Bau-Bionik

Natur - Analogien - Technik

verfasst von: Werner Nachtigall, Göran Pohl

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Die Natur lässt sich nicht kopieren, doch finden Architekten und Bauingenieure in der belebten Welt unerhört viele Analogien und Anregungen für eigenes kreatives Gestalten. Für die völlig neu bearbeitete zweite Auflage des reich illustrierten Buches hat der Biologe Werner Nachtigall mit Göran Pohl einen Facharchitekten für die Zusammenarbeit gewonnen. Das Buch behandelt einerseits die Prinzipien, unter denen man Natur und Technik vergleichend betrachten kann, und enthält andererseits ausführliche Darstellungen der Übertragungsmöglichkeiten bionischer Inspirationen in Architektur und Konstruktion. Es belegt durch viele Beispiele aus Forschung und Entwicklung den hohen Umsetzungsgrad natürlicher Vorbilder in Architekturentwürfen und Bauausführungen. Der Leser erfährt, wie bei der Gestaltung von Bauwerken die neuesten technischen Mittel genutzt werden und wie die Erkenntnisse der Bionik zu spannenden Ergebnissen führen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Technische Biologie und Bionik

Zusammenfassung

Bionik betreiben heißt, von der Natur für die Technik lernen. Das kann man in den verschiedenen technischen Fachgebieten unterschiedlich gut. Im Bereich des Baus und der Architektur ist das so eine Sache. Selbstredend kann es für den Bauingenieur und den Architekten interessant, ja faszinierend sein, einmal den Blick über den Zaun zu wagen, mitten hinein in die Reiche der belebten Natur. Man muss sich dabei nur vor einer zu direkten Übertragung hüten. Wenn Anregungen aus der Natur in bautechnisches oder architektonisches Gestalten einfließen sollen, geht das nicht ohne den Zwischenschritt der Abstraktion. Dreistufig ist denn auch die Vorgehensweise in der Bionik: Erforschen ® Abstrahieren ® Umsetzen (Nachtigall 2010). Es wird mehrmals Gelegenheit sein, auf diese Kette hinzuweisen. Zunächst aber sollen einige kennzeichnende Aspekte vorgestellt werden: Wie kommt der Name „Bionik“ zustande, gibt es Definitionen, warum steht die Analogieforschung an der Basis?

Werner Nachtigall, Göran Pohl

2. Bau, Architektur und Bionik

Zusammenfassung

Die Gegenüberstellung von Bauwesen und Biologie führt zu vielerlei – manchmal verblüffenden – Analogien. Sie zeigt zunächst, dass die Grundgesetzlichkeiten in beiden Disziplinen durchaus vergleichbar sind. Deshalb lohnen sich Blicke über den Zaun, und zwar in beide Richtungen.

Werner Nachtigall, Göran Pohl

3. Bionik für Bauwerke

Zusammenfassung

Die Funktionalität und Ästhetik natürlicher Formen und Konstruktionen entdeckte unsere technologisch geprägte Wirtschaftswelt erst in jüngster Zeit. Dabei haben Menschen die Funktionsprinzipien der Natur in allen Kulturen schon immer intuitiv genutzt: Speicherung des Wassers mit dem Anlegen von Terrassenfeldern, Nutzung des Windes zur Trennung der Spreu vom Weizen, oder natürliche Klimatisierung von Wohngebäuden durch Erdhäuser mit Aufwindkühlung in heißen Regionen. In der Natur ist darüber hinaus Funktion zumeist eng mit einer signalaussendenden Erscheinungsform verknüpft. Erfolg durch Attraktion (z. B. bei Blumen, die durch Attraktion Insekten anlocken und somit einen Bestäubungserfolg erzielen) ist dort immanent.

Werner Nachtigall, Göran Pohl

4. Natürliche Funktionen und Verfahren als Vorbilder für das Bauen

Zusammenfassung

Die beiden Beispiele stecken den Rahmen ab, der sich über vielerlei derartige biologische Anpassungen spannt. Das gut untersuchte Eisbärfell ist ausführlich behandelt.

Werner Nachtigall, Göran Pohl

5. Trag- und Hüllstrukturen in der Biologie als Ideengeber für Bauwerk

Zusammenfassung

In diesem Kapitel steht die Biologie im Vordergrund. Die biologischen Beispiele sind allerdings nach bautechnischen Gesichtspunkten eingeteilt, und es wird jeweils auf technische Konstrukte hingewiesen, zu denen die Biologischen analog sind. Bei einigen davon hat das Studium der natürlichen Formen und Konstruktionen technische Ausarbeitungen beeinflusst und beflügelt. Bei anderen ist dies anzunehmen aber quellenmäßig nicht nachweisbar; es bleibt dann bei der Gegenüberstellung der Analogien. Einige Aspekte sind schon in früheren Abschnitten gebracht worden, nämlich Tensegrity- und Tenseritystrukturen, Plattenkonstruktionen, Faltwerke und Aspekte der Bienenwaben. Mit Ausnahme der Letzteren werden diese hier nicht nochmals aufgegriffen. Über Höhlen- und Töpferbauten wurde ebenfalls bereits einiges gesagt.

Werner Nachtigall, Göran Pohl

6. Produkte und Architektur – Beispiele der Bau-Bionik

Zusammenfassung

Die Natur ist den Weg gegangen, Lösungen durch komplexe Vernetzung zu entwickeln. Im Vergleich zu technischen, „linearen“ Optimierungen kann dieser Strategie ein großer Erfolg bestätigt werden. Die natürliche Optimierung erfolgt durch Fortpflanzung, Mutation, Rekombination und Selektion. Die Natur nutzt auch Misserfolge als Optimierungshilfen.

Werner Nachtigall, Göran Pohl

7. Einige Daten zu biologischen Bauten

Zusammenfassung

Die in den folgenden 50 Gruppen kurz gefasst zusammengestellten Daten stammen aus Lehrbüchern, Originalpublikationen und referierenden Artikeln. Einige Zahlen stammen aus der Datensammlung von Flindt (Biologie in Zahlen. 2. Aufl., Fischer, Stuttgart, 1986). Viel Information liefern auch v. Frisch (Tiere als Baumeister. Ullstein-Verlag, Berlin, 1974), Freude (1982) und die Finnische Gemeinschaftsarbeit „Animal Architecture“ (1995).

Werner Nachtigall, Göran Pohl

Backmatter

Titel: Bau-Bionik
verfasst von: Werner Nachtigall
Göran Pohl
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-540-88995-3
Print ISBN: 978-3-540-88994-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-88995-3