Biomimetic Research for Architecture and Building Construction: Biological Design and Integrative Structures

این کتاب شامل اولین بررسی مرکز تحقیقات مشترک SFB-TRR 141 "طراحی بیولوژیکی و ساختارهای یکپارچه - تحلیل، شبیه سازی و پیاده سازی در معماری" است که توسط Deutsche Forschungsgemeinschaft از اکتبر 2014 تامین شده است. SFB-TRR 141 یک چارچوب همکاری برای معماران و مهندسان از دانشگاه اشتوتگارت، زیست شناسان و فیزیکدانان از دانشگاه فرایبورگ و دانشمندان زمین شناسی و زیست شناسان تکاملی از دانشگاه توبینگن فراهم می کند. این برنامه به عنوان گفت‌وگوی بین رشته‌ها مفهوم‌سازی شده است و بر این باور استوار است که تحقیقات بیومیمتیک پتانسیل این را دارد که همه افراد درگیر را به یافته‌های جدید بسیار فراتر از دسترس فردی او سوق دهد. در چند دهه اخیر، روش‌های محاسباتی در تمام زمینه‌های علم و فناوری معرفی شده‌اند. در معماری، آنها تمایز هندسی اجزای ساختمان را ممکن می‌سازند و امکان ساخت مواد متخلخل یا مبتنی بر الیاف را با خواص فیزیکی و شیمیایی تنظیم‌شده محلی می‌دهند. پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های شبیه‌سازی بر مدل‌های چند مقیاسی و تأثیر متقابل پدیده‌های مکانیکی در سطوح مختلف سلسله مراتبی تمرکز دارد. در علوم طبیعی، روش‌های کمی که سطوح مختلف سلسله مراتبی را پوشش می‌دهند، معرفی شده‌اند. این پیشرفت‌ها در روش‌های محاسباتی، عصر جدیدی را در بیومیمتیک گشوده است: تمایز محلی در مقیاس‌های مختلف، ویژگی اصلی سازه‌های طبیعی، برای اولین بار نه تنها قابل تجزیه و تحلیل است، بلکه تا حدی به ساخت و ساز ساختمان نیز منتقل می‌شود. روش‌های محاسباتی امکان تبادل مستقیم اطلاعات را بین رشته‌های علمی که تاکنون به طور گسترده از هم جدا شده‌اند، می‌سازد. در نتیجه آنها منجر به یک رویکرد جدید برای تحقیقات بیومیمتیک می شوند که امیدواریم به توسعه پایدارتر در معماری و ساخت و ساز ساختمان کمک کند.

This book comprises a first survey of the Collaborative Research Center SFB-TRR 141 ‘Biological Design and Integrative Structures – Analysis, Simulation and Implementation in Architecture’, funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft since October 2014. The SFB-TRR 141 provides a collaborative framework for architects and engineers from the University of Stuttgart, biologists and physicists from the University of Freiburg and geoscientists and evolutionary biologists from the University of Tübingen. The programm is conceptualized as a dialogue between the disciplines and is based on the belief that that biomimetic research has the potential to lead everyone involved to new findings far beyond his individual reach. During the last few decades, computational methods have been introduced into all fields of science and technology. In architecture, they enable the geometric differentiation of building components and allow the fabrication of porous or fibre-based materials with locally adjusted physical and chemical properties. Recent developments in simulation technologies focus on multi-scale models and the interplay of mechanical phenomena at various hierarchical levels. In the natural sciences, a multitude of quantitative methods covering diverse hierarchical levels have been introduced. These advances in computational methods have opened a new era in biomimetics: local differentiation at various scales, the main feature of natural constructions, can for the first time not only be analysed, but to a certain extent also be transferred to building construction. Computational methodologies enable the direct exchange of information between fields of science that, until now, have been widely separated. As a result they lead to a new approach to biomimetic research, which, hopefully, contributes to a more sustainable development in architecture and building construction.