DARABOS ANITA Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatikai Kar (PTE-MIK) Breuer Marcell Doktori Iskola Építőművész DLA képzés Növényi építészet, állati építészet, természeti építmények Üveg az építészetben, építészeti üveg DLA értekezés Készítette: Darabos Anita DAAUAAP. PTE Témavezető: Dr. P. Szűcs Julianna Csc habil PTE Külső konzulens: Dr. Szabó Krisztina PhD BCE Tájépítészeti Kar 2016 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés ............................................................................................................................ 5 Munkahipotézis ...................................................................................................................... 5 2. Növényi építészet ................................................................................................................ 6 2.1. A természeti inspiráció ................................................................................................ 6 2.1.1. Kutyatejfélék ........................................................................................................ 6 2.2. Kaktusz építészet ......................................................................................................... 7 2.3. A fény csapdába ejtése ................................................................................................ 7 2.4. „Kaktusz-építészet” – vályogházak ............................................................................. 7 2.5. Kaktusztelepek – felhőkarcolók, magas házak ............................................................ 8 2.6. Formai hasonlóságok a növények és az épületek között ........................................... 10 2.7. Növényi formarészek és épületformák összehasonlítás ............................................ 14 2.7.1. Tövisanalógiák ................................................................................................... 15 2.8. Magas házak tornyok magasság versenye ................................................................. 16 2.9. Új eredmények, találmányok. Fénycsapdák .............................................................. 17 2.9.1. Napcső ................................................................................................................ 17 2.9.2. Kaktusz vályogházak .......................................................................................... 18 2.9.3. Fénycsapda makettek – a növényanalógiákra kísérletek .................................... 23 3. Állati építészet .................................................................................................................. 30 3.1. Az állati és emberi építmények párhuzamba állítása ................................................. 31 3.2. Az építmények típusai összehasonlításban ................................................................ 32 3.3. Emberi építmények .................................................................................................... 34 3.4. Barlanglakások .......................................................................................................... 34 3.4.1. Magyarországi barlanglakások ........................................................................... 35 3.5. Barlangszerű állati építmények ................................................................................. 36 3.5.1. Föld gödör Földkunyhó ...................................................................................... 36 3.5.2. „Tetőszerkezet” és fűtés az állat teste. A tető fa és föld..................................... 36 3.5.3. Szikla, partfal fülkék .......................................................................................... 37 3.6. Állati és emberi fészek építmények ........................................................................... 37 3.6.1. Gogó madár ........................................................................................................ 37 3.6.2. Lombházak ......................................................................................................... 37 3.6.3. Telepes szövőmadár ........................................................................................... 38 3.7. Genetikailag beépített építészeti szoftver .................................................................. 40 3.8. Állati és emberi agyag építmények ........................................................................... 41 3.8.1. Emberi építmények vályogból, vagy fa merevítésű agyagból. .......................... 42 3.8.2. Darázsfészek, lopódarázs ................................................................................... 43 3.9. A kör .......................................................................................................................... 44 3.9.1. Táborhely ........................................................................................................... 44 3.9.2. Biztonsági távolság ............................................................................................ 44 3.9.3. Halottaik nyughelye ........................................................................................... 44 3.10. A kör ...................................................................................................................... 