Что такое бионика проектирование на основе бионики

Современные примеры бионики в архитектуре и дизайне интерьеров

Самые совершенные формы, как с точки зрения красоты, так и с точки зрения организации и функционирования, созданы самой природой и развились в процессе эволюции. Человечество с давних пор заимствовало у природы структуры, элементы, построения для решения своих технологических задач. В настоящее время техногенная цивилизация отвоевывает у природы все большие территории, вокруг доминируют прямоугольные формы, сталь, стекло и бетон, а мы живем в так называемых городских джунглях.

И с каждым годом все более ощутимой становится потребность человека в естественной гармоничной среде обитания, наполненной воздухом, зеленью, природными элементами. Поэтому экологическая тематика становится все более актуальной в градостроительстве и ландшафтном дизайне. В данной статье мы познакомимся с примерами бионики — интересного современного направления в архитектуре и дизайне интерьеров.

Примеры бионики в архитектуре. Научный и художественный подход

Бионика – это направление в первую очередь научное, а потом уже творческое. Применительно к архитектуре оно означает использование принципов и методов организации живых организмов и форм, созданных живыми организмами, при проектировании и строительстве зданий. Первым архитектором, работающим в стиле бионики,был А. Гауди. Его знаменитыми работами до сих пор восхищается мир (Дом Бальо, Дом Мила, Храм Святого Семейства, Парк Гуэля и др.).

Современная бионика базируется на новых методах с применением математического моделирования и широкого спектра программного обеспечения для расчета и 3d-визуализации. Основной ее задачей является изучение законов формирования тканей живых организмов, их структуры, физических свойств, конструктивных особенностей с целью воплощения этих знаний в архитектуре. Живые системы являются примером конструкций, которые функционируют на основе принципов обеспечения оптимальной надежности, формирования оптимальной формы при экономии энергии и материалов. Именно эти принципы и положены в основу бионики. Знаменитые примеры бионики представлены на сайте.

Вот несколько величайший сооружений на основе бионики во всем мире:

Бионика включает в себя и создание новых для строительства материалов, структуру которых подсказывают законы природы. На сегодняшний день существует уже множество примеров бионики, каждый из которых отличается удивительной прочностью своей структуры. Таким образом, можно получить новые дополнительные возможности для возведения сооружений различных масштабов.

Особенности дизайна интерьеров в стиле бионики с примерами

Бионический стиль пришел и в дизайн интерьера:как в жилых помещениях, так и в помещениях сферы услуг, социального и культурного назначения. Примеры бионики можно увидеть в современных парках, библиотеках, торговых центрах, ресторанах, выставочных центрах и т.д. Что же характерно для этого модного стиля? Каковы его особенности? Как и в случае архитектуры, бионика интерьера использует природные формы в организации пространства, в планировании помещений, в дизайне мебели и аксессуаров, в декоре.

Свои идеи дизайнеры черпают из знакомых структур живой природы:

Светильники также повторяют биологические структуры. Красиво и оригинально смотрятся светильники, имитирующие водопад, светящиеся деревья и цветы, облака, небесные светила, морских обитателей и т.д.Примеры бионики зачастую используют природные материалы, которые являются экологически чистыми. Характерными особенностями данного направления считаются плавные линии, натуральная цветовая гамма. Это попытка создать атмосферу, приближенную к естественной природе, при этом не упраздняя удобств, которые человек приобрел с развитием техники. Электронику вписывают в дизайн таким образом, чтобы она не бросалась в глаза.

В примерах бионики в интерьере можно рассмотреть аквариумы, интересные необычные конструкции и уникальные формы, которые, как и в природе, не повторяются. Можно сказать, что в бионике нет четких границ и зонирования пространства, одни помещения плавно «перетекают» в другие. Природные элементы не обязательно будут применимы ко всему интерьеру. Очень распространены в настоящее время проекты с отдельными элементами бионики – мебелью, повторяющей структуру тела, структуру растений и других элементов живой природы, органические вставки, декор из натуральных материалов.

Стоит отметить, что ключевой особенностью бионики в архитектуре и дизайне интерьера является подражание природным формам с учетом научных знаний о них. Создание благоприятной для человека экологически безопасной среды обитания с применением новых энергоэффективных технологий может стать идеальным направлением развития городов. Поэтому бионика является новым быстро развивающимся направлением, захватывающим умы архитекторов и дизайнеров.

