Cong ty Cong Nghe Tin hoc Nha truong http://www.schoolnet.vn
SỰ KỲ DIỆU CỦA TỰ NHIÊN: NHỮNG THIÊN TÀI KIẾN TRÚC ĐANG CÒN ẨN DANH
13/12/2010

Truyền thuyết kể rằng: Khi An Dương Vương xây thành Cổ Loa, thường bị yêu quái hiện ra quấy nhiễu. Cứ ngày xây thì đêm lại đổ. Không biết làm cách nào nhà vua phải cầu cứu đến một vị thần. Thần hiện ra, ban cho một phép lạ trấn áp yêu ma. Từ đó, mới được yên…


Sự thật, chắc đã không hề có một vị thần nào trợ giúp được cho nhà vua trong công việc xây dựng đầy khó khăn kia. Cần nhớ rằng với hiểu biết về kỹ thuật xây dựng thời đó, con người còn chưa vượt quá được loài vật là bao nhiêu. Chẳng hạn, những căn nhà đắp bằng đất của họ có lẽ còn kém tiện nghi hơn cả các hang động sẵn có. Vật liệu xây dựng của họ chẳng có gì khác ngoài đất, đá, thân gỗ, lá cây… Và mọi việc vận chuyển xây dựng hoàn toàn dựa vào sức người với một vài công cụ thô sơ… Trong hoàn cảnh đó, đắp dựng một tòa thành cao và vững vàng, để nhiều người có thể lên xuống được, trâu ngựa có thể đi lại được, và trong chiến trận ngăn chặn được sự công phá của quân dịch, v.v…quả là một việc phi thường. Cho nên không phải vì yêu quái quấy nhiễu, mà vì thiếu những hiểu biết về kỹ thuật xây dựng, ý đồ không thực hiện được.

Những, phép thần mà nhà vua mong đợi đã tìm thấy ngay trong thiên nhiên. Hình tượng “con ốc” hiệu ra trong đầu óc nhà kiến trúc thời xưa đã mang lại giải pháp giản đơn mà hiệu quả, cho việc đắp tòa thành dự kiến. Bằng những vòng xoáy, dưới rộng, càng lên cao càng thu nhỏ dần, việc đắp thành có thể tiến hành thuận tiện, nhanh chóng, vững chắc bằng những phương tiện và vật liệu rất thô sơ. Tòa thành ốc độc đáo đã đánh dấu một giai đoạn lịch sử của đất nước, chuyển từ xã hội nguyên thủy qua thời đại có nền văn minh thị tộc. Và một điều thú vị, là những nhà kiến trúc từ thời An Dương Vương đã biết vận dụng bài học từ tự nhiên một cách thành công…

Trong lịch sử của nền kiến trúc các thời đại, những mẫu mục của thiên nhiên không phải chỉ một lần được con người mô phỏng, sao chép để thực hiện những ý đồ của mình. Người ta biết rằng thời văn minh cổ Hy Lạp – La Mã, rất phổ biến các công trình nhà hát vĩ đại chứa đựng hàng ngàn người. Đó là thời còn chưa có khoa học về âm thanh, chưa có thiết bị tăng âm. Nhưng phải làm sao cho tiếng nói của các nhân vật trên sân khấu vang vọng đến tận tai những người ngồi xa nhất. Chính thiên nhiên đã đem lại mẫu mực cho nhà hát, khi những người thiết kế đã học hỏi theo cấu trúc các hang động vùng Địa Trung Hải, được sóng biển và thủy triều khoét sâu vào vách đá và tạo nên những thính phòng rất độc đáo.

Lịch sử kiến trúc cũng rất tự hào về tháp Ep-phen, một công trình được xây dựng để kỷ niệm cuộc cách mạng Pháp. Tháp do nhà kiến trúc nổi tiếng GuytxfavơEpphen thiết kế gồm 15.000 chi tiết lắp ráp, được xem là một kỳ quan của thế kỷ cả về mặt đồ sộ lẫn mỹ thuật. Từ khi được dựng lên đến giờ, tháp đã tiếp hàng ngàn triệu lượt khách tham quan , đã trải qua bao thử thách gió bão, mà vẫn vững vàng bền chắc.

Bí quyết của Epphen chính là ở chỗ ông đã biết vận dụng một cách sáng tạo bài học từ tự nhiên: Kết cấu của tháp đã mô phỏng theo kết cấu của.…xương chậu, chỗng đỡ sức nặng của cả thân người. Người ta biết rằng toàn bộ xương người chỉ nặng có 6 kg, mà chống đỡ vững vàng cho cơ thể ít nhất cũng 10 lần nặng hơn. Và điều đặc biệt là với các chất liệu không có gì bền chắc, mà chỉ nhờ kết cấu, sức chịu tải của xương người có thể đạt tới 1.200 – 17.000 kg trên mỗi cm vuông.

