Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Загальні відомості про біоніку.

Тема №3.. Архітектурно- будівельна біоніка.

Біоніка (від грецької “віоп” – елемент життя) – наука, що виникла на стику таких наук як кібернетика, біофізика, біохімія, інженерна психологія, космічна психологія та інші.

Назва науки “біоніка” запропонована в 1960 році на симпозіумі в Дайтоні (США) для позначення нового наукового напрямку. Біоніка використовує знання біологічних процесів та досвід розв’язку архітектурно-технічних задач для вирішення різних проблем.

БІОНІКА – наука про використання в техніці та архітектурі знань про конструкції та форми, принципів та технологічних процесів живої природи.

Основу біоніки складають дослідження по моделюванню різних живих систем. Як вважають вчені біологічне моделювання значно складніше і відрізняється від моделювання в інших науках. Адже моделі біоніки – це динамічні структури. Їх створення вимагає спеціальних уточнюючих досліджень на живому матеріалі. За програмами розробленими в НДІ на ЕОМ, біологічні моделі одержують своє технічне втілення.

В нашій країні широко почалися біологічні дослідження з 1964р. Тоді систематично почали проводитись симпозіуми з проблем біоніки. Академік В.В.Парін дав таку характеристику біоніці: це цілеспрямоване намагання шукати та знаходити в живій природі “зразки” для створення технічних пристроїв.

Вивчення природи: рослин, тварин, особливо самої людини розкриває неперевершену досконалість природних форм.

Акад. Павло Капіца вважає, що природа є кращим “Інженером конструктором”, чим людина, і нам є чому в неї повчитися.

Існує багато прикладів з історії архітектури та техніки, коли в якості зразка були використані форми живої природи. Наприклад, стовбур дерева та стеблина рослини являють собою колону, що міцно посаджена у грунт з усіма властивими цій конструкції деформаціями та напруженням від вітрового навантаження. Природний закон вітрових навантажень впливає на форму крон дерев. Їх форма нагадує нам конус з вершиною вгорі. Її використовують при проектуванні башених споруд – це Ейфелева башта у Парижі, радіо башта В.Г.Шухова в Москві, димові труби заводів, ТЕЦ та ін.

Однією із складних проблем біоніки є проблема моделювання людського мозку. Так конструкцію рахункової машинки можна співставити із будовою людського мозку. Мозок людини захищений черепною коробкою (упаковка) від багатьох впливів і надійною рахунковою машиною. При цьому працює ця машина все життя. Якщо порівняти біологічний монтаж з технічним, то технічний аналог мозку при використанні сучасних напівпровідників мав би об’єм башти з основою 10x10м і висотою 100м. Цей пристрій споживав би 1млн. кіловат годин енергії, в той час як мозок людини витрачає декілька десятків (В.В.Парін).

Нервова система людини складається з кліток-нейронів. За даними вчених нейрофізиків головний мозок людини займає об’єм 1,5дм³ і містить 10-15млрд. нейронів. Це вважається вершиною еволюції (хоча це спірне питання). Особливе значення мають нейрони пам’яті, особливості яких використовують при пошуку різноманітних правил запам’ятовування. Сучасна техніка за таким параметром як надійність не може конкурувати з роботою мозку, серця та інших органів людини.

Біологічними перетворювачами інформації є органи відчуття людини очі, вуха, ніс, язик, шкіра, відчуття температури, болю, вібрації, рівноваги. З них найбільший інтерес мають очі. Наведіть приклади технічних аналогів ока. (фотоапарат – об’єктив замінює хрусталик, діафрагма – райдужну оболонку, а світло сприймальна плівка – сітківку ока). Доречі, в біоніці вже є модель ока на основі якої розроблені автомати для сортування листів на пошті. Також розроблено багато пристроїв, які з електронною швидкістю обробляють різноманітні візуальні документи.

Очі жаби, голуба інших птахів мають незвичну будову. Жаба добре реагує на предмети що літають (казка про царівну-жабу-струлу), які вона швидко розпізнає. На цій основі біло сконструйовано модель пристрою для обробки інформації з розвідувальних систем засобів зв’язку. Цей прилад можна використовувати для розпізнавання летючих ракет та скоротити час для балістичних розрахунків. Існують машини з магнітними дисками, що мають пам’ять на 500тис.слів. створено верстат, керувати яким можна голосом і ЕОМ яка друкує під диктовку.

