Onyszkiewicz Elementy Biomim
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział Architektury mgr inż. arch. Jakub Onyszkiewicz PRACA DOKTORSKA Elementy biomimetyki w projektowaniu architektury w środowisku zrównoważonym. Ewolucja i interpretacja bioniki na przykładzie polskich i zagranicznych konkursów architektonicznych. Elements of biomimetics in designing architecture in a sustainable environment. Evolution and interpretation of bionics by the example of domestic and foreign architectural competitions. PROMOTOR: dr hab. inż. Waldemar Bober, prof. uczelni ZAKŁAD KONSTRUKCJI I BUDOWNICTWA OGÓLNEGO Wrocław 2019 MOTTO: “Pośród budowli ta jest doskonalsza, której niezawodność uzyskana jest przede wszystkim poprzez nadanie jej formie odpowiedniego kształtu, a nie drogą zastosowania bardziej wytrzymałych materiałów. To drugie rozwiązanie jest stosunkowo proste, natomiast pierwsze, przeciwnie, osiąga się z trudem. W tym zawarty jest urok poszukiwań i satysfakcja z odkryć.” Eduardo Torroja “The opposite of nature is impossible.” Buckminster Fuller STRESZCZENIE: Praca doktorska Jakuba Onyszkiewicza nosi tytuł: "Elementy biomimietyki w projektowaniu architektury w środowisku zrównoważonym." Podtytuł, wskazujący jednocześnie na przedmiot badania to: "Ewolucja i interpretacja bioniki na przykładzie polskich i zagranicznych konkursów architektonicznych." Autor uzasadniając wybór tematu pracy odnotowuje fakt, iż pozyskanie umiejętności twórczej analizy zjawisk zachodzących w świecie natury ożywionej i nieożywionej powodować będzie sytuację, w której projektowanie architektoniczne realizowane będzie zgodnie zasadami zrównoważonego rozwoju. Wskazuje miejsce tematu w problematyce badawczej podkreślając związki biomimetyki i architektury. Analizuje społeczny i ekonomiczny aspekt biomimetyki oraz wpływ klimatu na możliwości jej implementacji. Autor formułuje we wstępie dwie tezy dotyczące cech architektury biomimetycznej oraz kryteriów, które można zastosować do jej badania. Określa też cel naukowy pracy, którym jest podsumowanie oraz usystematyzowanie dotychczasowej wiedzy z dziedziny bioniki architektonicznej. Przedstawione zostają podstawowe definicje mające na celu zachowanie rzetelności prowadzenia rozprawy. Onyszkiewicz, zwraca szczególną uwagę na biomimetyczne podejście do projektowania produktów, systemów i architektury na zasadzie cradle to cradle - zamkniętych pętli obiegu elementów pochodzenia naturalnego w cyklu biologicznym i technicznego w cyklu technologicznym. Przedstawiona zostaje ewolucja biomimetyki od czasów starożytnych, poprzez secesję, modernizm do lat 60-tych ubiegłego wieku, kiedy biommimetyka została po raz pierwszy zdefiniowana. Autor prezentuje liczne przykłady współczesnych, biomimietycznych obiektów architektonicznych i zwraca uwagę na znaczenie kolejnych rewolucji przemysłowych w procesie ewolucji biomimetycznego projektowania. Podkreśla znaczenie 4-tej rewolucji zapoczątkowanej w latach 90-tych ubiegłego stulecia w kontekście niezależności energetycznej obiektów architektonicznych. Analizując aktualny stan badań nad przedmiotową problematyką autor przytacza liczne publikacje i wyniki badań krajowych i zagranicznych obrazując szerokie spektrum implementacji zagadnień związanych z biomimetyką. Podkreśla znaczenie interdyscyplinarnego jej badania. Opierając się na przeprowadzonej analizie materiałów źródłowych zaznacza, iż dzięki wdrożeniu biologii syntetycznej i genetycznej modyfikacji, projektowania parametrycznego, zaawansowanej inżynierii materiałowej oraz fabrykacji addytywnej – narzędziom rozwiniętym w XXI wieku - biomimetyka może być wdrażana na wielu polach projektowania, w tym projektowania architektonicznego. Onyszkiewicz po przeprowadzeniu wielostopniowej analizy możliwości implementacji naturalnie występujących funkcji, form i konstrukcji definiuje cechy architektury biomimietycznej. Pozwala to jego zdaniem na zdefiniowanie w kolejnym kroku kryteriów, które stosuje do oceny prac konkursowych architektury zrealizowanej zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju. Określa warunki minimalne kwalifikacji i przeprowadza badanie 226 prac pozyskanych z opublikowanych wyników konkursów architektonicznych organizowanych w Europie, Ameryce Północnej i Azji. Przyjęta cezura czasowa konkursów to lata 2008-2018. Metodą analizy danych źródłowych przy udziale statystyki przeprowadza badanie i prezentuje jego wyniki w aspekcie geograficznym - kraju pochodzenia autora i organizacji konkursu, partycypacji - analizując czy uczestnik konkursu był profesjonalistą czy studentem architektury oraz m.in. czasu powstania pracy. Procentowy udział kolejnych kryteriów w ogólnej ilości badanych prac pozwala zdaniem autora na wskazanie wagi zainteresowania daną cechą. Onyszkiewicz zauważa w podsumowaniu swojej pracy, iż nastąpiła