Biomimetic 아키텍처는 자연 형태를 그대로 재현하는 것이 아니라 이러한 형태를 지배하는 규칙을 이해함으로써 자연의 지속 가능성을위한 솔루션을 찾는 아키텍처의 현대 철학입니다. 이는 스타일 코드보다는 일련의 원칙을 따르는 지속 가능한 디자인에 대한 다 분야 접근 방식입니다. 그것은 생체 모방 (biomimicry)으로 알려진 더 큰 운동의 일부로, 인공물 문제를 해결하기 위해 영감을 얻기위한 자연, 모델, 시스템 및 프로세스의 검사입니다.
역사
건축은 오랫동안 영감의 원천으로서 자연으로부터 끌어 왔습니다. Biomorphism 또는 자연의 기존 요소를 디자인에 영감을주는 것으로 통합하는 것은 인간이 만든 환경의 시작과 함께 시작되었으며 오늘날에도 여전히 존재합니다. 고대 그리스인과 로마인은 나무를 모티브로 한 기둥과 같은 디자인에 자연스러운 주제를 포함 시켰습니다. 늦은 골동품 및 비잔틴 아라베스크 덩어리는 아칸 투스 식물의 양식화 된 버전입니다. 기원전 64 년부터 Casinum에있는 Varro의 Aviary는 세계를 축소 형으로 재구성했습니다. 연못은 다양한 조류를 잡은 한쪽 끝의 돔형 구조를 에워 쌌다. 돌로 된 열주의 현관에는 살아있는 나무의 중간 기둥이있었습니다.
1882 년에 시작된 Antoni Gaudi에 의한 Sagrada Família 교회는 자연의 기능적 형태를 사용하여 구조적 문제에 답하는 잘 알려진 사례이다. 그는 나무의 분기 캐노피를 모델링 한 기둥을 사용하여 볼트 지원에서 통계 문제를 해결했습니다.
유기 건축물은 자연에 영감을받은 기하학적 형태를 디자인에 사용하고 인간과 주변을 다시 연결하려고합니다. 연습 유기 건축가 인 Kendrick Bangs Kellogg은 “무엇보다도 유기 건축은 우리에게 대자연을 받아들이지 말 것을 끊임없이 상기시켜야합니다. 그녀와 함께 일하며 그녀의 삶을 인도 할 수있게해야합니다. 그녀를 억제하면 인류는 패자가 될 것입니다. “이것은 흐름의 흐름을 따르고 자연의 역동적 인 힘에 대항하여 작동해서는 안되는 또 다른 지침 원리와 일치합니다. 건축가 다니엘 리버만 (Daniel Liebermann)의 운동으로서 유기 건축에 대한 논평은 건축에서의 자연의 역할을 강조합니다. “… 우리의 마음과 눈으로 보는 방식에 대한 진정한 이해는 유기적 인 모든 것의 기초입니다. 인간의 눈과 두뇌는 시간이 흘렀고, 대부분은 우리의 에덴 생물권의 거대한 비틀 거리고 비포장 된 풍경 속에있었습니다! “유기 건축가는 사람의 문제에 답하기 위해 자연의 해결책에 의지하기보다는 자연 환경에 대한 인식을 불러 일으키기 위해 자연에서 영감을 얻은 미학과 함께 인공 솔루션을 사용합니다.
일본 2 차 대전 이후에 일어난 운동 인 메타 신 구조는 생물계의 끝없는 변화라는 생각을 강조했다. 신진 대사자는 변화하는 도시 환경의 요구를 충족시킬 수있는 유연한 아키텍처와 역동적 인 도시를 장려했습니다. 도시는 개별 구성 요소가 만들어지고 쓸모 없게되지만 인체 전체가 계속 발전함에 따라 인체와 유사합니다. 인체가 계속 살기는하지만 성장하고 죽는 인체의 개별 세포처럼 도시도 지속적으로 성장하고 변화합니다. 메타 보 리즘의 방법론은 자연을 인공물의 은유로 간주합니다. Kisho Kurokawa의 Helix City는 DNA를 모델로하지만 유전 코딩의 기본 특성보다는 구조적 은유로 사용합니다.
