Симбиогенез: взаимодействие природы и архитектуры

Спустя 3,5 миллиарда лет эволюции природа достигла совершенства в адаптации, направленной на выживание. Может быть, если мы внимательно посмотрим, то сможем найти решение наших текущих проблем. Архитектура служит инструментом для устойчивого, вдумчивого прогресса и пытается воплотить идеи, встречающиеся в природе.
Ниже приведены некоторые из биомиметических стратегий и концепций, которые были заимствованы у природы и воплощены в дизайне.

Точка касания
Наш нынешний способ строительства требует использования слишком большого количества земельной площади, которая служит местом обитания для многих организмов. Поднятие здания над уровнем земли минимизирует количество площади, занятой архитектурным объектом, а также вторжение в существующую экосистему и все от нее зависящее.



Уменьшение объема
Архитектурный объем охватывает пространство, которое является частью существующей экосистемы. Сводя к минимуму используемую площадь поверхности земли и оптимизируя объем встроенной конструкции, можно уменьшить пространственное влияние. Кроме того, наряду с этим происходит сокращение расхода материалов и ресурсов.



Извлечение vs. распределение
Когда архитектурный объект построен, поток энергии локальной биологической системы нарушается. Солнечная энергия, подпитывающая процесс фотосинтеза, блокируется, ветровые потоки нарушаются, миграционные маршруты и цепь питания прерываются, организмы лишаются источников воды – перечисление может продолжаться до бесконечности. Но архитектура может сделать многое, чтобы избежать паразитарного поведения, используя целый арсенал стратегий устойчивого развития, направленный на сотрудничество с природой и на то, чтобы отдать отнятое.



Программа распределения и клеточного морфогенеза
Морфогенез или «начало формы» – это биологический процесс, при котором организм вырабатывает свою форму, зависящую от роста клеточной структуры или дифференциации и интеграции. Она возникает вследствие взаимодействия клеток в тканях – через процесс, известный как сортировка клеток, когда они способны сами собраться в кластеры, максимизируя контакт между клетками того же типа. Этот метод применяется в концепции поэтажных планов для оптимизации взаимодействия между компонентами программы и усиления сотрудничества между дисциплинами. Такая клеточная плотность и расположение экономит пространство, следовательно, экономит электроэнергию в системе.



Солнечный сбор и распространение
Так же, как клетки растений удовлетворяют свои энергетические потребности за счет фотосинтеза, свободная солнечная энергия собирается с помощью BIPV (строительно-интегрированной фотогальваники) вдоль навеса здания. Эта энергия затем используется в качестве топлива для различных систем по всему сооружению. Волоконно-оптическая система установлена в каналах навеса, куда попадает естественный солнечный свет, и проецирует его в окружающую среду с тем, чтобы обеспечить ее важным ресурсом.



Сбор и распространение дождя
Как эндемичные эпифиты Монтеверде находятся под пологом леса, так и конструкция крыши имеет форму воронки и используется для спуска и хранения дождевой воды в цистернах, откуда затем вода поступает в различные пространства. Кроме того, оросители под напольной системой распыляют эту воду вниз, на землю, обеспечивая таким образом уровень влажности, необходимый для того, чтобы жизнь процветала, создавая «научно-исследовательские карманы», где смогут обитать организмы, необходимые для будущих исследований.

Сбор росы и тумана
В естественном мире вода является ценным ресурсом. Организмы развиваются и адаптируются для того, чтобы получить ее. Эпифиты в тропических лесах способны получать влагу из тумана. Такой принцип дает еще одну возможность для сбора воды из необычных источников, способный заменить ее извлечение из водоносных слоев и других ресурсов, приводящее к дисбалансу экосистем. Установка представлена сеткой, расположенной вокруг оболочки и между напольной системой, для сбора конденсата при изменении температур в период между наступлением темноты и рассветом.

Естественная вентиляция
Организмы используют гомеостаз или способность самостоятельно регулировать внутреннюю температуру в целях достижения теплового баланса и экономии ценной энергии. Такие механизмы, как транспирация, используются, чтобы не допустить перегрева тела. Экологически чувствительная система пола действует как «поры», осуществляющие необходимую вентиляцию снизу, с тем, чтобы регулировать внутреннюю температуру без энергоемких устройств. Объект содержит несколько полостей, позволяющих воздуху проходить через навес и создавать полуоткрытое пространство с естественной вентиляцией.



Реагирующая надувная изоляция
Растительные клетки сохраняют воду в зависимости от условий окружающей среды. Чем теплее, тем больше воды они задерживают, чтобы избежать обезвоживания. Этот принцип был использован в здании. Кроме того, есть еще один ценный и бесплатный ресурс – воздух. Надувные панели реагируют на внешние условия, заполняясь воздухом, который выступает в качестве нетоксичного утеплителя.



Высокоуровневая структурная иерархия
Многослойная структура – от макроуровня до микроуроня, отдельные конструктивные элементы, помощь в экономии материала путем размещения его только там, где это необходимо, в соответствии с действующими на то силами. Таким образом возникает повышение уровней структурной иерархии, подобно тому, как это происходит в природе.



Заключение
Человеческий прогресс может быть измерен с помощью технических достижений. Когда технологии прогрессируют, человечество делает скачок вперед, в будущее, или нам так кажется. В течение прошлых столетий технологические инновации вызвали больше вреда, чем пользы, во всех аспектах: социальном, экономическом, политическом и экологическом. Среда стала свидетелем последствий такого «прогресса» – изменения климата, истощения ресурсов и стремительного вымирания. Человечество, ведомое технологиями, заняло враждебную позицию по отношению к будущему окружающей среды. Но технический прогресс по своим результатам не должен быть равен нерегулируемой добыче ресурсов, приводящей к разрушению экосистем. Пора осознать, что технологии в целом и технологии строительства в частности могут стать главным рычагом в столь необходимом сдвиге парадигмы.

В представленном концепте через подражание природным формам, процессам и системам, архитектура говорит о сосуществовании с природой и взаимодействует с ней, как один из ее организмов. Здание включает себя в естественные циклы и стремится улучшить окружающую среду. Настоящая экологичность – это системный способ мышления о причинах и следствиях. Это реализация взаимосвязи между деятельностью человека и окружающей средой. Это осознание того, что мы едины. Мы должны думать о том, как наши поступки и творения будут влиять на мир вокруг нас. Но еще важнее задать вопрос о том, как наши практические действия смогут принести пользу окружающей среде. В данном примере архитектура не только выступает в качестве «объекта представления» для чего-либо, она сама играет главную роль и способна к созиданию. Она становится катализатором положительного влияния, пытаясь достичь нашего сознания и изменить наше нынешнее поведение. Так не останавливайтесь на изучении только лишь биомимикрии или смежных областей и создавайте, потому что возможности, друзья мои, безграничны!

Текст: Марко Барбоза
Перевод: Татьяна Афонина