Владимир Петров - Думай иначе. Креативное мышление

Рис. 1.37. Эйфелева башня

Пример 1.37. Опоры сложной нагрузки

Структура бедренной кости (рис. 1.38а) может послужить образцом для конструирования опор со сложной нагрузкой (рис. 1.38б). Стержни решетки расположены в соответствии с траекториями главных напряжений.

Рис. 1.38. Опоры со сложной нагрузкой

Пример 1.38. Структура строения глубоководной губки

Исследования, проведенные в Bell Labs в 2005 году, показали, что скелет тропической глубоководной губки Euplectellas имеет очень прочную структуру, которую можно использовать в широком диапазоне, от создания новых материалов на наноуровне до современных архитектурных сооружений.

Скелет губки чрезвычайно прочен и гибок и противостоит воздействию хищников. Он состоит из пучков стекловолокон, тоньше человеческого волоса, скрепленных органическим клеем.

Структурные детали скелета морской губки соответствуют инженерным принципам, используемым в конструкциях зданий, таких как Swiss Re Tower в Лондоне, отеле De Las Artes в Барселоне и Эйфелевой башне в Париже. На рис. 1.39 показано сравнение в масштабе 1:1000.

Структура скелета губки состоит из волокон, скрепленных в виде решетки, укрепленные другими волокнами крест-накрест, расположенными по диагонали в обоих направлениях в дополнительных квадратах. Внешняя часть структуры укреплена «горными хребтами», препятствующими разрушению.

Рис. 1.39. Структура скелета глубоководной губки

Пример 1.39. Дом – листья подорожника

Архитектура 3-этажного дома (рис. 1.40) повторяет спиралевидное расположение листьев подорожника, обеспечивающее лучшую освещенность солнцем.

Рис. 1.40. Дом – листья подорожника

Пример 1.40. Крыша – цветок

Мир живой природы динамичен. В зависимости от времени суток, т.е. освещенности, открываются или закрываются лепестки таких цветов, как цирконий, мак, шиповник и др. Перед переменой погоды меняют свою пространственную форму листья клевера, папоротники и др. В биологии такие движения называют обратимыми, а в архитектуре – трансформациями.

По аналогии с закрыванием и открыванием лепестков цветка группой архитекторов создан проект крыши стадиона в Киеве в виде цветка, лепестки которого поднимаются и опускаются в зависимости от погоды (рис. 1.41).

Рис. 1.41. Крыша – цветок

Пример 1.41. Дышащая стена

По аналогии с кожицей ириса создали «дышащую стену» (рис. 1.42).

Рис. 1.42. «Дышащая стена»

Пример 1.42. Надувные палатки

Использование свойства расширения воздуха или каких-либо смесей газов при нагревании создает возможность автоматического регулирования микроклимата в пневматических сооружениях. Эффект увеличения изоляции может дать автоматическое увеличение толщины двухслойного покрытия надувных оболочек при нагреве и уменьшение толщины при охлаждении. Используя эту идею, архитектор Ю. Лебедев предложил проект-идею туристического городка. Надувные палатки, саморегулирующие солнечную радиацию (рис. 1.43). Наверху показан общий вид туристического городка, а внизу – взаимодействие формы и солнечных лучей (разрез палатки) 19 19 Лебедев Ю. С. Архитектура и бионика . Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1977. – С. 164—169. .

Рис. 1.43. Надувные палатки

Пример 1.43. Ресторан – раковина

По аналогии с формой раковины мексиканский архитектор Ф. Кандела спроектировал ресторан в Косхомило в Мексике (рис. 1.44).

Рис. 1.44. Ресторан – раковина

Пример 1.44. Вертикальный бионический город-башня (Vertical city bionic tower)

Испанские архитекторы, супруги Хавьер Пиоз (Javier Pioz) и Мариа Роза Сервера (Maria Rosa Cervera) спроектировали башню-город по аналогии с кипарисом. Дом в 300 этажей и высотой 1228 метров для ста тысяч человек (рис. 1.45).

Рис. 1.45. Вертикальный бионический город-башня

Вот, что говорит Хавьер Пиоз: «Наша башня не небоскреб. Не закрытое со всех сторон здание, как нынешние, стенами, а, по сути, открытое, в ажурной оболочке из множества стальных и алюминиевых элементов-мембран и стекол под разными углами крепления. Воздух и свет легко проникают во внутренние строения башни. Сама она – в форме вытянутого эллипса, диаметр самой широкой его части – 166 на 133 метра. Нет и этажей в нашем понимании, потому что тысяча метров высоты – это не 10 стометровых зданий, поставленных друг на друга. Такое ни один фундамент не выдержит, а сила ветра и малейшее землетрясение опрокинут его.

Бионика подсказала нам, что и как надо делать. Механизм роста, точнее, набора высоты, мы позаимствовали у деревьев. У кипариса в первую очередь (рис. 1.46). Его зеленая часть состоит из мелких чешуйчатых мембран, сквозь которые проходит ветер любой силы, а он и не шелохнется. Его корневая система заглублена всего на 50 сантиметров, но невероятно разветвлена и по своему строению напоминает губку. С каждым новым сантиметром ствола появляется, уходя чуть в сторону от уже существующего, новый отросток корня.

Рис. 1.46. Строение кипариса

Попробуйте сбить или выкорчевать кипарис – потребуются невероятные усилия (рис. 1.47).

Рис. 1.47. Фундамент башни

Вовсе не обязательно тянуть всю башню сразу. Можно, и даже лучше, поэтапно.

Завершили один квартал – и заселили. А стройка по предложенной нами технологии продолжается, ничуть не беспокоя людей. Всего же в башне будет 12 вертикальных кварталов, в среднем по 80 метров высоты каждый, а между ними – перекрытия-сдержки, которые станут своеобразной несущей конструкцией для каждого очередного уровневого квартала. Дома в нем, естественно, разновысокие, окруженные вертикальными садами, и люди будут по нему передвигаться с полным ощущением внешнего пространства благодаря свету и воздуху. Для быстрого передвижения с одного уровня на другой и внутри каждого уровневого квартала потребуется 368 вертикальных и горизонтальных лифтов. Но никаких лифтовых шахт не будет: их заменят легкие алюминиевые тубы.