Bölüm 8: Biyomimetik ve Mimari

Mimari tasarımlar yapılırken doğadaki örneklerden yararlanmak günümüzde son derece yaygın olan bir yöntemdir. Çünkü doğadaki tasarımlar her yönden kusursuzdur. Enerji tasarrufu, estetik, kusursuz işlevsellik, sağlamlık gibi mimari bir tasarımda olması gereken bütün özellikler doğadaki örneklerinde eksiksiz olarak mevcuttur. Her ne kadar insanların karşısında örnek almaları için çok üstün sistemler bulunsa da bunların taklitleri hiçbir zaman asılları kadar iyi ve pratik olamamaktadır.

Doğada var olan tasarımın taklit edilebilmesi ve mimari yapılarda uygulanabilir hale gelmesi için yüksek derecede mühendislik bilgisi gerekmektedir. Oysa doğadaki canlılar ne yapı statiği, ne de mimari tasarım bilgisine sahiptir. Böyle bir eğitim alma imkanları da yoktur. Tüm canlılar Allah'ın kendilerine ilham ettiği şekilde hareket etmektedir. Ürettikleri mimari harikaların tek kaynağı budur. Allah bir ayette tüm canlıların Kendi kontrolü altında olduğunu şöyle bildirir:

... O'nun, alnından yakalayıp-denetlemediği hiçbir canlı yoktur ... (Hud Suresi, 56)

Tasarladığı yapılarda doğadaki formları kullanan ünlü mimarlardan Buckminster Fuller, doğadaki tasarımların harika kalıplarda olduğunu söyler. Fullar'a göre doğada dinamik, fonksiyonel ve ürünleri hafif olan bir teknoloji vardır. Bunu zorunlu kılan şey ise "optimum verimlilik" tir. 122 Fuller resimde, ışınlı olarak adlandırılan mikroskobik canlılardan esinlenerek hazırladığı tasarım ile görülüyor.

Eugene Tsui, projelerinde doğadaki tasarımları kullanmasıyla tanınmış bir mimardır. Tsui, binalarda görmeye alıştığımız düz, köşeli birbirini kesen hatları kullanmaz. Bunun yerine doğada hakim olan eğimli, yuvarlak hatları tercih etmiştir. Tsui bu tarz planlanmış yapıların deprem, sel, rüzgar gibi yıkıcı etkilere göre daha sağlam olduğunu söylemektedir. 123

Sağlam ve Hafif Çatılara Örnek Olan İstiridye Kabukları

Midye ve istiridye kabuklarının görünümü, zıt yönlerdeki eğrilikleri nedeniyle "dalgalı saç"lara benzer. Bu şekil kabuklara, ince olmalarına karşın çok büyük basınçlara dayanabilme özelliği kazandırmaktadır. Onların bu formları, mimarların çeşitli çatı ve tavan tasarımları için model olmuştur.124 Örneğin Kanada'da Royan Çarşısı'nın çatısı istiridye kabuğunun bu özelliği örnek alınarak hazırlanmıştır.

İstiridye kabuğu ve Royan Çarşısı

İstiridye kabuklarının kıvrımlı yapıları onlara büyük bir dayanıklılık kazandırır. Oluklu mukavvalarda istiridyelerdeki kıvrımlı tasarım uygulanmaktadır. Bu nedenle oluklular, düz tabaka şeklindeki mukavvalardan çok daha sağlamdır.

Münih Olimpiyat Stadı
Münih Olimpiyat Stadı ve Yusufçuğun Kanatları Yusufçuk böceğinin kanatları, milimetrenin 1/3.000'i kalınlığındadır. Bu kadar ince olmasına rağmen oldukça dayanıklıdır. Bunun nedeni kanatlarının, sayıları 1.000'e varan bölmelerden oluşmasıdır. Bu bölmeli yapı sayesinde hayvanın kanatları yırtılmamakta, uçarken oluşan basınca dayanabilmektedir. Münih Olimpiyat Stadı'nın çatısı da (alttaki fotoğraf) aynı özellik gözetilerek yapılmıştır.

Nilüfer Çiçeğinden Kristal Saray'a...

Londra'da, 1851'deki 1. Dünya Fuarı için yapılmış olan "Kristal Saray", cam ve demirin biraraya gelmesiyle oluşturulmuş bir teknoloji harikasıydı. Bu saray 35 m. yüksekliğinde ve yaklaşık 7.500 m2 lik bir alan kaplıyordu. Ayrıca 30 x 120 cm. ebadında, 200.000 den fazla cam panel içeriyordu.

