Архитектурная бионика

62 Архитектурная бионика в поле зрения архитекторов-биоников.) Писатель выра ­ зил не только идею целесообразности, гармонии систем живой природы, но и методическую сущность бионичес ­ кого подхода к исследованию этих систем. Вместе с тем реализация этого метода не столь прос ­ та, как может показаться на первый взгляд. Если бы ин ­ женеры создали аппарат, пропорции и форма которого строго соответствовали бы геометрии зонтика одуванчи ­ ка, то такой аппарат (не в укор писателю) попросту не смог бы летать. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно вспомнить красивую и трагическую леген ­ ду об Икаре или, например, кадры кинохроники о на­ чальном этапе развития авиации. Подобные ситуации возникали, очевидно, и в архитектуре. Стоит ли удив ­ ляться, если однажды историки обнаружат, что Вави ­ лонская башня проектировалась зодчими, которые аппе- лировали к коэффициенту стройности злаковых расте ­ ний и к их эволюционной "родословной", насчитываю ­ щей добрый десяток миллионов лет. Впрочем, в те вре ­ мена теория методов размерности и физического подо ­ бия еще не была разработана. Но как тогда понимать появляющиеся в наше время прожекты башен высо ­ той чуть ли не до орбит искусственных спутников Зем ­ ли, поражающие воображение так же, как и немысли ­ мые здания-пингвины для застройки арктических зе ­ мель? Такие "удивительные приспособления" зачас ­ тую отождествляются с практикой архитектурной био ­ ники, т.е. с архитектурно-бионическим моделированием систем живой природы. Но так ли это на самом деле? Нами уже неоднократно подчеркивалось, что архи ­ тектурной бионике чужды идеи биологизации архитек ­ туры, бессмысленного копирования геометрических форм или структур живой природы. Чтобы лучше понять идеи, принципы и методы, которые использует архитектор-бионик в своей практической деятельности, целесообразно познакомить архитекторов и специалис ­ тов других профессий с "кухней" его творчества. Понят ­ но, что в полном объеме мы не сможем этого сделать, но в общих чертах показать некоторые стороны деятель ­ ности архитекторов-биоников считаем необходимым. Архитектурно-бионическое моделирование (АБМ) переживает в настоящее время период своего становле ­ ния. Методы АБМ еще далеко не разработаны, однако в этом направлении ведется активная работа. В методичес ­ кую структуру АБМ входят бионические, физические, математические и другие методы исследований, заимст ­ вованные из соответствующих научных дисциплин, но архитектурные методы в этой структуре доминируют, создавая ту специфику, которая характерна для любого научного направления. Практика АБМ включает в себя уже целый ряд ра ­ бот, среди которых — работы по архитектурно-биони ­ ческому моделированию вертикальных конструктивных систем живой природы, проводимые ЦНИИТИА, Лен- ЗНИИЭП, КиевЗНИИЭП и другими организациями Советского Союза, работы Ф.Отто и др. Удачный выбор биологического объекта моделиро ­ вания определяется зачастую не только биологическими познаниями, математической подготовкой архитектора, но и его реальными возможностями исследовать этот объект. Практика АБМ показала, в частности,что архи ­ тектор в очень редких случаях может воспользоваться в полной мере той информацией, которая имеется в на­ учных публикациях и литературе по биологии. Это связано с тем, что биологи решают свои специфические задачи, поэтому архитектор вынужден проводить само ­ стоятельные биологические исследования исходя из архитектурных целевых установок. В качестве примеров, иллюстрирующих характер и методику АБМ, мы выбрали отдельные оригинальные исследования, связанные с разработкой вертикальных конструктивных систем, систем-оболочек, трансформи-

Рис. 2. Вероятностное распре- деление высоты растения Trollus europalis L.

(длины стебля, измеряемой от корневой шейки до осно- вания чашелистника цветка)

руемых систем и др. Эти примеры представляют собой отдельные фрагменты из научных отчетов. Литератур ­ ный стиль таких отчетов может показаться несколько необычным для архитекторов. Поэтому рекомендуем сначала познакомиться с соответствующими графичес ­ кими метериалами к каждому примеру. Пример 1. Тема: Исследование вертикальных конструктивных форм живой природы (Ю.С.Лебедев, В.Ф.Жданов при учас ­ тии Л.И.Беловой) . В 1970 — 1980 гг. с целью изучения геометрических свойств вертикальных конструктивных форм биологических объектов и разработки методов архитектурно-бионического моделиро ­ вания этих объектов были предприняты исследования купаль ­ ницы европейской (Trollus europalus L.) — многолатней травы из семейства лютиковых (Ranunculaceae) . Эта трава, зацветаю ­ щая на девятый год желтыми и желто-оранжевыми красивыми цветами, известна также по широко распространенным местным названиям, например "жарки", "жаркий цвет", "авдотка", "си- верушка", "прикрыт" и др. Сбор экземпляров купальницы на стадии цветения осущест ­ влялся в Подмосковье (50 экз.) и на Кольском полуострова в Заполярье (31 экз.). Измерания весовых и геометрических характеристик производились на месте в условиях полевой лаборатории. Линейные размеры — длина (высота) несущего стебля растения, длина междоузлий измерялись с точностью 40,5 мм; предельная относительная ошибка измераний диамет ­ ра междоузлий, а также веса органов и в целом всего растения не превышала ±10%. Высота несущего стебля купальницы, измеряемая от корне ­ вой шейки растения до основания чашелистника цветка, изме ­ няется в прадалах 37 — 78 см. Вероятностное распределение данного параметра соответствует нормальному закону (рис. 2); среднее его значение для всех собранных экзампляров равно 55,1см; коэффициент вариации 416%. Различие средних значе ­ ний длины стебля растений, собранных в Заполярье и Подмос ­ ковье, статистически незначительно. Однако имеется статисти ­ чески достоверное различие в вариациях этого параметра: для растений Заполярья коэффициент вариации данного параметра равен 19%, в то время как для купальницы из Подмосковья этот коэффициент составляет 13%. Возможно, что уровень вариации высоты растений и других характеристик зависит от степени и характера проявления абиотических факторов среды обитания. Несущий стабель купальницы содержит не более восьми междоузлий. Из табл. 1 видно, что наиболее распространены растения с 3 — 4 узлами (4 — 5 междоузлий) на стебле. Таблица 1 Число узлов 2 3 4 5 6 7

Частота встречаемости растений с данным чис ­ лом узлов, %

1,2

1,2

9,9

33,3 50,6

3,7