На надводних і підводних кораблях використовується звукова локація завдяки системі “електронне вухо”; на деяких літаках встановлено спеціальні ЕОМ для синтезу мови за кодовими сигналами.

Комахи, черв’яки, медузи мають просту нервову систему. Мозок бджілки складається із 900 нейронів, а у оси – 200 нейронів. Але дивлячись на це у цих комах дуже складна поведінка. Франц. Ентомолог Жак Фабр описує як оси заготовляють корм для личинок. Завдання оси зберегти корм у свіжому вигляді. Їжею їм служить стрибунці, гусельні, сліпні та ін. Оса робить дуже розумно. Під час полювання вона спочатку паралізує жертву жалячи в нервовий центр, що пов’язаний з відчуттям. Коли комаха губить відчуття орієнтації оса не поспішаючи паралізує ще ряд центрів. При цьому вона не чіпає нервові центри обміну речовин. Тому, комаха довго зберігається у свіжому вигляді. Це знання визначається певними інстинктами, що передаються у спадщину.

Органи рівноваги медузи – слухові бульбашки – вони допомагають медузам визначати наближення шторму і ховатись у глибину. Вчені на цій основі створили прилад, що передбачає шторм за 12 годин до його початку. Це явище пов’язано із здібністю медузи сприймати ультразвуки (шум вітру, моря)з частотою нижче 20 герц. Людина своїм вухом не сприймає.

На основі дослідження органів нюху мухи сконструйовано прилад, що реагує на ядучі запахи слабкої концентрації на підводних човнах, рудниках космічних ракетах і т.п.

Локаційні здібності багатьох тварин дали велике поле діяльності для конструкторів та вчених. Так відомий амер. Вчений Д.Гриффін визначив мінімум потужності 10^-16 Ватт та частоту випромінювання локатора – 90-45кГц, що їх сприймає летюча миша. За допомогою кіноз’ємки він показав рух миши, коли вона ловить комах. Траєкторія руху її – це оптимальна крива, а маневри і точність визначення цілі допомагають миші за 15хв. Зловити 175комах, тобто за 6сек.одну комаху. Інший вчений Л.Катрона встановив, що взуколокаційний апарат миші важить долю грама, а об’єм – долю куб.дм. а згадайте сучасні радіолокаційні пристрої: вони важать сотні - тисячи кг, а об’єм їх сотні куб.дм. Розрахунки показують, що система летючої миші в 100 разів переважає сучасну аналогічну техніку.

Гідролокаційний апарат дельфінів визначає дальність дії на відстані 3км. Точність визначається ними при відстані декілька десятків метрів всього в півградуса. Такий апарат може бути зразком для інженерів, що розроблять гідрокаційну техніку.

Особливо цікавить вчених швидкий рух китів та дельфінів. Швидкість касаток – 38-55 км/год, дельфіни – до 48 км/год, меч-риба – до 100 км/год. Це обумовлено формою тіла тварин, будовою шкіри, що вкрита особливим слизом уміння керувати шкірою, тілам, м’язами. Зараз вчені вивчають методи їх моделювання.

Не менш цікаве глісирування водяних тварин та їх рух за допомогою повітряної подушки. Летючі риби глісирують по поверхні води зі швидкістю 18 км/год, а у момент відриву від води U=60 км/год.

Південноамериканська качка-пароплав не вміє літати. А в Японії за цим принципом побудовано корабель із використанням підводних крил, 98% його маси знаходиться над водою, а 2% – у воді. Також японці створили корабель – копію кита, що дозволило на 25% збільшити швидкість при тій же вантажопід’ємності.

Інженери з Нижнього Новгорода створили снігоход вагою 1300кг і швидкість його 50 км/год. А рухається він як пінгвін.

Інженер А.Треблев вивчивши роботу крота розробив конструкцію підземлехода.

Інженер В.Турін розробив проект без колісного автомобіля, що рухається скачками, як кенгуру.

Орієнтація тварин в просторі являє саму складну загадку природи (риби на нерест, птахи на зимівлю). Так зелена морська черепашка відкладає яйця в південні частині Атлантичного океану, а черепашки, що вилупились упливають до південно-східного узбережжя Південної Америки. А потім вони вертаються знову туди проти течії на тіж острови для відкладення яєць. Вчені висунули ряд гіпотез щодо поведінки цих тварин: що вони орієнтуються по сонячному азимуту по зіркам за допомогою магнітного поля. Та інші нові гіпотези.

