BIONIČKI PRINCIPI SUVREMENE STAMBENE ARHITEKTURE

Sveučilište u Zagrebu
Arhitektonski fakultet
Zagreb
Nikolina Bošnjak
BIONIČKI PRINCIPI
SUVREMENE STAMBENE ARHITEKTURE
Seminarski rad
Zagreb, veljača 2012.

Sveučilište u Zagrebu
Arhitektonski fakultet
Zagreb
BIONIČKI PRINCIPI
SUVREMENE STAMBENE ARHITEKTURE
Seminarski rad
Kolegij: Suvremeno stanovanje
Mentorica: prof. dr. sc. Alenka Delić, dipl. ing. arh.
Student: Nikolina Bošnjak (MB A‐258‐D)
Zagreb, veljača 2012.

SADRŽAJ
1. UVOD........................................................................................................................................4
2. BAUBIOLOGIE...........................................................................................................................5
2.1. EFEKTI LOŠE IZGRADNJE
2.1.1. POČETAK BIOLOGIJE GRAĐEVINA.........................................................................5
2.1.2. VENTILACIJA I SISTEMI GRIJANJA..........................................................................6
2.2. DEFINICIJA BAUBIOLOGIE..................................................................................................7
2.2.1. O METODI.............................................................................................................7
2.2.2. O INSTITUTU.........................................................................................................7
2.3. 25 TEMELJNIH PRAVILA BAUBIOLOGIE..............................................................................8
3. BIONIČKA ARHITEKTURA.........................................................................................................9
3.1. OPĆENITO O BIONIČKOJ ARHITEKTURI..............................................................................9
3.2. RAZLIKA IZMEĐU ORGANSKE I BIONIČKE ARHITEKTURE..................................................10
3.3. ANALIZA KROZ PRIMJERE.................................................................................................11
4. ZAKLJUČAK.............................................................................................................................20
5. LITERATURA...........................................................................................................................22
3

1. UVOD
BIONIČKA ARHITEKTURA
Bionička arhitektura novi je pokret u arhitekturi koji ujedinjava konstrukciju, formu i funkciju, a
ekspresivan izgled zgrada rezultat je oblika „posuđenih“ iz prirode. Pokret se formirao početkom 21.
stoljeća, a vezan je uz napredak kompjuterske analize oblika, računalnog projektiranja i grafike.
Bionička arhitektura predstavlja potpunu suprotnost „tradicionalnoj“ kompoziciji pravokutnih
volumena jer joj je osnova zakrivljena forma i biološke strukture koje ne poznaju „pravi kut“ te
matematički fraktali. Jedna od osnovnih zadaća pionira i začetnika pokreta bila je opravdati novi oblik
i pokrenuti novi smjer kroz estetske i ekonomske aspekte te principe nove održivosti i sklada s
prirodom.
BAU‐BIOLOGIE
Biologija građenja (biologija građevine) novo je razvojno polje građevne znanosti koja istražuje uvjete
i okruženje unutarnjeg prostora i njihovu ovisnost o različitim faktorima. Izvorni termin – Baubiologie
– stvoren je u Njemačkoj, a širenjem ove znanosti dobio je i prikladan engleski naziv – Building
Biology. Zagovornici ove tehnologije smatraju da okoliš stambenih, komercijalnih i javnih zgrada
može utjecati na zdravlje korisnika, stvarajući „opuštajuće“ ili stresno okruženje. Važan dio
Baubiologie čine građevni materijali i procesi gradnje, ali i elektromagnetska polja (EMF) i radijacija
(EMR) te kvaliteta zraka u prostoru (IAQ).
4

2. BAUBIOLOGIE
2.1. EFEKTI LOŠE IZGRADNJE
2.1.1. POČETAK BIOLOGIJE GRAĐEVINA
Nakon II. svjetskog rata i velikih razaranja u Njemačkoj, započela je brza izgradnja novih kuća sa
svrhom smještaja rastućeg stanovništva. Studije provedene na tim kućama pokazale su neobičan
nezdravi obrazac, što je pripisano brzoj izgradnji. Zbog brzine izvedbe, korišteni materijali nisu
otpustili hlapljive organske komponente (VOCs, engl. – volatile organic compounds) prije useljavanja
prostora, koje su štetile korisnicima prostora, a svemu su pridonijeli i problemi s električnim
sustavom u kućama.
Posljedica otkrića bile su studije koje su isprva provodili tek pojedinci u svrhu katalogiziranja i
karakteriziranja tih štetnih komponenti, a rezultirale su postavljanjem standarda testiranja
Baubiologie metodom, s preporučenim smjernicama za spavaće sobe, gdje je čovjek najosjetljiviji i
provodi najviše vremena. Osnovan je mali kadar s Antonom Schneiderom i Wolfgangom Maesom na
čelu te je Institut für Baubiologie und Ökologie Neubeurn (IBN) započeo s radom na ovom polju.
Ideja biologije građevina uvedena je i u SAD. Godine 1987. Helmut Ziehe, jedan od arhitekata,
osnovao je International Institute of Building Biologie and Ecologiy (IBE), najprije u Londonu, a kasnije
i u SAD‐u, koji i danas nudi različite seminare i tečajeve s ciljem širenja ovog principa gradnje. Ziehe je
rođen u Njemačkoj 1937. Diplomirao je arhitekturu na Tehničkom sveučilištu u Berlinu i stekao titulu
mastera na Londonskoj školi arhitekture. Trenutno živi na Floridi.
Najveće koristi od biologije građevina imaju tri grupe najosjetljivijih korisnika: djeca, stariji ljudi i oni
slabijeg imunosnog sustava. Sve veći broj hipersenzitivnih ljudi rezultat je različitih utjecaja iz okoliša.
Neki principi Baubiologie u suprotnosti su s međunarodnim kodeksom građenja (International
Building Code). Zagovornici Baubiologie vjeruju da su stvari postavljene tako zbog lobiranja
osiguravateljskih kuća, kemijske industrije i industrije građevnih materijala.
Današnji seminari Instituta bave se trima velikim temama: prirodni i zdravi građevni materijali,
kvaliteta zraka i vode u unutarnjem prostoru i elektromagnetske emisije.
Zrak u prostoriji može sadržavati mnogo opasnih čestica, od kojih su neke uočljivije od drugih, ali
jednakog utjecaja na zdravlje. Zadnjih desetljeća prihvatili smo nove tehnologije gradnje bez
razumijevanja potencijalnih posljedica, a rezultat toga su zdravstveni problemi, alergije i pad
imuniteta, autoimune i kronične bolesti. Poboljšanjem kvalitete zraka i vode, barem dijelom bi se ti
problemi izbjegli. Treća tema – elektromagnetizam – postaje sve važnija kako nove tehnologije
napreduju. Nevidljivi energetski valovi ispunjavaju prostor oko nas, a da smo toga jedva svjesni.
Današnji način života ne samo da omogućuje, nego i zahtjeva stalnu prisutnost i ažuriranje. Trenutno
5