Kristal Saray, Joseph Paxton adındaki bir peyzaj mimarı tarafından tasarlanmıştı. Paxton bu yapısında fikir olarak Victoria amazonica adındaki bir nilüfer çiçeğinden esinlenmişti. Bu nilüfer türü zarif görünümüne karşın, insanları bile üzerinde taşıyabilecek kadar kuvvetli, kocaman yapraklara sahiptir.

Paxton bu yaprakların altını incelediğinde, bunların kaburga benzeri bir yapı ile desteklenmiş olduğunu fark etmiştir: Yaprağın merkezinden çevreye doğru yayılan lif şeklinde uzantılar vardır. Bu uzantıların arası da daha ince çaprazlamasına yerleşmiş başka bir doku ile desteklenir. Paxton nilüfer yaprağındaki kaburgaya benzer yapıyı demir taşıyıcılarla, yaprağın asıl dokusunu ise cam ile özdeşleştirmiştir. Bu sayede, cam ve demirden yapılma, hafif ama aynı zamanda geniş bir alanı kaplayacak kadar sağlam çatılı bir bina yapmayı başarmıştır.125

Nilüfer bitkisi Amazon nehrinin dibindeki bataklığın içinde büyümeye başlayarak nehrin yüzeyine doğru uzanır. Amacı yaşayabilmesi için gerekli olan ışığa ulaşmaktır. Suyun yüzeyine vardığında büyümesini durdurur. Hemen ardından burada üstü dikenli yuvarlak tomurcuklar oluşturmaya başlar. Tomurcuklar birkaç saat gibi kısa bir sürede, boyu neredeyse iki metreye varan dev yapraklara dönüşürler. Çünkü ne kadar bol yaprakla nehrin üzeri kaplanırsa o kadar çok güneş ışığından yararlanılarak fotosentez yapılacaktır.

New York'taki JFK Havaalanı'nda, Pan American Terminal binasının çatısı inşa edilirken nilüfer bitkisinin yapısından faydalanmıştır.	Yukarıdaki resimde nilüfer yaprağı şeklinde tasarlanmış bir çatının, üzerindeki yükleri nasıl dağıttığı görülmektedir.

Londra'daki Kristal Saray

Nilüfer bitkisinin ihtiyaç duyduğu bir başka şey de oksijendir. Ne var ki bitkinin köklerinin bulunduğu çamurlu nehir yatağında oksijen yoktur. İşte bu sebeple nilüferler, köklerinden çıkan sapları yukarıya, yapraklarının bulunduğu su yüzeyine doğru uzatırlar. Kimi zaman boyu 11 metreye varan bu saplar yapraklara bağlanır ve yaprakla kök arasında oksijen taşıyan bir kanal görevi görürler.126

Acaba bir nehrin derinliklerinde yaşama yeni başlayan tomurcuk, ışığa ve oksijene ihtiyaç duyduğunu, noksanlığı durumunda yaşayamayacağını, ihtiyacı olan şeylerin suyun üzerinde mevcut olduğunu nereden bilir? Yaşamaya yeni başlayan bir varlık, ne o suyun bir bitiş noktasının olduğundan, ne güneşin, ne de oksijenin varlığından haberdardır.

Dolayısıyla evrimcilerin mantığıyla bakarsak, bu bitkilerin çoktan ortam şartlarına yenik düşmüş, soylarının tükenmiş olması gerekirdi. Oysa nilüferler tüm mükemmellikleriyle bugün de karşımızdadır.

Amazon nilüferleri suyun üzerindeki ışığa ve oksijene ulaştıktan sonra, dev yapraklarının sularla dolup batmaması için kenarlarını yukarıya doğru kıvırırlar. Aldıkları tüm bu tedbirlerle yaşamlarını devam ettirebilirler ancak soylarının devamlılığı için daha fazlasına ihtiyaçları vardır. Polenlerini başka bir nilüfere taşıyacak bir canlıya ihtiyaç duyarlar. Bu canlı, kınkanatlı böceklerdir çünkü kınkanatlılar beyaz renge karşı özel bir zaafla yaratılmışlardır. Dolayısıyla da konmak için Amazon nehrinin onca cazip çiçeğinin yanında bembeyaz olan bu nilüferleri seçerler. Amazon nilüferleri de soylarının devamlılığını sağlayacak olan bu konukları geldiğinde, tüm yapraklarını kapatarak, kaçmamaları için onları hapseder ve onlara bol bol polen ikramında bulunurlar. Onları ertesi geceye kadar alıkoyduktan sonra serbest bırakır ve tekrar aynı polenleri kendi üzerlerine getirmemeleri için renklerini değiştirirler. Bembeyaz olan bu görkemli nilüferler artık pespembe olarak Amazon nehrini süslemeye başlarlar.