Tuy nhiên, những trường hợp như vậy thực ra cũng chỉ đếm trên đầu ngón tay. Mặc dù mỗi năm, lại xuất hiện thêm hàng vạn công trình mới trên toàn thế giới, và mặc dù mỗi thời đại, các quan niệm về kiến trúc không ngừng đổi mới, song những bài học tự nhiên đã không được chú ý nhiều nắm. Vì sự không đơn giản của vấn đề hay vì sự tự mãn quá sớm? Ai cũng thấy rằng trong thiên nhiên, đâu có công trình nào sánh được với điện kremki hay đền Ăng Co, đâu có những tòa nhà chọc trời hàng trăm tầng và những cây cầu dài hai ba sao so sánh nổi với những đập nước vĩ đại của con người?

Chỉ mãi gần đây, cùng với những phát hiện của khoa Biônic trong nhiều lãnh vực khác, những nhà kiến trúc mới chợt tỉnh và thấy mình còn phải học hỏi ở thiên nhiên nhiều lắm. Những bài học của người thầy tự nhiên thật ra không đơn giản, hoạt nhìn có thể không chú ý, nhưng càng đi sâu mới càng khám phá thêm nhiều điều lý thú.

Nhà kiến trúc nổi tiếng người Pháp Ôguytxtơ Periê, tác giả công trình nhà hát vĩ đại ở quảng trường Elydê đã kể lại quá trình nhà hát vĩ đại ở quảng trường Elydê đã kể lại quá trình tìm kiếm giải pháp ký thuật độc đáo cho công trình.

- “Từ bao lâu, tôi” nung nấu hoài bão thiết kế một nhà hát có chất lượng âm hưởng thật hoàn mỹ. Tôi đã tường nghe nói đến chất lượng âm thanh kỳ diệu của các công trình nhà hát thời La Mã Cổ xưa. Nhưng giải pháp kỹ thuật như thế nào!

Tình cờ làm sao, một bữa tối có dịp dạo chơi qua vùng Luốc đơ, nơi nổi tiếng với con suối chữa bệnh mầu nhiệm, thu hút khách tham quan từ khắp thế giới tìm về… Tôi một mình đi dưới những vòm cây, nghe tiếng lá reo xào xạc hòa theo tiếng chim hót. Từ ngạc nhiên chuyển sang thích thú, khi thấy âm thanh vọng tới thanh thoát diệu kỳ, như ru hồn vào một giấc mộng thần tiên, êm ái. Tôi chợt hiểu ra giải pháp đang tìm chính là đây…”

Mẫu nhà hát của Periê được thực hiện hết sức độc đáo. Thính phòng gồm hai lớp, lớp ngaofi là một vòm kín. Lớp trong có cấu trúc giải quạt, tựa như một tán lá, làm bằng thứ vật liệu đặc biệt. Chất lượng âm thanh được nâng cao nhờ “bộ lọc” tài tình ấy, tạo ra hiệu quả giống như trong một khung cảnh tự nhiên.

Nhà hát quảng trường Êlydê đã được xem là một mẫu mực của nền kiến trúc hiện đại. Tất cả những nhạc trưởng lừng danh, những nhạc sĩ, ca sĩ bậc thầy của thế giới, những người nghe khó tính nhất, v.v… đều thỏa mãn với chất lượng âm thanh trong sáng, kỳ lạ của thính phòng độc đáo đó. Thành công của Perê chính là ở chỗ ông đã vận dụng được bài học của tự nhiên. Nhưng trước ông, đã có bao nhiêu triệu người từng nghe thấy tiếng chim hót giữa rừng, bao thi sĩ, nhạc sĩ đã ca ngợi vẻ đẹpthần tiên của một khung cảnh thiên nhiên nào đó, thế mà đã có ai tìm ra ở đây bí quyết của một thành công trong kiến trúc?

Gần đây, đi tìm giải pháp cho nhiều mắc mứu trông kỹ thuật xây dựng, những nhà kiến trúc mới bắt đầu quan tâm nhiều hơn đến việc học hỏi tự nhiên. Và họ đã kinh ngạc xiết bao khi khám phá những sự kỳ diệu được che giaais dưới vẻ ngoài bình thường và quán ư quen thuộc.

Một lần ở Đaka, người ta định xây dựng một nhà hát lớn – vũ trường hoàn toàn không có cột. Khi tính toán kết cấu cho công trình, thấy về mặt chịu tải rất kém. Thế thì vì sao cũng dạng hình vòm như thế, mà quả trứng chỉ cấu tạo bằng vật liệu giản đơn lại đạt tới độ bền chắc lý tưởng?