44 3.10.1. Időben és térben való tájékozódás építményei ............................................... 44 3.10.2. Kör alaprajzú emberi építmények ................................................................... 45 3.10.3. Párhuzamok a természeti formák és az építmények között ............................ 46 3.10.4. Ókori kör alaprajzú építmények ..................................................................... 48 3.10.5. Pók építmények - kör torzulása ...................................................................... 50 3.11. Madárfészek építmények ....................................................................................... 55 3.11.1. A legkisebb házépítő ...................................................................................... 57 3.12. Szélárnyék makettek .............................................................................................. 58 4. Természeti építmények ..................................................................................................... 60 4.1. Természeti analógiák melyek a terveim előképei voltak ........................................... 61 4.1.1. Tizenkét Apostol – Ausztrália Viktória állam óceánpartja ................................ 61 4.1.2. Megkövült homoktenger Utah Pária-Canyon .................................................... 61 4.1.3. A szibériai csoda – Léna pillérei ........................................................................ 62 4.1.4. Szikla erdő, Kína ................................................................................................ 62 4.1.5. Pszichedelikus cseppkőképződmények egy izraeli barlangban: ........................ 63 4.1.6. Staffa, Skócia ..................................................................................................... 64 4.1.7. Vörös-árok .......................................................................................................... 66 4.1.8. Pamukkale .......................................................................................................... 67 4.1.9. Megkövült homoktenger, Utah Pária-Canyon ................................................... 68 4.1.10. Eaglehawk Neck, Tasmania ........................................................................... 69 4.2. ANTONI GAUDÍ ...................................................................................................... 70 4.3. Diagonal Mar park, Barcelona ................................................................................... 74 4.4. Utah Pária-Canyon – Nanyang Műszaki Egyetem, Szingapúr .................................. 75 4.5. Zaha Hadid ................................................................................................................ 77 4.6. Emberi építmények, megmunkált természeti képződmények ................................... 79 4.6.1. Sziklába vájt építmények ................................................................................... 79 4.7. Sziklába vájt építmények ........................................................................................... 84 4.8. Sziklához épített építmények ..................................................................................... 86 4.8.1. Charles Foreman Johnson építész ...................................................................... 86 4.8.2. Kőtömbök közé épült Stone House .................................................................... 88 4.8.3. Kendrick Bangs Kellogg amerikai építész ......................................................... 89 4.9. Kő közé épült építmények ......................................................................................... 91 4.10. Építési technikák és építési anyagok összehasonlítása. ......................................... 91 4.11. Zajvédő falak ......................................................................................................... 91 4.11.1. Alapfogalma ................................................................................................... 92 4.12. Zöld fal ................................................................................................................... 94 4.13. Elem-kombinációk Franciaországban és Hong-Kongban...................................... 95 4.13.1. Francia hangelnyelő fal .................................................................................. 96 4.13.2. Beton hangelnyelő falak ................................................................................. 97 4.14. Általam tervezett zajvédő falak makettjei .............................................................. 97 4.14.1. Általam tervezett zajvédő fal .......................................................................... 99 4.15. Fővárosi Állat és Növénykert .............................................................................. 100 4.15.1. Eredeti állapot, határoló fal. ......................................................................... 101 4.15.2. Általam tervezett határoló fal, mely zajvédő fal is egyben, és üllő bútor. ... 101 5. Összegzés ........................................................................................................................ 102 Hasznosíthatóság és Továbbfejlesztés lehetősége .................................................................. 