Як ми бачимо, вчені, інженери, художники, конструктори широко використовують науку біоніку для нових винаходів та відкриттів. Біоніка сприяє на тільки технічні думці, а й естетичній. Адже питання архітектоніки, пропорційності та гармонійності форм природи, сприяє створенню естетично повноцінних виробів.

Як ми бачимо, світ природи невичерпний на творчість. Завдання людини вибирати все корисне, доцільне, перенести його в своє життя, але так щоб не нашкодити ні собі, ні нащадкам, ні природі.

Історія винаходів не стоїть на місті, тому і для вас є велике поле діяльність в наступних напрямках та системах біонічних досліджень:

5. Дослідження принципів функціонування живих систем (адаптація, самоорганізація, само настрій, асоціативна пам’ять і т.п.) використання їх при створенні технічних об’єктів.

6. Створення мініатюрних датчиків акустичних, теплових, магнітних, світлових та інших.

7. Дослідження, спрямовані на розкриття принципів розпізнавання образів, орієнтації, та навігації живих організмів. Це важливо для розробки способів керування літаючими апаратами, що літають.

8. Розробка методів, засобів для забезпечення оптимальної взаємодії людини і машини та ін.

Таким чином, ми ознайомились із науковими дисциплінами, які дають нам широке поле діяльності по вдосконаленню оточуючого середовища.

Проробимо дослід, який показує одну із чудових закономірностей природи – опірність конструкції залежно від форми.

Листя деяких рослин змінює форму: одні згортаються в трубочку, другі утворюють химерні короби, ті закручуються в спіраль. Це дає їм можливість витримувати якнайбільше навантаження. Такий процес швидкого перетворення біоформи в техніку називається трансформацією.

Ось така трансформація підказала італійським архітекторам ідею залізобетонного автодорожнього мосту нової конструкції – напівзгорнутого трав’яного листка. Міцність, краса, легкість цьої споруди взята з природи.

Лекція3.1 (1год.) Проблема екосліду .Розвиток містобудівних теорій/.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ МІСЬКОГО РОЗВИТКУ

22. Етичнi норми i вимоги високоякiсного проектування та його коректного пiдходу до iсторико-культурного контексту - це передумови процесу сучасного планування.В iсторичних мiстах особлива увага повинна придiлятися якiснiй архiтектурi, зокрема необхiдно звертати увагу на об'єми та висоту забудови. Важливим чинником для розвитку нового будiвництва є мінімізація прямого впливу на такi важливi iсторичнi елементи, як значнi споруди та археологiчнi культурнi шари.

23. Просторову структуру в iсторичних мiстах необхiдно пiдсилювати через управлiння планування мiста, оскiльки iсторичнi споруди є ключовими елементами вiдродження iсторичних мiст: проектування в мiському середовищi та мистецтво висвiтлюють специфiчнi iсторичнi, соцiальнi та економiчнi компоненти i передають їх наступним поколiнням.

24. Збереження об'єктiв всесвiтньої культурної спадщини включає в себе органiзацiю громадських просторiв, при цьому особливу увагу слiд придiляти функцiональностi, масштабу, матерiалам, освiтленню, облаштуванню вулиць, рекламi та озелененню.

Мiстобудiвна iнфраструктура у зонах охорони має вживати всiх заходiв, що спрямованi на дотримання характеру iсторичної тканини, забудови та контексту, а також пом'якшувати негативнi ефекти вiд транспортного навантаження та паркування.

25. Види мiста, дахи, ландшафти, в тому числi iсторичнi завершення будiвель - iсторичне розпланування (парцеляцiя), основнi вiзуальнi осi та типи є невiд'ємними частинами самобутностi iсторичного міського ландшафту. Що стосується реновацiї, то iсторичний вигляд дахiв та дiлянок (парцеляцiя) є базою для планування та проектування.

26. Головний принцип полягає в тому, що масштабнiсть та проектне рiшення мають вiдповiдати iсторичному розплануванню (парцеляцiя), кожному окремому типу архiтектури, тодi як знищення внутрішньої планувальної структури вартих охорони об'єктiв забудови ("фасадизм") не є належним засобом структурного втручання.

Інвестори та учасники будiвельного процесу повиннi пам'ятати, що розвиток сучасної архiтектури в мiстах всесвiтньої спадщини та в iсторичних мiстах є допомiжним до цiнностей iсторичного мiського ландшафту i залишається в певних рамках для того, щоб не пiддавати ризику традицiйний характер iсторичного середовища мiста.