slanje e‐maila ili korištenje mobitela ili mikrovalne pećnice za brzu pripremu hrane, odnosno
korištenje moderne tehnologije sve je veća potreba i obaveza. Kako je čovjek razvijao nove
tehnologije, još se brže na njih privikao i postao ovisan o njima. Međutim, utjecaji elektromagnetskog
zračenja na biološke procese se tek otkrivaju. Osjetljivost na elektromagnetsko zračenje je rastući
zdravstveni problem 21. stoljeća. Elektromagnetske emisije poznate su i pod nazivom elektrosmog, a
prisutne su kako u poslovnim, tako i u stambenim prostorima. Elektrosmog je zajednički naziv za
generirana električna, magnetska i elektromagnetska polja, nevidljiv je, nečujan i bez mirisa, ali svuda
prisutan. Izvori su mu u svim električnim instalacijama i uređajima. Razina i intenzitet
elektromagnetnog zračenja sve je viši s porastom bežičnih tehnologija. Stručnjaci zaključuju da danas
svaka dvadeseta osoba razvija elektro‐osjetljivost. Ona se očituje u poremećajima sna, umoru, stresu,
glavoboljama i iritaciji kože. S uočavanjem problema, započeta su i istraživanja njegova rješenja. Tako
je švicarska tvrtka razvila Swiss Shield® tkaninu koja nudi različite mogućnosti za djelotvornu zaštitu
od elektrosmoga (npr. baldahin Sleep Shield (Sleep Shield Canopy) od patentirane visokotehnološke
tkanine).
2.1.2. VENTILACIJA I SISTEMI GRIJANJA
Elektrosmog Swiss Shield tkanina
Čovjek dnevno udahne oko 20.000 litara zraka, a uz to i nebrojene kemijske spojeve koji oslabljuju
imunosni sustav te uzrokuju kronične bolesti.
Jedan od osnovnih uzroka loše kvalitete zraka u unutrašnjem prostoru je neadekvatan dizajn,
odnosno održavanje sistema grijanja. Uz to treba paziti i na održavanje dovoljne vlažnosti zraka u tim
prostorima. Izbor dobrog sustava grijanja sprječava navedene probleme, a pridonosi I održivosti i
samodostatnosti. Prema Agenciji za zaštitu okoliša (Environmental Protection Agency), zrak u
zatvorenom prostoru može biti čak 2 – 5 puta zagađeniji od vanjskog. Unutarnja klima ovisi o
kompleksnom broju faktora.
Jedinstveni Baubiologie model i standardna kuća ne postoji. Svakom se projektu pristupa ispočetka,
specifičnim izborom svih spomenutih komponenti, a u skladu s principima biologije građevina.
6

2.2. DEFINICIJA BAUBIOLOGIE
2.2.1. O METODI
Metoda Baubiologie bavi se projektiranjem stambenih jedinica u skladu s prirodnim i ekološkim
principima. To je cjelovit, interdisciplinarni studij koji proučava ovisnost čovjeka i njegova okoliša o
prirodi i ekosustavu, a cilj mu je stvoriti/zadržati zdravi okoliš i zdravog čovjeka.
Kuća, odnosno stan, promatraju se kao građevni organizam. Kuća se može smatrati čovjekovom
drugom kožom, ovojnicom koja ga štiti od vanjskih utjecaja. Uz to dolazi i tumačenje koliko smo usko
povezani s okolišem i ovisni o njemu. Prema tome, Baubiologie je učenje koje se bavi tumačenjem
upravo tih međuodnosa između ljudi i stambenog okoliša. Pritom je naglasak upravo na riječi
„sastavni“, što upućuje na pripadanje jednog dijela cjelini. Postojeći se problemi mogu rješavati samo
cjelovitim sagledavanjem i analizom konteksta, a ne samo izoliranog dijela. Daljnja značenja izraza
Baubiologie mogu se prepoznati temeljem sastavnih riječi izraza:
BAU-BIO-LOGIE
BAU BIOS LOGOS
kuća, koža, dom, domovina život, vitalnost riječ (učenje, načelo)
snaga, energija
stan, navika, sigurnost svijet temeljen na prirodi, Razum, red, harmonija, vitalnost
koliba, pokrivalo, zaštita
oživljen
Prostornost, cjelovitost, jedinstvo
(duh-duša-tijelo), kultura
2.2.2. O INSTITUTU
IBN Institut für Baubiologie und Ökologie osnovan je 1983. godine. Osnivači Instituta bili su arhitekti
iz radne grupe Gesundes Bauen + Wohnen (Zdravo građenje + stanovanje) iz 1969. i bivši Institut für
Baubiologie (Institut za biološko građenje) koji je postojao od 1976. godine. Osobito se ističu arhitekti
Winfried Schneider i Rupert Schneider, koji su ga i vodili, a sam osnivač bio je prof. dr. Anton
Schneider, koji danas predsjeda savjetodavnim vijećem IBN‐a. Ideju je u Sjevernu Ameriku 1987.
prenio arhitekt Helmut Ziehe, s misijom podizanja svijesti da se zgrada može i mora pridržavati
prirodnih zakona, jer ako je nešto zdravo za čovjeka, odnosno biološki kompatibilno s njim, zdravo je i
za okoliš.
U prvom planu stoji briga za korisnika kao i sastavno i biograđevni‐ekološki orijentirano učenje i
obrazovanje. Težište je na izobrazbi stručnjaka IBN‐a. Institut je gospodarski i politički neovisan i
neutralan. Institut svoj rad objavljuje u različitim publikacijama, osobito u stručnom časopisu za
građenje i život po ekološkim principima – Wohnung + Gesundheit (stanovanje + zdravlje) – te u
knjigama i na DVD‐ima. Također nudi različite tečajeve i seminare za daljnje obrazovanje kojima su
prisustvovali brojni arhitekti, građevinari, liječnici i druga zanimanja čiji profil uvelike čini graditeljsko‐
biološka i ekološka komponenta.
7

