Архивная версия / archive version:

Проект «Архи всЁ» переехал на сайт www.cih.ru
This project was moved to the www.cih.ru

данная версия не обновляется и может быть недоступной через некоторое время

^{см. также: СНиПы | Архитектура | Модерн | Новости | Строительство}

Вы можете найти необходимую информацию на сайте cih.ru / You can find the necessary information on the cih.ru website:

Другая линия предпосылок развития теории архитектурной бионики — инженерно-биологическая, которая нашла отражение в работах как инженеров, так и биологов и во многом способствовала становлению архитектурной бионики.

Изучение живой природы со строительными целями мы встречаем еще в знаменитом труде Витрувия. Но наибольший интерес к механическим и изолирующим свойствам живых организмов, судя по имеющимся литературным источникам, начал проявляться с накоплением материала по естествознанию примерно с XVI — ХVIII вв.

Галилей в своем сочинении « Diskorsi demonstra - zioni matematiche intorno a due nuovi Scienze» («Дис куссия о двух новых науках с демонстрацией математических доказательств»), написанном в 1638 г., исследует вопрос о сопротивлении материалов и приводит примеры использования материала природой в этом значении. Основываясь на выведенных им формулах сопротивления балки изгибающему (и ломающему) действию собственного веса

Рис. 30. Ле Корбюзье. Исследование природных форм

Рис. 31. Ле Корбюзье. Проект застройки г. Алжира (макет). 1930-е гг.

Рис . 32. Ле Корбюзье . Модулор , 1940-1950- е гг .

Рис. 33. Ле Корбюзье. Капелла Роншан близ Бельфор, 1950-1955 гг.

Рис. 34. Ле Корбюзье. Павильон Филипс. Брюссель, 1958 г .

Рис. 35. Ле Корбюзье. Дом культуры и молодежи в Фирмини, 1961 г .

(которыми пользовались при расчетах до XIX в.), Галилей приходит к выводу, что как живой организм, так и предмет, созданный техникой, являются при одинаковом материале и при сохранении одинако­вых пропорций размеров (т.е. при соблюдении геомет­рического подобия) тем менее прочными, чем они круп­ нее: «. . . дуб в двести локтей вышины не мог бы под­ держивать ветвей своих при условии подобия с дубом средней вышины». Он говорит о том, что природа в применении количества материалов имеет свои границы. Даже в условиях тропиков имеются какие-то пределы размеров представителей растительного мира. Галилей обращает внимание и на то, что организм в воде.под­вержен ослабленному действию сил тяжести и поэтому может достигать больших размеров, чем организм на суше.

Он выводит закон о рациональной конфигурации балки: «сопротивления двух цилиндров» (механичес­ ким нагрузкам), построенных из равного количества одинакового материала, но из которых один полый, а другой сплошной находятся между собой в таком же отношении, как их диаметры. У полых балок «без увели- чения веса значительно возрастет сопротивление. . . . Если бы соломинка злака, поддерживающая колос, более тяжелый, не­ жели весь стебель, была произведена при том же количестве ма­ териала, но была бы сплошной, то она явилась бы гораздо ме­ нее сопротивляющейся изгибу и излому».

Вопросами целесообразных конструкций в природе в ХVI в. занимался Неемия Грю 1, пользуясь в своей работе также достижениями в ботанике Роберта Гука 2. Он говорил, что конструкция соломины ржи круглой и полой служит для того, чтобы сделать ее прочной. Инте­ ресно его высказывание по поводу конструкции ствола дерева.

Он рассматривал также вопрос о прочности листовых черешков в связи с их формой и расположением в них механических волокон (своеобразной арматуры. — ЮЛ.). Он указывает далее на различие в строении стеб­ля и корней, последние из которых работают не на сжа­ тие, а в основном на растяжение.

В конце ХУП в. и на протяжении ХУ1И в. соображения о функциях обеспечения физико-механической прочнос­ ти растения и его частей ограничиваются почти исключи­ тельно указанием на роль корней по заякориванию рас­ тений (Мальпиги) 3. Некоторые ученые проводят анало­гию, хотя и не всегда решительно, между скелетом млекопитающих и устройством «скелета» растений. Ж.Сенебье разбирает роль различных тканей, способ­ ствующих механической прочности растения, говорит также и о цилиндрическом строении стебля.

После опубликования труда Ч. Дарвина «О происхождении видов» ( 1859 г .) возобновляется интерес к проб­ леме целесообразного в жизни организмов. Ф.МюллерБ проводит аналогию между стеблями и канатами. Осо­ бенно значительны в этой области и во многом полезны для нашего времени (например, в области системоло- гии) работы английского инженера, философа, биолога Герберта Спенсера 6 и швейцарского биолога, инженера Симона Швенденера (1829-1889).

Г. Спенсер в книге «Основания биологии» (1864), говоря о зависимости между ростом и сопротивляемос­ тью растений физико-механическим воздействиям сре­ ды, высказывает мысли, в некоторых аспектах сходные с мыслями Г. Галилея (по поводу роста организмов в различных средах).

«Естественный отбор благоприятствует наиболее от­весно растущим формам» — говорит Спенсер; следова­тельно, идет борьба за укрепление отвесного устойчиво­ го положения: закручивание стебля (спираль) у ягелей и печеночника — это начало образования цилиндра. По мере увеличения высоты растения поддерживающая часть или увеличивается в обхвате, или делается плотнее, или одновременно и то и другое (папоротники, имеющие сосудистые пучки и твердые ткани, похожие

1 Н . Грю (1641-1712) - английский ботаник .

Р. Гук (1635—1703) — английский естествоиспытатель и теоретик строительной механики.

3 Мальпиги Марчелло (1628—1694) — выдающийся итальянский биолог и анатом.

Сенебье Жан (1742—1809) — швейцарский ученый, один из основоположников физиологии растений.

Мюллер Фриц (1821 — 1897) — немецкий зоолог и эмбриолог.

Спенсер Герберт (1820-1903 гг.) известен как один из осно­ вателей позитивизма, видный представитель органической школы в социологии. Переносил биологическое учение о борь­ бе за существование на историю человечества. на древесину) . Далее Спенсер пишет: «Если плотное ве­ щество, способное противодействовать этим растяжениям и сжатиям, отлагается там больше, где они значительнее, то мы вправе ожидать, что это вещество примет форму цилиндричес­ кой обшивки».

У листа, по мысли Спенсера, растущего вертикально, в черешке, который «работает» на продольный изгиб, механические волокна распространены по периферии по замкнутой окружности поперечного разреза черешка; у листа, растущего наклонно, в черешке механические волокна расположены в местах, «работающих» на изгиб.

Великий русский ученый К.А.Тимирязев обращает особое внимание на интересные конструктивные качест­ ва растений. В 1890 г . он в своей речи «Факторы органи­ ческой эволюции» говорил: «Роль стебля, как известно, главным образом архитектурная: это твердый остов всей по­стройки, несущей шатер листьев, в толще которого, подобно водопроводным трубам, заложены сосуды, проводящие соки. . . . Именно на стеблях узнали мы ряд поразительных факторов, доказывающих, что они построены по всем правилам строитель­ ного искусства» [34).

Рождение новой строительной техники в XIX в. за­ ставило активизироваться и инженерную мысль в облас­ ти изучения конструкций живой природы, в которой инженеры увидели большие перспективы для развития строительной техники, соответствующие новым ее воз­можностям (некоторые биологи также специализирова­лись на исследовании этого вопроса).