ШЛЯХИ ТА ЗАСОБИ

27. Управлiння динамiчними змiнами та розвитком у мiстах всесвiтньої спадщини охоплює чiтке знання iсторичної територiї та її елементiв з використанням наукових методiв iнвентаризацiї забудови, законiв, iнструкцiй, механiзмiв, процедур, якi оформленi в планi управлiння, вiдповiдно до основних положень Конвенцiї з охорони всесвiтньої культурної i природної спадщини (1972 р.).

28. Розроблення та виконання плану управлiння забудовою iсторичних мiських ландшафтiв потребує участi експертiв, провiдних фахiвцiв i професiоналiв багатьох галузей, а також своєчасного проведення громадського обговорення.

29. Якiсне управлiння iсторичним мiським ландшафтом має на метi постiйну охорону та покращання просторових i функцiональних, пов'язаних iз культурою проектування, цiнностей. У цьому сенсi особливо слiд наголосити на контекстуалiзацiї сучасної архiтектури в iсторичному мiському ландшафтi, дослiдження оцiнки культурного або вiзуального впливу мають супроводжувати пропозицiї щодо сучасних втручань.

30. Економiчнi аспекти мiського розвитку мають бути обов'язково пов'язанi з метою довгострокового збереження культурної спадщини.

31. Історичнi будiвлi, мiський ландшафт та сучасна архiтектура визначають неповторний образ та характер мiста, його культурну цiннiсть. Сучасна архiтектура може бути сильним конкурентом для мiст, оскiльки вона приваблює мешканцiв, туристiв та зовнiшнiй i внутрiшнiй капiтал своєю якiсною особливiстю. Поєднання iсторичної та сучасної архiтектури - це унiкальна цiннiсть для мiсцевих територiальних громад. На сьогоднiшнiй день ця цiннiсть має служити освiтнiм цiлям, дозвiллю, туризму, безпечному та повноцiнному розвитку ринку майна.

РЕКОМЕНДАЦІЇ

До Комiтету всесвiтньої культурної спадщини ЮНЕСКО направленi наступнi пропозицiї:

А. Вiдносно iсторичних мiських територiй, вже занесених до Списку всесвiтньої спадщини, концепцiя iсторичного мiського ландшафту i рекомендацiї, висловленi в цьому Меморандумi, мають враховуватися при розглядi будь-якого потенцiйного чи встановленого впливу на цiлiснiсть об'єкта всесвiтньої спадщини. Цi принципи мають бути пiдсиленi планами упралiння, якi окреслюють спецiальнi заходи, що їх слiд вжити для охорони iсторичного мiського ландшафту.

В. При розглядi питання щодо занесення нових об'єктiв та визначних мiсць, iсторичних мiських територiй до Списку всесвiтньої спадщини рекомендується запропоновану концепцiю iсторичного міського ландшафту включати до процесiв номiнацiї та оцiнки.

С. ЮНЕСКО запрошується для вивчення можливостi формулювання нових рекомендацiй з метою доповнення та осучаснення існуючих рекомендацiй з питань iсторичних мiських ландшафтiв, з особливим посиланням на контекстуалiзацiю сучасної архiтектури, якi в майбутньому мають бути поданi до Генеральної Конференцiї ЮНЕСКО.

Комiтет всесвiтньої
культурної спадщини ЮНЕСКО (Париж)

20 травня 2005 року
Переклад тексту українською мовою виконано: Л. Захаровою, В. Залигiною, Л. Шарiновою, за сприяння iсторика архiтектури, кандидата мистецтвознавства С. Бiлєнкової.

Вiд редакцiйної колегiї збiрника:

МЕМОРАНДУМ пiдготували i пiдписали такi мiжнароднi органiзацiї:

ЮНЕСКО
ICOMOS (Мiжнародна рада з питань пам'яток i визначних мiсць)
ICCROM (Мiжнародний центр дослiджень у сферi консервацiї та реставрацiї культурних цiнностей)
Органiзацiя мiст всесвiтньої спадщини
Мiжнародна федерацiя ландшафтних архiтекторiв
Мiжнародна спiлка архiтекторiв
Мiжнародна федерацiя з житла та планування

Меморандум обов'язковий для мiст, в яких мiстяться об'єкти, включенi до Списку всесвiтньої спадщини ЮНЕСКО. В Українi - це Київ i Львiв.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Озеленення міст. Влаштування озеленення на штучних поверхнях/Визначення термінів	\|	Які матеріали вважаються екологічними, а які ні?

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.009 сек.