103 Köszönetnyilvánítás ............................................................................................................... 104 1. Bevezetés A természeti környezet megfigyelése, megismerése minden történelmi korban, társadalmi kultúrában fontos volt. A modern ember eltávolodása, elszakadása a természettől, törvényszerű volt, hiszen mindent újra akart alkotni, jobban akart csinálni. Az írásbeliség megjelenésével egyidőben megjelentek a természet másolásáról szóló könyvek, írásművek, publikációk. Napjainkban is jelen vannak a különféle tudományos kiadványokban, melyek tanulmányozása nyújtott segítséget értekezésemhez. Növények – állatok – természet által alkotott természetes építmények napjainkban is jelen vannak, példaképnek tekinthetők. Megvalósult munkákban tanulmányozhatóak kiadványokban fellelhetők, melyek nagy segítséget nyújtottak az értekezésem elkészítésében. A hagyományos lakóhelyek gyakran utalnak egy vidék geológiai felépítésére, mivel az emberek elsősorban a helyi nyersanyagokat használják fel. Ilyenformában, a kőben gazdag helyeken kőből emelnek épületeket, míg az agyagos területeken a vályogtéglával történő építkezés terjedt el. Ha a helyi nyersanyagok kevéssé alkalmasak az építkezésre, mert túl lazák és gyengék, mint a hegyvidék lösze (szél fújta por) - akkor barlanglakó életmód alakult ki. A biológiai analógiák elemzése, működésük átvétele fontos számunkra nem csak a jól működő tárgyak esetében, ha nem a védelmet nyújtó építményeink esetében is. A természeti analógiák mintájára történő szerkezettervezés egyik jelentős alakja már az ókorban ismert (i. e. I. században élt) neves építész, Marcus Vitruvius Pollo volt. A „De architectura”című tanulmányában részletes elemzést és rajzokat készít az emberi arányokról. Leonardo da Vinci ezt később újraalkotta, és napjainkban már elsősorban az ö rajzai alapján ismerjük a témát. Ezért Leonardo a másik nagy alakja a természeti analógiák alapján készült mérnöki gondolkodásnak és alkotásnak. Napjainkban ennek a gondolkodásmódnak a bölcsője Németországban van, ahol több nagyhírű egyetem is ezekre az alapokra helyezi építészeti oktatását. Munkahipotézis Az értekezés a természetben található építmények elemzésével foglalkozik. Növényi építészettel, állati építészettel és nem utolsó sorban a természeti építményekkel. A növényekből építenek az állatok, az állatok vázaiból pl. zátonyok képződnek, melyek feltöltődve újabb szárazföldi területeket eredményeznek. Ez egy örök körforgás, mely soha nem áll meg. Az ember pedig minden szegmensbe bekapcsolódik, illetve felhasználja azt. A kutatás főbb lépései az alábbi pontokban határozhatók meg, melyek mindhárom téma feldolgozásánál alapul szolgálnak. – Természeti analógiák vizsgálata – Természeti analógiák rendszerezése – Ezeknek az adaptációknak a felsorolása – Természeti adaptációk integrálása a tervezési folyamatokba – Alkalmazhatóság igazolása 5 2. Növényi építészet 2.1. A természeti inspiráció 1. ábra Oszlopkaktusz erdő, Kandeláberkaktusz 2. ábra Gran Canaria, Óriás kutyatejféle és én 2.1.1. Kutyatejfélék Rendkívül száraz, kopár területen hatalmas uralkodó kolóniákban élő nővény. Sziklás, vulkánikus kőzet alkotta talajrétegen honos. A nappali meleg és az éjszakai hideg váltakozása miatt páralecsapódás keletkezik, melyet a töviseivel hasznosít. A lecsapódó pára a töviseken 6 végigfutva a növény testéhez ér, majd a gyökerekig csurog lefelé. Ezeknek a növényeknek a nehéz talaj és hőmérsékleti viszonyok közepette lenyűgöző az alkalmazkodó képessége. Ennek a pozsgásnövény kolóniának a méretei a 2. ábrán jól láthatóak. 2.2. Kaktusz építészet DLA tanulmányaim első évét az építészetben megjelenő növényi analógiák kutatására fordítottam. Vizsgálataim során számos olyan építményt, épületet találtam, ahol külső megjelenésben, szerkezeti elemekben, illetve az alapozásban megjelennek növényi előképek, analógiák, melyek sok esetben az amerikai hatalmas termetű oszlopkaktuszokra utalnak, vagy esetleg az afrikai oszlopos növekedésű kutyatejfélékre, az Euphorbia egyes képviselőire emlékeztetnek. A példáim mindegyike pozsgás növény, idegen szóval szukkulens, mely tüske vagy tövis jellegű emergenciákkal, magasra növő oszlopos habitusával, jellegzetes spiralis/helikális szerkezetével kiemelkedik a környezetéből. 2.3. A fény csapdába ejtése Középiskolai tanulmányaim alatt úgy éreztem, hogy az üveg vagy funkcionális elem, vagy díszítő elem az építészetben. Ennek a két területnek pedig két különböző területre szakosodott alkotói réteg a tervezője. Építész és Iparművész. Ma már másképp gondolom, szükség van a Bauhaus szellem folytatására a különböző területen alkotóknak találkozniuk, értekezniük, vitatkozniuk kell. Az építészeti üveg új megfogalmazási területeit kerestem a kutatási területemmel. Hogy lehet szerves alkotó része az üveg az építménynek. 