2.3. 25 TEMELJNIH PRAVILA BAUBIOLOGIE
Materijali i izolacija
� 1. Materijali moraju biti prirodni i ispravni.
� 2. Trebaju biti neutralnog ili ugodnog mirisa, bez otrovnih dodataka.
� 3. Primjena materijala sa smanjenom radioaktivnosti.
� 4. Prilagođavanje razine zaštite od vibracija i zvuka samom korisniku.
Klima stanovanja
� 5. Prirodna regulacija vlažnosti zraka u prostoriji upotrebom materijala koji izjednačavaju
razine vlažnosti
� 6. Smanjivanje i brzo otklanjanje vlažnosti u novogradnji
� 7. Dobra bilanca toplinske izolacije i pohranjene topline
� 8. Optimalne temperature ploha i zraka u prostoriji
� 9. Postizanje dobra kvaliteta zraka kroz prirodnu cirkulaciju zraka
� 10. Korištenje toplinskog zračenja za grijanje
� 11. Mala promjena prirodnog zračenja okoliša
� 12. Bez širenja elektromagnetskih polja i radiovalova
� 13. Daljnja redukcija gljivica, bakterija, prašine i alergena
Okoliš, energija i voda
� 14. Smanjenje potrošnje energije kroz unaprijeđivanje i korištenje obnovljivih izvora
� 15. Koristiti građevne materijale iz regije i ne poticati prekomjernu upotrebu rizičnih i
nedostatnih roba
� 16. Ne izazivati nove probleme u okolišu
� 17. Osigurati najkvalitetniju moguću pitku vodu
Projektiranje prostora
� 18. Osvrt na ravnotežu mase, proporciju i formu
� 19. Prirodni odnosi svjetla, osvjetljenja i boja
� 20. Primjena psiholoških i ergonomskih saznanja u projektiranju i oblikovanju prostora
Građevno zemljište
� 21. Građevno zemljište ne bi trebalo biti niti prirodno niti artificijelno ometano.
� 22. Stanovanje bi trebalo biti odvojeno od izvora različitih emisija i buke
� 23. Decentralizirana izgradnja unutar zelenih naselja
� 24. Stanovanje i naselje u skladu s individualnošću, prirodom, humano i prikladno za
obiteljski život
� 25. Bez uzrokovanja novih socijalnih posljedica
8

3. BIONIČKA ARHITEKTURA
3.1. OPĆENITO O BIONIČKOJ ARHITEKTURI
Bionička arhitektura svojevrsna je simbioza biologije (prirode) i arhitekture. To je jedna od
najnaprednijih metoda u žanru organske arhitekture. Bionika je znanost imitiranja bioloških (živih)
organizama u konstrukciji mehaničkih i tehničkih uređaja. Bionička je arhitektura, prema tome,
projektantski proces prirodnog oblikovanja. Za razliku od uglavnom pravilnih tradicionalnih oblika,
nova arhitektura predlaže krivulje i koncept matematičkih fraktala. Ideja nije ograničena samo na
formu, već i na prirodne procese koji se odvijaju u živom biću tijekom njegovog ciklusa, ali i životne
organizacije pojedinih životinjskih vrsta, primjerice pčela. Pčele su posebno impresivne i inspirativne
zbog visokog stupnja organizacije svog kolektiva, kojeg čine jedinke s „nultom“ razinom inteligencije.
Saće imaju specifični heksagonalni oblik, koji omogućava maksimalnu pohranu meda uz minimalnu
potrošnju voska. Takva struktura iznenađujuće je čvrsta usprkos šupljinama te je, između ostalih,
prepoznata kao dobar konstruktivni sustav bioničke arhitekture (pr. Honeycomb Building, Chicago).
Cijela bionička teorija temelji se na jednostavnom principu – priroda je napravila prva i napravila
najbolje. Poznato je da se prirodne strukture formiraju po konceptu minimalne površine (energije),
odnosno da potencijalna energija i moguća naprezanja unutar strukture budu minimalna, uz
optimalnu potrošnju materijala (naprezanja minimiziraju napetost, tj. napetu površinu, a čim je
površina manja, i naprezanja su manja). Takvo projektiranje se naziva „form‐finding“ načelo
minimalne površine (energije). Samo projektiranje je iterativan postupak u kojem se u računalo
unese parametar pretpostavljenog (željenog) oblika, zatim slijedi nelinearna statička analiza i
generiranje oblika koji se nalazi u statičkoj ravnoteži. Ukoliko generirani oblik ne zadovoljava, početni
oblik se korigira i postupak se vraća na analizu. Dijagram toka je završen kad statički zadovoljavajući
oblik zadovolji pretpostavljeni oblik. Na tom su principu već zasnovani neki konstruktivni modeli,
primjerice vlačne strukture (membranske, pneumatske, prednapete mreže i grede...) mogu koristiti
princip „vlačnog oka“.
Bionička znanost rođena je u Rusiji sredinom 20. stoljeća kao sveobuhvatno znanstveno polje za
druge prirodne i inženjersko‐tehnološke znanosti. Ona, istraživanjem struktura i procesa bioloških
fenomena, teži premostiti i povezati biološku s disciplinom industrijske tehnologije i stečena znanja i
iskustva primjeniti u razvoju, usavršiti i humanizirati tehnološko okruženje novoga doba jer prirodni
svijet okuplja najbolje arhitekte, inženjere i graditelje. Bionička arhitektura se stoga može definirati
kao eko‐filozofska sinteza uvriježenih načela biologije, inženjerstva i arhitekture koja se zajednički
primjenjuju u stvaranju nove okoline u ravnoteži i skladu s prirodom, ali i daljnjim razvojem. Ona
zapravo traži presjek disciplinskih polja ove tri grane radi uspostavljanja i održavanja prirodne
ravnoteže.
Brojna istraživanja znanstvenih timova, osobito u području biologije, omogućila su razvijanje bioničke
teorije. Slikovito rečeno, priroda ne gradi stupovima i gredama, nego prema zakonima rasta. Takva
konstruktivna logika, uz štednju energije, stvara adaptabilne i fleksibilne strukture poput one živih
9