생체 모방 건축은 건축 양식의 미적 구성 요소에 대한 영감으로 자연을 사용하는 것 이상의 의미를 가지지 만 자연을 사용하여 건물의 기능 문제를 해결하려고합니다. Biomimicry는 생명을 모방하는 것을 의미하며 그리스어 bios (생명)와 mimesis (모방)에서 유래합니다. 이 운동은 Janine Benyus가 1997 년에 저술 한 “Biomimicry : Innovation by Nature”에서 자연을 연구하고 인간의 문제를 해결하기위한 설계 및 프로세스를 모방하거나 영감을주는 새로운 과학으로 정의되고 대중화되었습니다. 생체 모방은 건물을 살아가는 기계로 생각하기보다는 건축가에게 건물을 살아있는 존재의 살아있는 것으로 생각하도록 요구합니다.
형질
바이오 미 메틱 아키텍처는 자연을 모델로 사용하여 아키텍처의 문제를 해결하기위한 멘토가됩니다. 형태의 미적 구성 요소에 대한 영감의 원천으로 자연스런 기존 요소를 사용하는 생물 구조와는 다릅니다. 대신 바이오 미 메틱 아키텍처는 자연을 모델로 삼아 자연스러운 디자인과 프로세스를 모방하거나 영감을 받아 인공적으로 적용합니다. 그것은 생물학적 모방이 인간의 혁신의 효율성을 판단하기위한 생태 기준을 사용한다는 것을 의미하는 척도로서 자연을 사용합니다. 멘토로서의 자연은 생체 모방이 물질적 물질을 추출함으로써 자연을 이용하려고 시도하지는 않지만 인간이 배울 수있는 것으로 자연을 가치 있다고 간주 함을 의미합니다.
건축에 반응하는 건축 혁신은 식물이나 동물을 닮을 필요가 없습니다. 형태가 유기체의 기능에 본질적 인 경우, 생명체의 과정을 모델로 한 건물은 유기체처럼 보일 수도 있습니다. 아키텍처는 자연스러운 형태, 기능 및 프로세스를 모방 할 수 있습니다. 기술 시대의 현대적인 개념이지만, 생체 모방은 건축에서 복잡한 기술의 도입을 수반하지 않습니다. 이전의 건축 움직임에 대한 응답으로 생체 모방 건축술은 자원 효율성의 급진적 인 증가로 나아가고, 선형이 아닌 폐 루프 모델에서 작동합니다 (작동하는 데 일정한 자원을 필요로하지 않는 닫힌 사이클에서 작동). 그리고 태양에 의존합니다 화석 연료 대신에 에너지. 설계 접근법은 설계에서 자연으로 또는 자연에서 설계로 작업 할 수 있습니다. 자연에 대한 설계는 설계 문제를 식별하고 솔루션에 대한 본질적으로 병렬 문제를 찾는 것을 의미합니다. 이것의 예는 공기 역학적 인 몸체를 만들기 위해 박스 피시를 바라 보는 다임러 크라이슬러 생체 공학 자동차입니다. 자연을 디자인하는 방법은 솔루션 중심의 생물학적 영감을받은 디자인입니다. 디자이너는 특정 생물학적 솔루션을 염두에두고이를 설계에 적용합니다. 예를 들어 스토 (Sto)의 로터스 페인트 (Lotus ‘s paint)는 늪지대의 물에서 깨끗하게 자라는 연꽃에 의해 표현 된 자체 청소 기능입니다.
3 가지 수준의 모방
생체 모방은 세 가지 수준, 즉 유기체, 행동 및 생태계에서 작동 할 수 있습니다. 생물 수준의 건물은 특정 유기체를 모방합니다. 유기체가 큰 문맥에 어떻게 참여 하는지를 모방하지 않고이 수준에서 단독으로 작업하는 것은 유기체가 항상 더 큰 맥락에서 기능하고 응답하기 때문에 환경과 잘 통합되는 건물을 생산하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 행동 수준에서 건물은 유기체가 거동하는 방식을 모방하거나 더 큰 맥락과 관련됩니다. 생태계의 수준에서 건물은 자연 환경과 더 큰 환경의 순환을 모방합니다. 생태계 원칙은 생태계 (1)가 현대의 햇빛에 의존한다는 것을 따른다. (2) 구성 요소보다는 시스템을 최적화하십시오. (3) 현지 상황에 조화를 이룬다. (4) 구성 요소, 관계 및 정보면에서 다양하다. (5) 지속적인 삶에 호의적 인 조건을 조성한다; (6) 서로 다른 수준과 다른 속도로 적응하고 진화한다. 본질적으로 이것은 많은 구성 요소와 프로세스가 생태계를 구성하고 생태계가 원활하게 작동하기 위해서가 아니라 서로 작용해야한다는 것을 의미합니다. 생태계 차원에서 자연을 모방 한 건축 설계는이 6 가지 원칙을 따라야합니다.
