Bionisches Bauen - zeka Architektur

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s B a u e n Dieser unermessliche Schatz an Ideen und komplexen Lösungen wartet darauf, vom Menschen erschlossen zu werden. Ein wesentlicher Unterschied liegt jedoch in den Ausgangsbedingungen: Während in der biologischen Natur alle Dinge sich durch Wachstum entwickeln, muss der Mensch die Dinge durch Bauen und Konstruieren erschaffen. Von der Bienenwabe zum Snowboard Bionische Konstruktionen haben bereits auf breiter Front Einzug in den menschlichen Alltag gehalten. Die raumoptimierte und statisch ausgereifte Anordnung in Wabenstruktur verwenden nicht nur die fleissigen Bienen für ihre Honigablagen, sondern dienen heute bereits zur Aussteifung von Aussenwandungen von Raumschiffen und Flugzeugen, werden in der Fahrzeugtechnik als Kühl- und Luftklappen, sowie als Katalysator-Reaktionsflächen angewandt und haben auch der Tragstruktur von Snowboards Pate gestanden. Selbst im Bauwesen ist die raumsparende Wabenstruktur immer wieder sowohl in konstruktiv- statischer Hinsicht bei Richard Buckminster Fullers geodätischen Kuppeln (1967), als auch in organisatorischer Weise beliebt, wie z.B. bei den orginellen Bucky-Domes der amerikanischen Hippie-Generation. Weiterhin glänzen in der Natur die Wespen mit grossartigem Einfallsreichtum, denn mit ihren kugelartigen Nestern haben sie uns Menschen nicht nur die Produktion von hauchdünnem „Papier“ vorgemacht, sondern auch für Gebäudetechniker wertvolle Impulse für optimal belüftete mehrschalige Konstruktionen geliefert. Statik der Zellen Biologische Zellen bestehen aus Kernen, die durch geeignete Hüllen geschützt sind und in Verbindung mit weiteren Zellen zu Gesamtorganismen gefügt sind. Dies führt zu hochkomplexen Systemen mit eindrücklichen Zellstrukturen. Der Anteil zwischen Material und Hohlraum ist dabei jeweils aufs Vorteilhafteste optimiert, also ein hervorragendes Beispiel für raum- und materialsparende Ingenieurslösungen. Die Zellstrukturen von Holz, Waldreben, Bambus und anderen Gewächsen können bei der Schaffung moderner High-Tech- Gewebe, wie z.B. Carbonfasern höchstens im Ansatz primitiv nachgeahmt werden. Besser zur Anregung geeignet sind die verzweigten Fachwerkstrukturen von Blättern, besonders der eindrücklichen Riesenseerosen, die in der Ingenieursbaukunst schon seit mehr als hundert Jahren begeisterte Nachahmer fanden. So orientierte sich sowohl Sir Joseph Paxtons Kristallpalast in London (1851) als auf Gustave Eiffels gleichnamiger Turm zur Weltausstellung in Paris (1889) an den bewährten Prinzipien der Lastableitung in der Natur. Neben den Stabtragwerken finden auch Flächentragwerke, besonders im Betonschalenbau der 60er Jahre natürliche Urformen im Schildkrötenpanzer und in der Geometrie der Eierschalen. Reinheit der Natur Besondere Faszination auf den Menschen üben auch die Blätter der Lotusblume aus, die dank ihrer speziellen noppenartigen Oberfläche keinen Halt für Schmutz und Wasser bieten und damit einen sogenannten „Selbstreinigungseffekt“ aufweisen. Die bionische Technologie erforscht nun verschiedene Möglichkeiten zur Nachahmung dieser Eigenschaften. Das Ziel der Schaffung von „selbstreinigenden“ Oberflächen und Fassaden könnte die Verlängerung der Haltbarkeit von Bauteilen sein und damit Ressourcen sparen, andererseits könnte der Einsatz von konventionellen (auf Erdölbasis hergestellten) Reinigungsmitteln reduziert werden. Inzwischen wird der „Lotus-Effekt“ bereits für Fassaden, Dachziegel, Folien und Geschirr mit speziellen Mitteln angepriesen. Doch oftmals dient die Bionik noch als Marketinginstrument und weniger als nachhaltige Anwendung. Costruzioni bioniche Lo studio intenso della natura può essere un impulso essenziale per la ricerca di nuove soluzioni tecniche. Durante un congresso del 1960, per descrivere questo processo, fu coniato il termine di Bionica come unione di biologia e tecnica. Nel frattempo la bionica è diventata una disciplina scientifica riconosciuta, che si occupa della realizzazione e dell’applicazione dei principi costruttivi, metodologici e di sviluppo di sistemi biologici. In architettura, l’applicazione di questo modo di procedere ha trovato finora poco spazio, per contro aumentano le forme organiche o parventi biologiche in contrapposizione ad un linguaggio architettonico cubico e lineare. Per un‘architettura sostenibile, la comprensione strutturale di esempi e procedure biologici come per esempio lo sviluppo di facciate multistrati, il miglioramento dell’efficienza energetica ed un limitato consumo di materiale, nel senso bionico potrebbe essere un nuovo e necessario passo della costruzione ecologica, conforme ai nostri tempi. 5