Источник

Бионический дизайн — решение трудных технических задач с помощью природы

Бионика, и вытекающий из нее бионический дизайн (или бионический метод проектирования) представляет собой единство технологий и природы, сочетая в себе функциональность и эстетику. Природа является главным источником вдохновения, ее механизмы отлаживались на протяжении десятков тысяч лет. Именно поэтому к ней обращаются за подсказкой при решении трудных технических задач. Проще говоря, наблюдение за живыми организмами, изучение их структуры и строения, позволяют по крупицам собрать информацию, а бионика – применить эту информацию в технике и инженерии.

Бионический метод проектирования набирает в последнее время все большую популярность, и дело не только в эстетической составляющей. Любое изделие, созданное с применением этого метода, сочетает в себе следующие качества:

За счет грамотного проектирования деталей с полыми участками, удается экономить значительное количество материала, что, однако, не влияет на гибкость и прочность детали. Это несомненное преимущество в современном стремлении к сохранению функциональности без угрозы окружающей среде. Бионический дизайн находит самое разное применение. С его помощью реализуются комплексные сложные проекты в различных отраслях: биоинженерии, аэронавтике, космонавтике, архитектуре, протезировании и т.д.

Однако для бионического метода проектирования не так много путей реализации. Стандартное ручное выпиливание сложных деталей мастером слишком неточно. Именно здесь и приходит на помощь 3D-печать, которая без проблем справляется даже с самой ювелирной работой.

Многие крупные компании, занимающиеся 3D-печатью или применяющие ее для реализации своих разработок давно взяли бионический дизайн на вооружение и все чаще к нему прибегают, разрабатывая свои продукты. Например, Airbus Group (крупнейшая европейская корпорация аэрокосмическое промышленности) уделяет огромное внимание разработке мелких составляющих (деталей), которые, в свою очередь, хоть и кажутся малозначимыми, играют большую роль в общем проекте. Каждый кронштейн (см. фото далее), созданный с помощью бионического метода проектирования, теряет в весе на 30% (что суммарно позволяет экономить значительные средства):

Дизайн этих деталей был разработан на основе листьев водяных лилий и их полых ребер, позволяющих им оставаться наплаву несмотря на свой немалый вес (Виктория амазонская, к примеру, может выдержать вес до 50 кг):

APWorks (дочерняя компания Aibus Group) представила свою разработку, выполненную с помощью бионического метода проектирования. Идея состояла в создании более легкого «экзоскелета» мотоцикла, который позволяет существенно сократить вес конструкции (до 6 кг), на 30% меньше своего предыдущего аналога:

При создании важно было сохранить жесткость конструкции, значительно уменьшив вес. Каждая деталь конструкции состоит из тысяч тонких слоев (толщиной около 60 микрон). Вес был уменьшен в том числе и за счет материала – был использован коррозиеустойчивый алюминий (в виде крошки), который по прочности сравним с титаном.

Более масштабным проектом Airbus Group, возвращаясь к ее привычной сфере деятельности, является представленный в начале года проект перегородки между кабиной пилота и остальной частью самолета, разработанный с помощью бионического метода проектирования и напечатанный на 3D-принтере. Выглядит это так:

Цель разработки проста и, при этом, необычайно полезна. Бионический дизайн позволяет уменьшить вес конструкции на 45% (а это около 30 кг) по сравнению с ее предыдущим аналогом. Минимизация веса, в свою очередь, позволяет экономить значительное количество топлива. Даже такое, на первый взгляд, небольшое уменьшение веса позволяет сократить выброс углекислого газа на 450,000 тонн в год. Помимо сокращения вреда для окружающей среды, такая разработка экономит значительные средства компании.

Однако не только Airbus Group взяла на вооружение бионический метод проектирования. Toyota Motor Corporation представила прототип облегченного автомобильного сидения:

Для реализации этого проекта применялась особая система топологической оптимизации. С помощью присвоения материалу плотности в определенных местах, изделие было разделено на высоко- и низкоплотные участки. Низкоплотные участки увеличили комфортность для потребителя, позволяя высокой температуре автомобильного сидения рассеиваться.
Преимущество разработки состоит в уменьшении объема на 75%, и, соответственно, веса (в данном случае с 25 до 7 кг). Кроме того, она позволила уменьшить теплоемкость с 35,6 до 14,5 дж/К.
В след за передовыми компаниями, активно применяющими на практике бионический метод проектирования, мы поставили себе цель обуздать эти технологии и сделать их доступными нашим клиентам. Мы разработали анатомический протез, идеально повторяющий контуры предплечья:

Бионический дизайн в данном случае позволяет сделать протез более гибким. Кроме того, форма отверстий не имеет большого значения, поскольку нагрузка на эту часть протеза минимальна, что позволяет клиенту предложить свой вариант, или выбрать из уже существующих, в связи с чем удается сделать протез не только функциональным, но и эстетичным.

