 |
СТАНДАРТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И ЕГО КОМБИНАТОРНОСТЬ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
В живой природе стандартность и комбинаторность служат проявлением единства дифференциации и интеграции форм.
В живой природе встречается повторяемость элементов (своеобразный стандарт) и их сборность в полном смысле слова. Поэтому с полным основанием живую природу можно назвать индустриальной. Технология ее индустрии является образцом правильной и экономичной технологии для архитектуры и строительства.
В процессе роста организм "собирает" себя по элементам, которые могут настолько тесно срастаться, что с трудом при ясности очерченных границ элемента можно разобрать принцип их стыковки. Но не всегда так.
Учитывая, что "стандарт — основа сборности и инду-стриальности", мы будем исследовать повторяемые элементы природы, не задаваясь особой целью выяснения степени их сборности, но обращая на это внимание в тех случаях, когда это возможно.
В живой природе повторяемость однотипных элементов начинается с атома, молекулы клетки, вплоть до более крупных элементов организма. Этот феномен природы постоянно у нас перед глазами: лепестки цветов, чешуя рыб и древесных шишек, гены, из которых собраны хромосомы, междоузлия — "колена" стеблей и травинок и т.д. (рис. 2).
Одним из основных и достаточно осязаемых элементов живой природы является клеточка — этот, по выражению К.А. Тимирязева: ". . . кирпич, из которого выведено здание растения" [2] и других организмов.
Сборный стандарт в архитектуре является эффективным.средством экономии сил и времени и средством композиции в творческом процессе. Объективно он изменяет систему конструирования и воздействует как на объемно-планировочную структуру зданий, так и на их внешние формы.
Повторяемость однотипных элементов в живой природе лишь функциональна. Она связана как с необходимостью выживания и экономии времени и энергетических ресурсов, так и с продолжением рода — размножением. Об этом писал Гёте по отношению к растениям: "Вырастая от узла к узлу, растение повторно производит одинаковые звенья своего тела, с каждым шагом завершает свой круг и снова начинает . . .", в этом обнаруживается, по мнению Гете, как бы "бесконечная способсть растения размножаться, что легко наблюдать, размножая иву с помощью отрезанных побегов" [3].
В живом мире по аналогии с архитектурой повторяемые элементы образуют функционально-физиологическую и конструктивную структуру организма. Повторяемость проявляется одновременно и во внешней форме
и как всякая функция Vmn сторона содержания живого мира благодаря своей последовательности и закономерности воспринимается как объективный закон гармонии, переживается и осваивается нами эстетически.
Изучение повторяющихся элементов живых форм и использование их в архитектуре может идти по разной методике. Мы предполагаем рассматривать повторяющиеся элементы с точки зрения их формы и системы взаимного размещения в структуре организма, а также в пространстве, считая, что элементы живого организма подчиняются тем же принципам конструирования и образуют те же тектонические формы, что и организмы в целом: здесь в малом, как в капле воды, отражается весь живой мир. А о конструктивных формах последнего мы еще будем вести разговор-
Повторяющиеся элементы живого мира могут быть плоские (вернее, относительно плоские), в которых ширина и длина значительно превышает их сечение, и пространственные, подразделяющиеся на замкнутые и открытые, развивающиеся как строго геометрически, так и по сложным, пока математически необоснованным законам криволинейных поверхностей, симметрично и асимметрично.
Среди плоских фигур в природе встречаются окружности, правильные выпуклые многоугольники (различных видов), вогнутые многоугольники и в том числе звездчатые, а наряду с этим самые нерегулярные формы 1.
Пространственные фигуры представлены цилиндрами, призмами и многогранниками — правильными и неправильными и значительно более сложными образованиями.
Для архитектурной бионики в плане проблемы стандартизации очень важно изучение сочетаний элементов как на плоскости, так и в пространстве. Этот вопрос нашел уже свою проработку в теории архитектуры, в искусстве и математике^. Но его рассмотрение в основном было подчинено эстетическим или математическим задачам. Нам же хочется взглянуть на него с архитектурных позиций: использования в архитектуре повторяющихся форм не только с точки зрения их красоты, но и практической значимости.
Прежде всего, о компоновке элементов в плоскости.
Плоскость, по существующим данным науки, равномерно и плотно во все стороны может быть заполнена лишь тремя правильными многоугольниками: шестиугольником, треугольником и квадратом, т.е. лишь теми многоугольниками, у которых углы кратны, а сумма углов в стыковых точках равна 360°. Другие правильные геометрические фигуры, в том числе и окружность, оставляют зазоры.
В природе мы встречаем сочетания правильных многоугольников. Особенно они правильны у морских организмов, подобных радиоляриям (дальше мы объясним это явление).
