – Культурный центр Жан-Мари Тжибау (рис. 6). Создан объект архитектурной бионики средствами высокотехнологичной архитектуры с учетом ландшафта окружающей среды.
Рис. 6. Культурный центр Жан-Мари Тжибау
К сооружениям, которые частично или полностью заглублены, относится научно-музейный комплекс Калифорнийской академии наук. Архитектор Ренцо Пиано в этом проекте применил различные экологические и энергосберегающие технологии, неожиданные решения в конструкции комплекса и в организации внутреннего пространства. Уникальная кровля здания – это «живая зеленая» крыша с круглыми световыми фонарями, на которой высажены растения (рис. 7).
Рис. 7. Крыша научно-музейного комплекса Калифорнийской академии наук
Если раньше шла речь об отдельных экодомах, то сейчас уделяется внимание проектированию и строительству целых комплексов зданий с применением «зеленых» технологий [13]. С помощью «зеленого» строительства сейчас экономится достаточно много энергии (приблизительно 10-15%). «Зеленые» здания – это рациональное использование потребляемой энергии, земли, природных строительных материалов; забота о комфорте и здоровье людей, проживающих в них; минимизация негативного воздействия на природу. При строительстве таких сооружений используются растительные объекты для гармоничного сочетания природы и строительных конструкций. Создаются живописные жилищные комплексы, в которых сочетаются интересные формы фасадов и внутреннего пространства и растения (рис. 8).
Архитектор Фрэнк О. Гери – один из самых известных, который работал в архитектурной бионике. Он применял самые разнообразные формы, материалы и пространственную композицию в своих сооружениях, которые сразу становились уникальными.
Рис. 8. Фасады зданий «зеленой» архитектуры с использованием растений
Фрэнк О. Гери всегда необычно подходит к применению оболочек в своих проектах. Интересные решения в архитектурных элементах включают волны движения, сдвиги, конструкции как бы «парят над землей» под действием ветра (рис. 9 и 10).
Рис. 9. Винодельня и гостиница «Макес де Рискаль», Испания
Рис. 10. Концертный зал имени Уолта Диснея в Лос-Анджелесе.
Архитектурная бионика – это очень интересное направление, в котором сочетаются необычные формы и композиции, напоминающие формы природы [14-17]. Среди современных сооружений можно встретить самые причудливые конструкции. Уникальны творения архитектора А. Гауди (рис. 11) [13].
Рис. 11. Арочное внутреннее пространство свод галереи А.Гауди.
Основные составляющие архитектурной бионики – это поиск оптимальных решений; принцип экономии материалов и поиск новых; принцип максимальной экологичности; принцип экономии энергии; гармоничное сочетание сооружений и природы.
Если композитор создает свое произведения, следуя правилам и стилю, в котором пишет музыку, и получает уникальное творение, так и архитекторы проектируют архитектурные композиции в сочетании с природными объектами, создавая свой неповторимый стиль. Для архитекторов, работающих в архитектурной бионике, направление, связанное с «зеленой» архитектурой, становится особенно важным, так как оно позволяет реализовать свои творческие способности.
«Дом над водопадом» архитектора Фрэнка Ллойд Райта (США, Пенсильвания) является ярким примером «зеленой» архитектуры. В этом сооружении архитектор смог соединить внешнее и внутреннее пространство в гармоничном сочетании человека и природы. При строительстве применялись в основном природные материалы и новейшие технологические решения. Концепция органической архитектуры, создаваемой как естественное продолжение природной среды, оказала влияние на развитие «зеленой» архитектуры и архитектурной бионики в целом.
Конечно, проблемы есть при строительстве сооружений с учетом «зеленой» архитектуры. Это экология, финансы, энергетические и земельные ресурсы и, конечно, мышление людей. Главное поменять отношение к строительству таких сооружений самих проектировщиков, уже учитывая, эти факторы при проектировании не только отдельных домов, а целых комплексов сооружений.
Архитектурная бионика– это поиск оптимальных решений; принцип экономии материалов; принцип максимальной экологичности; принцип экономии энергии; гармония с природой; комфортная среда для человека.
Следует отметить, что нас окружает: природа, городская среда, люди. Все составляющие нашего мира должны находиться в гармонии между собой. Красота природы, архитектуры благотворно влияет на человека, давая возможность работать, жить, творить.