По мнению эксперта Алексея Боровкова (кандидат технических наук, доцент, проректор по перспективным проектам, профессор кафедры «Механика и процессы управления» СПбПУ), особый интерес к бионическому дизайну в последние два года связан в первую очередь с тем, что мы наблюдаем конвергенцию двух трендов.

«С одной стороны, идет математическое моделирование и проектирование на основе математического моделирования, суперкомпьютерные технологии, технологии оптимизации. То есть мы наблюдаем совершенствование математических, вычислительных и инженерных наук, их стремительное развитие. С другой стороны, идет стремительное развитие аддитивных технологий, аддитивного производства. И вот на объединении, конвергенции двух этих трендов возникает синергетический эффект, когда мы можем создавать принципиально новые конструкции, и опять-таки важно подчеркнуть: это не просто новые конструкции, а это глобально конкурентоспособная продукция — конструкции, машины, различные элементы, детали нового поколения. Причем можно смело сказать: это будут конструкции столь же совершенные, что мы видим в живой природе, доходившей до этих конструкций сотнями тысяч лет эволюции», — говорит Алексей Боровков.

Источник

БИОНИЧЕСКИЙ МЕТОД В ДИЗАЙНЕ

В дизайне, как и в любой проектной деятельности, есть свои методы и приемы. Один из таких методов является бионический метод. Бионика – это направление в первую очередь научное, а потом уже творческое. Применительно к архитектуре оно означает использование принципов и методов организации живых организмов и форм, созданных живыми организмами, при проектировании и строительстве зданий. Первым архитектором, работающим в стиле бионики, был А. Гауди. Его знаменитыми работами до сих пор восхищается мир (Дом Бальо, Дом Мила, Храм Святого Семейства, Парк Гуэля и др.).

Основной ее задачей является изучение законов формирования тканей живых организмов, их структуры, физических свойств, конструктивных особенностей с целью воплощения этих знаний в архитектуре. Живые системы являются примером конструкций, которые функционируют на основе принципов обеспечения оптимальной надежности, формирования оптимальной формы при экономии энергии и материалов. Именно эти принципы и положены в основу бионики.

Самые известные сооружений на основе бионики во всем мире: Эйфелева башня в Париже (повторяет форму берцовой кости); стадион «Ласточкино гнездо» в Пекине (внешняя металлическая конструкция повторяет форму птичьего гнезда); небоскреб Аква в Чикаго (внешне напоминает поток падающей воды, также форма здания напоминает складчатую структуру известковых отложений по берегам Великих Озер); жилой дом «Наутилус» или «Раковина» в Наукальпане (его дизайн взят из природной структуры – раковины моллюска); оперный театр в Сиднее (подражает раскрывшимся лепесткам лотоса на воде); плавательный комплекс в Пекине (конструкция фасада состоит из «пузырьков воды», повторяет кристаллическую решетку, она позволяет аккумулировать солнечную энергию, используемую на нужды здания); национальный оперный театр в Пекине (имитирует каплю воды)

Бионика включает в себя и создание новых для строительства материалов, структуру которых подсказывают законы природы. На сегодняшний день существует уже множество примеров бионики, каждый из которых отличается удивительной прочностью своей структуры. Таким образом, можно получить новые дополнительные возможности для возведения сооружений различных масштабов.

Бионический стиль пришел и в дизайн интерьера: как в жилых помещениях, так и в помещениях сферы услуг, социального и культурного назначения. Примеры бионики можно увидеть в современных парках, библиотеках, торговых центрах, ресторанах, выставочных центрах и т.д. Как и в случае архитектуры, бионика интерьера использует природные формы в организации пространства, в планировании помещений, в дизайне мебели и аксессуаров, в декоре.

Свои идеи дизайнеры черпают из знакомых структур живой природы, например, воск и пчелиные соты – основа для создания необычных конструкций в интерьере: стен и перегородок, элементов мебели, декора, стеклянных конструкций, элементов стеновых и потолочных панелей, оконных проемов и т.д. Паутина является необычайно лёгким и экономным сетчатым материалом. Часто применяется как основа в дизайне перегородок, дизайне мебели и осветительных приборов, гамаков.

Цветные стекла и зеркала используются в примерах бионики для того, чтобы создать интересное освещение. Из водной глади берутся и гармонично вписываются зеркальные и глянцевые поверхности. Любой объект интерьера может повторять биологические структуры.

