Looduse lahendused inimeste väljakutsetele

Keskkonna- ja sotsiaalsete väljakutsete süvenedes on linnad üle maailma üha suurema surve all muutuda jätkusuutlikumaks, vastupidavamaks ja kohanemisvõimelisemaks. Traditsioonilised linnaplaneerimise meetodid ei suuda sageli neid keerukaid nõudmisi täita, mistõttu otsivad paljud arhitektid, insenerid ja disainerid inspiratsiooni loodusest. Seda lähenemist, mida tuntakse bioinspiratsiooni või biomimikrina, iseloomustab looduse poolt miljardite aastate jooksul välja arendatud vormide, protsesside ja süsteemide uurimine ning nende aluspõhimõtete tõlkimine inimkeskseteks disainilahendusteks. Erinevalt lihtsast jäljendamisest keskendub biomimeetika, nagu Vincent jt. (2006) seda defineerivad, funktsionaalsete strateegiate ammutamisele bioloogilistest süsteemidest, et lahendada inimprobleeme innovaatilisel ja jätkusuutlikul viisil. Loodus pakub tohutut varamut testitud lahendusi, millest igaüks on evolutsioonilise katse-eksituse kaudu viimistletud maksimaalse tõhususe ja minimaalse raiskamise saavutamiseks. Selles peatükis uurime, kuidas bioinspireeritud mõtlemist saab rakendada viie olulise linna väljakutse lahendamisel, näidates, kuidas organismid ja ökosüsteemid aitavad meil kujutleda linnade tulevikku uuel viisil.

Siseruumide temperatuuri juhtimine ilma energiamahukate süsteemide kasutamiseta on üks linnaehituse suurimaid väljakutseid. Näiteks säilitavad termiidimäed Sahara-taguses Aafrikas stabiilse sisetemperatuuri hoolimata väliskeskkonna kõikumistest, kasutades keerukaid tunnelisüsteeme, mis võimaldavad passiivset õhuvoolu. See looduslik mehhanism inspireeris Harare Eastgate Centre’i projekteerimist Zimbabwes – kaubandushoone, mis kasutab sarnaseid passiivseid ventilatsioonitehnikaid, et vähendada energiatarbimist kuni 90% võrreldes tavapäraste hoonetega (Turner & Soar, 2008).

Taimed ja loomad on arendanud väga spetsialiseeritud meetodeid vee kogumiseks ja säilitamiseks kuivades keskkondades. Kaktus kasutab ribidega pinda, et suunata kaste tõhusalt juurte juurde. Samal ajal kasutab Namibi kõrbe mardikas oma kestal vahelduvaid hüdrofoobseid ja hüdrofiilseid mustreid, et kondenseerida ja koguda vett õhust. Nendest organismidest inspireerituna on insenerid välja töötanud udukogumise hooned ja katuse süsteemid, mis suudavad atmosfäärist vett ammutada ilma pumpade või kemikaalideta (Nørgaard jt., 2012).

Hoonete hooldus nõuab sageli palju vett ja kemikaale. Kuid looduses on lootose leht arendanud nanostruktuurse pinna, mis tõrjub vett ja viib mustuseosakesed endaga kaasa kuivades. Seda nähtust, mida nimetatakse lootose efektiks, on kasutatud isepuhastuva klaasi, päikesepaneelide ja fassaadikatte arendamisel, mis vähendavad hooldusvajadust ning suurendavad vastupidavust ja puhtust (Barthlott & Neinhuis, 1997; Koch jt., 2009).

Loodus saavutab sageli märkimisväärse tugevuse minimaalse materjaliga. Ämblikusiid on silmapaistev näide, pakkudes oma kaalu kohta suuremat tõmbetugevust kui teras. Mesilaste ja teiste organismide kärgstruktuurid jaotavad pinget tõhusalt, säästes samal ajal materjali. Neid mudeleid kasutatakse laialdaselt modulaarse ehituse, lennunduse ja arhitektuursete paneelide disainis, et vähendada koormust ja ressursikasutust, säilitades samal ajal konstruktsiooni terviklikkuse (Fratzl & Barth, 2009; Vincent jt., 2006).