 |
Путем проведенного автором анатомического анализа срезов стеблей (при помощи светового и электронного сканирующего микроскопов), позволившего проникнуть в их биоструктуру, вскрываются организация функциональных пространств и принципы формирования систем тканей.
Выявлено, что покровная система тканей образует внешнюю оболочку стебля и является "дышащим" ограждением стебля; принципы структурного построения покровной ткани могут быть положены в основу создания динамических саморегулирующихся устройств в ограждающих конструкциях высотных зданий и сооружений.
Основная ткань служит своего рода матриксом, в который погружены несущие элементы — опорные колленхимные тяжи, несущее склеренхимное кольцо и проводящие сосуды. В то же время она выполняет функцию связующего эластичного звена, что обеспечивает податливую связь пространственных несущих элементов.
Проводящая система, обеспечивая питания растительного организма, играет большую роль в обеспечении устойчивости всей вертикальной системы стебля. Пронизывая по вертикали все тело растения, она в сочетании с механическими тканями образует устойчивую упругогибкую пространственную структуру стебля. Принципы конструктивной совместимости проводящей системы могут представить большой интерес для решения коммуникационных систем высотных сооружений.
Опорная (механическая) ткань, состоящая из толстостенных плотно упакованных клеток, создает по периферии стебля мощное несущее склеренхимное кольцо. Принцип формирования механической ткани является одним из существенных факторов построения тектонической основы стебля. Междоузлия — это своего рода пространственные оболочки, где мелко- и крупноячеистое модульное формирование опорных тканей в сочетании с проводящими тяжами образуют несущую конструкцию. Пространственное формирование осуществляется по принципу постепенного облегчения конструкции по высоте» т.е. экономии "строительного материала", что весьма важно обеспечить и при создании легких, пространственных, несущих вертикальных систем высотных сооружений.
Использование в архитектуре единства функционирования опорной ткани (аналог в архитектуре — несущие конструкции), основной и покровной ткани (аналог — несомые ограждающие конструкции) и проводящей системы (аналог — коммуникационное оборудование зданий) дает возможность расширить понимание тектоники в архитектуре и представить его не только как следствие несущих конструктивных систем, но и
Рис. 40. Принципы формирования тектоники стебля злака фера.
а — продольный разрез узла; б — поперечный разрез узла; в — динамика узла; г — структура переходной зоны клеток
солидарной работы всех компонентов материально-технической системы здания СЗ].
Проявление подобного тектонического принципа мы наблюдаем и в современной архитектуре, в которой четко выявляется во внешней форме коммуникационная структура зданий (медицинские лаборатории университета Филадельфии Л. Кана, здание факультета искусств и архитектуры Иельского университета П. Рудольфа, административное здание Джорнал Сидзуока в Токио К. Танге, падающие дома и висячие города Г. Борисовского, практика внедрения изменяющейся во времени динамической трансформируемой архитектуры и т.д.) [161. (Подробнее о тектонике см. гл. У1.)
Особое место занимают вопросы осуществления связи между отдельными элементами вертикальной структуры стебля, где упругое сочленение междоузлий осуществляется за счет особого устройства узлов, способных ограничивать колебательное движение междоузлий. В.В. Александряном и Г.М. Саркисяном было доказано, что местоположение узлов на стебле почти точно соответствует центрам тяжести равновеликих площадей на эпюре изгибающих моментов, число которых равно числу междоузлий (рис.40) [17].
При колебаниях расположенные в узле пластичные колленхимные тяжи за счет вязкоупругих деформаций, уменьшают амплитуду колебаний, т.е. гасят колебания и обеспечивают амортизирующую способность нижней части каждого междоузлия и стебля в целом.
Узлы стебля злака представляют собой демпфирующие устройства, принципы построения которых могут быть аналогами архитектурно-конструктивных решений таких устройств, что позволит создавать не жесткие, несокрушимо противостоящие ветру конструкции, а конструкции, заранее приспособленные к колебаниям (рис.41).
Широкие возможности формообразования стеблей злаков определяются закономерностями структурной организации:
форма междоузлий и стебля в целом веретенообразная, что значительно уменьшает горизонтальный "ро-гиб и придает стеблю восстанавливающую способность
при его отклонениях от положения устойчивого равновесия;
ткани, выполняющие опорную функцию стебля, — несущий каркас, отнесены на периферию;
круглые в плане междоузлия, сочлененные прочными узлами, демпферами, являющимися одновременно гасителями колебаний, создают в целом устойчивую упру-гогибкую пространственную структуру с большой несущей способностью;
узел-демпфер представляет собой динамическую систему, в которой междоузлия соединены упругими волокнами и окружены высокоорганизованной массой основной ткани с погруженными в нее вязкоупругими тяжами (амортизаторами). Форма тяжей такова, что при изгибе стебля они претерпевают пластические изменения, и это помогает ограничивать амплитуду колебательных движений междоузлий.
В целом стебель злака, как функциональная модель, обладающая упругогибкой конструктивной системой, может рассматриваться в качестве аналоговой конструктивно-тектонической системы высотного сооружения с демпфирующими элементами.
Использование выявленных принципов открывает возможности создания принципиально новых упруго-гибких вертикальных тектонических систем с большим коэффициентом стройности и малой площадью опира-ния.
Влияние окружающей среды на формирование тектонической структуры. Исследование тектонических закономерностей стебельчатых растений неразрывно связано с изучением взаимоотношений живых организмов с окружающей средой.
В условиях усиливающегося воздействия человека на природу, на протекающие в ней процессы и взаимосвязи особую актуальность приобретает сопоставление целостности среды, как материально-пространственной составляющей системы, с целостностью живого организма и среды его обитания.
Эрнст Геккель, называя экологию "наукой об экономии природы", пишет:
"Всякий знает, что разное количество света, тепла, влажности оказывает определенное воздействие на величину, окраску, форму и внутренние особенности строения организма, на морфогенез и физиологические функции, указывая на факты чрезвычайной чувствительности организма к влиянию среды, когда каждое изменение климата, окружения и пр. непосредственно вызывает определенные изменения организма" [ 18].
Живой организм, утверждая себя в естественной среде, перерабатывает информацию об окружающем пространстве, отвечает на внешние воздействия соответствующими реакциями, обеспечивающими ему возможность существования в широком диапазоне условий среды с одновременным поддержанием внутри организма стабильных условий, необходимых для его надежного функционирования.
Одним из важных экологических аспектов, свидетельствующих об активном процессе взаимодействия организма со средой, является наличие некоторого резерва сил на случай непредвиденных обстоятельств, возможность перестройки путем самоорганизации тектонической структуры согласно внешним изменениям.
Стебель как живой организм находится в непосредственной связи со средой. Информационное действие факторов внешней среды вызывает в живых организмах сложные динамические процессы — ответные реакции. Эти процессы, происходящие на высоком структурно-функциональном уррвне организации живых систем, обеспечивают надежность и устойчивость их структурной организации при широком комплексе внешних воздействий.
Рис. 44. Модель сверхвысотного сооружения с демпфирующими устройствами.
|
.
страницы: |
рaдизайн
© 2005 
, ссылайтесь... 