건축에서의 생체 모방 사례
생물 수준
유기체 차원에서 건축물은 생물체 자체를보고 건물의 형태와 기능을 건물에 적용합니다.
Norman Foster의 Gherkin Tower (2003)는 Venus Flower Basket Sponge에서 영감을 얻은 육각형의 피부를 가지고 있습니다. 이 스폰지는 강한 수류가있는 수중 환경에 위치하고 그 격자 모양의 외골격과 둥근 모양은 유기체에 대한 스트레스를 분산시킵니다.
영국 콘월 (Cornwall)에 위치한 에덴 프로젝트 (Eden Project) (2001)는 비누 거품과 꽃가루 알갱이를 모방 한 돔을 가진 일련의 인공 생명체입니다. Grimshaw Architects는 자연적으로 효과적인 구형 모양을 만들기 위해 눈을 돌 렸습니다. 에어로 팽창 된 결과의 육각형 육각형 기포는 가볍고 강한 재료 인 에틸렌 테트라 플루오로 에틸렌 (ETFE)으로 제작되었습니다. 최종 상부 구조물의 무게는 포함 된 공기의 무게보다 적습니다.
행동 수준
행동 수준에서 건물은 주변 환경에 저항없이 적합 할 수있는 구조를 만들기 위해 유기체가 환경과 어떻게 상호 작용 하는지를 모방합니다.
흰개미 토루 나미비아
아키텍트 Mick Pearce가 Arup Associates의 엔지니어와 협력하여 설계 한 Eastgate Center는 짐바브웨의 Harare에있는 대규모 사무소 및 쇼핑 단지입니다. Pearce는 건물의 내부 온도를 조절하는 잠재적 인 비용을 최소화하기 위해 아프리카 흰개미의 자체 냉각 고분을 관찰했습니다. 건물에는 냉난방 시설이나 난방 시설이 없지만 아프리카 흰개미의 자체 냉각 고분에서 영감을 얻은 수동 냉각 시스템으로 온도를 조절합니다. 그러나이 구조물은 흰개미 토양처럼 보이지 않아도 짐바브웨 토착 원예에서 미학적으로 끌어 당깁니다.
방콕에 기반을 둔 Aesthetics Architects가 시정 및 농업 장관을 위해 설계 한 카타르 선인장 건물은 선인장과 환경과의 관계를 사막에 건설하기위한 모델로 사용하는 계획된 건물입니다. 기능적 과정은 조용히 일하는 선인장들이 건조하고 뜨거운 기후 속에서 스스로를 유지하는 방식에서 영감을 얻습니다. 선인장이 낮에는 밤이 아니라 물을 보유하기보다는 증발산을 겪는 것처럼 태양은 열기에 반응하여 창을 열고 닫습니다. 이 프로젝트는 인접한 식물원의 생태계 수준에 도달하며, 폐수 관리 시스템은 물을 절약하고 최소한의 폐기물 배출량을 갖는 프로세스를 따른다. 폐수의 분해 단계에 살아있는 유기체를 통합하면이 작업을 수행하는 데 필요한 외부 에너지 자원의 양이 최소화됩니다. 돔은 기후와 공기 조절 공간을 만들어 직원들에게 식량 원을 재배하는 데 사용할 수 있습니다.
생태계 레벨
생태계 수준을 구축하는 것은 많은 구성 요소가 함께 작동하는 환경을 모방하는 것이고 독창적 인 구조가 아닌 여러 요소가있는 대규모 프로젝트 또는 도시 규모에있는 경향이 있습니다.
