تقلید از طبیعت برای پایداری در معماری
بیومیمیک فسلفهای در مهندسی است که برای ارتقای کیفیت، کارایی، انعطافپذیری و پایداری راهکارهای نوآورانه از محیط طبیعی پیرامون الهام میگیرد.
واژه بیومیمیکری از ریشه یونانی «Bio» به معنای زندگی و «mimicry» به معنای تقلید گرفته شده است و به معنای «تقلید از زندگی» است. مؤسسه Biomimicry بیومیمیک یا بیومیمتیک را یک رویکرد نوآورانه با هدف یافتن راهحلهای پایدار برای چالشهای انسانی با تقلید از الگوها و راهبردهای اصلاحشده توسط طبیعت تعریف میکند. هدف این رویکرد توسعه محصولات، فرآیندها و سیاستهایی است که با شرایط زندگی روی زمین هماهنگ هستند و تمرکز آنها بر پایداری و انعطافپذیری طولانیمدت است.
تاریخچه بیومیمیک
نخستین نمونههای بیومیمیک به انسانهای نخستین بازمیگردد که حیوانات را مشاهده و تقلید کردند تا تکنیکهای شکار و بقا را توسعه دهند. آنها با الهام گرفتن از تواناییهای پیشرفته حیوانات، راهکارهای مشابهی را برای افزایش شانس موفقیت خود اتخاذ میکردند. از چسبهای پارچهای لباس که از روش بعضی گیاهان خاص برای پراکنده کردن دانههای خود را از طریق خز حیوانات الهام میگیرد، تا طراحی لباسهای شنا با الگوبرداری از پوست کوسه برای کاهش مقاومت در برابر آب، نمونههای بیشماری از بیومیمیک وجود دارد که بیصدا در زمینههای مختلف انقلابی ایجاد کرده است.
با وجود اینکه اصطلاح بیومیمیک نخستینبار در سال 1969 توسط مهندس اتو هربرت اشمیت در یک مقاله آموزشی به کار برده شد، اما در دهه 1990 بود که این مفهوم بهویژه از طریق کار دانشمند جانین بنیوس مورد توجه قرار گرفت که معتقد بود انسانها باید از راهبردها و رفتار طبیعت هنگام جستجوی راهحل برای مشکلات خود الگوبرداری کنند. در حال حاضر بیومیمیک به رشتههای مختلفی مانند طراحی پایدار، مهندسی، کشاورزی و معماری گسترش یافته است. یک نمونه برجسته از بیومیمیک در مهندسی، قطار سریعالسیر (فشنگی) شینکانسن ژاپن است که از دهان شاهماهی الهام میگیرد و با طراحی منحصر به فرد، میتواند بدون پاشش در آب شیرجه بزند. به کمک این ایده، قطار فشنگ ژاپن با کاهش مقاومت هوا، مصرف 15 درصد برق کمتر و حذف صدایی که معمولاً هنگام خروج از تونل ایجاد میشود، به افزایش سرعت 10 درصدی دست یافت.
بیومیمیک در معماری
در مقایسه با اقتصاد صنعتی که ضایعات، آلودگی و ناکارآمدی انرژی بسیاری ایجاد میکند، بیومیمتیک با تقلید مداوم از اصول طبیعت از انرژی استفاده کارآمدتری میکند و در نهایت منجر به صرفهجویی در مصرف انرژی و به حداقل رساندن ضایعات میشود و ظرفیت بسیار زیادی برای افزایش بقا و تضمین آیندهای پایدار دارد. در معماری از بیومیمیک برای طراحی ساختمانهای پایدارتر، کارآمدتر و هماهنگ با طبیعت استفاده میشود و فقط مربوط به تکرار اشکال طبیعی در طراحی سازهها نیست. معماری بیومیمتیک برای طراحی ساختمانها و سازههایی که فرایندهای طبیعی مانند فتوسنتز، تنظیم گرما یا توانایی سازگاری با تغییرات را تقلید میکنند، از طبیعت الهام میگیرد و این رابطه بین بیومیمیک و معماری در جنبههای مختلف مشهود است.
بهرهوری انرژی، ادغام راهحلهای طبیعت برای بهینهسازی استفاده از آب، نور خورشید و باد در طراحی طبیعی ساختمانها افزایش بهرهوری انرژی را به همراه دارد.
طراحی زیست اقلیمی شامل طراحی ساختمانهای کارآمد است که آب و هوا و محیط محل ساخت خود را در نظر میگیرد.
مواد پایدار به مصالح ساختمانی اشاره دارد که از خواص مواد طبیعی همچون استحکام و انعطافپذیری موجود در گیاهان خاص تقلید میکنند.
