כיצד לומדים מהטבע לתכנן מבנים מוצלחים?
הביומימימטיקה (biomimetics), או בשמה הנוסף ביומימיקרי, היא חדשנות בהשראת הטבע. המושגים הללו נטבעו במהלך המאה ה-20.
כשמפתחים דברים כמו מכונות, מתקנים, חומרים מלאכותיים או מוצרי טכנולוגיה בהשראת הטבע, זוהי ביומימטיקה.
כך גם באדריכלות, בהנדסה ובתכנון של מבנים ובתים שונים. באמצעות גישה זו ניתן לתכנן מבנים חכמים, חסכוניים ונעימים יותר למגורים וליצור ולבנות בתים עם פתרונות לבעיות שונות שהטבע פיתח כבר, במהלך מיליוני שנות אבולוציה.
כי הטבע מתכנן כבר מיליארדי שנים. כל עלה, כל עצם, כל כנף עברו אין-ספור מחזורי ניסוי וטעייה. בסוף נותר רק מה שעובד. ביומימיקרי (Biomimicry) היא הגישה שאומרת: למה להמציא מחדש את הגלגל, כשהטבע כבר המציא גלגלים הרבה יותר טובים?
באדריכלות, הגישה הזאת עוברת מהמטאפורה אל הבטון. מתכננים לומדים מבנים ביולוגיים ומיישמים את העקרונות שלהם בבניינים אמיתיים. האדריכל הספרדי הנודע גאודי היה איש דתי ואמר שאם הטבע הוא פרי יצירתו של האל ואדריכלות היא תוצר של הטבע, הרי שהכי טוב לכבד ולהוקיר את עבודת האל בתכנון של בניינים בהשראתו.
בכנסיית "לה סגרדה פמיליה" (la Sagrada Familia) המפורסמת שתכנן גאודי דומה חלוקת משקל העמודים לזו שבעצים, החלונות תוכננו כמו מבנה של כוורת הדבורים והמדרגות מחקות את המבנה הספירלי שבטבע.
דוגמה מפורסמות מצוינת היא מרכז איסטגייט (Eastgate Centre) שנבנה ב-1996 בזימבבואה. האדריכל מיק פירס (Mick Pearce) שם לב לכך שקיני הטרמיטים שומרים על טמפרטורה פנימית יציבה יחסית, גם כשבחוץ הטמפרטורה קופצת בין 3 ל-42 מעלות ביממה אחת.
היישום האדריכלי של פירס הוא מערכת תעלות אוורור מורכבת שמסיעה אוויר ומפזרת חום בדיוק כשצריך. האיש בנה את המרכז המסחרי לפי אותו עיקרון. לפיכך המבנה צורך כ-90 אחוז פחות אנרגיה לקירור מאשר בניינים קונבנציונליים באותו גודל.
דוגמה אחרת מגיעה מהעולם הימי. עורו של הכריש מכוסה בדנטיקולים דרמליים (Dermal Denticles), שיניים זעירות שמפחיתות גרר, או חיכוך. הן מאפשרות לו לחתוך את המים ביעילות יוצאת דופן. בתחום האדריכלות, הרעיון מיושם על ציפויים חיצוניים לבניינים, שמפחיתים הצטברות של לכלוך ומשפרים זרימת אוויר על פני קירות.
לפעמים ההשראה מגיעה ממקום פשוט יותר. העלים של עץ האלון מסודרים כך שכל עלה מקבל אור שמש מרבי עם הצללה מינימלית מהעלים שמעליו. אדריכלים ניצלו את העיקרון הזה לתכנון של חזיתות זכוכית עם לוחות פוטו-וולטאיים (Photovoltaic Panels), שממוקמים בזוויות שממקסמות קליטת אנרגיה סולארית לאורך היום.
