Thiết Kế Ưa Sinh Học. Khi Hình Học Tự Nhiên Trở Thành Một Phần Của Không Gian Nội Thất

Khi nói đến thiết kế ưa sinh học, nhiều người thường hình dung đến cây xanh, giếng trời, mặt nước hay những khung cửa lớn nhìn ra thiên nhiên.Đó là những thành phần quan trọng, nhưng chưa phải toàn bộ Biophilic Design.Ở cấp độ sâu hơn, thiết kế ưa sinh học còn nghiên cứu cách con người phản ứng với hình dạng, vật liệu, kết cấu, ánh sáng và những quy luật tổ chức vốn thường xuất hiện trong tự nhiên.

Một chiếc bàn có đường cong mềm mại.Một hệ vách được tổ chức theo cấu trúc phân nhánh.Vân gỗ xuất hiện với mức độ vừa đủ.Một mảng trần có nhịp điệu lặp lại nhưng không hoàn toàn giống nhau.Tất cả đều có thể tạo nên một dạng kết nối gián tiếp giữa con người và thiên nhiên.Đây chính là khu vực giao thoa rất thú vị giữa kiến trúc, nội thất, khoa học nhận thức và hình học tự nhiên.

Thiết kế ưa sinh học không đơn giản là đưa cây xanh vào nhà

Một trong những hệ thống được sử dụng rộng rãi để diễn giải Biophilic Design là khung 14 Patterns of Biophilic Design do Terrapin Bright Green phát triển.Khung này chia trải nghiệm ưa sinh học thành ba nhóm lớn:

Nature in the Space: thiên nhiên hiện diện trực tiếp trong không gian.Natural Analogues: vật liệu, hình thức và cấu trúc gợi nhắc đến thiên nhiên.Nature of the Space: những đặc tính không gian tương đồng với cách con người trải nghiệm môi trường tự nhiên.

Trong nhóm Natural Analogues có ba nguyên tắc đáng chú ý:Biomorphic Forms and Patterns.Material Connection with Nature.Complexity and Order.

Điều này cho thấy một không gian vẫn có thể mang tính ưa sinh học ngay cả khi không đặt nhiều cây xanh, nếu hình học, vật liệu và cách tổ chức không gian tạo được những liên hệ có ý nghĩa với tự nhiên.

Vì sao con người thường dễ chịu trước một số hình thái tự nhiên?

Thiên nhiên hiếm khi được cấu thành chỉ bằng những đường thẳng tuyệt đối, mặt phẳng hoàn toàn đồng nhất hay các mô-đun lặp lại máy móc.Thay vào đó, chúng ta thường gặp những đường cong, phân nhánh, bất đối xứng, biến thiên và các cấu trúc lặp lại ở nhiều tỷ lệ.

Có thể quan sát điều này trong:gân lá

cành cây

dòng sông

đường bờ biển

mây

đá

vân gỗ

cấu trúc của nhiều loại thực vật.

Một số cấu trúc trong số này có thể được mô tả bằng hình học fractal.

Fractal là những hình thái trong đó đặc điểm cấu trúc có xu hướng xuất hiện ở nhiều thang tỷ lệ khác nhau. Tuy nhiên, fractal trong tự nhiên thường không phải sự sao chép toán học hoàn hảo, mà có mức độ biến thiên và bất quy tắc nhất định.Các nghiên cứu về nhận thức thị giác cho thấy con người có những phản ứng đáng chú ý đối với fractal có mức độ phức tạp nhất định.

Một số thử nghiệm sử dụng EEG ghi nhận thay đổi hoạt động não khi người tham gia quan sát các cấu trúc fractal. Các nghiên cứu khác cho thấy fractal có mức độ phức tạp trung bình thường được đánh giá tích cực về mặt thẩm mỹ và có thể liên quan đến trạng thái thư giãn hoặc thay đổi phản ứng sinh lý.

Tuy nhiên, đây là lĩnh vực vẫn đang tiếp tục nghiên cứu.Vì vậy, khi ứng dụng vào kiến trúc, không nên biến những phát hiện này thành công thức kiểu “đường cong sẽ chữa lành” hay “fractal chắc chắn giảm căng thẳng”.

Giá trị thực tế nằm ở việc sử dụng những hiểu biết khoa học như một cơ sở tham khảo để tạo ra môi trường thị giác dễ tiếp nhận hơn.

Biomorphic Forms and Patterns là gì?

Biomorphic Forms and Patterns có thể hiểu là những hình thức hoặc cấu trúc mang tính biểu tượng, gợi lại các đường nét, tỷ lệ, kết cấu hoặc tổ chức thường gặp trong tự nhiên.