سیستمهای تطبیقی شامل راهحلهایی همچون نماهایی است که میتوانند برای تنظیم دما و نور فضای داخلی باز یا بسته شوند و همچنین سیستمهای مدیریت آب باران که با توجه به شرایط آب و هوایی تنظیم میشوند.
تابآوری و پایداری، پایداری معماری با همسویی آن با چرخههای طبیعی افزایش مییابد و در نتیجه اثرات زیستمحیطی آن کاهش مییابد.
ساختمانهای بسیاری وجود دارد که اصول بیومیمیکری را در طراحی خود گنجاندهاند و در ادامه به معروفترین آنها اشاره میشود.
ساختمان موریانه زیمبابوه
معماری ساختمان موریانه با الهام از توانایی موریانههای آفریقایی در تنظیم دما و رطوبت داخل ساختارهای تپهای شکل است و یک سیستم تهویه طبیعی از طریق مجراهای ورودی هوای ورودی و خروجی را تنظیم میکند و دمای داخل ساختمان را بدون نیاز به گرمایش یا تهویه مطبوع حفظ میکند.
خانه BIQ درهامبورگ
خانه BIQ نخستین ساختمانی است که از جلبکها برای تولید انرژی استفاده میکند. نمای ساختمان از صفحات شیشهای پر از آب و جلبک تشکیل شده است که زیستتوده تولید میکند و از انرژی حاصل از آن برای روشنایی، تنظیم دما و کیفیت هوا استفاده میشود.
استادیوم ملی پکن
این استادیوم از یک سازه فولادی ساخته شده است که از ساختار لانه پرنده الهام میگیرد و ساختار شبکه فولادی توسط یک غشای شفاف مهندسیشده برای مقاومت در برابر حرکت لرزهای پوشانده شده است.
ساختمان Eden در کورنوال
پروژه Eden شامل دو ساختمان اصلی با گنبدهای فراوان است که در میانه توسط ساختمان کینک به هم متصل شدهاند. الهام از بیومهای طبیعت در این پروژه به این صورت است که گنبدهای ژئودزیکی اکوسیستمهای مختلف را در خود جای میدهند و ساختار گنبدی از هندسه ساختارهای سلولی موجود در طبیعت تقلید میکند.
ساگرادا فامیلیا در بارسلونا
طرح ساگرادا فامیلیا را میتوان پیشرو معماری بیومیمتیک در نظر گرفت که یک سیستم توزیع بار و ستون دارد که از رشد شاخههای درخت الهام گرفته است.
ساختمانهای آینده چگونه خواهند بود؟
استفاده از مصالح چوبی و البته جلبک در ساختارهای شهری با اقبال بالایی مواجه بوده است بهطوریکه اکنون نماهای جلبکیخورشیدی اکنون در کانون توجه معماران قرار دارند. انتظار میرود در آینده ادغام بیشتری از فرایندهای طبیعی در طراحی و ساخت ساختمانها وجود داشته باشد که در زمینههای گوناگون مشخص میشود.
ادغام فناوری: فناوری نقش مهمی در ادغام بیومیمیک در معماری ایفا خواهد کرد و شامل استفاده از الگوریتمهای طراحی مولد با الهام از طبیعت، شبیهسازی محاسباتی برای بهینهسازی بهرهوری انرژی و تولید دیجیتال برای ایجاد اشکال و ساختارهای بیومیمتیک پیچیده است.
مواد نوآورانه: مصالحی که از طبیعت الهام میگیرند و دارای ویژگیهایی مانند خود ترمیم شونده و خودتمیز شونده هستند و موادی که خواص پوست حیوانات را برای تنظیم دما و رطوبت تقلید میکنند.
انطباقپذیری و انعطافپذیری: ساختمانهای آینده سازگارتر و انعطافپذیرتر خواهند بود و مجهز به واکنش مؤثر به تغییرات محیطی از جمله تغییرات آب و هوا، شرایط روشنایی و تراکم شهری خواهند بود.
اکولوژی شهری: ادغام بیشتری از پوشش گیاهی در طراحی ساختمانها و فضاهای عمومی با کمربندهای سبز و زیستگاههای طبیعی در محیطهای متراکم شهری وجود خواهد داشت.
علاوه بر این، معماران با در نظر گرفتن نهتنها زیباییشناسی و عملکرد ساختمانها، بلکه تأثیر آنها بر محیطزیست و سلامت مردم و در نتیجه ایجاد ساختمانهای سبز، رویکردی جامع را برای طراحی اتخاذ خواهند کرد. همه این پیشرفتها از افزایش همکاری میان رشتههای مختلف ازجمله معماران، زیستشناسان، مهندسان، بومشناسان و کارشناسانی که قادر به توسعه راهحلهای بیومیمتیک نوآورانه در مقیاس بزرگ هستند، ناشی میشود و درنهایت ساختمانها و محیطهای پایدارتر و مقاومتری ایجاد میکند.
منبع: ایمنا