生体模倣アーキテクチャ

バイオミメティック・アーキテクチャは自然の形態を複製するのではなく、それらの形態を支配する規則を理解することによって、自然の中で持続可能性の解決策を模索する現代的な建築哲学です。 これは、スタイルのコードではなく、一連の原則に従う、持続可能なデザインへの多分野のアプローチです。 それは人為的問題を解決するためにインスピレーションを得るための自然、そのモデル、システム、プロセスの調査であるより大きな運動の一部です。

歴史
建築はインスピレーションの源泉として自然から長い間引き出されてきました。 生物多様性、あるいは自然界に存在する要素をデザインにインスピレーションとして取り入れることは、人工環境の始まりに由来する可能性があり、今日も残っています。 古代ギリシア人やローマ人は、木に触発されたコラムなどのデザインに自然のモチーフを取り入れました。 レイト・アンティークとビザンチン・アラベスク・ヴェルジュールはアカンサス植物の様式化されたバージョンです。 紀元前64年からのCasinumのVarro’s Aviaryは、世界をミニチュアで再構築しました。 池は、いろいろな鳥を保持していた一方の端にドーム型の構造を囲んでいました。 石造りの柱廊には生きている木の中間列がありました。

1882年に始まったアントニ・ガウディ(Antoni Gaudi)のサグラダ・ファミリア教会(SagradaFamíliachurch)は、構造的な問題に答えるために自然の機能的フォームを使用する有名な例です。 彼は木の分岐キャノピーをモデル化した列を使って、ボールトのサポートにおける統計的な問題を解決しました。

オーガニック・アーキテクチャーは、自然にインスパイアされた幾何学的形状をデザインに使用し、人間を周囲に再接続しようとします。 Kendrick Bangs Kelloggは、有機建築は、とりわけ、オーガニック・アーキテクチャーは、常に自然を尊重しないようにと私たちに思い出させるべきだと考えています。 彼女を抑止し、人類は敗者になるだろう」これは、流れが流れ、自然の力に逆らって行動しないという別の指針に沿っている。 建築家のDaniel Liebermannの動きとしてのオーガニック・アーキテクトの解説は、建築における自然の役割を強調しています。「…私たちが心と目で見ていることをより深く理解することは、有機的なものすべての基礎です。 人間の目と脳は時代を超えて進化しました。その大部分は、エデンの生物圏の広大な未標識の未舗装の風景の中にありました! 私たちは今モデルのために自然に行かなければなりません」と述べています。「有機建築家は、人の問題に答えるための自然のソリューションに頼るのではなく、自然に影響を受けた美学を持つ人工のソリューションを使用して自然環境を認識します。

第二次世界大戦後の日本の運動である代謝物の建築は、生物界における無限の変化という考えを強調した。 メタボリストは、変化する都市環境のニーズを満たすことができる柔軟な建築とダイナミックな都市を推進しました。 この都市は、個々の構成要素が作成されて時代遅れになるという点で人体に似ていますが、エンティティ全体が発展し続けています。 人体は生き続けていますが、成長して死ぬ人体の個々の細胞と同様に、都市も成長と変化の連続的なサイクルにあります。 メタボリストの方法論は自然を人工のメタファーと見なします。 黒川紀章のヘリックスシティは、DNAをモデルにしていますが、その基本的な遺伝暗号の性質ではなく、構造的メタファーとして使用しています。

バイオミメティック・アーキテクチャーは自然を使って建築様式の審美的な要素のインスピレーションを得ているのではなく、自然を使って建物の機能の問題を解決しようとしています。 バイオミリクリとは、生命を模倣することを意味し、ギリシャ語のbios(生命)とmimesis(模倣)から生まれたものです。 この動きはJanine Benyusによって1997年に出版されたBiomimicry:Natureでインスピレーションを受けた自然科学を学んだ後、人間の問題を解決するためのデザインとプロセスを模倣するか、インスピレーションを得て、 生態学は、建築物を生きるための機械と考えるのではなく、建築物に生き物の生き物と考えるように求めています。

特性
バイオミメティック・アーキテクチャーは、自然をモデルとして使用し、アーキテクチャーの問題を解決するための尺度を提供します。 これは、形態の美学的構成要素のためのインスピレーションの源として自然の既存の要素を使用するバイオモーフアーキテクチャーと同じではありません。 代わりに、生体模倣アーキテクチャは、自然のデザインやプロセスを模倣したり、インスピレーションを得て、人工物に適用するためのモデルとして自然に似ています。 生物志向は、人間のイノベーションの効率を判断するために生態学的基準を用いる意味で、自然を尺度として使用します。 メンターとしての自然とは、生体模倣が物質的な物を抽出して自然を搾取しようとせず、人間が学ぶものとして自然を評価するということです。