Điểm quan trọng là:Không nhất thiết phải sao chép một chiếc lá hay một bông hoa.Một thiết kế tốt thường chỉ cần trừu tượng hóa nguyên lý của tự nhiên.

Ví dụ:Đường cong của ghế có thể gợi cảm giác mềm mại của một cấu trúc hữu cơ.

Tay vịn cầu thang có thể phát triển thành một đường liên tục thay vì chuỗi đoạn thẳng cứng.Hệ vách có thể được tổ chức theo kiểu phân nhánh.

Mảng trang trí có thể sử dụng nhịp lặp biến thiên thay vì mô-đun hoàn toàn đồng nhất.Theo khung Biophilic Design, những giải pháp này tạo nên một dạng liên hệ tượng trưng với sự sống và tự nhiên.

1. Đường cong hữu cơ trong đồ nội thất

Một trong những cách dễ nhận biết nhất để đưa ngôn ngữ tự nhiên vào nội thất là sử dụng đường cong.

Bàn oval.

Ghế bo tròn.

Sofa có đường chuyển tiếp mềm.

Đảo bếp với đầu cong.

Vách hoặc trần có các cạnh chuyển tiếp liên tục.

Nhưng thiết kế ưa sinh học không đồng nghĩa với việc “càng cong càng tốt”.Đường cong chỉ thực sự có giá trị khi đồng thời giải quyết được ít nhất một trong các vấn đề:công năng

ergonomics

an toàn va chạm

hướng di chuyển

tầm nhìn

tỷ lệ

cảm nhận không gian.

Một góc bàn được bo hợp lý chẳng hạn, vừa giảm cảm giác sắc cạnh vừa có thể giúp giao thông quanh đồ nội thất thuận tiện hơn.Khi hình thức thẩm mỹ và công năng cùng xuất phát từ một nguyên lý, thiết kế mới có tính thuyết phục.

2. Fractal trong bề mặt nội thất

Fractal không nhất thiết phải được tạo bằng thuật toán.Nhiều vật liệu tự nhiên vốn đã chứa những cấu trúc thị giác rất phong phú.Vân gỗ là ví dụ rõ ràng.

Đường vân không hoàn toàn ngẫu nhiên nhưng cũng không lặp lại cứng nhắc.Đá tự nhiên cũng có thể chứa hệ đường, hạt và lớp khoáng với nhiều cấp độ khác nhau.Mây tre đan tạo ra một kiểu nhịp điệu lặp lại nhưng vẫn có biến thiên của vật liệu.

Những đặc điểm này giúp bề mặt có độ sâu thị giác mà một mặt phẳng hoàn toàn đồng nhất khó tạo ra.Điều cần lưu ý là mức độ.

Một căn phòng chứa quá nhiều vân, quá nhiều họa tiết và quá nhiều chi tiết cạnh tranh với nhau có thể gây hiệu ứng ngược: không gian trở nên nhiễu và mệt mắt.

Ngay trong khung 14 Patterns, Complexity and Order không hướng đến sự phức tạp vô hạn, mà nhấn mạnh sự cân bằng giữa lượng thông tin và trật tự tổ chức.

3. Complexity and Order: phức tạp nhưng phải có trật tự

Một khu rừng có thể chứa hàng triệu chi tiết nhưng chúng ta vẫn nhận ra các tầng cây, nhánh cây, tán lá và khoảng trống.Đó là ví dụ điển hình của sự phức tạp có cấu trúc.

Trong nội thất cũng vậy.Một hệ lam có thể gồm hàng chục thanh nhưng vẫn có nhịp.Một kệ sách có thể chứa nhiều ô kích thước khác nhau nhưng vẫn tuân theo một tỷ lệ chung.

Một trần trang trí có thể thay đổi cao độ nhưng vẫn có hướng chuyển tiếp rõ ràng.Đây là khác biệt giữa:phức tạp có tổ chức vàhỗn loạn thị giác.

Một môi trường quá đơn điệu có thể thiếu kích thích.Ngược lại, môi trường chứa quá nhiều chi tiết có thể gây quá tải.Thiết kế tốt thường nằm ở vùng cân bằng giữa hai cực này.

Các nghiên cứu về fractal cũng cho thấy con người thường có phản ứng khác nhau tùy mức độ phức tạp của hình ảnh, và không tồn tại cơ sở đủ chắc chắn để kết luận rằng càng nhiều fractal càng tốt.

4. Vật liệu tự nhiên quan trọng không kém hình dạng

Natural Analogues không chỉ nói về hình học.Material Connection with Nature là một nguyên tắc riêng biệt.

Gỗ.https://vatlieukinhban.vn/

Đá.

Tre.

Mây.

Đất nung.

Một số bề mặt khoáng.