Hiç kuşku yoktur ki arka arkaya gelen tüm bu kusursuz ve ince hesaplanmış planlar herşeyden habersiz bir nilüfer tomurcuğunun eseri değildir.

Burada özetle anlatılan tüm bu detaylar, kainattaki her varlık gibi bitkileri de yaşamaları için en uygun sistemlerle birlikte Allah'ın yarattığını bize gösterir.

	Solda Nilüfer çiçeğinin kesiti, Aşağıdaki resimde ise Nilüfer bitkisinin su yüzeyindeki yaprağı ve çiçeği görülüyor.

Kemiklere Dayanıklılık Kazandıran Yapı

Eiffel Kulesi, uyluk kemiğinin başındaki yapıya benzer şekilde inşa edilmiştir. Bu tasarım sayesinde kule hem sarsılmaz bir özellik kazanmış hem de havalandırma problemini ortadan kaldırmıştır.

Bir mühendislik harikası olarak kabul edilen Eiffel Kulesi'nin tasarımına neden olan olay, kulenin inşaasından 40 yıl öncesine dayanır. Bu olay, o yıllarda İsviçre'nin Zürih şehrinde "uyluk kemiğinin anatomik yapısı"nı ortaya çıkarmayı amaçlayan çalışmadır.

1850'li yılların başında, anatomist Hermann Von Meyer, uyluk kemiğini kalça eklemine bağlayan parçayı inceliyordu. Uyluk kemiğinin leğen kemiğine oturduğu yer kendi ekseni dışındaki bir kıvrım üzerinde bulunmaktaydı. Von Meyer, dikey konumdayken 1 ton ağırlığı kaldırabilecek bir kapasiteye sahip uyluk kemiğinin içinin tek parça halinde değil, birbiri içine geçmiş kafes şeklindeki minik çubuklardan (trabeculae) oluştuğunu gördü.

1866 yılında İsviçreli mühendis Karl Cullman, Von Meyer'in laboratuvarını ziyaret etti. Anatomist Meyer, Cullman'a incelediği kemiğin bir bölümünü gösterdi. Cullman kemiğin, üzerinde oluşacak yük ve basınç etkisini azaltacak bir tasarıma sahip olduğunu fark etti. Bu tasarım kemiğin içindeki uzantıların, insan ayakta durduğunda kemiklere etki eden kuvvet hatları boyunca düzenlenmiş olmasıydı. Bir mühendis olan Cullman aynı özelliğin bir dizi çivi ve destek sistemi ile sağlanabileceğini düşündü. Daha sonra Eiffel Kulesi'nin inşası sırasında bu düşüncelerini uygulama fırsatı buldu.

Eiffel Kulesi de uyluk kemiğindeki gibi, demir kıvrımları, metal çivi ve desteklerden oluşan karışık bir kafes örgü ile inşa edilmiştir. Bu örgü sayesinde kule, rüzgarın eğme ve makaslama kuvvetleri ile oluşan basınca rahatlıkla dayanabilmektedir.127

Kemiklerdeki kafes yapı bugün inşaat alanında kullanılan temel tekniklerden biri haline gelmiştir. Bu tekniğin kullanıldığı yapılarda hem malzeme tasarrufu sağlanmakta hem de yapının iskeleti kemikteki gibi sağlamlık ve esneklik kazanmaktadır.

Birçok mimar ve inşaat mühendisi çatı tasarımı yaparken kemiğin iç yapısından faydalanmıştır. Kafes yapı, kemiğin kaldırabildiği yük kapasitesini artırır ve büyük bir sağlamlık kazandırır. Kemiktekine benzer iğli yapılar sayesinde büyük alanları kaplayabilen sağlam çatılar yapılabilmektedir.

Bitkilerden Örnek Alınan Kubbe Tasarımı

İnşaat ve mimaride genellikle yaygın ve düz yüzeyler tercih edilir. Oysa doğada bu tip yüzeylere daha çok eğrisel yerleşmiş lifler arasında rastlayabilirsiniz. Örneğin muz bitkisi böyle bir yapıya sahiptir. Mimarlar ve inşaat mühendisleri muzun bu formunu kullanarak 'jeodezik kubbe' olarak adlandırılan yapı tarzını geliştirmişlerdir. Jeodezik kubbe sayesinde, büyük mekanları az malzeme kullanarak kapamak mümkün olmuştur. Üstelik mekanın içi bol miktarda gün ışığı alabilmekte ve sistem çok çabuk bir şekilde monte edilebilmektedir. Bu nedenle bu yapı daha çok sera ve fuar alanı inşasında uygulanmaktadır.

