Архитектурная бионика

197

Глава У1 1. Тектоника архитектурных и природных форм

Рис. 19. Лепестки цветка ириса (пример гидропневма ­ тики)

Рис. 20. Поиски форм на ос ­ нове пневматики. Архит. Г.Б. Борисовский и Я.Я.Тит- тер

нагрузку? Он недолго бы прожил. Поэтому значитель ­ но менее долговечны, чем могли бы быть и наши пнев ­ матические конструкции, в которых давление равно ­ мерно по всей конструкции рассчитывается на предель ­ ные нагрузки. Конструкция одинаково напряжена и в тихую погоду, и в бурю. Природа открывает еще одну возможность, а имен ­ но, использования принципов формирования поверх ­ ностей фактуры тканей, имеющей большое значение в сокращении силы трения, не говоря уже о самом строении тканей. Сейчас в строительстве ведутся поиски комбини ­ рованных пневмокаркасных и пневмовантовых соо ­ ружений, более устойчивых к ветровым нагрузкам. Проектируются комплексы на основе синхронизиро ­ ванной пневматической системы, в частности и в экстре ­ мальных условиях — под водой. Интересны в образном отношении поиски форм на основе стандартной пневматической оболочки (рис. 20), осуществленные Г.Б.Борисовским и Я.Я.Титтером. Бионические конструкции, как и всю живую систему, нельзя рассматривать в отрыве от среды, включая ис ­ точники питания и энергии, необходимые для функцио ­ нирования организма. Живые организмы живут и умира ­ ют (так же, как и архитектурные "организмы") и их составляющие, их тектоника на различных этапах инди­ видуального развития (онтогенеза) различны. Для понимания формирования конструкций необхо ­ димо исследование комплекса вопросов, связанных с фундаментальными проблемами формообразования сис ­ тем природы, в которых основным является действие энергетического фактора. Сохранение жизнеспособности (высокой степени организации) требует, чтобы живые организмы непрерывно принимали вещества и энергию из окружающей среды и выбрасывали отработанные химические вещества, сохраняя гомеостатическое (дина ­ мическое) равновесное состояние. Процессы обмена энергии и сохранения равновесного состояния, происходящие в бионических системах, точ ­ нее всего описываются законами термодинамики. Про ­ цессы развития и изменения геометрии формы с пози ­ ций термодинамики очень важны для трансформируе ­ мых систем, в том числе и пневматических, без чего

родинамических конструкций идут не дальше сферы, цилиндра и шара. На поиски аэродинамических форм направлены совместные исследования лаборатории пневматических конструкций ЦНИИСК Госстроя СССР и лаборатории бионики ЦНИИТИА Госгражданстроя. Интересным и перспективным для строительства на основе пневмогидроконструкций живой приро ­ ды является принцип автоматической регуляции жи ­ вых форм и их изменения по мере изменения силы действия нагрузок. 'Представим себе пневматическую конструкцию в виде 3/4 сферы при "нормальных" ветровых нагрузках. Вдруг поднимается сильный ветер однонаправленного действия. В подветренную часть сферы электромоторы, получая команду от соот ­ ветствующих рецепторов и датчиков, начинают по ­ давать больше воздуха. Форма в этой части сферы начинают меняться. Другая часть сферы находится в менее напряженном состоянии, как бы отдыхает. По такому же принципу действуют и мышцы челове ­ ка во время движения или физической работы. Что же получилось бы, если бы человек всегда был в нап ­ ряжении, настроенном на возможную максимальную