영국 웨이크 필드 (Wakefield)에있는 그레이엄 와일즈 (Graham Wiles)에 의해 설립 된 Cardboard to Caviar Project는 쓰레기를 영양분으로 사용하는주기적인 폐쇄 루프 시스템입니다. 이 프로젝트는 판지에 식당을 제공하고, 그것을 조각 내고, 승마 센터에 판매하여 말단 침구를 판매합니다. 다음에 더러운 깔짚을 구입하여 퇴비로 만들어 많은 웜을 만듭니다. 벌레는 어류에 먹이를 먹으며 캐비아는 식당으로 판매됩니다. 하나에 대한 낭비라는 또 다른 아이디어는 전체 도시로 번역 될 가능성이 있습니다.
탐사 건축사에 의해 설계된 Sahara Forest Project는 온실 가스로서 태양 에너지만을 이용하여 제로 폐기물 시스템으로 운영하는 것을 목표로합니다. 이 프로젝트는 많은 구성 요소가 순환 시스템에서 함께 작동하기 때문에 생태계 수준에 있습니다. 탐사선은 산림으로 덮여 있던 사막을 발견 한 후 산림과 사막 경계에 개입하여 사막화를 역전시키기로 결정했습니다. 이 프로젝트는 건조한 환경에서 기후 변화에 대처하기 위해 나미비아의 사막 딱정벌레를 모방 한 것입니다. 그것은 딱정벌레가 하루에 열을 축적하여 체온을 스스로 조절하고 날개에 형성되는 물방울을 모을 수있는 능력을 끌어 낸다. 온실 구조는 증발 식 냉각 및 가습을 제공하기 위해 바닷물을 사용합니다. 증발 된 공기는 신선한 물로 응축되어 온실이 야간에 가열 된 채로있게됩니다. 이 시스템은 내부 식물이 필요로하는 것보다 더 많은 물을 생산하므로 주변 식물이 자라도록 초과분이 분출됩니다. 태양 광 발전소는 자연에서 공생 관계가 중요하다는 생각에서 벗어나 태양을 모으는 동시에 식물이 자라도록 그늘을 제공합니다. 이 프로젝트는 현재 시범 단계에 있습니다.
인도의 Lavasa는 HOK (Hellmuth, Obata 및 Kassabaum)에 의해 제안 된 8000 에이커의 도시로 몬순 범람이 예상되는 인도 지역을 계획하고 있습니다. HOK 팀은 원래의 생태계가 습한 풍경이되기 전에 촉촉한 낙엽 활엽림이었던 것으로 판단했습니다. 계절의 범람에 대한 응답으로, 그들은 이전 나무처럼 물을 저장하기 위해 건물 기초를 설계했습니다. 도시 옥상에서는 물방울을 떨어 뜨리는 동시에 물방울 표면을 청소하는 물방울 시스템을 바라 보는 반얀 무화과 잎을 모방합니다. 과도한 물을 통로를 통해 이동시키는 전략은 다중 경로 채널을 사용하여 둥지에서 물을 돌리는 지역 수확기 개미에서 빌려옵니다.
비판
생체 모방은 두 용어를 서로 분리되어 별개로 정의함으로써 인간과 자연 사이의 거리를 좁히기 위해 비판 받았다. 인간을 자연과 구별해야 할 필요성은 자연의 전통적인 정의를 유지합니다. 그것은 인간 의도와 독립적으로 존재하게되는 것들 또는 시스템이라는 것입니다. Joe Kaplinsky는 자연의 디자인을 기초로하여 생체 모방은 인위적으로 주어진 자연의 솔루션의 우수성을 가정하는 위험이 있다고 주장합니다. 자연의 시스템을 우상화하고 인간의 디자인을 평가 절하하는 데있어서, 생체 모방 구조는 인간이 만든 환경과 그 문제를 따라갈 수 없다. 그는 인류 내에서의 진화는 문화적으로 생태 학적 진화보다는 기술 혁신에 근거한다고 주장한다. 그러나 건축가와 엔지니어는 자연을 근본적으로 벗어나지 않고 건축 솔루션의 영감으로 사용합니다. 최종 제품은 실제로 자연의 디자인과 인간의 혁신이 합쳐진 것이기 때문에 생체 모방은 실제로 사람과 자연을 서로 조화롭게 이끌어 낼 수 있습니다.