zmiana paradygmatu postrzegania biomimietyki, która aktualnie łączy optymalizację funkcjonalno- konstrukcyjną z aspektami ekologicznymi. Jednocześnie, jak wykazują wyniki badania, optymalizacja konstrukcyjna w analogii do działania naturalnie występujących struktur została odnotowana jako słabo reprezentowana. Jakub Onyszkiewicz prezentuje dane statystyczne wskazujące na duże znaczenie biomimetyki w projektowaniu architektury w środowisku zrównoważonym potwierdzając jednocześnie prawdziwość założonych tez. Podkreślone zostaje, iż w pracy naukowej sprawdzono zastosowanie nowej metody badania architektury, która za pomocą statystyki pozwala na wyciągnięcie obiektywnych, klarownych wniosków. Stworzona baza danych może być uaktualniana w funkcji czasu. Kryteria badania mogą zostać częściowo usunięte, zmienione lub dodane co stwarza pole do prowadzenia dalszych prac w tym zakresie. ABSTRACT: The doctoral thesis of Jakub Onyszkiewicz is entitled: "Elements of biomimicry in the design of architecture in a sustainable environment." The subtitle, which also indicates the subject of the study, is: "The evolution and interpretation of bionics by the example of Polish and foreign architectural competitions." The author, justifying the choice of the subject of the work, notes that acquiring the ability to creatively analyze phenomena occurring in the world of animate and inanimate nature will result in a situation in which architectural design will be implemented in accordance with the principles of sustainable development. He indicates the place of the topic in research issues, emphasizing the connections between biomimetics and architecture. He analyzes social and economic aspects of biomimetics and the impact of climate on the possibilities of its implementation. In the Introduction, the author formulates two theses regarding the features of biomimetic architecture and the criteria that can be applied to its study. He also defines the scientific goal of the work, which is to summarize and systematize the existing knowledge within the field of architectural bionics. Basic definitions are presented to preserve the integrity of the trial. Onyszkiewicz pays particular attention of biomimetic approach to the design of products, systems and architecture on the principle of cradle-to-cradle: a closed loop of natural elements in the biological and fully recyclable loop of elements in the technological one. The evolution of biomimetics is presented, ranging from the ancient times, through secession and modernism to the 1960s, when biomimetics was first defined. The author presents numerous examples of contemporary biomimetic architectural objects and draws attention to the importance of subsequent industrial revolutions in the process of evolution of biomimetic design. He emphasizes the importance of the 4th revolution initiated in the 1990s in the context of energy independence of architectural structures. Analyzing the current state of research on the subject matter, the author quotes numerous publications and results of domestic and foreign surveys depicting a wide spectrum of implementation of biomimetics-related issues. The importance of interdisciplinary research is crucial according to the author’s statements. Based on the analysis of the source material, he points out that thanks to the implementation of synthetic biology and genetic modification, parametric design, advanced material engineering and additive fabrication - tools developed in the 21st century - biomimetics can be implemented in multiple fields of design, including architectural design. Following a multistage analysis of the possibilities of implementing naturally occurring functions, forms and constructions, Onyszkiewicz defines the features of biomimetic architecture. This allows him, in his opinion, to juxtapose the criteria used in the evaluation of competition works of architecture implemented in accordance with the principles of sustainable development. He specifies the minimum conditions for qualifications and conducts a study of 226 works obtained from the published results of architectural competitions organized in Europe, North America and Asia. The time period of the competitions adopted ranges from 2008 to 2018. By analyzing the source data with the participation of statistics, the author carries out the research and presents its results in the geographical aspect - the country of origin of the creator and the organization of the competition / participation - analyzing whether the participant was a professional or architectural student, and time of work creation. The percentage share of subsequent criteria in the total number of researched works allows, according to the author, to indicate the importance of interest in a given feature. In the the summary of his work, Onyszkiewicz notes