organizama. Strukturalni model temelji se na znanstvenoj analizi strukturalnih transformacija biljnih
organizama prilikom njihova rasta.
Pojam fraktalne bio‐strukture predstavlja polje u kojem se razvijaju revolucionarni strukturalni i
tehnološki planovi, temeljeni na ideji fraktalne mikrofragmetacije kompleksnih sistema dinamičkih
naprezanja. Nasuprot konvencionalnim konstrukcijama, koje se baziraju na razvoju pojedinačnih
dijelova i jednostavnih sistema (stup, greda, konzola...), priroda gradi principom cjelokupnog sistema
– dinamičnog, kompleksnog i prema zakonima organičnog rasta.
biologija
arhitektura inženjerstvo
3.2. RAZLIKA ORGANSKE I BIONIČKE ARHITEKTURE
Organska arhitektura uklapa zgradu u okoliš prirodnim materijalima i formama. Bionička arhitektura
je svojevrsna nadogradnja organske, jer, osim formom i materijom, oponaša prirodu i u njezinim
funkcijama i procesima, odnosno metodama.
Još je Frank Lloyd Wright govorio o važnosti okretanja arhitektonske prakse u ovom smjeru,
smatrajući da se, u modernoj eri, umjetnost, znanost i religija objedinjuju u organičnoj arhitekturi.
Prema njemu, organička arhitektura je poput organizma koji raste i razvija se u skladu sa zakonima
vlastite egzistencije, u skladu s vlastitim funkcijama, redom i okolišem. Zato i organička arhitektura
mora slijediti specifična pravila, a ne samo „kopirati“ slučajne oblike iz prirode. To je bio prvi korak
organičke prema bioničkoj arhitekturi.
10
Bionička arhitektura

3.3. ANALIZA KROZ PRIMJERE
� Bionički toranj – vertikalni grad
Lokacija: Shanghai, Kina
Arhitekti: Eloy Celaya, Javier Gómez, Javier Manrique
U siječnju 1997. godine grupa arhitekata, inženjera, biologa i dizajnera okupila se radi istraživanja i
razvijanja potpuno nove vrste projekta – bioničkog vertikalnog grada. Iste godine u listopadu
predstavili su svoj rad na III. Međunarodnoj konferenciji IFHS u Londonu (organizator: The Concrete
Society) pod nazivom „Conquest of Vertical Space in the 21st Century – International Conference on
Multipurpose High‐Rise Towers and Tall Buildings“. Projekt su predstavljali arhitetki Eloy Celaya,
Javier Gómez i inženjer Javier Manrique. Od tog trenutka započinje razvoj ideje i vizija o bioničkom
vertikalnom gradu, do početka 2001. godine, kad se projektu pridružila i M � Rosa Cervera. Danas je
svjetski poznat, a pokušava se uobličiti i konačna situacija i opremiti potrebnom infrastrukturom da bi
se s vremenom i realizirao.
Eloy Celaya arhitekt je i magistar znanosti u području naprednog arhiektonskog dizajna na Sveučilištu
Columbia u New Yorku, gdje, paralelno s projektom bioničkog tornja, radi na različitim istraživanjima.
Projekt bioničkog tornja trebao bi biti dovršen upravo u vrijeme objavljivanja knjige „Grafički rječnik
evolucije modela visokih građevina“ („Graphic Dictionary of High Rise Architecture Model Evolution“)
s glavnom temom „Granice evolucije modela visokih građevina“ („Frontiers on evolution of high rise
architecture models“).
11