השראה מפתיעה נוספת מגיעה מחיפושית המדבר הנמיבית (Namib Beetle). החרק הקטן הזה שורד באחד המדבריות היבשים בעולם בזכות גבו המחוספס. טיפות ערפל נדבקות לבליטות הידרופיליות (Hydrophilic) שעל גבו, מחליקות לאורך משטחים הידרופוביים (Hydrophobic) ומתגלגלות ישר אל פיו. אדריכלים בנמיביה ובישראל כבר בוחנים שילוב של ציפויים בהשראת החיפושית על גגות ומשטחים ציבוריים, כדי לאסוף מי ערפל לשימוש מקומי.
מגדל התקשורת קולומבו (Colombo Lotus Tower) בסרי לנקה שאב השראה מתכונה ייחודית של פרח הלוטוס (Lotus): המשטח שעליו דוחה מים ולכלוך בצורה מושלמת, תופעה הידועה כאפקט הלוטוס (Lotus Effect). חזית המגדל מצופה בחומרים שמחקים את המבנה הננומטרי של עלה הלוטוס, כך שגשם שוטף את פניו ללא צורך בניקיון ידני.
בזכות מבנה שכבות מיקרוסקופיות שמונעות התפשטות סדקים, מייצרות צדפות אבלון (Abalone) קונכייה קשה פי 3,000 מהגביש הפשוט שממנו היא עשויה. חוקרי חומרים ואדריכלים לומדים את המבנה הזה לצורך פיתוח של זכוכית ובטון עמידים יותר לרעידות אדמה.
כך גם עם עצמות ציפורים שהן עצמות חלולות, עם תמיכות פנימיות דקות המשלבות קלילות מרבית עם חוזק מבני גבוה. עקרון זה עומד בבסיס תכנון מסגרות פלדה וקורות תקרה מודרניות, שבהן חלל פנימי מחליף מסה מוצקה מבלי לפגוע ביציבות.
הביומימיקרי או ביומימטיקה באדריכלות היא לא רק עניין של עיצוב יפה. זוהי שיטה הנדסית שמניבה מבנים יעילים, חסכוניים ועמידים יותר. הטבע כבר פתר את רוב הבעיות שאדריכלים מתמודדים איתן ולא פעם כל שהאדריכלים צריכים לעשות הוא למצוא את הפתרון הטבעי לבעיות התכנון שלהם.
הביומימימטיקה (biomimetics), או בשמה הנוסף ביומימיקרי, היא חדשנות בהשראת הטבע. המושגים הללו נטבעו במהלך המאה ה-20.
כשמפתחים דברים כמו מכונות, מתקנים, חומרים מלאכותיים או מוצרי טכנולוגיה בהשראת הטבע, זוהי ביומימטיקה.
כך גם באדריכלות, בהנדסה ובתכנון של מבנים ובתים שונים. באמצעות גישה זו ניתן לתכנן מבנים חכמים, חסכוניים ונעימים יותר למגורים וליצור ולבנות בתים עם פתרונות לבעיות שונות שהטבע פיתח כבר, במהלך מיליוני שנות אבולוציה.
כי הטבע מתכנן כבר מיליארדי שנים. כל עלה, כל עצם, כל כנף עברו אין-ספור מחזורי ניסוי וטעייה. בסוף נותר רק מה שעובד. ביומימיקרי (Biomimicry) היא הגישה שאומרת: למה להמציא מחדש את הגלגל, כשהטבע כבר המציא גלגלים הרבה יותר טובים?
באדריכלות, הגישה הזאת עוברת מהמטאפורה אל הבטון. מתכננים לומדים מבנים ביולוגיים ומיישמים את העקרונות שלהם בבניינים אמיתיים. האדריכל הספרדי הנודע גאודי היה איש דתי ואמר שאם הטבע הוא פרי יצירתו של האל ואדריכלות היא תוצר של הטבע, הרי שהכי טוב לכבד ולהוקיר את עבודת האל בתכנון של בניינים בהשראתו.
בכנסיית "לה סגרדה פמיליה" (la Sagrada Familia) המפורסמת שתכנן גאודי דומה חלוקת משקל העמודים לזו שבעצים, החלונות תוכננו כמו מבנה של כוורת הדבורים והמדרגות מחקות את המבנה הספירלי שבטבע.