Khi phân tích kỹ mẫu mực của thiên nhiên, người ta hiểu rõ điều bí mật là ở tấm màng mỏng đàn hồi trong lòng trứng. Sự gia cố giản đơn ấy đã khiến cho vỏ trứng tăng sức chịu lực lên rắt nhiều lân. Áp dụng vào xây dựng nhà hát, các nhà kiến trúc đã tạo thêm một khung vòm bằng lưới thép. Quả nhiên, giải quyết được vấn đề một cách mỹ mãn, giảm được rất nhiều trọng lượng và khối lượng xây dựng.

Trong thiên nhiên, còn vô số mẫu mực kiến trúc tương tự. Như trường hợp cấu tạo trái dừa, củ đậu phộng, mai rùa, vỏ ốc… Đặc trung ở những cấu trúc này là đạt tới sự đặc biệt bền chắc, với khối lượng nhỏ nhất và chất liệu giản đơn nhất, điều mà các nhà kiến trúc thường mơ ước. Ở đây, có một vấn đề đặt ra, là sức chịu tải chịu nén có thể tăng thêm không phải bằng sự gia tăng tính năng của vật liệu, mà bằng một kết cấu hợp lý.

Dạng kết cấu để tăng thêm sức bền, được gọi tên trong ngành kiến trúc là “kết cấu nếp”, vẫn thường thấy ở nhiều loại cây. Ta có thể làm thử một thí nghiệm như sau: đặt một tờ bìa giữa hai mép bàn, tờ bìa không chịu được một lực tải nào hết, Nhưng đem gấp lại theo nhiều đường sống, tải trọng tăng thêm rất nhiều. Cũng mảnh bìa gấp nếp ấy, gia cố thêm bằng một sự liên kết, sự tải còn tăng thêm nhiều lần nữa. Người ta đã vận dụng kết cấu nếp đó trong việc xây dựng các mái vòm cho các nhà kho, các nhà để máy bay có bề rộng tới 200 mét không cần đến một cột chống nào.

Ký sư người Ba Lan Adam Kácvôtxki gần đây đã thử nghiệm thành công một phương pháp kết cấu hình tổ ong, trong xây dựng nhà dân dụng. Bài học được ông rút ra, là các con ong đã xây tổ của chúng với những cấu kiện sáu mặt bằng sáp mỏng manh, ghép với nhau theo kiểu xây gạch. Nhưng độ bền vững của tổ ong, so sánh một cách tương đối – với tường xây bằng gạch – thì hơn nhiều. Hơn nữa, sức chịu đựng của nó đồng đều ở khắp mọi phía. Ađam đã nghiên cứu sáu loại cấu kiện thống nhất, để lắp ghép tất cả các kiểu nhà dân dụng lớn nhỏ, cao thấp khác nhau. Riêng về mặt kinh tế, sáng tạo kiểu nhà tổ ong – nói cho đúng hơn, là nguyên tắc lắp ghép các cấu kiện có hình dạng thống nhất – đã làm giảm giá thành xây dựng tới 30 phần trăm.

Kỹ thuật xây dựng của loài ong còn có một thành đạt đặc biệt quan trọng nữa: đó là việc chọn góc 70032’. Loài ong đã không nhầm lẫn một chút nào hết!

Trong cuộc săn tìm những bí quyết của người thầy tự nhiên, các nhà xây dựng còn chú ý đến một hiện tượng rất bình thường, mà rất có ý nghĩa. Đó là những mầm cây non yếu, thường khi có thể xuyên thủng cả những lớp đất đá rắn chắc để vươn lên, mọc thẳng. Lực được tập trung và sử dụng ơ đây chỉ là áp suất bên trong các tế bào. Trong trường hợp bình thường nó vào khoảng 5 – 10 kg trên mỗi cm2, nhưng khi tập trung, vượt quá 10 – 15 lần con số ấy, tới mức có thể so sánh với áp suất trong nồi hơi của máy xe lửa, mầm cây trở nên cứng rắn như một mũi khoan.

Kiểu kết cấu áp lực được áp dụng trong xây dựng, mở ra một hướng mới đầy triển vọng. Ta biết rằng, trong nhiều mục đích như thể thao, du lịch, quân sự hay công nghiệp, thường khi phải dựng những nhà tạm có sức chứa lơn, với ít vật liệu và thời gian ngắn. Giải pháp đơn giản nhất là làm sẵn những không nhà bằng chất dẻo, dạng vòm hay bán trụ. Lúc bình thường, khung nhà có thể xếp gọn trong một thể tích tương đối nhỏ.
URL của bài viết này::http://www.schoolnet.vn/modules.php?name=News&file=article&sid=4951
© Cong ty Cong Nghe Tin hoc Nha truong contact: sales@schoolnet.vn