«Зеленая» архитектура – это не только впечатляющие формы, но и прогрессивные технологии, позволяющие создавать сооружение, отвечающие современным требованиям; это сооружения, позволяющие сочетать потребности человека и яркую природную красоту, не разрушая ее.
1. Villesenor D. Architecture and nature. - New York: Rizzoli, 2015. - 334 p.
2. Lebedev YU.S., Rabinovich V.I., Polozhay Ye.D. Arkhitekturnaya bionika. [Architectural bionics.]. - M.: Stroyizdat, 1990. - 269 p.
3. I.A. Mayatskaya, B.M. Yazyev, S.B. Yazyeva, P.B. Kulinich, Building Constructions : architecture and nature, //MATEC Web of Conferences. - 2017. - №106. SPbWOSCE-2016, 01031
4. Demchenko D.B., Mayatskaya I.A., Demchenko B.M. Teoriya rascheta plastin: ucheb.posobiye. [The theory calculation of plates: Textbooks.]. - Rostov-na-Donu: DGTU, 2018. - 461 p.
5. Krasnobayev I.A., Mayatskaya I.A. Osnovy rascheta na izgib tonkikh zhestkikh plastin: ucheb.posobiye. [Fundamentals of the calculation of the bending of thin rigid plates: a textbook.]. - Rostov-na-Donu: RGSU, 2011. - 87p.
6. Krasnobayev I.A., Mayatskaya I.A., Smirnov I.I., YAzyyev B.M. Teoriya plastin i obolochek: monografiya. [Theory of plates and shells: a monograph.]. - Rostov-na-Donu: RGSU, 2012. - 114 p.
7. Ryabushin A.V. Zakha Khadid. Vglyadyvayas' v bezdnu. [Zaha Hadid. Peering into the abyss.] - M.: Arkhitektura - S, 2007. - 336 c.
8. Mayatskaya, I.A., Demchenko B.M., Shvetsov P.A. On the possibility of improving the mesh plates and shells, taking into account bionic principles / I.A. [About the possibility of improving mesh plates and shells based on bionic principles] // Regional'naya arkhitektura i stroitel'stvo, №2 (27), 2016. pp. 137-145
9. Mayatskaya, I.A. O vozmozhnosti sovershenstvovaniya stroitel'nykh konstruktsiy s uchetom bionicheskikh printsipov [On the possibility of improving building structures based on bionic principles] // Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Ser. Stroitel'stvo i arkhitektura, 45(64), 2016. pp. 27-34
10. Mayatskaya I.A., Yazyeva S.B.,Zakieva N.I.,Lapina A.P Modern glass constructions and comfortable urban environment //Materials Science Forum, Vol.931. pp. 754-758
11. Mayatskaya, I.A., YAzyyeva S.B., YAzyyev B.M. Optimal'nost' konstruktsiy s tochki zreniya arkhitekturnoy bioniki [The optimality of structures in terms of architectural bionics] // Stroitel'stvo i tekhnogennaya bezopasnost', 2017. № 9 (61), pp. 7-11.
12. Mayatskaya, I.A., YAzyyeva S.B., YAzyyev B.M. Fraktal'nost' i simmetriya v arkhitekturnykh elementakh sooruzheniy [Fractality and symmetry in architectural elements of buildings] // Stroitel'stvo i tekhnogennaya bezopasnost', 2018. № 12 (64), pp. 29-32.
13. Yeremin V.D., Avdeyeva A.G. Sovremennyye tendentsii v proyektirovanii ekologichnykh domov [Modern trends in the design of green houses] // Eksperimental'nyye i teoreticheskiye issledovaniya v XXI veke: problemy i perspektivy razvitiya: materialy XIV Vseros. nauch.-prakt. konf., g. Rostov-na-Donu, 31 maya 2018 g. / Yuzh. un-t IUBiP. - pp. 95-97.
14. Gnedich P.P. Mirovaya arkhitektura. [World architecture.] - M.: Eksmo-Press, 2012. -240 p.
15. Khensbergen G.V. Gaudi - toreador iskusstva. [Gaudi is the bullfighter of art.] -M. Eksmo-Press,2002. -358 p.
16. Mount C, Deitch J. A new sculpturalism: contemporary architecture from Los Angeles. - New York: Skira Rizzoli Publications, 2013. - 272 p.
17. Material innovation: architecture. - London: Thames & Hudson Ltd, 2014. - 224p.