2.4. „Kaktusz-építészet” – vályogházak Azokat a növényeket, melyeknek húsos szártagjaik, töviseik vannak, a laikusok sok esetben a kaktuszok közé sorolják, s mivel a fellelt analógiák csak részben tartoznak a kaktuszok (Cactaceae) családjába, ezért a címben idézőjelet használtam, ezzel próbáltam összefoglaló nevet találni a tanulmányomnak. Alap geometriai forma, a környezetben élő nővények formáját követi, egyszerű funkciójú építmények. Afrikai területen jól megfigyelhető a tudat alattiba beépült környezeti formavilág. Néhány éve a kaktusz és pozsgás szervezetek felépítését és működését vizsgálva látványos azonosságokat vettem észre egy különleges felépítésű kutyatejféle, az Euphorbia grandialata afrikai elterjedésű faj és egyes afrikai törzsi építmények struktúrája között. Ghana agyagból, facölöpök alkalmazásával megépült vályogházai tökéletesen megépült növényanalógiák. A pozsgás kutyatejfélék bőrszöveti képződményei szerepét szerkezeti szinten természetesen - ezen építmények esetében a facölöpök veszik át, amelyek a vályogfalak stabilitását biztosítják, valamint a későbbi „tatarozási” munkálatoknál is támasztékot szolgáltatnak. 1. Tézisem: Az adott területen élő növények formájukkal, felépítésükkel és működésükkel hatnak az emberi építményekre. 7 3. ábra Ghana agyagból és fa cölöpből álló vályogháza 4. ábra Euphorbia grandialata A 3-4. ábrán látható épület és pozsgás növény szinte egymás tükörképei. Valóban egymás mellett élő két objektum. Az ott élő emberekre, kultúrájukra, tárgyalkotásukra hat a környezetükben élő növények, illetve állatok képe. De ez nem csupán formai azonosság, hanem szerkezeti hasonlóság is, hiszen a tövisalapok helyzete, a szállítónyalábok iránya megegyezik a vályogfal és annak merevítésére szolgáló facölöpök szerkezetével. A következő példám a XIV. században épült Dzsenne Mecset, (5. ábra) ahol a facölöpök állandó állványzatot nyújtanak a folyamatos karbantartáshoz, hiszen a vályogfal a környezet páratartalmát magába szívja, illetve a napsugárzás hatására kiszárad. Az épület épsége érdekében a repedéseket, torzulásokat folyamatosan ápolni kell. (6. ábra) 5. ábra Maliban a XIV. sz. DZSENNEI MECSET 6. ábra A facölöpök állandó állványzatként épülete. szolgálnak .A vályogépítészet külső forma sziluettje, a merevítésre szolgáló fa gerendák miatt, hasonlít a pozsgások és kaktuszok zöld, húsos testén kiálló tövisekre. 2.5. Kaktusztelepek – felhőkarcolók, magas házak A XX. sz. második felétől felgyorsuló ütemben fejlődő felhőkarcoló és magasház-építészet számos formai és nem ritkán szerkezeti analógiát mutat a kaktuszok, pozsgások legkülönbözőbb fajaival. Égbetörő formák folyamatosan fejlődő technikai megoldásokkal, találmányok (mint pl.: acél szerkezetek, függesztett falak) lehetővé tették, hogy egyre magasabb épületek születhessenek. Ehhez a technikai fejlődéshez is jó tanár volt a természet. 8 A kaktuszokkal formai szempontból analóg épületekre példaként említhetjük: – Frank Lloyd Wright – Research Tower , Racine (USA), 1950 – Foster&Partners – Millennium Tower, Tokió, 1989 – Ateliers Jean Nouvel – Doha Tower– Qatar, 2012 Frank Lloyd Wright esetében a növények analógiájára, mint növények központi hengerére, ráépül a külső átlátszó hús. Több épülete is sivatagos területeken található, vagy kaktuszos élőhelyeken, így a különös növények nagy hatással voltak rá. 7-9. ábra Research Tower 10. ábra kaktusz Research Tower (7. - 9. ábra), Racine (USA), 1950 épült magas háza, tulajdonképpen, mint egy „karógyökeres növény” melyre függesztet üvegfal épül külső héjként. Laboratórium működött benne, melynek működésében fontos a természetes fény. A növény épületanalógiáknál vizsgáltam a tornyokat, kiemelkedő építményeket. „A tornyok minden esetben hangsúlyoznak valamit, mint a mondat végén a felkiáltójel. Szimbolikus jellege és ennek következtében a formája miatt nehezen elegyíthető más építészeti műfajokkal. A torony »kifelé-élő« formájából következően nehezen simul bele környezetébe. Nem illeszkedik, hanem uralkodik. Magasságánál fogva mindig távolabbi térre utal. Falut, várost, teret és tájat a tornya jellemezhet leginkább, mely környezetéből kicsúcsosodva, magába szívva annak tulajdonságait, távolabbra is megmutatja környezete hangulatát.” Kutatásomban az épület – növény analógiákra az egyik legszebb példa az Arizona, Mexikó Sonora állam és Kalifornia dél-keleti félsivatagos részein őshonos Carnegia gigantea (kandeláberkaktusz), mely 100-200 éves kort is elérhet. Élőhelyén a kifejlett példányok akár 15 m magasak 40-50 cm törzsátmérőjűek is lehetnek. Súlyuk eső után az 5-6 tonnát is elérheti. Hengeres hajtásaikat, törzsüket függőleges bordák (11. ábra) tagolják, melyek segítenek a stabilizálásban, továbbá többek között lehetővé teszik állandó felület mellett a csapadékviszonyoknak megfelelő térfogatváltozást, tömeggyarapodást. Makettjeim ihletői a (11. ábrán) látható példányok voltak, melyek élőhelyükön, mint tökéletes felhőkarcolók állnak. Uralkodnak a tájon, s a képzeletbeli vagy a valós lakók számára a legszebb kilátásra törnek. 9 11. ábra Carnegia gigantea kifejlett példányai - Amerika sivatagos, és félsivatagos részén az oszlopkaktuszt tűzifának és építő anyagnak használják 2.6. Formai hasonlóságok a növények és az épületek között A következő példámon a (12-13. ábrán) spirális elrendezettség hasonlósága a kaktuszok szemölcseinél valamint az épület lépcsősor kialakításánál. 12. ábra Cylindropuntia 13. ábra NARA TOWER, Tokyo (1994), Ken Yeang A belső szilárd test és a külső háló (kaktusznál tövisháló) e két réteg az élő és az élettelen, tehát növény és épület esetében is megfigyelhető. A két felületréteg közötti levegőhűtésre, fűtésre azaz a hőmérséklet kiegyenlítésére is szolgálhat, de a védelemben is fontos szerepet játszik. 10