Đặc điểm của kiến trúc Biomorphism và 3 công trình tiêu biểu

Phần 2: Đặc điểm cốt lõi và những công trình biểu tượng

Ở phần trước, chúng ta đã nhìn Biomorphism như một cách tư duy thay vì chỉ là một phong cách tạo hình. Tuy nhiên, điều khiến trường phái này trở nên hấp dẫn không nằm ở những đường cong mềm mại hay các hình khối lạ mắt. Giá trị của Biomorphism nằm ở cách nó thay đổi mối quan hệ giữa hình thức, chức năng và tự nhiên.

Một công trình Biomorphism thành công không đơn giản là "trông giống" một sinh vật. Nó phải khiến người sử dụng cảm nhận được nhịp điệu của sự sống ngay trong cách ánh sáng di chuyển, không gian kết nối hay vật liệu phản ứng với môi trường.

Đó cũng là lý do Biomorphism ngày nay được xem như một hệ tư duy gồm nhiều lớp, thay vì một ngôn ngữ tạo hình đơn thuần.

Những đặc điểm cốt lõi của kiến trúc Biomorphism

1. Hình thái hữu cơ (Organic Form)

Điểm dễ nhận biết nhất của Biomorphism là những đường cong liên tục, mềm mại và giàu tính chuyển động.

Khác với kiến trúc hiện đại – nơi hình học Euclid với đường thẳng và góc vuông chiếm ưu thế – Biomorphism ưu tiên những bề mặt uốn lượn, những đường bao bất đối xứng và các hình khối phát triển theo logic của tự nhiên.

Quan sát một chiếc lá, một giọt nước hay lớp vỏ của sinh vật biển, chúng ta sẽ thấy không tồn tại một đường thẳng tuyệt đối. Mọi đường cong đều được hình thành để thích nghi với lực, ánh sáng, dòng chảy hay môi trường sống.

Trong kiến trúc, những đường cong ấy không chỉ tạo cảm giác mềm mại mà còn làm giảm sự khô cứng của không gian, mang đến trải nghiệm gần gũi hơn với con người.

2. Hình thức và chức năng là một

Trong nhiều công trình truyền thống, hình thức thường được tạo ra sau khi công năng đã được giải quyết. Kiến trúc sư hoàn thiện kết cấu trước, rồi "mặc" cho công trình một lớp vỏ.

Thiên nhiên không vận hành như vậy.

Một chiếc xương không chỉ có hình dạng đẹp mà chính hình dạng ấy giúp nó chịu lực tốt hơn. Gân lá vừa tạo nên vẻ đẹp thị giác vừa là hệ thống vận chuyển nước và dinh dưỡng.

Biomorphism học từ cách tư duy đó.

Hình thức không còn là lớp trang trí bên ngoài, mà trở thành kết quả của cấu trúc, vật liệu và môi trường. Điều này khiến công trình đạt được sự thống nhất giữa thẩm mỹ và hiệu quả vận hành.

3. Không gian mang cảm giác "đang sống"

Có một điểm thú vị khi bước vào nhiều công trình Biomorphism.

Người ta thường có cảm giác không gian đang chuyển động.

Điều này đến từ cách kiến trúc sư tổ chức tỷ lệ, ánh sáng và dòng lưu thông.

Thay vì những hành lang dài và phòng học hình hộp, không gian được mở rộng rồi thu hẹp, nâng lên rồi hạ xuống, tạo nên những nhịp điệu giống như quá trình hít thở của một sinh vật.

Con người không còn đơn thuần đi qua công trình.

Họ trải nghiệm nó.

4. Khả năng thích nghi với môi trường

Trong tự nhiên, mọi sinh vật đều tồn tại nhờ khả năng thích nghi.

Lá cây xoay theo hướng nắng.

Hoa hướng dương di chuyển theo Mặt Trời.

Da của tắc kè thay đổi màu sắc.

Tổ mối duy trì nhiệt độ ổn định quanh năm.

Biomorphism hướng tới những công trình cũng có khả năng phản ứng với môi trường theo cách tương tự.

Ngày nay, điều đó được hỗ trợ bởi mặt đứng động (kinetic façade), vật liệu thông minh, cảm biến và các hệ thống điều khiển tự động.

Kiến trúc vì thế không còn là một vật thể tĩnh, mà trở thành một hệ thống luôn phản hồi với khí hậu và con người.

5. Thiết kế như một hệ sinh thái

Có lẽ đây là đặc điểm quan trọng nhất.

Trong xây dựng truyền thống, chúng ta thường chia công trình thành nhiều lớp riêng biệt: kết cấu, mặt đứng, hệ thống điện, điều hòa, chiếu sáng, cấp thoát nước...

Thiên nhiên không phân chia như vậy.

Một chiếc lá đồng thời thực hiện nhiều chức năng: quang hợp, trao đổi khí, điều tiết nhiệt và vận chuyển dinh dưỡng.

Biomorphism hướng tới việc tích hợp nhiều chức năng vào cùng một hệ thống, giúp công trình vận hành hiệu quả hơn và giảm sự phụ thuộc vào các giải pháp cơ khí.