Razlozi za stvaranje jednog ovakvog projekta su mnogostruki. Jedan od osnovnih pokretača, koji
također generira nove probleme, odnosno razloge, je rastuća svjetska populacija. Prema podacima iz
1900. na svijetu je živjelo 1.250.000.000 ljudi, do 2000. nas je bilo 6 milijardi, a predviđa se će se ta
brojka do 2050. udvostručiti. Nova „superpopulacija“ transformirala je tijekom zadnjeg stoljeća
urbani prostor, koncentrirajući nebodere i visoke građevine i suprotstavljajući ih s druge strane
velikim stambenim prostorima niske gustoće. Ekološke posljedice takvog vida stanovanja, tj.
zauzimanja prostora općenito, su progresivno uništavanje vegetacije, iracionalno korištenje energije i
narušavanje okoliša u najširem smislu. Provedene analize dovele su do konačnog zaključka da 10
milijuna ljudi ne može živjeti u istim uvjetima i po istim pravilima kao i nekoliko desetaka tisuća njih.
Postojeći urbani modeli u tim su uvjetima prepoznati kao zastarjeli i neprikladni. Modeli razvoja
urbanog prostora 20. stoljeća nemaju kapacitet za rješavanje problema prenaseljenih područja, a to
je vidljivo i u srednje naseljenim prostorima. Zato, umjesto već previše korištene sintagme o
minimalnom utjecaju na okolinu, trebamo se okrenuti novom konceptu usavršavanja okoliša.
Rješenja u budućnosti trebala bi se tražiti, u skladu s razvijanim mega‐gradovima, u smjeru urbane
bio‐ekologije, koja bi „regenerirala“ prirodni okoliš.
Današnja visinska granica od 500 metara nije se puno „pomaknula“ u odnosu na razdoblje početaka
izgradnje visokih građevina. Empire State Building sagrađen je 1931. godine i visok je 380 m.
Nasuprot njemu, Taipei 101, donedavno najviša zgrada na svijetu, sa 508 m predstavlja vrlo malu
razliku, bez obzira na kvantitetu i kvalitetu najrazličitijih tehno‐strukturalnih modela razvijanih upravo
za visoke konstrukcije. Oni danas i ubuduće postaju sve neprihvatljiviji iz razloga neracionalne
potrošnje energije i energenata, utjecaja na prirodu te dehumanizacije, ali i tehnološkog limita.
Bionička teorija visokih struktura smatra da su, u svrhu nadilaženja trenutnih ograničenja (visine),
potrebni novi materijali i novi koncepti konstruktivnih modela i tehnika. Ovakav daljnji razvoj je bitan,
ne zbog postavljanja novih visinskih rekorda, nego zbog novog shvaćanja života u zajednici, koji treba
„dostojanstveno“ redefinirati. Novi urbanizam i arhitektonski bio‐ekološki model trebali bi u masivnoj
izgradnji prirodi dati mogućnost da se proširi u visinu, stvarajući tako ekološki održivi prostor.
Bionički toranj – vertikalni grad prvi je model urbane bio‐ekološke strukture, koji se temelji na
principima fleksibilnosti i sposobnosti bioloških struktura te ima mogućnost prilagođavanja visine,
kapaciteta i iskorištavanja različitih ekonomskih, ekoloških i socijalnih uvjeta, a sve ovisno o gradu i
prostoru u kojem se planira/projektira. U sklopu programa dana su i ograničenja maksimalnih
kapaciteta i mogućnosti rasta. Također, program je tako koncipiran da projekt bioničkog tornja može
biti realiziran u bilo kojem gradu u svijetu, bez obzira na njegov dotadašnji društveni i socijalni razvoj
te svoj rast i širenje prilagoditi lokalnoj urbanoj evoluciji.
U problematici rasta svjetskog stanovništva, velike gustoće naseljenosti i zadiranja čovjeka u prirodni
prostor i „tuđa“ staništa, autori su se bavili i pitanjem sprječavanja tog neracionalnog širenja,
postavljajući pitanje – „smijemo li dopustiti da planet postane asfaltirana površina?“ Vjeruju da je
rješenje u visini pa bi bionički toranj za 100.000 stanovnika zauzimao površinu promjera od samo 1
km, umjesto 4 km koju bi isti broj stanovnika zauzimao u konvencionalnim modelima planiranja i
horizontalnom urbanizmu niske gustoće stanovanja.
Vertikalni grad inspiriran je modelima prirode. Princip gradnje prirode daleko je napredniji i efikasniji
od bilo kojeg čovjekovog potencijalnog koncepta. Lakoća i čvrstoća svoje su uporište pronašle u
strukturi ptičjeg kostura, a fleksibilnost u strukturi biljnog svijeta te sposobnosti organizama da se
12