アーキテクチャに対応したアーキテクチャの革新は、植物や動物に似る必要はありません。 形態が生物の機能に本質的である場合、生命形態の過程をモデルにした建物は、生物のように見えることもあります。 アーキテクチャは自然な形、機能、プロセスをエミュレートできます。 技術時代の現代的なコンセプトでもありますが、バイオミメリはアーキテクチャに複雑な技術を組み込む必要はありません。 以前の建築的動きに対応して、バイオミメティックなアーキテクチャは、リソース効率の急激な増加に向かって動き、線形ではなく閉ループモデルで働き(機能するには一定の摂取量を必要としない閉鎖サイクルで働く)、ソーラー化石燃料の代わりにエネルギー。 設計アプローチは、設計から自然、または自然から設計までのいずれかで行うことができます。 自然を対象とした設計とは、設計上の問題を特定し、解決策として自然界に存在する問題を見つけることです。 これの一例は、空力ボディを構築するためにボクシを見るダイムラー・クライスラー・バイオニック・カーです。 自然界から設計する方法は、ソリューション主導型の生物学的なデザインです。 設計者は、特定の生物学的ソリューションを念頭に置いて設計し、それを設計に適用します。 その一例は、湿った水域からきれいに見える、蓮の花が提示する、セルフクリーニングというSto’s蓮の絵です。

3つのレベルの擬態
生物摸倣は、生物、その行動、生態系の3つのレベルで働くことができます。 生物レベルの建物は特定の生物を模倣しています。 生物がより大きな文脈にどのように関与しているかを模倣することなく、このレベルだけで作業することは、生物が常により大きな文脈に機能し応答するので、その環境とよく統合された建物を作り出すには不十分かもしれない。 ビヘイビア・レベルでは、建物は生物がどのように動作するか、またはより大きな文脈に関係しているかのように模倣されます。 生態系のレベルでは、建物はより大きな環境の自然なプロセスとサイクルを模倣しています。 生態系の原則は、生態系が(1)現代の日光に依存していること、 (2)そのコンポーネントではなくシステムを最適化する。 (3)地域の状況に合致し、それに依存する。 (4)構成要素、関係および情報が多様である。 (5)持続的な生活に有利な条件を作り出す。 (6)異なるレベルで異なる速度で適応し、進化する。 基本的には、これは、多くのコンポーネントとプロセスが生態系を構成し、生態系がスムーズに動作するためには、相互に作用する必要があることを意味します。 生態系レベルで自然を模倣する建築設計では、これらの6つの原則に従うべきです。

建築におけるバイオミメリの例

生物レベル
生物レベルでは、建築はその生物自体を見て、そのフォームや機能を建物に適用します。

ノーマン・フォスターズ・ガーキン・タワー(2003)は、金星フラワー・バスケット・スポンジに触発された六角形の肌を持っています。 このスポンジは強い水流を伴う水中環境にあり、その格子状の外骨格と円形の形状は生物にかかるストレスを分散させるのに役立ちます。

イングランドのコーンウォールにあるエデンプロジェクト(2001)は、石鹸と花粉を模したドーム型の一連の人工的なバイオームです。 Grimshaw Architectsは、自然に見て有効な球形を構築しました。 得られた空気で膨らんだ測地六角形の泡は、軽くて強い材料であるエチレン・テトラフルオロエチレン(ETFE)で構成されていました。 最終的な上部構造の重量は、含まれる空気の重量よりも少なくなります。

行動レベル
行動レベルでは、生物はその環境と相互作用して周囲の環境にも抵抗することのない構造を構築する方法を模倣します。

シロアリ泥、ナミビア
建築家Mick PearceがArup Associatesのエンジニアと協力して設計したEastgate Centerは、ジンバブエのHarareにある大規模オフィスとショッピング施設です。 建物の内部温度を調整する潜在的なコストを最小限に抑えるために、Pearceはアフリカシロアリの自然冷却塚を見ました。 建物は空調や暖房がないが、アフリカシロアリの自己冷却塚に触発された受動的な冷却システムで温度を調節する。 しかし、その構造はシロアリ塚のように見える必要はなく、代わりにジンバブエ原産の石積みから審美的に描かれています。