Ba hướng phát triển của Biomorphism

Theo nguồn cảm hứng từ tự nhiên, Biomorphism thường được chia thành ba nhóm chính.

Vegetal Biomorphism – Khi kiến trúc học từ thực vật

Supertrees tại Gardens by the Bay ở Singapore – ví dụ tiêu biểu của kiến trúc Biomorphism lấy cảm hứng từ thực vật.

Nếu phải chọn một công trình đại diện cho Biomorphism lấy cảm hứng từ thực vật, Gardens by the Bay tại Singapore gần như luôn xuất hiện đầu tiên.

Điều khiến dự án này trở nên đặc biệt không nằm ở việc các "Supertrees" có hình dáng giống những thân cây khổng lồ. Điều đáng chú ý là cách chúng hoạt động.

Mỗi cấu trúc vừa là khung đỡ cho hàng nghìn loài thực vật leo bám, vừa tích hợp hệ thống thu năng lượng mặt trời, thu nước mưa và hỗ trợ thông gió cho các nhà kính bên dưới. Hình thái và chức năng hòa làm một, tạo nên một hệ sinh thái nhân tạo vận hành gần với tự nhiên.

Ở Gardens by the Bay, cây không còn là yếu tố trang trí đặt cạnh kiến trúc.

Chính kiến trúc trở thành một phần của khu rừng.

Đó là bước chuyển rất quan trọng trong tư duy thiết kế của thế kỷ XXI.

Anatomical Biomorphism – Khi cơ thể người trở thành nguồn cảm hứng

Công trình L'Hemisfèric tại Valencia với hình dáng như một con mắt khổng lồ, đại diện cho Anatomical Biomorphism.

Nếu thực vật mang đến cảm hứng về sự phát triển và sinh trưởng, thì cơ thể người lại truyền cảm hứng về tỷ lệ, chuyển động và biểu tượng.

L'Hemisfèric, do Santiago Calatrava thiết kế tại Valencia, là một ví dụ tiêu biểu.

Nhìn từ xa, toàn bộ công trình giống như một con mắt khổng lồ đang mở hướng lên bầu trời.

Hồ nước bao quanh đóng vai trò như chiếc gương phản chiếu, hoàn thiện hình ảnh của "con mắt". Phần mái kính có thể đóng mở nhờ hệ thống thủy lực, tạo cảm giác như mí mắt đang chớp.

Điều thú vị là hình ảnh ấy không chỉ mang tính biểu tượng.

Bên trong "con ngươi" là rạp chiếu IMAX, nhà thiên văn học và không gian trình chiếu khoa học. Ý tưởng "con mắt của tri thức" vì thế được thể hiện đồng thời ở hình thức, công năng và trải nghiệm không gian.

Đó là cách Biomorphism sử dụng ngôn ngữ của giải phẫu học để kể một câu chuyện kiến trúc.

Zoomorphic Biomorphism – Học từ cấu trúc động vật

Nếu Gardens by the Bay đại diện cho thực vật và L'Hemisfèric lấy cảm hứng từ cơ thể người, thì ITKE Research Pavilion của Đại học Stuttgart lại mở ra một hướng tiếp cận khác.

ITKE Research Pavilion lấy cảm hứng từ cấu trúc nhím biển và vỏ bánh cát, ứng dụng thiết kế tham số trong kiến trúc.

Thay vì mô phỏng hình dáng của một loài động vật, nhóm nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc bộ xương của nhím biển và vỏ bánh cát (sand dollar).

Dưới kính hiển vi, những sinh vật nhỏ bé này sở hữu lớp vỏ cực mỏng nhưng có khả năng chịu lực đáng kinh ngạc nhờ cách các tấm xương liên kết với nhau.

Kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu và nhà sinh học đã cùng phân tích cấu trúc ấy trước khi chuyển thành thuật toán thiết kế và quy trình chế tạo bằng robot.

Kết quả là một pavilion có trọng lượng rất nhẹ nhưng vẫn đạt độ ổn định cao, mở ra hướng nghiên cứu hoàn toàn mới cho kiến trúc sinh học.

Đây cũng là một trong những dự án tiêu biểu cho sự giao thoa giữa Biomorphism, Biomimicry và Computational Design.

Góc nhìn Parametric

Quan sát ba công trình trên, có thể nhận ra một điểm chung.

Không công trình nào cố gắng sao chép nguyên xi thiên nhiên.

Gardens by the Bay không phải là một khu rừng.

L'Hemisfèric không phải một con mắt.

ITKE Pavilion cũng không phải một con nhím biển khổng lồ.

Điều các kiến trúc sư học được là logic tổ chức của tự nhiên.

Đó cũng là nơi Parametric Design phát huy vai trò của mình.

Thay vì trực tiếp vẽ từng đường cong, kiến trúc sư xây dựng một hệ thống tham số: lực, ánh sáng, độ cong, vật liệu, khả năng chịu tải hay hướng gió. Hình khối cuối cùng được tạo ra từ quá trình tính toán và tối ưu hóa, giống như cách một sinh vật phát triển dưới tác động của môi trường.

Có thể nói, Biomorphism mang đến nguồn cảm hứng, còn Parametric Design cung cấp công cụ để biến nguồn cảm hứng ấy thành hiện thực.