Отличным решением является применение перфорации с целью уменьшения веса отдельных конструкций. Пористые костные структуры часто используются для создания интересной мебели, при этом экономя материал, создавая иллюзию воздушности и легкости.

В деревянных домах в качестве несущих колон могут использоваться стволы деревьев. Вообще дерево – один из самых распространенных материалов интерьера в стиле бионики. Также применяют шерсть, кожу, лен, бамбук, хлопок и др. В примерах бионики в интерьере можно рассмотреть аквариумы, интересные необычные конструкции и уникальные формы, которые, как и в природе, не повторяются. Можно сказать, что в бионике нет четких границ и зонирования пространства, одни помещения плавно «перетекают» в другие. Природные элементы не обязательно будут применимы ко всему интерьеру. Очень распространены в настоящее время проекты с отдельными элементами бионики – мебелью, повторяющей структуру тела, структуру растений и других элементов живой природы, органические вставки, декор из натуральных материалов.

Стоит отметить, что ключевой особенностью бионики в архитектуре и дизайне интерьера является подражание природным формам с учетом научных знаний о них. Создание благоприятной для человека экологически безопасной среды обитания с применением новых энергоэффективных технологий может стать идеальным направлением развития городов. Поэтому бионика является новым быстро развивающимся направлением, захватывающим умы архитекторов и дизайнеров.

Список источников.

Вопросы бионики. Отв. ред. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967

Социальная экология: Учебное пособие- В.Бондарь. Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005.- 149 с.

Источник

Стиль бионика в интерьере — синтез природы, высоких технологий и искусства

Стиль бионика в интерьере (от греческого βίος — «жизнь», «живущий», «элемент жизни») — современное направление дизайна, для которого характерны одновременное сближение с природой и приверженность высоким технологиям. Бионика в интерьере отражает тенденции последних лет, связанные с экологичностью пространства, гармонизацией всех сфер жизни человека, созданием комфортных условий для творческой деятельности и отдыха. Разнообразный и неповторимый стиль пронизан магией равновесия сложных форм, но отличается визуальной легкостью и простотой, успешно сочетает функциональность технических решений с художественной ценностью и красотой внутреннего простора.

Стиль бионика позволяет придать интерьерам помещений необычный, поистине уникальный вид, в которых гармонично интегрированы образы окружающего мира: крыла бабочки, структуры листа, строения живой клетки. Обладая индивидуальностью и неповторимостью, стиль подходит для неординарных людей: тех, кто в погоне за светом и пространством устал от стандартных, шаблонных решений, кто ценит естественную презентабельность среды обитания и готов к смелым экспериментам.

Основные характеристики и особенности стиля бионика

Стиль бионика в интерьере опирается на концепцию совершенства естественных форм. Его главной особенностью является тесная связь с природой, её строением, структурой, многообразием видов. Но, как было установлено ещё экспрессионистами, прямое копирование природных форм не приносит положительного результата, часто бывает сложным или даже невозможным. Поэтому бионическое проектирование основывается на анализе естественной формы, определении её тектоники и создании символического отображения. Такая трансформация, благодаря современным технологиям, позволяет переносить эстетику природных творений в интерьеры и создавать гармоничные пространства.

Подобно живой природе, не имеющей четких линий, бионика отказалась от разделения пространства на зоны. В идеале все части помещения образуют единое целое, квартира превращается в просторную студию, а загородный дом, как грот или пещера, становится продолжением ландшафта. При необходимости для зонирования используются нестандартные приемы с плавными переходами, создающими иллюзию движения.

К основным характеристикам стиля бионика в интерьере относятся:

История стиля бионика в интерьере

В истории дизайна существует немало примеров обращения к природным формам. Однако понятие бионики как стиля интерьера, отражающего связь с окружающим миром, появилось лишь во второй половине XX века.

Сам термин относится к 1958 году. Американский учёный Джек Стил (Jack Steele) использовал его для обозначения принципа «обучения у природы» посредством исследования живых систем аналитическими методами.

Постепенно бионика стала проникать в различные науки и сформировалась как самостоятельное направление дизайна. Наиболее близкими к ней по внешнему виду стали:

Бионика в интерьере — незаурядный метод проектирования, который отошёл от привычных стандартных решений, позволил создавать современные пространства с функциональной продуманностью, максимальной комфортностью и недосказанной красотой естественных форм, возвёл их на один уровень с художественным и скульптурным искусством.

Источник