דוגמה מפורסמות מצוינת היא מרכז איסטגייט (Eastgate Centre) שנבנה ב-1996 בזימבבואה. האדריכל מיק פירס (Mick Pearce) שם לב לכך שקיני הטרמיטים שומרים על טמפרטורה פנימית יציבה יחסית, גם כשבחוץ הטמפרטורה קופצת בין 3 ל-42 מעלות ביממה אחת.
היישום האדריכלי של פירס הוא מערכת תעלות אוורור מורכבת שמסיעה אוויר ומפזרת חום בדיוק כשצריך. האיש בנה את המרכז המסחרי לפי אותו עיקרון. לפיכך המבנה צורך כ-90 אחוז פחות אנרגיה לקירור מאשר בניינים קונבנציונליים באותו גודל.
דוגמה אחרת מגיעה מהעולם הימי. עורו של הכריש מכוסה בדנטיקולים דרמליים (Dermal Denticles), שיניים זעירות שמפחיתות גרר, או חיכוך. הן מאפשרות לו לחתוך את המים ביעילות יוצאת דופן. בתחום האדריכלות, הרעיון מיושם על ציפויים חיצוניים לבניינים, שמפחיתים הצטברות של לכלוך ומשפרים זרימת אוויר על פני קירות.
לפעמים ההשראה מגיעה ממקום פשוט יותר. העלים של עץ האלון מסודרים כך שכל עלה מקבל אור שמש מרבי עם הצללה מינימלית מהעלים שמעליו. אדריכלים ניצלו את העיקרון הזה לתכנון של חזיתות זכוכית עם לוחות פוטו-וולטאיים (Photovoltaic Panels), שממוקמים בזוויות שממקסמות קליטת אנרגיה סולארית לאורך היום.
השראה מפתיעה נוספת מגיעה מחיפושית המדבר הנמיבית (Namib Beetle). החרק הקטן הזה שורד באחד המדבריות היבשים בעולם בזכות גבו המחוספס. טיפות ערפל נדבקות לבליטות הידרופיליות (Hydrophilic) שעל גבו, מחליקות לאורך משטחים הידרופוביים (Hydrophobic) ומתגלגלות ישר אל פיו. אדריכלים בנמיביה ובישראל כבר בוחנים שילוב של ציפויים בהשראת החיפושית על גגות ומשטחים ציבוריים, כדי לאסוף מי ערפל לשימוש מקומי.
מגדל התקשורת קולומבו (Colombo Lotus Tower) בסרי לנקה שאב השראה מתכונה ייחודית של פרח הלוטוס (Lotus): המשטח שעליו דוחה מים ולכלוך בצורה מושלמת, תופעה הידועה כאפקט הלוטוס (Lotus Effect). חזית המגדל מצופה בחומרים שמחקים את המבנה הננומטרי של עלה הלוטוס, כך שגשם שוטף את פניו ללא צורך בניקיון ידני.
בזכות מבנה שכבות מיקרוסקופיות שמונעות התפשטות סדקים, מייצרות צדפות אבלון (Abalone) קונכייה קשה פי 3,000 מהגביש הפשוט שממנו היא עשויה. חוקרי חומרים ואדריכלים לומדים את המבנה הזה לצורך פיתוח של זכוכית ובטון עמידים יותר לרעידות אדמה.
כך גם עם עצמות ציפורים שהן עצמות חלולות, עם תמיכות פנימיות דקות המשלבות קלילות מרבית עם חוזק מבני גבוה. עקרון זה עומד בבסיס תכנון מסגרות פלדה וקורות תקרה מודרניות, שבהן חלל פנימי מחליף מסה מוצקה מבלי לפגוע ביציבות.
הביומימיקרי או ביומימטיקה באדריכלות היא לא רק עניין של עיצוב יפה. זוהי שיטה הנדסית שמניבה מבנים יעילים, חסכוניים ועמידים יותר. הטבע כבר פתר את רוב הבעיות שאדריכלים מתמודדים איתן ולא פעם כל שהאדריכלים צריכים לעשות הוא למצוא את הפתרון הטבעי לבעיות התכנון שלהם.