Các vật liệu này có thể tạo nên liên hệ với tự nhiên thông qua màu sắc, nhiệt độ bề mặt, cấu trúc và cách chúng già hóa theo thời gian.Tuy nhiên, sử dụng vật liệu tự nhiên không nên đồng nghĩa với việc khai thác tài nguyên thiếu kiểm soát.

Trong kiến trúc xanh hiện đại, câu hỏi phải rộng hơn:Nguồn gốc vật liệu ở đâu?

Vòng đời sản phẩm bao lâu?

Có thể sửa chữa hay thay thế từng phần không?

Hàm lượng phát thải trong nhà như thế nào?

Khả năng tái sử dụng hoặc tái chế ra sao?

Một vật liệu nhìn “rất thiên nhiên” nhưng có vòng đời ngắn hoặc gây tác động môi trường lớn chưa chắc đã là một lựa chọn tốt.

5. Thiết kế tham số và khả năng mô phỏng cấu trúc tự nhiên

Công nghệ thiết kế tham số mở ra một hướng rất thú vị cho hình học ưa sinh học.Thay vì vẽ từng đường cong bằng tay, kiến trúc sư có thể xây dựng một hệ quy tắc.

Ví dụ:mật độ lam thay đổi theo ánh sáng

độ mở của mặt đứng thay đổi theo hướng nắng

cấu trúc vách phát triển theo nguyên lý phân nhánh

hình dạng mái biến đổi dựa trên khẩu độ hoặc tải trọng.

Khi đó, hình thức kiến trúc không còn đơn thuần là trang trí.

Nó có thể trở thành kết quả của nhiều biến số như:

ánh sáng

thông gió

kết cấu

vật liệu

công năng

tầm nhìn.

Đây cũng là điểm quan trọng để phân biệt thiết kế tham số có chiều sâu với việc tạo ra những bề mặt uốn lượn chỉ để gây ấn tượng.

6. Không nên đánh đồng Fibonacci với toàn bộ hình học tự nhiên

Một sai lầm khá phổ biến trong nội dung về Biophilic Design là cho rằng thiên nhiên “được xây dựng bằng tỷ lệ vàng”.Thực tế phức tạp hơn nhiều.

Một số quá trình sinh trưởng có thể tạo ra cấu trúc liên quan đến Fibonacci hoặc các dạng phyllotaxis.Nhưng không phải mọi đường cong, vỏ ốc, nhánh cây hay hình thái tự nhiên đều tuân theo tỷ lệ vàng.

Do đó, kiến trúc sư không cần phải ép mọi kích thước trong căn nhà vào con số 1,618 để gọi đó là thiết kế ưa sinh học.Điều cần học từ thiên nhiên không phải một con số duy nhất.Quan trọng hơn là:tỷ lệ

phân cấp

biến thiên

khả năng thích ứng

nhịp điệu

sự cân bằng giữa quy luật và bất quy luật.

7. Một chiếc sofa cong chưa làm nên Biophilic Design

Đây có lẽ là điểm cần được nhấn mạnh nhất.Một căn phòng có sofa cong, bàn hình hạt đậu và vài mảng vân gỗ vẫn chưa chắc là một không gian ưa sinh học tốt.

Biophilic Design cần được nhìn ở cấp độ hệ thống.

Hình học chỉ là một lớp.

Các lớp khác có thể bao gồm:

ánh sáng tự nhiên

tầm nhìn ra bên ngoài

thông gió

biến thiên nhiệt

âm thanh

cây xanh

mặt nước

vật liệu

không gian trú ẩn

tầm nhìn xa

sự thay đổi theo thời gian.

Một nghiên cứu tổng quan về Biophilic Design cũng nhấn mạnh rằng khái niệm này rộng hơn rất nhiều so với việc đơn giản đưa thực vật vào công trình.

8. Cách ứng dụng vào nhà ở mà không làm không gian trở nên cầu kỳ

Trong nhà ở, có thể bắt đầu bằng những giải pháp tương đối nhỏ.Với phòng khách:sử dụng một vài đồ nội thất có đường chuyển tiếp mềm

giữ lại chất cảm vật liệu

hạn chế quá nhiều bề mặt bóng phản chiếu mạnh

tạo sự liên tục giữa trong nhà và cảnh quan bên ngoài.

Với phòng ngủ:

ưu tiên hình học ít gây kích thích

vật liệu có sắc độ tự nhiên

ánh sáng dịu

họa tiết có mức độ vừa phải.

Với cầu thang:

tay vịn liên tục

nhịp thanh đứng rõ ràng

ánh sáng và bóng đổ có biến thiên.