Abbildungen (von oben nach unten): In seinem „Codex über den Vogelflug“ untersuchte das Universalgenie Leonardo da Vinci bereits 1505 den natürlichen Flug systematisch, um daraus verschiedene Studien zu menschbetriebenen Flugapparaten zu entwickeln. Erst deutlich später gelang es dem Flugpionier Otto Lilienthal 1896, mit ähnlichen Apparaten kürzere Flugexperimente durchzuführen. 6 T i t e l t h e m a Bionik der Nachhaltigkeit Von der Natur lernen, um im Einklang mit der Natur zu leben. Dies sollte die Devise bionischer Entwicklungen sein. Die Ressourcen der Erde sind begrenzt und damit auch die Langzeitperspektive des menschlichen Lebenskomforts auf der Basis konventioneller technischer Errungenschaften. Die unumstrittene Problematik der Technik liegt einerseits darin, dass sie Natur und Umwelt mehr entnimmt, als dass sie zurückgibt, somit auf Konsum basiert. Anderseits werden durch Verbrauch und Verschleiss ständig wachsende Abfallberge produziert, die durch Recyling nicht vollständig abbaubar sind. Allein die Lagerung und Entsorgung der Elektronikschrott- und Atommüllabfälle der letzten 40 Jahre ist ein Thema, für welches in absehbarer Zeit keinerlei Lösungen in Sicht sind. Weiterhin ist moderne Technik und der Lebenskomfort in den westlichen Gesellschaften in hohem Masse abhängig von jederzeit verfügbaren Energien und Rohstoffen, sei es Wärme, Elektrizität oder Wasser. Der unablässig steigende Energiebedarf bringt das Gleichgewicht der Natur in Schieflage, da auch hierfür immer mehr Rohstoffe entnommen werden müssen und immer mehr Abwärme und Abgase bei der Herstellung und Aufbereitung entsteht. Von der Natur lernen kann daher auch bedeuten, Sparsamkeit und Nutzung vorhandener Ressourcen als Vorbild zu nehmen. Biologische Systeme zeigen sich besonders überlebensfähig, indem sie mit geringem Energiebedarf extremen Situationen trotzen. Dabei sind immer wiederkehrende Motive bei Bauten in der Natur: - geringer Materialverbrauch - geringer Energieverbrauch - optimale klimatische Verhältnisse (Wärmehaltung, Lüftung, Kühlung,etc.) - Verfügbarkeit der Materialien vor Ort - Wiederverwendbarkeit Weitere interessante Informationen zum Thema: Eine Bionik der Nachhaltigkeit sollte diese Grundregeln des Konstruierens und Lebens verinnerlichen und beherzigen. Damit könnte ein wesentlicher Beitrag für eine lebenswerte und langfristig nutzbare Erde geleistet werden. Organische Architekturen In der gebauten Umwelt ist nach langen Jahren des gebauten Puritanismus und Minimalismus derzeit eine deutliche Renaissance organischer Formen festzustellen. In einer zunehmend als kälter und ausgrenzend empfundenen Gesellschaft wecken geradlinige und kühle Raumkonzepte unangenehme Assoziationen und weichere Formen, die der Organik entlehnt sind, haben Konjunktur. Unter dem Schlagwort „Organische Architektur“ finden natürlich anmutende Bauformen vermehrt Akzeptanz und Anwendung. Florale Formen und geschwungene Linien- und Raumführungen brechen Sehgewohnheiten auf und suggerieren einen spielerischen Umgang mit Räumen. Ungeübte Architekturbetrachter tun sich schwer bei der Unterscheidung von rein formalen organischen und biologischen Raumstrukturen und den eher inhaltlich der Natur entlehnten Bauformen. Das Gros organischer Bauten bedient sich vorwiegend in rein formalistischer Weise organischer Muster. Der österreichische Maler, Bildhauer und Architekt Friedensreich Hundertwasser hat es vorgemacht, wie mit den Sehnsüchten der Menschen nach bunten und gerundeten Behausungen Kasse gemacht werden kann. So hat er als reinen Dekor bunte Elemente am Bau drapiert und das ganze mit zukkerbäckerischem Elan mit goldenen Häubchen und Zwiebeltürmchen garniert, so dass eine immer wiedererkennbare Form entstand, die eine regelrechte Fankultur begründet hat. Wenn man so will, hat er damit bewusst oder unbewusst eine regelrechte Popkultur der organischen Architektur be- - Archithese 2/02: Architecture, Biologie, Techniques, Niggli Verlag - Prozess und Form „Natürlicher Konstruktionen“, Sonderforschungsbericht 230, Verlag Ernst& Sohn, 1996 - HiTechNatur, Drei Museen- Drei Ausstellungen, Begleitbroschüre zu den Sonderausstellungen, Hrsg.: Natur-Museum Luzern/ St. Gallen und Solothurn, www.hitechnatur.ch - Links im Internet: - www.biokon.net Kompetenzzentrum Bionik im Netz - Studienorte für Bionik (D) - TU Berlin, Universität Saarland, TU Ilmenau - In der Schweiz betreiben die EMPA Dübendorf und die ETH Zürich bionische Studien
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