m+a global architects — международная проектная организация.
Полный комплекс услуг архитектурно-инженерного проектирования с 1982 г.
Российское подразделение — ООО «ГорПроект»
Заказать звонок
m+a global architects - Делимся с Вами тем, что нам интересно!

КАК БИОНИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОВЫШАЕТ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ

Энергетический кризис 70-х годов вызвал интерес к альтернативным источникам энергии и обратил внимание человечества на проблемы изменения климата. Нынешний мировой кризис резко активизировал экостроительство.

Речь идет о так называемых «зеленых» технологиях строительства, которые подразумевают использование самых разных природных факторов для создания здоровых и комфортных условий жизни человека. Сюда относится бионическая архитектура, то есть применение в архитектуре законов и форм живой природы; использование альтернативных источников энергии, таких как энергия солнца, ветра, воды; применение экологичных материалов, по большей части природных, которые создают здоровый микроклимат в доме и не наносят вреда окружающей среде при их утилизации.

История знает немало и таких примеров, когда бионический характер тех или иных сооружений был обнаружен только спустя длительное время после их возведения. Например, только во второй половине прошлого столетия обнаружили, что Эйфелева башня имеет конструкцию, сходную строению берцовой кости человека, и благодаря этому обладает достаточной прочностью. А, скажем, современные высотные промышленные сооружения, трубы, выдерживают сильные порывы ветра потому, что принцип их возведения совпал с «внутренним устройством» стеблей злаковых растений, которые при ветре гнутся, но не ломаются и быстро восстанавливаются.
image

Бионический подход к проектированию и строительству обретает свой технологический статус, проникает в урбанистический и бытовой конструктивный дизайн и становится все более и более популярным. Отдельные примеры постепенно формируют и бионическую архитектуру, в основу которой закладывается преимущественное морфологическое построение конкретных биологических объектов, отличающихся безусловной целесообразностью, надежностью, прочностью и экономичностью в расходовании природного материала.

Также изучение живой природы помогает архитекторам в создании новых, отвечающим современным требованиям и задачам, строительных материалов. Так, например, у некоторых глубоководных моллюсков была позаимствована «технология» создания слоистых конструкций. Дело в том, что раковины этих созданий состоят из чередующихся жестких и мягких слоёв. Для строительства применение этого принципа означает, что в случае деформации верхнего жёсткого слоя следующий мягкий слой «погасит» разрушение и трещина останется на поверхности, не распространяясь вглубь конструкции.
image

Природа доказала на практике свою поразительную стойкость к негативным факторам, поэтому, изучая ее, можно вывести законы процветания. Основной источник энергии, используемый природой, — энергия солнца, причем она использует только необходимое ей количество энергии. Природа также подчиняет форму функциональности, трансформирует трудности в преимущества, превращает отходы в натуральные ресурсы, усиливает местную специфику и стремится к органической целесообразности существования, связанной с минимальным расходом энергии, строительного материала и времени.

Источники, используемые при проектировании энергоэффективных зданий:

  • Использование энергии солнца (солнечные коллекторы или буферные зоны для накопления солнечного тепла – позволят снизить затраты на теплоснабжение здания; естественное освещение – позволит снизить потребление электроэнергии);

  • Использование энергии ветра (естественная вентиляция здания – позволит снизить потребление электроэнергии; установки для накапливания тепловой энергии от механического воздействия на эту установку ветра на большой высоте и т.п.);
  • Использование энергии воды (например, использование низкотемпературных грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения – позволяет снизить нагрузки на кондиционирование; использование грунтовых вод в качестве технической воды в здании – позволяет снизить нагрузки на водоснабжение и т.п.);
  • Использование энергии земли (использование тепла земли для снижения затрат энергии на теплоснабжение и охлаждение, использование основания здания для накопления тепла или холода и т.п.).

image

Пример использования зданиями природных возобновляемых источников энергии – ветра и солнца (ветряные турбины и солнечные батареи)
image

Принцип работы солнечных батарей.
image

Энергоэффективность здания – один из важнейших критериев оценки архитектурного проекта. Природные процессы связаны с энергоэффективностью напрямую, так как все природные системы подчинены процессу метаболизма – это обмен энергией, веществами и информацией. Все природные организмы пользуются возобновляемыми источниками энергии – биогаз, энергия солнца, ветра. Энергоэффективные здания спроектированы по схожему принципу. Самым важным достижением природных организмов является их адаптация к постоянно изменяющимся внешним условиям.

Вот несколько величайших сооружений на основе бионики во всем мире:

Эйфелева башня в Париже (повторяет форму берцовой кости);
image

Небоскреб Аква в Чикаго (внешне напоминает поток падающей воды, также форма здания напоминает складчатую структуру известковых отложений по берегам Великих Озер);
image

Жилой дом «Наутилус» или «Раковина» в Наукальпане (его дизайн взят из природной структуры – раковины моллюска);
image

Оперный театр в Сиднее (подражает раскрывшимся лепесткам лотоса на воде);
image

Плавательный комплекс в Пекине (конструкция фасада состоит из «пузырьков воды», повторяет кристаллическую решетку, она позволяет аккумулировать солнечную энергию, используемую на нужды здания);
image

Национальный оперный театр в Пекине (имитирует каплю воды).
image

Бионический подход в архитектуре является сегодня одним из наиболее востребованных в мире архитектурных течений, базирующихся на наиболее органичных и естественных для человека условиях его жизнедеятельности.

Здания бионической архитектуры можно классифицировать по типу заимствованных элементов природных форм и живых организмов:

  • имитация формы живого организма;image
  • заимствование конструктивной основы природных форм;image
  • организация функционирования здания по принципу живого организма;image
  • заимствование внешней оболочки из живой природы.image

    При проектировании бионического здания, выборе максимально эффективной формы и конструкции, должен быть проведен анализ места строительства, его колорита, а также необходимо изучить возможности участка, с целью его максимального использования.

    В современных крупных городах присутствует агрессивная визуальная среда, которую создают однотипные прямоугольные здания с гладкими поверхностями, с однообразными серыми оттенками. Окружающая визуальная среда не соответствует физиологическим нормам зрения. Однообразная визуальная среда провоцирует человека на агрессию, ученые говорят о возникновении «синдрома больших городов» в городах с однообразными типовыми постройками. Человек подавляется однообразием — развивается депрессии, астения, неврозы. Архитектура бионических сооружений, напротив разнообразна, в ней отсутствуют прямые линии и углы, она является естественным продолжением самой природы.

    Практический опыт в этом направлении, имеющийся у нас и за рубежом открывает широкие горизонты решения различных интересных архитектурных проблем с помощью патентов живой природы. Здесь и возможности поиска новых, функционально оправданных архитектурных форм, отличающихся красотой и гармонией, и создание новых рациональных конструкций с одновременным использованием удивительных свойств строительного материала живой природы, и открытие путей реализации единства конструирования и создания архитектурных средств с использованием энергии солнца, ветра, космических лучей. Но, пожалуй, наиболее важным ее результатом может быть активное участие в создании условий сохранения живой природы и формировании гармоничного ее единства с архитектурой.

    Для понижения расходов на эксплуатацию зданий, ещё на стадии проектирования необходимо предусматривать использование энергосберегающих технологий.

    Проектирование нашей компании основано на принципах энергоэффективности. Проекты выполнены с применением энергосберегающих технологий и экологически чистых материалов и соответствуют официальным эко-стандартам. Некоторые из выполненных проектов получили сертификаты серебряного и золотого уровня Американской сертификационной системы LEED.
архитектура экология
Made on
Tilda