バンコクに拠点を置くAesthetics Architectsが市政農業大臣のために設計したカタール・サボティ・ビルディングは、サボテンとその環境との関係を砂漠に建設するモデルとして使用する計画された建物です。 作業中の機能的なプロセスは、サボテンが乾いた激しい気候の中で自分自身を維持する方法に触発されています。 サボテンが水を保持する日ではなく夜に蒸散を受けるのと同じように、サンは熱に反応して窓を開閉します。 このプロジェクトは、隣接する植物ドーム内の生態系レベルに達し、排水管理システムは水を節約し、廃棄物を最小限に抑えるプロセスに従います。 生きている生物を廃水の分解段階に組み込むことで、この作業を実行するために必要な外部エネルギー資源の量が最小限に抑えられます。 ドームは、従業員のための食糧源の栽培に使用できる気候と空調スペースを作り出すでしょう。

生態系レベル
生態系レベルでの構築には、多くのコンポーネントが連携して働く環境を模倣し、都市規模になる傾向があり、単独の構造ではなく複数の要素を持つ大規模なプロジェクトがあります。

英国ウェイクフィールドにあるグラハム・ワイルズによって設立されたCardboard to Caviarプロジェクトは、廃棄物を栄養素として使用する周期的閉ループシステムです。 このプロジェクトは、ダンボールのレストランを払い、それを細断し、それを乗馬センターに販売して馬の寝具を作る。 その後、汚れた寝具を購入し、コンポストシステムに入れ、多くの虫を産む。 このワームは魚に与えられ、キャビアが生産され、レストランに戻されます。 別のものの栄養素としての廃棄物のこの考え方は、都市全体に翻訳される可能性を秘めています。

探査建築会社によって設計されたサハラ森林プロジェクトは、ゼロエミッションシステムとして機能するために太陽エネルギーだけに依存することを目指す温室です。 多くのコンポーネントが周期的なシステムで連携しているため、プロジェクトはエコシステムレベルにあります。 砂漠が森に覆われていたことを知った後、探査は砂漠化を逆転させるために森林と砂漠の境界に介入することを決めた。 このプロジェクトは、乾燥した環境で気候変動に対処するためにナミビアの砂漠のビートルを模倣しています。 それは、日に熱を蓄積することによって体温を自己調節し、その翼に形成する水滴を集めるビートルの能力を引き出す。 温室構造は、蒸発冷却および加湿を提供するために塩水を使用する。 気化した空気は新鮮な水に凝縮して、夜間に温室を温めたままにします。 このシステムは、内部の植物が必要とするよりも多くの水を生成するので、周囲の植物が成長するために過剰が噴出される。 太陽光発電所は、自然界で共生関係が重要であり、植物を育てるために日陰を採取するという重要な考え方から解放されています。 プロジェクトは現在パイロット段階にある。

インドのLavasaは、HOK(Hellmuth、Obata、およびKassabaum)によって8000エーカーの都市が提案され、モンスーン洪水の影響を受けるインドの地域を計画しています。 HOKチームは、元の生態系は乾燥した風景になる前に湿った落葉樹林であると判断しました。 季節の洪水に対応して、彼らは以前の木のように水を貯蔵する建物の基礎を設計しました。 市の屋根は、水面を同時に掃除しながら水を流すことができるドリップチップシステムを目指して、バニヤンイチジクの葉をネイティブに模倣しています。 過剰な水を流路に移動させる戦略は、複数の経路を使用して巣から水をそらす地元のハーベスターのアリから借りられます。

批判
生物学的模倣は、2つの用語を別々に、そして互いに区別して定義することによって、人間を自然と区別するために批判されてきた。 人間を自然と区別して分類する必要性は、自然の伝統的定義を支えている。つまり、人間の意図とは独立して生まれるものである。 ジョー・カプリンスキーはさらに、自然界のデザインを基にして、人為的に与えられた解決策の優越性を推定するバイオミメリが危険を冒すと主張する。 自然のシステムを偶像化し、人間の設計を評価することで、生体模倣構造は人工環境とその問題に追いつくことができません。 彼は、人類内の進化は、生態学的進化よりも技術革新に文化に基づいていると主張する。 しかし、建築家やエンジニアは、そのデザインを厳密に自然から守るのではなく、建築ソリューションのインスピレーションとしてその部分だけを使用します。 最終的な製品は実際には自然のデザインと人間のイノベーションの融合であるため、人間と自然を調和させて実際に読むことができます。