Архитектурная бионика

Глава У ! I. Тектоника архитектурных и природных форм 181 ваниям, а в своей разнородной структуре работающих "солидарно". Рассмотрим первоначальные свойства "строительного материала" живой природы, поскольку их реализация в архитектуре может дать много полезного в деле соз ­ дания не только новых, более эффективных материалов (предварительные сведения об этом были даны в гл. У) , но в первую очередь интересных по своей тектонике и рациональных конструктивных форм. Возьмем материал растений, как наиболее диффе ­ ренцированный и сложный по своим конструктивным особенностям. Ткани растений можно подразделить на образова ­ тельные, служащие для роста; покровные (кожица, пробковая ткань и корка) ; проводящие, предназначен ­ ные для перемещения питательных соков; основные, в которых проходят важнейшие процессы образова ­ ния и накопления органических веществ (сердцевина стеблей, мякоть листьев и сочных плодов и т.д.) , и, наконец, механические ткани или волокна. Ткани растений как бы специализированы, между ними существует подобие разделения труда. Основную механическую функцию несут механические ткани, но также и другие ткани, так как все они обладают теми или иными механическими свойствами. Имеются следующие типы растительных механичес ­ ких тканей: склеренхима, каменистые клетки — скле ­ реиды, колленхима. Наиболее прочными тканями, последовательно выполняющими чисто механические функции, являются склеренхимные — затвердевшие ткани и каменистые клетки. Примечательно, что при­ менение в практике архитектуры и строительства тон ­ ких эластичных материалов — пленок, а также тонких гибких волокон и создание на их основе растянуто ­ напряженных конструкций (например, вантовых и аэро ­ статических) заставляет пристальнее вглядеться в эти же ткани живого организма и вдуматься в характер их механической работы. Если затвердевшие ткани образуют как бы каркас и твердую жесткую оболочку живой системы, в основном способную выдерживать сжимающие, изгибающие и в какой-то мере растяги­ вающие напряжения, то многие нежные, легкие ткани, не отнесенные ботаникой к механическим, выдерживают не меньшие, а часто и большие, к тому же сложные комплексные напряжения (например, растяжение и кру ­ чение) . Солидарность тканей растений рассматривалась в гл. У на примере строения клеточной оболочки. Расши ­ рим область исследования и выведем его на уровень макроструктуры. Возьмем стебель растения и его сосу ­ дисто-волокнистые пучки, в которые входят, наряду с механическими тканями, также проводящие питатель ­ ные вещества сосуды. Последние представляют собой одревесневшие компоненты длиной до десятка санти ­ метров, активно включающиеся в механическую работу стебля. Сосуды приобретают различную структуру, сог ­ ласованную с их физиологическими и механическими функциями: кольчатую, спиральную, сетчатую и тл- Интересно также, что в середине сосудисто-волокнис ­ того пучка расположены живые, способные делиться клетки образовательной ткани — камбия. В результате деления камбия возникают те клетки, которые затем, видоизменяясь, дают различные элементы сосудисто-во ­ локнистых пучков. Наружу камбий откладывает клетки ситовидных трубок (нисходящие токи) , образующих луб, внутрь — клетки сосудов (восходящие токи) , фор ­ мирующих древесину. Механическая (арматурная) ткань многих растений обладает пределом прочности на разрыв ^ npv = 3 700 кгс/ /см2 (у ЛЬ на б пр =7000 кгс/см2) , т.е. примерно таким же показателем, что и сталь СтЗ d np4 = 3800 — 4000 кгс/см2.

чество, которое нельзя прямолинейно соотносить с твор ­ ческой деятельностью человека, но в нем присутствует много ее элементов. Не случайно нами в свое время было предложено назвать процесс эстетического освоения конструкций в архитектуре процессом тектонизации, подразумеваю ­ щей не изолированное эстетическое освоение конструк ­ ций, а их гармонизацию в системе всех элементов архи ­ тектурной формы [3]. В этом процессе возникает взаимодействие: компо ­ зиционная идея-функция воздействуют на конструкции и их тектоническую обусловленность, конструкции же участвуют в рождении художественных свойств ар ­ хитектурной формы. Происходит взаимная корре ­ ляция, приводящая к отступлениям от ортодоксальных законов преобразования отдельных элементов формы, вместе с тем создающая ее целостность (не зная орто ­ доксальных законов, опасно их нарушать) . Но нельзя также отрицать и того факта, что целе ­ сообразная форма порождает сама по себе, пусть на первоначальном уровне, чувство гармонии не только в живой природе, но и во всем окружающем нас мире природы (образование горных массивов, скал, геоло ­ гических слоев, подчиненное законам космической механики) . Поэтому о тектонике необходимо говорить как об объективно-субъективной категории, и это лишний раз подтверждает мир природы. И, конечно, не прав тот, кто переводит понятие тектоники в архитектуре в чис ­ то эстетическую категорию, оторванную от ее объектив ­ ной основы. Но прежде, чем перейти к рассмотрению тектони ­ ческих форм, необходимо обратиться к характеристике природного материала, из которого строятся формы и который непосредственно влияет на формообразова ­ ние. "СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ" ЖИВОЙ ПРИРОДЫ Что такое строительный материал живой природы? Если под этим подразумевать те химические вещества, из которых он состоит, то они во всем мире и во всей окружающей нас материи одинаковы. Никакого смысла нет смотреть на него и с тех позиций, с которых мы подходим к строительному материалу в архитектуре. Для строителей материал — это однородная субстанция с одинаковыми механическими свойствами по всем направлениям и тщ., короче говоря, масса, не Имеющая структуры, но обладающая определенными физически ­ ми свойствами. Точно так же мы первоначально подходим и к "ма ­ териалу" живой природы. Мы проверяем его на физи­ ческие и механические свойства — на прочность: на сжатие, на растяжение, на кручение и тщ.; на теплопро ­ водность, влагоемкость — и получаем определенные данные, называя их свойствами природного материала. Но сказать, почему они такие, чаще всего очень трудно. Дело в том, что в живой природе не существует та ­ кого материала (как, например, в строительстве) , из которого "делается" конструкция. В живой приро ­ де материал одновременно и конструкция, так как он с рождения конструктивно организован. Поэтому исследование строительного материала жи ­ вой природы превращается в сопоставление его меха ­ нических свойств с его структурой или с конструк ­ цией, и в этом есть большой смысл, особенно в наше время, когда мы страмимся, во-первых, к созданию рациональных конструктивных форм, во-вторых, к производству так называемых "композитных" или составных материалов, обладающих универсальными свойствами и удовлетворяющих разнообразным требо-