Gamtos sprendimai žmogaus iššūkiams

Atsižvelgiant į didėjančius aplinkos ir socialinius iššūkius, miestai visame pasaulyje patiria vis didesnį spaudimą tapti tvaresni, atsparesni ir prisitaikantys. Tradiciniai miestų planavimo metodai dažnai nepatenkina šių sudėtingų reikalavimų, todėl daugelis architektų, inžinierių ir dizainerių ieško įkvėpimo gamtoje. Šis metodas, žinomas kaip bioįkvėpimas arba biomimikrija, apima gamtos per milijardus metų sukurtų formų, procesų ir sistemų tyrimą ir jų pagrindinių principų perkėlimą į žmogaus poreikiams pritaikytus projektavimo sprendimus. Skirtingai nuo paprasto imitavimo, biomimetika, kaip apibrėžta Vincent et al. (2006), sutelkia dėmesį į funkcinių strategijų išgavimą iš biologinių sistemų, siekiant išspręsti žmogaus problemas novatoriškais ir tvariais būdais. Gamta siūlo didžiulį išbandytų sprendimų lobyną, kurių kiekvienas buvo tobulinamas per evoliucinius bandymus ir klaidas, siekiant maksimalaus efektyvumo su minimaliomis atliekomis. Šiame skyriuje nagrinėjame, kaip bioįkvėptas mąstymas gali būti pritaikytas penkioms svarbioms urbanistinėms problemoms, atskleidžiant, kaip organizmai ir ekosistemos gali padėti mums iš naujo įsivaizduoti mūsų miestų ateitį.

Vienas iš svarbiausių urbanistinės architektūros iššūkių – patalpų temperatūros reguliavimas be didelio energijos suvartojimo sistemų. Pavyzdžiui, termitų kupolai Subsacharos Afrikoje išlaiko stabilią vidaus temperatūrą nepaisant išorės svyravimų, naudodami sudėtingas tunelių sistemas, kurios palengvina pasyvų oro srautą. Šis gamtinis mechanizmas įkvėpė Eastgate Centre Hararėje, Zimbabvėje, komercinio pastato, kuris naudoja panašias pasyvias ventiliacijos technologijas, kad sumažintų energijos suvartojimą iki 90 % palyginti su tradiciniais pastatais (Turner & Soar, 2008).

Augalai ir gyvūnai išsiugdė labai specializuotus metodus vandeniui rinkti ir taupyti sausringose aplinkose. Kaktusas naudoja briaunotą paviršių, kad efektyviai nukreiptų rasą į savo šaknis. Tuo pačiu metu Namibo dykumos vabalas naudoja pakaitinius hidrofobinius ir hidrofilinius raštus ant savo kiauto, kad kondensuotų ir surinktų vandenį iš oro. Įkvėpti šių organizmų, inžinieriai sukūrė rūko surinkimo pastatus ir stogų sistemas, galinčias išgauti vandenį iš atmosferos be siurblių ar cheminių medžiagų (Nørgaard et al., 2012).

Pastatų priežiūra dažnai reikalauja didelio vandens ir cheminių medžiagų kiekio. Tačiau gamtoje lotoso lapas išsivystė nanostruktūrinį paviršių, kuris atstumia vandenį ir, džiūdamas, pašalina nešvarumų daleles. Šis reiškinys, žinomas kaip lotoso efektas, paskatino savaime valomų stiklų, saulės baterijų ir fasadų dangų, kurios sumažina priežiūros poreikį ir padidina ilgaamžiškumą bei švarumą, kūrimą (Barthlott & Neinhuis, 1997; Koch et al., 2009).

Gamta dažnai pasiekia neįtikėtiną stiprumą naudodama minimalų kiekį medžiagos. Puikus pavyzdys yra voro šilkas, kurio tempimo stiprumas, palyginti su jo svoriu, yra didesnis nei plieno. Akių struktūros bičių aviliuose ir kituose organizmuose efektyviai paskirsto įtampą, tuo pačiu taupydamos medžiagą. Šie modeliai plačiai naudojami modulinėje statyboje, aviacijoje ir architektūrinėse plokštėse, siekiant sumažinti apkrovą ir išteklių naudojimą, tuo pačiu išlaikant struktūrinį vientisumą (Fratzl & Barth, 2009; Vincent et al., 2006).