Poprzez ewolucję natura wykształciła struktury zorganizowane w sposób efektywny, a jednocześnie mający niepowtarzalną estetykę. Architekci bardzo często odwołują się do form naturalnych. W przeszłości inspirowano się głównie kształtem i formą np. w ornamentach, natomiast współcześnie przy projektowaniu wykorzystuje się logikę systemów występujących w przyrodzie.
Rys. Mikro- i makroformy w naturze.
Analizując mechanizmy wzrostu roślin, budowę kryształu czy organizację lecącego klucza ptaków, można zaobserwować zasady nimi rządzące i opisać je algorytmami matematycznymi, których potem używa się w procesie projektowania. Okazuje się, że systemy organiczne działają efektywnie i można je stosować zarówno w mikroskali (formy przemysłowe), jak i makroskali (urbanistyka).
Rys. Zastosowanie organicznych zasad w projektowaniu konstrukcji.
Taką metodę projektowania nazywa się emergent design (z ang. tworzący się, wyłaniający się, powstający). Polega na podejściu do architektury, jako do organizmu, który rośnie, ewoluuje i zmienia się w zależności od potrzeb użytkowników. Składa się z pojedynczych elementów, które ze sobą współdziałają i wpływają na siebie tworząc strukturę, która dopiero w całości ma znaczenie. Jest to system, który daje możliwość adaptacji, ponieważ zmieniając parametry elementów można zmutować strukturę bez potrzeby budowania jej od nowa.
Wybiegając w przyszłość, można wyobrazić sobie architekturę programowaną genetycznie, która – jak roślina – wyrasta z przetrwalnika i jest złożona z samoorganizujących się komórek. Nie jest to jeszcze ciągle możliwe przez brak możliwości technicznych, ale mając do dyspozycji zaawansowane techniki komputerowe, jesteśmy w stanie symulować powstawanie i wzrost wyimaginowanych tkanek architektonicznych. Do takich celów najlepiej służą programy typu Rhinoceros, które dają możliwość pisania scriptów i używania algorytmów do kreowania form. Rozwojem projektowania ewolucyjnego zajmują się głównie uczelnie, takie jak AA, MIT lub Columbia University, oraz młode biura architektoniczne.
Rys. Algorytm Voronoi.
Przykładem algorytmu popularnego w naturze i często wykorzystywanego w środowisku akademickim jest K-Voronoi, który dzieli przestrzeń wokół dowolnie wybranych punktów, tak by dookoła każdego znajdowało się pole najbliższe tylko jednemu punktowi. Jego inwersją jest triangulacja Delaunay’a łącząca najbliższe spośród danych punktów liniami prostymi. Można w ten sposób uzyskać kompletującą się przestrzeń. Według tego algorytmu organizują się np. bańki piany, komórki niektórych roślin tropikalnych lub ikry żabiej.
Zasady przestrzenne algorytmu K-Voronoi wykorzystałam do kształtowania przestrzeni wewnętrznej w projekcie studenckim – muzeum filmu. Budynek składa się z autonomicznych elementów – zawieszonych nieregularnie w przestrzeni boksów, w których na każdej ze ścian jest wyświetlany obraz. W środku każdego boksu położono jeden punkt, wokół którego budują się komórki Voronoi’a. Przestrzeń ekspozycyjna przynależna każdemu boksowi, zamknięta w przeźroczystej komórce, jest przeznaczona odrębnej tematyce. Użytkownicy, poruszając się po kładkach komunikacyjnych, przechodzą z jednej komórki tematycznej do drugiej. W ten sposób dźwięki nie mieszają się, obraz jest filtrowany przez przesłony, a użytkownik przemieszcza się zawieszony w przestrzeni opanowanej obrazem. Algorytm K-Voronoi pozwolił w sposób klarowny rozdzielić funkcje od konstrukcji i komunikacji, rozwiązać konstrukcję budynku, a zarazem wygenerować ciekawą i niebanalną przestrzeń.
Rys. Schemat struktury wewnętrznej i wnętrze.
Metoda projektowania przy użyciu algorytmów jest pracochłonna – wymaga wielu prób, które dają nieprzewidywalne wyniki i nie ma gwarancji, iż uzyskane rozwiązanie będzie dobre. Mimo wszystko, należy eksperymentować – rezultat jest tego wart. Obecnie coraz częściej rozumiemy, że projektowanie procesu projektowania może być istotą aktywności architekta. Kto by nie chciał budynku, który stanie się dokładnie taki, jak w danej chwili chcemy?
Inne przykłady wykorzystywania algorytmu K-Voronoi:
Grotto, Aranda/Lasch+Daniel Bosia (ARUP AGU)
Projekty biura Emergent Architecture, Los Angeles
Tekst: Maria Anna Kowalska
...
Inne ciekawe artykuły:
Struktura mięśni
Apteka w Belgii. CAAN Architecten
Kościół - reloaded
...
Artykuł jest fragmentem publikacji z mojego bloga architektura.pl. W serwisie salon24 zamieszczam obszerne fragmenty wybranych artykułów. Zainteresowanych architekturą, designem oraz sprawami pokrewnymi (w tym również społecznym i politycznym wymiarem architektury) serdecznie zapraszam do odwiedzenia mojej strony oraz zlajkowania strony na facebooku.
/wj/