prilagode. Analogno činjenici da nijedno drvo, iako iste vrste, nije jednako, i vertikalni se grad
prilagođava „vjetrovima“ i resursima lokacije na koju bi se postavio.
Bionički toranj ne zauzima samo vertikalnu dimenziju. On se sastoji od dva ujedinjena bio‐ekološka
kompleksa – vertikalnog i onog horizontalno razvijenog. Vertikalnu komponentu čini 12 susjedstava,
svaki visine 80 m, i međusobno radvojenih sigurnosnom zonom konstrukcije i evakuacije. Svako
susjedstvo, odnosno razina, ima dvije grupe zgrada – vanjsku i unutarnju – smještene oko vertikalnih
vrtova i bazena. Drugi kompleks, otok baze, zauzima površinu promjera 1000 metara, unutar koje su
raspoređene zgrade srednje visine, prošireni vrtovi, unutarnji bazeni i komunikacijska infrastruktura.
Oba kompleksa predviđena su za hotelsku, poslovnu, komercijalnu, kulturnu, sportsku namjenu i
slobodno vrijeme, u skladu s različitim potrebama stanovanja i velikog stupnja mobilnosti.
Primarna vertikalna komunikacija između dva susjedstva organizirana je u tri prstena od 92
„tehnološka stupa“ koji preuzimaju ulogu transporta ljudi, vode i drugih potrebnih fluida i potrebne
energije. Predložak ovom komunikacijskom konceptu opet su biljne vrste s izolirajućim i otpornim
sustavom „kapsuliranih spremnika“. Građa takvih komunikacijskih stupova je šuplja, od tankih
savijenih membrana grupiranih u betonskoj kapsuli visoke čvrstoće. Savijanje membrana povećava
sposobnost fleksije i otpornosti kompleksnim naprezanjima i opterećenjima od jakih vjetrova pa cijeli
sustav djeluje poput mikrokapilara (traheja i traheida) biljnog organizma (za koji kapsuliranje znači
uštedu volumena i energije).
Dijagram „tehnološkog stupa“ – vertikalna komunikacije i njegova struktura – „kapsulirani spremnici“
Fasadni sustav tornja inspiriran je građom ptičjeg gnijezda koje propušta zrak i svjetlo u unutrašnjost,
stvarajući ugodnu mikroklimu. Vanjska fraktalna struktura smanjuje utjecaj vjetra i pridonosi
efikasnosti i ukupnoj fleksibilnosti (referenca iz prirode: čempresi omogućuju prolaz zraka što im
omogućuje vitkost i otpornost).
Sustav „plivajućih temelja“ i antiseizmički sistem analogan je korijenju
drveća. Ako se koncept pojednostavni, može se zamisliti da drveće „pluta“
na kaotičnoj strukturi od milijuna korijena i korjenčića koji „rastavljaju“
ukupno opterećenje vjetra i prenose ih u tlo. Samo vertikalno temeljenje
nije dovoljno za preuzimanje svih opterećenja koja djeluju na strukturu
višu od 500 metara.
Neke vrste drveća razvile su koncentrični prstenasti sustav žila velike fleksijske čvrstoće koje se
ponašaju kao „zračni madraci“, što im pruža dodatnu zaštitu od vatre. Prema tome, vertikalni je grad
organiziran u dvanaest susjedstava međusobno odvojenih vodonepropusnim područjima, visokima
13

15 metara i ne na većoj međusobnoj vertikalnoj udaljenosti od 40 m, koji, analogno žilama stabla,
preuzimaju ulogu „zračnih madraca“ i omogućavaju kontroliranu i organiziranu evakuaciju.
Osnovni podaci o vertikalnom bioničkom gradu:
o Max. visina: 1.228 m (300 etaža)
o Max. kapacitet: 100.000 stanovnika
o Ukupna površina: 2.000.000 m²
o Osnovni materijal: mikrostrukturirani beton
o Dimenzije tornja: eliptični tlocrt promjenjivih dimenzija (najveća 166x133 m)
o Komunikacije: 368 dizala s horizontalnom i vertikalnom cirkulacijom
o Max. brzina: 15 m/s
o Max. horizontalni pomak pri vrhu: 2,45 m
o Dubina temeljenja: ~200 m
o Troškovi projekta: preko 15 bilijuna dolara
o Procjenjeno vrijeme gradnje: 15 godina
� Bionički toranj
Lokacija: Abu Dhabi, UAE
Arhitekti: LAVA (Chris Bosse, Tobias Wallisser, Alexander Rieck)
Status: u izvedbi
Sadržana u samom imenu, funkcija bioničkog tornja je usvojiti strukturalnu organizaciju i funkciju.
Postignuto je jedinstvo arhitektonske ekspresije, prostora i građe. Pažnja je posvećena detaljima za
ispunjavanje uvjeta održivosti, jer inteligencija najmanje jedinice rezultira razinom inteligencije
cjelokupnog sustava. Umjesto nizanja pojedinačnih elementa, zgrada se ponaša kao organizam ili
ekosistem. Ugrađeni sistemi registriraju, kontroliraju i reagiraju na vanjske utjecaje poput tlaka zraka,
temperature, vlažnosti, zagađenja zraka i Sunčevog zračenja. Fasada predstavlja više od zaštitne
ovojnice – ona djeluje kao živi sustav unutar kojega se rješavaju ventilacija, osvjetljenje i osunčanje te
skupljanje vode. Arhitekti su projektu pristupili sa stavom da budućnost arhitekture nije u njezinom
obliku, nego u inteligenciji. Stoga je naglasak dan na fasadu, kontaktnu zonu, koja je u tradicionalnoj
arhitekturi pasivna, usprkos svom velikom potencijalu (velika površina – neiskorištena). Kao takva,
ona se ne može prilagoditi promjenjivoj okolini – nema pristup ni učinak ovojnice prirodnog svijeta, a
da bi se postigla unutarnja stabilnost, potreban je upravo aktivni odgovor. Mišljenje arhitekata je da
bi arhitektura trebala djelovati kao ekosistem unutar organskog tkiva grada.
14

� Masdar, „oaza budućnosti“
Lokacija: Masdar, UAE
Investitor: Masdar Future Energy Company
Arhitekti: LAVA (Chris Bosse, Tobias Wallisser, Alexander Riec)
Natječaj: 2009.
Izgradnja: 2009. – 2013.
Arhitektonski studio LAVA (Laboratory for Visionary Architecture) proširio je domenu primjene
bioničkih principa od pojedinačne građevine na cijeli urbani prostor. Takav, ekološki održivi grad, s
„0% otpada i 0% emisije ugljičnog dioksisa“, planiran je u pustinji Ujedinjenih Arapskih Emirata.
Masdar, nazvan „oazom budućnosti“, otvara nove mogućnosti primjene i s prirodom uravnotežene
organizacije života.
� National Space Center
Lokacija: Leicester, UK
Arhitekt: Nicholas Grimshaw
Dovršeno: 2001.
Izložbeni i obrazovni centar i planetarij prvi je primjer pokreta bioničke
arhitekture s vrlo laganom čeličnom strukturom i etilen‐tetrafluoretilen
tekstilom (EFTE – plastični polimer).
16