Yukarıdaki resim muz bitkisinin liflerindeki jeodezik yapıyı gösteriyor. Diğer resimlerde ise söz konusu yapıdan örnek alınarak yapılan binalar görülüyor.

Işınlıların Kubbe Mimarisine Örnek Olan Tasarımları

Suda yaşayan organizmalar olan ışınlılar ve diatomlar eşsiz birer mimari yapı kataloğu niteliğindedirler. Birçok mimar projelerini bu canlılardan esinlenerek hazırlamaktadır. 1976'da Kanada'nın Montréal şehrinde kurulan EXPO 76 fuarındaki ABD pavyonu bu yapılara bir örnektir. Pavyonun kubbesi tasarlanırken ışınlılardan esinlenilmiştir.128

Arıların Peteklerindeki Depreme Dayanıklı Tasarım

Arı peteklerinin inşasında son derece önemli detaylar vardır. Bu detaylardan biri de peteklerin dayanıklılığıdır. Arılar birbirlerine yön tarif ederken kovanda, bu boyutlarda bir yapı için deprem kabul edilebilecek titreşimler oluşur. Peteğin duvarları bu ufak depremleri emer. Nature dergisi, bu üstün yapının mimarlara, depreme dayanıklı binalar inşa etmede fayda sağlayacağını belirtmiştir. Haberde Almanya'nın Wurzburg Üniversitesi'nde görevli olan Jurgen Tautz bu konuyla ilgili olarak şu açıklamayı yapmıştır:

Kovanlardaki titreşimler arılar tarafından oluşturulan minyatür depremler gibidir, dolayısıyla yapının buna nasıl bir tepki verdiğini görmek oldukça ilginç. Titreşimlerin emilmesini anlamak, mimarlara, binaların depremlere karşı hangi taraflarının daha dayanıksız olacağını söylemede yardımcı olacak. Bundan sonra bu kısımları kuvvetlendirebilirler ya da binaların kritik olmayan kısımlarına zararlı titreşimleri emecek zayıf noktalar yerleştirebilirler.129

Bütün bunlardan da anlaşıldığı gibi, arıların büyük bir ustalıkla inşa ettikleri petek, kusursuz bir tasarım harikasıdır. Dolayısıyla petekteki bu yapı mimarlara ve bilim adamlarına ışık tutmakta, yeni fikirler vermektedir. Arıların peteklerini böylesine kusursuz yapmalarını sağlayan şey, evrimcilerin iddia ettikleri gibi tesadüfler değildir. Arılara bu özellikleri, bu şaşırtıcı yetenekleri veren sonsuz ilim ve kudret sahibi olan Allah'tır.

Örümcek Ağlarından Örnek Alınan Mimari Tasarımlar

Bazı örümceklerin kurdukları ağlar, çalıların üzerine bırakılmış bir örtüye benzer. Zemin boyunca yayılan ağ, çalıların uçlarına tutturulan gergin iplikçiklerle taşınır. Bu taşıma sistemi, örümceğe, sağlamlıktan ödün vermeden, oldukça geniş bir alanda ağ kurmasına imkan tanır.

Bu harika yöntem, büyük mekanların üstünü kapamak amacıyla insanlar tarafından birçok yapıda taklit edilmiştir. Bu yapılardan bazıları şunlardır: Cidde Havaalanı Hac Terminali, Münih Olimpiyat Stadyumu, Sidney'deki Ulusal Atletik Stadyumu, Kanada ve Münih'teki hayvanat bahçeleri, ABD'de Denver Havaalanı ve Cambridge'teki Schlumberger Araştırma Merkezi binası.

Örümceğin bu yöntemleri kendi kendisine geliştirebilmesi için uzun süre mühendislik eğitiminden geçmiş olması gerekir. Elbette ki böyle bir şey mümkün değildir. Örümcekler ne yapı statiği, ne de mimari tasarım bilirler. Örümceklerin kurdukları ağlar, "Yaratılış Gerçeği"ni gözler önüne seren dellillerden yanlızca biridir.

1. Sidney Ulusal Atletik Stadyumu, 2. Münih Hayvanat Bahçesi, 3. Cidde Havaalanı	4. Denver'da bir havaalanı 5. Münih Olimpiyat Stadyumu