Với vách ngăn:

thay vì một bức tường đặc hoàn toàn, có thể nghiên cứu cấu trúc lam, đan hoặc perforated panel với mức độ mở thay đổi.Với nội thất đóng:có thể sử dụng tỷ lệ ô kệ khác nhau nhưng vẫn giữ một hệ lưới chung.Mục tiêu không phải làm cho ngôi nhà giống một khu rừng.Mục tiêu là đưa những đặc tính mà con người thường gặp trong môi trường tự nhiên vào cách tổ chức không gian sống.

Hình học công nghiệp và hình học ưa sinh học khác nhau ở đâu?

Hình học công nghiệp không phải là một thứ cần loại bỏ.Đường thẳng, mặt phẳng và góc vuông vẫn có vai trò cực kỳ quan trọng trong kiến trúc.Vấn đề nằm ở sự độc tôn.

Một không gian chỉ gồm những mặt phẳng hoàn toàn nhẵn, đường thẳng tuyệt đối, vật liệu đồng nhất và mô-đun lặp vô hạn có thể trở nên khô cứng.Ngược lại, hình học ưa sinh học đưa thêm những lớp biến thiên và phức tạp vào không gian.

Có thể hình dung như sau:Cạnh và góc

Hình học công nghiệp thường thiên về góc vuông và đường thẳng.

Biophilic Design có thể bổ sung đường cong, chuyển tiếp mềm và bất đối xứng có kiểm soát.

Bề mặt

Hình học công nghiệp thường ưu tiên đồng nhất.

Biophilic Design có thể chấp nhận vân, hạt, thớ và kết cấu vật liệu.

Cấu trúc

Thiết kế mô-đun thường lặp đều.

Biophilic Design có thể sử dụng phân nhánh, phân cấp và biến thiên.

Nhưng thiết kế tốt nhất thường không đứng hoàn toàn ở một phía.

Một căn nhà vẫn cần sự chính xác của hình học kiến trúc, đồng thời có thể chứa sự mềm mại và phong phú của hình thái tự nhiên.

Nguyên tắc quan trọng, đừng sao chép thiên nhiên, hãy học cách thiên nhiên tổ chức

Thiên nhiên không thiết kế một chiếc lá bằng cách gắn thêm hình chiếc lá lên bề mặt.Hình thái của nó xuất hiện từ chức năng, cấu trúc, vật liệu và quá trình sinh trưởng.Đây cũng là bài học lớn nhất mà kiến trúc có thể học được.

Một đường cong tốt không nên tồn tại vì “đang là xu hướng”.Một hệ lam không nên hình thành chỉ vì hình ảnh render đẹp.Một cấu trúc fractal không nên trở thành họa tiết trang trí thiếu mục đích.Hình thức chỉ thực sự có giá trị khi nó đồng thời hỗ trợ con người, công năng, vật liệu và môi trường.

Tại Kiến Trúc KINH BAN,https://kientruckinhban.vn/thu-vien/noi-that-xanh chúng tôi nhìn Biophilic Design như một phương pháp thiết kế lấy con người làm trung tâm hơn là một phong cách trang trí.Thiên nhiên không nhất thiết phải xuất hiện trong công trình dưới hình thức thật nhiều cây xanh.Nó có thể hiện diện qua ánh sáng, gió, vật liệu, tỷ lệ, nhịp điệu, hình học và cách một không gian thay đổi theo thời gian.

Đối với hình học nội thất, chúng tôi đặc biệt quan tâm đến một nguyên tắc:Không sao chép hình dáng của thiên nhiên một cách hình thức, mà tìm hiểu quy luật đứng phía sau nó.Đó có thể là sự phân cấp của một nhánh cây.Sự biến thiên của vân gỗ.Sự mềm mại của một đường cong.Hay cách một cấu trúc phức tạp vẫn duy trì được trật tự.

Khi khoa học vật liệu, ergonomics, môi trường và cảm nhận con người được giải quyết đồng thời, thiết kế ưa sinh học mới có khả năng trở thành một phần thực sự của kiến trúc sống.Bài viết được nghiên cứu và phát triển bởi Lê Hoàng Vĩnh – Nhà sáng lập Kiến Trúc KINH BAN.Kiến Trúc KINH BAN theo đuổi kiến trúc và nội thất xanh dựa trên sự kết hợp giữa điều kiện tự nhiên, khoa học công trình, vật liệu và nhu cầu thực tế của con người.

KIẾN TRÚC KINH BAN
Kiến tạo từ trật tự-Bền vững từ trí tuệ
Điện thoại: 0978.727.986 và 0938.863.401
Website: kientruckinhban.vn
Email: kinhban.com@gmail.com
Địa chỉ: 496 Lý Thái Tổ, phường Vườn Lài, TP.HCM