Однако плоскость останется также плотно заполненной указанными многоугольниками в виде эластичной решетки, если мы окажем с двух сторон механическое давление на их расположение. В результате из правильных шестиугольников возникнут вытянутые шестиугольники, из квадратов — ромбы (ромбическая решетка может быть образована и из правильных шестиугольников путем деления их на три части, и из правильных
Под правильными многоугольниками понимаются такие, у которых углы, вершины и стороны равны. Таким образом, вогнутые и звездчатые многоугольники не могут быть совершенно правильными.
Сюда нужно отнести работы известного русского кристаллографа Е.С. Федорова (1853—1919), немецкого математика Г. Вейля, А. Цейзинга, М. Гика и др.
треугольников в результате уничтожения перегородок между двумя соседними треугольниками). Плоскость можно плотно заполнить прямоугольниками и другими неправильными многоугольниками. Однако такое заполнение не будет равномерным с точки зрения равенства углов (направлений сторон фигур) и сторон многоугольников. Но подобные заполнения мы также встречаем в природе.
Изотропно, т.е. гомогенно (однообразно) с точки зрения линейной и угловой структуры, плоскость могут заполнить лишь правильные треугольники, образующие триангулярную решетку. Этот тип решетки, правда, несколько сферический, также обнаруживается в природе, например среди морских организмов — амфоридий, названных так за свою схожесть с греческими амфорами (рис. 3).
Приведенные примеры доказывают, что в живой природе наряду с очень сложными, не поддающимися пока математической оценке существуют вполне знакомые нам повторяющиеся правильные геометрические фигуры, что на данном этапе индустриализации строительства особенно для нас ценно. Как мы увидим, правильная форма этих фигур обусловлена действием механических сил природы.
Обращают на себя внимание часто встречающиеся в природе (и в одиночку, и в своих собственных сочетаниях) правильный или несколько деформированный (сплющенный) шестиугольник и шестиугольная призма. Эти формы в живой природе образуются из цилиндрических форм. Например, у растения давление сока в эластичных трубчатых сосудах, равномерно распределяясь во все стороны, придает им цилиндрическую форму. Если бы сосуд был единственным в пространстве, он, может быть, так и остался бы цилиндрическим. Но поскольку сосудов множество, да еще окружены другими плотными телами, то они, стремясь заполнить все пространство внутри замкнутого контура, превращаются в шестигранники (по краям могут возникнуть элементы иной формы. Примером может служить ткань паренхимы кукурузы).
Наглядно этот процесс в лабораторных условиях выглядит следующим образом. Возьмем несколько резиновых колец. Расположим их на плоскости так, чтобы каждого кольца касалось шесть других колец (центры окружностей каждого параллельного ряда сбиты по вертикали на радиус окружности), а линии, соединяющие центры последних, образовывали бы правильный шестиугольник. Окружности покрывают плоскость с зазорами. При постепенном сжимании окружностей равномерными усилиями со всех сторон зазоры между ними исчезнут и окружности превратятся в правильные шестиугольники. Площади шестиугольников останутся равными площадям кругов, а площадь покрытия уменьшится. То же самое произойдет, если мы этот же опыт проделаем с резиновыми трубочками -в результате образуются правильные шестигранные призмы
Но при этом, как уже говорилось, появляются не только шестиугольники и шестигранники. С двух противоположных сторон, там, где ряд окружностей идет ровно, образуются пятиугольники и пятигранники, с других же двух сторон периметр многоугольников и грани многогранников, стремясь заполнить пустоту, возникшую между сжимающими планками и неровными здесь краями окружностей, становятся чуть дугообразными (рис. 5). В живой природе, конечно, все
Если сжимать кольца, размещенные на поверхности, когда их центры образуют квадратную решетку (центры в параллельных рядах не сбиты по вертикали), то они превратятся в квадраты.
происходит несколько сложнее. Композиции или группы многогранников — квадратные или прямоугольные по габаритам — встречаются редко. Силы действуют прежде всего изнутри цилиндров (рост в живых организмах идет изнутри наружу), встречая сопротивление эластичной и вязкой среды, которая отвечает обратно направленным действиям. Давление жидкости и газов, температуры способствуют установлению равновесия.
Однако простейшая искусственная модель дает результаты, очень близкие к натурным, что доказывает возможную эффективность моделирования в архитектурной бионике.
Пчелиные соты также состоят из шестиграннико(в, обращенных внутрь друг к другу под углом 109°28*. Их форма возникла тем же путем. В образовании шестигранников сот, по-видимому, большую роль сыграли движение в них пчел и давление изнутри жидкого меда.
Несколько иначе рождается покрывало грибка "Дама с белым покрывалом", сотканное из напряжен-ных тургором волокон в виде сетки, состоящей из шестиугольников.
Модель этого процесса такова. |
.
страницы: |
рaдизайн
© 2005 
, ссылайтесь... 