� Nizozemski kaktus – „urban cactus“
Lokacija: Rotterdam, Nizozemska
Arhitekti: UCX architects (Ben Huygen, Jasper Jaegers)
Ovaj primjer bioničke stambene zgrade dokaz je da pokret nije „rezerviran“ samo za reprezentativne,
poslovne ili kulturne građevine. Devetnaesterokatnica, koja udomljuje 98 obitelji, oblikom podsjeća
na kaktus, imitirajući njegove nepravilne, valovite rubove, koji su zapravo pojedinačne terase
stanova. One su iskorištene kao zeleni produžeci stanova, podižući kvalitetu interijera i života u
njemu. Nizanje terasa s pomakom u odnosu na susjedne etaže dozvoljava da svaka dobije jednaku i
dovoljnu količinu sunca, što je osobito važno u Nizozemskoj, gdje je većinu godine hladno.
� „The Ascent“
Lokacija: Covington, Kentucky, USA
Arhitekt: Daniel Libeskind
Dovršeno: 2008.
Nizozemski kaktus „The Ascent“
Luksuzna rezidencijalna zgrada s 22 kata (14 u nižem dijelu) penje se u zavijenom obliku do visine od
89.3 m (293 ft). U realizaciju projekta uloženo je 50 milijuna dolara, a sve je započelo skicom na
papirnatom ubrusu. Fasada je izvedena kao grafički uzorak, kombinacija prefabriciranog betona i
blago, plavo nijansiranog stakla, čime se nadovezuje na obližnji Roebling Bridge.
17

� „Twisted tower – turning torso“
Lokacija: Malmö, Švedska
Arhitekt: Santiago Calatrava
Izvedba: 2001. – 2005.
Najviša zgrada skandinavskog poluotoka naizgled nema puno
poveznica s bioničkom arhitekturom, međutim to je antropomorfna
struktura, kojoj je inspiracija bila Calatravina skulptura ljudskog torza
u zakrenutom položaju. Zakrenutost građevine iznosi, uspoređujući
bazu i vrh, 90 stupnjeva. Zgrada je visoka 190 metara i ima 54 etaže.
U donjim etažama smješteni su poslovni prostori, a ostatak tornja
čine luksuzni stanovi.
� „Treescraper Tower“
Arhitekt: William McDonough & Partners
Faza: idejni projekt
Zgrada simboličnog naziva „Treescraper“ („drvoder“, „stabloder“) uistinu opravdava dano ime.
Možda „najzeleniji“ primjer arhitektonskog dizajna u potpunosti je inspiriran stablom, njegovim
životnim ciklusom, promjenama i obnavljanjem. Neboder proizvodi kisik, destilira vodu, proizvodi
energiju i mijenja se s godišnjim dobima. Ova super‐struktura promovira zdrav i visokotehnološki
dizajn budućnosti. William McDonough bavi se „zelenom“ arhitekturom preko 30 godina, sagradio je
prvu kuću opremljenu na solarno napajanje u Irskoj 1977. i 1999. dobitnik titule „Hero of the Planet“
(„junak planeta“) magazina The Time. McDonoughov prijedlog fokusira se na mogućnosti današnjice
za budućost, ujedinjujući sustave inspirirane drvećem u učinkovitu i naprednu arhitekturu.
Treescraper je aerodinamičnog oblika što smanjuje utjecaj vjetra, osobito u višim zonama, a njegova
zakrivljena forma smanjuje i utrošak materijala za konstrukciju kroz povećanje stabilnosti i
maksimizira zatvoreni prostor. Zapadno pročelje zgrade obiluje florom na zelenim krovovima i u
troetažnom vrtnom atriju. Što se potrošnje vode tiče, ona se temelji na ideji ponovne upotrebe –
pročišćena voda iz umivaonika i kada koristi se u navodnjavanju zelenih terasa i vrtova, a nakon takve
upotrebe bi se opet pročistila za daljnju upotrebu u sanitarnom prostoru (npr. ispiranje WC‐a).
Energetska učinkovitost je također „dobila svoje pročelje“ – na južnoj fasadi postavljeno je gotovo
10.000 m² (100.000 ft²) fotonaponskih panela, koji bi zadovoljavali i do 40% potreba zgrade.
Planirano je i postavljanje kombiniranog postrojenja za grijanje i struju, pokretanog na prirodni plin,
koje bi osiguralo ostatak potrebne energije. Također, svi dijelovi tornja, od građevnih materijala do
opreme mogli bi se reciklirati.
18

� „Jumptown building“
Lokacija: Portland, Oregon, USA
Arhitekt: Ken Yeang
„Treescraper tower“
Portland je poznat kao mjesto s najvišom razinom ekološke svijesti u SAD‐u. Zgrada funkcionira uz
principe iskorištavanja solarne energije i re‐upotrebe vode. Korišteni su samo lagani, održivi
materijali. Zeleni krov središnja je zelena točka od koje se vrtovi kaskadno spuštaju po obodu zgrade.
Izdaleka struktura izgleda kao ogromna kaskada obučena u bujnu vegetaciju.
19

