A biológia megkerülhetetlenné vált az építészetben

Miért nem tervezünk a természetben fellelhető szerkezeteket létrehozó folyamatok lemásolásával? Eric Ellingsen az Illinois Institute of Technology oktatójának írása  

Amikor a 20. század egyik jelentős építésze, Frei Otto elkezdte tervezni fő művét, a müncheni olimpiai stadion tetőszerkezetét, különös dolog inspirálta: a szappan. Otto megszállott természettudós módjára tanulmányozta a természetben előforduló formákat, többek között a szappanbuborékokat, a bambuszt, az algákat és a különböző tengeri állatokat. Azonban Otto nem egyszerűen lemásolta ezeket a formákat. Ahelyett, hogy az akantuszlevelet mintázó görög korinthoszi oszlopfőkhöz hasonló módon elegáns utánzatokat hozott volna létre, az építész azokat a belső folyamatokat imitálta műveiben, amelyek során a természet kialakította ezeket a különleges formákat.

Mi lehet a közös az építészetben és a biológiában?
Otto felismerte, hogy a természetben előforduló rendszerek az optimalizáló gépekhez hasonlóan önmagukat stabilizálják. A belső és a külső környezet minden apró változása azonnali hatást gyakorol a természeti formákra. Miért is ne tervezzünk hát a természetben fellelhető szerkezeteket létrehozó folyamatok lemásolásával? Otto saját organikus manipulációit „önmagukat létrehozó építményeknek“ nevezte, amelyekkel a természetet nem lemásolta, hanem értelmezte.

A müncheni stadion tetőszerkezetéhez Otto a szappanbuborékok hártyáinak jellemzőit tanulmányozta. A buborékok felszíne igen hatékony „természeti gépként“ viselkedik: az erő és a könnyedség kiegyensúlyozásával a lehető legkisebb mennyiségű anyagból a lehető legnagyobb felületet alakítja ki. A hártyák a külső és a belső nyomáskülönbség hatására feszülnek ki és csak igen ritkán pattannak el maguktól. Otto tudta, hogy a flexibilis membránból kialakított, a stadiont lefedő szerkezetével pontosan ezt szeretné elérni. Gondosan kikalkulálta a szappanhártya felszínének változó szögeit és ezeket az adatokat használta fel a tető íveinek dinamikus szerkezetéhez.

A 20. századot megelőzően az építészek műveiket általában a környezettől elvonatkoztatva hozták létre. A városokat nem élő, dinamikus szervezetként fogták fel, hanem azoktól függetlenül, statikus formákkal és szabályokkal dolgoztak, a környezetet pedig nem vették figyelembe. Emiatt történhetett meg, hogy ma a városok nagy részének sziluettje egymáshoz nem kapcsolódó, szinte bárhol máshol is elhelyezhető „dobozokkal“ van tele.

Otto gondolkodásmódja azonban homlokegyenest más volt, és ezzel nem is volt annyira egyedül. Manapság már sok építész fogadja el azt az elvet, hogy minden fizikai szerkezet egy nagyobb szerves rendszer része, és a szerkezet, a forma és a környezet kölcsönhatásban állnak egymással, csakúgy, mint az élő szervezetek esetében.

A müncheni stadion csaknem 440 méteres fesztávolságának áthidalására Otto a lefedést úgy használta, mint a bőrt. A vezetősodronyok közé befeszített anyagot úgy építette fel, hogy az abban fellépő feszültség egyben stabilizálja is a szerkezetet. Az árbócok tartják meg a sodronyokat, a sodronyok pedig az anyagot, amely pedig, azon túl, hogy lefedi és rögzíti a stadiont, stabilizálja az árbócokat is. Ahol a szerkezet a földdel találkozik a „bőr“ összekapcsolódik a helyszín egyedi topográfiájával.

A 20. század építészeit igen erősen foglalkoztatja az önmagukat létrehozó szerkezetek jelensége. A természeti rendszerekben az élet folyamatos változásban van és állandóan alkalmazkodik a környezethez, mégis az állandó szabályokhoz kötődően működik. Az építészek rendszerint ezen szerkezeteket behatároló szabályrendszerek megismerésével kezdik a tervezést, majd bizonyos variációkat hoznak létre, de csak olyan mértékben, hogy a rendszer még egyben maradjon. A végleges építészeti forma így alakul ki. Ezt a gondolkodásmódot kitűnően példázza Toyo Ito és Cecil Balmond a londoni Serpentine Gallery számára létrehozott pavilonja 2002-ből, valamint a még építés alatt álló pekingi Watercube (Vízkocka).

A Nastasi Architects építésziroda az ún. ´Suburban Prototypes´ projektjének lakóházait bizonyos elvek szerint helyezte el. A falak ívesek, a tetővonalak folyamatosan változnak és az alapok nem esnek egy vonalba. A szokatlan elrendezés biztosítja, hogy minden egyes ház a lehető legtöbb természetes fényhez jusson, és egyben a talajvíz természetes mozgását kövesse. Akár egy élő organizmus esetében, a projekt minden egyes elemét a többi elemhez való kapcsolat befolyásolja.

A Stuttgarti Egyetem ´Living Plant Constructions´ projektjében Gerd de Bruyn és két diákja, Ferdinand Ludwig és Oliver Storz levegővel töltött ideiglenes csövekkel támasztja meg és mutat növekedési irányt azoknak a kúszó fügefáknak, amelyek a német és a lengyel határon önhordó gyalogoshíddá növik majd ki magukat. (A fáknak előreláthatólag hét évbe telik majd, mire megfelelően megerősödnek.)

Frei Otto hosszú éveken át tanulmányozta a levegővel töltött szerkezeteket, az ún. "pneus"-t. Az Illinois Institute of Technology-n egyik végzős hallgatóm, Katja Linnig papírból készült „sejtek“ és egy, a levegőt tartóelemként hasznosító léggömbszerű tárgy segítségével kutatja az önszerveződés jelenségét. Ezek az anyagok igen nagy tűrőképességgel rendelkeznek, és az egyes elemek a forma önszerveződését és
növekedését elősegítő manipulációi szerint változó szerkezeti jellemzői könnyen analizálhatók.

Úgy tűnik, az építészek szívesen dolgoznak együtt őket inspiráló biológusokkal is: Otto például szorosan együttműködött JG Helmke biológussal, és a jelenkor számos építésztanára és tervezője, köztük én magam is, szívesen mélyedünk el például Eric Bonabeau és Stewart Kauffman biológusok tanulmányaiban. A Harvard Egyetem biológusa, Donald Ingber viszont éppen fordítva működik: az építészetet tanulmányozza azért, hogy megértse, hogyan alakul ki és marad egyben a sejtváz. Ahogy azt Otto egykor mondta: "A biológia megkerülhetetlenné vált az építészetben – de ez fordítva is igaz."

Eric Ellingsen* írása a The Scientist oldalán olvasható

*Eric Ellingsen az Illinois Institute of Technology oktatója. Építészetet és tájtervezést, valamint építészettörténetet és elméletet tanít. Társszerkesztője a megjelenés előtt álló 306090: Models című könyvnek.