Беседы о бионике

Заимствование природных конструкций благотворно сказалось на архитектурных формах современных зданий и сооружений, нашло свое выражение в ряде созданных за последние годы пространственных решетчатых конструкций, которые состоят из большого количества отдельных стержней, подвергающихся продольным усилиям, т. е. растяжению или сжатию. Применяются с этой целью и складчатые конструкции, оболочки, служащие несущими конструкциями и состоящие из искривленных поверхностей: материал таких конструкций в идеальном случае подвергается действию нормальных усилий и усилий сдвига, но не усилий изгиба. Посмотрите на рис. 16 и вы увидите, как удачно итальянский архитектор Пьер Луиджи Нерви использовал принцип конструкции листа дерева в перекрытии зала туринской выставки. Стометровый пролет без опор перекрыла легкая конструкция из армоцемента толщиной всего в 4 см — все перекрытие пронизано креплениями, расположенными абсолютно так же, как и нерва-тура листа. Второй пример успешного копирования природной пространственной системы — изображенный на рис. 17 железобетонный каркас свода (пролет длиной около 200 м), созданный также Нерви.

Пространственные природные конструкции отличаются от широко распространенных в строительной технике плоскостных несущих конструкций большей выразительностью. По существу, они более совершенны, и то, что пространственные конструкции сейчас получают все более широкое распространение, безусловно, означает переворот в инженерном мышлении. "В будущем, — пишет известный немецкий архитектор Курт Зигель, — авторы истории развития техники, несомненно, отметят этот перелом, когда мысли инженера перенеслись из плоскости в пространство. Тем самым инженер приблизился в сфере творчества, которая до сих пор оставалась достоянием архитектора, т. е. к области организации пространства".

А теперь о методе биоархитектуры.

Рис. 17. Железобетонный каркас свода-оболочки (архитектор П. Нерви)

В архитектуре, как и в живой природе, форма должна определяться функцией. Обращаясь к богатой палитре природных форм, бионическая архитектура не стремится абсолютно точно копировать ту или иную живую структуру. За исключением отдельных примеров крайних натуралистических направлений в зарубежной архитектуре, подавляющее большинство природных форм преображается под рукой инженера и зодчего, что вполне закономерно. Ведь назначение живых конструкций и технических структур далеко не одинаково. Главная функция живого организма — существовать. Главная же функция архитектуры — социальная; она не только предусматривает условия для жизнедеятельности человека, но и отражает материальные и духовные устои общества, его психологию. Необходимость изменения живой формы диктуется еще одним чрезвычайно важным обстоятельством. Не говоря уже о том, что человек пока не способен в точности воспроизвести природный строительный материал, он обязан при проектировании технического сооружения по образу и подобию природного образования учитывать порядок величин и масштабы. Технические конструкции сплошь и рядом имеют размер, во много раз превышающий размер живых структур, и поэтому точное воспроизведение в сильно увеличенном масштабе природной формы неизбежно привело бы к потере присущих ей механических качеств. Если бы мы, например, увеличили раковину улитки в 1000 раз, сохраняя ее материал (известняк), то она развалилась бы под собственной тяжестью. Следовательно, при изменении масштаба необходимо менять и материал, и соотношение частей, и сечения элементов; биоархитектура не копирует природную форму, а творчески переосмысливает ее. Примером может служить разработанный архитектором Беллони проект спортивной арены в Павии со сводом из пересекающихся складок (рис. 18). Выбранная форма не произвольна — это модернизированная творческой фантазией, инженерным расчетом природная складчатая конструкция, которая подчиняется законам геометрии и архитектуры.

Рис. 18. Схема свода из встречных пересекающихся складок для спортивной арены в Павии (архитектор Беллони)

Складки как бы взаимно проникают одна в другую, образуя свод, сообщают системе необходимую жесткость, горизонтальный пояс связывает пяты вместе, что препятствует выпрямлению складок. Наружные контрфорсы воспринимают усилия сдвига свода. Таким образом, перед нами весьма эффектная конструкция, созданная на основе новых возможностей, предоставляемых в настоящее время использованием природного принципа "сопротивляемости по форме", а также железобетона.