4. ZAKLJUČAK
BIONIČKA ARHITEKTURA KAO ARHITEKTONSKA EVOLUCIJA I REVOLUCIJA
Neke zgrade nisu projektirane za život. Prostor treba promišljati i sa psihološkog aspekta.
Monotonija, buka, nekompatibilne boje, neadekvatno osvjetljenje – sve to utječe na doživljaj zgrade.
Ako predmet promatranja promjeni mjerilo, od kuće do urbanističke situacije, može se uočiti da je
oblikovanje gotovo uvijek podređeno ekonomskim zahtjevima, a ne životu. Grad se širi „gutajući“
manje zajednice, a jedan od najvećih problema s kojim se susrećemo je zagađenje prometom i
pretrpanost. Ekološka integracija bavi se upravo time, tražeći kompromis između modernih
tehnologija, suvremenog načina života i prirode. O važnosti u projektiranju adekvatnog prostora
govori i činjenica da se gotovo 90% vremena provede u zatvorenom prostoru (istraživanja su
provedena i odnose se na stanovnike SAD‐a). Zgrada treba pružiti dobru zaštitu od onečišćenja
bukom, ali i svjetlom, istovremeno osiguravajući dovoljnu količinu svjetlosti potrebnu za provođenje
osnovnih bioloških sinteza (npr. vitamina D) i funkcioniranje i rad čovjeka.
Sva područja biologije kao znanosti o životu i građenja prožimaju se svedena na zajednički znanstveni
nazivnik. Baubiologie tako pripada biološko i kulturno orijentiranim stručnim područjima. Ova
znanstvena disciplina nije usko ograničena, već je interdisciplinarna, koristi se saznanjima drugih
znanosti i utječe na njih. Čovjek i kultura su središte gradnje i naseljavanja. Ukoliko nedostaju bio‐
principi za zadovoljenje elementarnih stambenih potreba, tada se kultura gradnje i arhitektura
degradiraju na razinu gdje je njihova pojavnost banalna, bezdušna, nehumana i neodgovorna.
Grčke riječi i slogovi – logos, arch‐ (početak) i –ur međusobno su srodni pa tako postoji i srodstvo
između biologije, arhitekture i kulture. Tako porijeklo i jedinstvo života te kreativni princip dolaze do
izražaja, a u tom smislu arhitekt je prvi autor.
Građenje u skladu s Baubiologie‐principom nije korak unatrag, nego briga za održivu budućnost. Ono
je nadišlo improvizaciju te predstavlja skup kvalitetnih i odgovornih rješenja i inovacija. Baubiologie
ne daje popis dozvoljenih formi, ali orijentira se prema slici prirode u kojoj postoje rješenja i
kvalitetna „ponuda“ za različito oblikovanje. Prirodno oblikovanje ne odnosi se samo na pojedinačne
građevne dijelove, nego na cjelovitu brigu za zdravi okoliš. Gradnja u skladu s principima Baubiologie
nije nešto što se može jednostavno ubaciti u normalno građenje, nego upravo sam koncept gradnje.
Također, nije luksuz, nego budućnost građenja pristupačna svima koji su voljni skrbiti za svijet oko
nas. Ova gradnja nije preskupa, ali uključuje troškove koji nisu prisutni pri konvencionalnoj gradnji.
20

Priroda je sistematično milijunima godina kroz evoluciju i prirodnu selekciju oblikovala živi svijet.
Arhitektura je konačno prepoznala njezine metode i počela usvajati morfološke, strukturalne,
funkcionalne i metaboličke principe. Bioničke metode susrećemo i u robotici i zrakoplovnom
inženjerstvu. Neupitno je da je mozak najbolji i najvažniji primjer kontrole kompleksnog sustava koji
predstavlja ljudsko tijelo. Glavna istraživanja bave se bioničkim gradom, funkcijom, strukturom,
formom itd. Područje bioničke arhitekture vrlo je široko – uključuje razine od urbanizma do
pojedinačne zgrade, od stambenog okoliša do građevnog materijala.
Ograničenja su oduvijek postojala, ali pitanje je samo hoće li novo promišljanje arhitekture zadržati ili
pomaknuti te granice i koliko će ta promjena biti velika. Današnje visine zgrada otprilike su stale na
500 m, a tijekom nekoliko idućih godina pokazat će se može li se ta visina premašiti koristeći nove
strukture. Dotada saznanja i tehnologija iz projekta vertikalnog bioničkog grada primjenjena su na
različite tipove zgrada.
Bionička arhitektura najnaprednija je u pogledu arhitektonskog dizajna jer računa s različitim
prirodnim procesima i brigom za čovjeka u ekološki i humano produktivnim okvirima. Prilagođeni
organizam je održivi organizam, a održivost podrazumijeva međusobnu toleraciju organizma i okoliša
koji predstavlja izvor energije u svakom obliku – dakle, održivost i energija djeluju u sinergiji.
Bionička znanost predstavljena je kao dobra alternativa na tragu znanstvenog razvoja humanih
urbanih modela. Stoga se bio‐ekologija i bionička arhitektura predstavljaju kao inovativni koncepti
nove‐stare urbane filozofije.
Učiti i kopirati od prirode – jer je ona napravila prva i napravila dobro – pojednostavljeno je
shvaćanje i temeljni princip bioničke arhitekture i Baubiologie. Priroda ima sve odgovore, a kako
vrijeme prolazi, ljudi će spoznati odgovore na sva pitanja.
21

5. LITERATURA
http://hbelc.org/
http://l‐a‐v‐a.net/index.html
http://www.architecturenewsplus.com/projects/679
http://www.architecturenewsplus.com/projects/681
http://www.architecturenewsplus.com/profiles/235
http://en.wikipedia.org/wiki/Bionic_architecture
http://www.torrebionica.com/bvs‐english/bvs‐english.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Building_biology
http://www.colorcoat‐online.com/blog/index.php/2011/02/imitating‐nature‐11‐amazing‐bionic‐
structures‐part‐1/
http://www.colorcoat‐online.com/blog/index.php/2011/04/imitating‐nature‐11‐amazing‐bionic‐
structures‐part‐2/
http://www.swiss‐shield.ch/Swiss‐Shield.43.0.html
http://inhabitat.com/the‐building‐of‐tomorrow‐that‐works‐like‐a‐tree/
22