در این سالها موجی از مطالعات برای یافتن راههای جایگزین آغاز شد و روشهایی برای ساخت ساختمانهای سازگار با طبیعت و همچنین صرفهجو در مصرف انرژی ابداع شد. اما همچنان هنر معماری از ساختار قدیمی شهرسازی پیروی میکرد. این وضعیت در یکی از پرتراکمترین شهرها، یعنی بندر شانگهای چین با جمعیت نزدیک به ۲۰ میلیون نفر و جمعیت شناور دو برابر آن، محرک یک ایده نو برای ساختمانسازی بود؛ گام برداشتن از ساختمانهای سازگار با طبیعت به سازههای زنده.
برج بیونیک با ارتفاعی بیش از ۱۲۲۸ متر، ۴۲۰ متر از بلندترین برج فعلی جهان (یعنی برج خلیفه، دبی) بلندتر است و این اختلاف، مساوی است با تفاوت اندازه ساختمان امپایر استیت ۳۸۰ متری (۱۹۳۱ میلادی) با برج خلیفه. برج بیونیک بر جزیرهای به قطر یک کیلومتر با زیربنای نیم کیلومتری بنا میشود و امکان اسکان ۱۰۰هزار نفر در ۳۰۰ طبقه با آپارتمانهایی وسیع را فراهم میکند؛ در حالی که با تراکم استاندارد در شهرسازی رایج، در بهترین حالت در ۲ کیلومتر مربع تنها میتوان هزار نفر را جا داد.
پیشزمینه برج بیونیک به سال ۱۹۸۵م. باز میگردد؛ زمانی که شرکت مشترک خاویر جی. پیوز و ماریا رزا سرورا معماران اسپانیایی اولین تجربه طراحی و ساخت سازههای پیچیده و پویا را داشت؛ آنان از سال ۱۹۹۲ فعالیت خود را بر روی سازههای بیولوژیکی در طبیعت و قابلیت اقتباس از آنها در سازههای معماری اختصاص دادند، نتیجه این تجربیات کشف یک سازه جدید و مفهومی نوین در معماری بود، یعنی سازههای زنده!
فرایند پژوهش و طراحی در سال ۲هزار و با برآورد هزینه ۱۵ میلیارد دلاری به پایان رسید. زمان اتمام پروژه سال ۲۰۱۵ تخمین زده شد، اما سال ۲۰۰۱ و پس از واقعه ۱۱سپتامبر به دلایل امنیتی حکومت چین مرحله ساخت پروژه را تا اطلاع ثانوی تعطیل کرد. نکته جالب در فرایند ساخت برج رشد همزمان بالا و پایین برج است. ساخت به صورت تکمیل کامل هر طبقه پیش میرود به گونهای که حین ساخت امکان اسکان نیز وجود داشته باشد.
آنچه که سرورا و پیوز سعی دارند بر آن تاکید کنند این است که طبیعت با تیر و ستون ساخته نمیشود، بلکه از قوانین رشد پیروی میکند؛ منطق ساختاری طبیعت باعث صرفهجویی در انرژی، سازگار شدن با محیط و انعطافپذیری میشود. سازههای ساختمانی از سیستمهای سادهای چون تیر، ستون و کانالهای تأسیساتی استفاده میکنند، در حالی که طبیعت بر پایه توسعه پایداری از سیستمهای پیچیدهای پویا و پیرو قوانین رشد بنا شده است.
بنیان برج بیونیک با توجه به این موضوع طراحی شده است که فونداسیونهای افقی برای مقاومسازی سازههای بلندتر از ۵۰۰ متر مناسب نیستند؛ به همین دلیل است که این سازه با مقطع بیضی شکل، هم از لحاظ ساختار ساختمانی هم فونداسیون برگرفته از درختان ساخته شده است و بنیان این سازه به صورت ریشهای پویا ساخته شده است که انعطافپذیر نیز هست؛ این فوندانسیون عجیب همزمان با بالارفتن ساختمان در زمین گسترش پیدا میکند تا در انتها با ساخت کامل ساختمان فونداسیون نیز به طور کامل ساخته شود. قسمت فوقانی سازه توانایی نوسان، ایستادگی در مقابل باد و طوفانهای سنگین را دارد و بالاترین نقطه سازه در بدترین حالت ۵/۲ متر نوسان دارد که به قدری آرام انجام میشود که برای ساکنان محسوس نخواهد بود. فونداسیون به ظاهر بینظم و شناور درختی این امکان را میدهد که نیروی باد به صورت متلاشی و خُرد شده به زمین منتقل شود و در برابر زلزله نیز مقاوم باشد.
ساختار بیضوی سازه نیز کمترین مقاومت را در برابر جریان باد ایجاد میکند آنچنان که گویی هنگام باد، همچون سازهای آیرودینامیک جریان هوا را بشکافد؛ در عین اینکه ساختار متخلخل سازه نیز بخشی از جریان هوا را از خود عبور میدهد. این پوسته خارجی متخلخل الهام گرفته از آشیانه پرندگان است و اجازه میدهد نور و هوا به صورت کنترل شده داخل فضا شوند و یک سیستم تهویه مطبوع طبیعی در فضای داخل به وجود آورند و این تهویه مطبوع در حالی است که پنجرههای خارجی به دلیل بازشوهایی در پوسته آلومینیومی خارجی بنا باز نمیشوند.
اما آتش! تصور آتشسوزی بُرجی با ۱۰۰هزار جمعیت و گیرافتادن این جمعیت در ساختمان وحشتناک است، اما بُرج بیونیک این مشکل را با الهام گرفتن از حلقههای متحدالمرکز داخل درختها که آوندها در درون آنها جای دارند حل کرده است؛ این لایههای همچون لایههای هوا باعث خفگی آتش و عدم گسترش آن میشوند؛ برج بیونیک از چند رشته عمودی تشکیل شده است که مانند حلقههای متحدالمرکز، همچون تشکهای هوایی که آتش به آنها نفود نمیکنند، عمل کرده و خروج از بنا را برای ساکنان میسر میکنند.
۹۲ ستون بُرج با غشای نازک و پیچوتاب خوردهاش که با بتنهای خاصی پوشانده شده است بهترین وضعیت را برای استحکام مجموعه و همچنین انعطاف در برابر بار غیرمتمرکز و فشار بینظم باد به وجود آوردهاند. این ۹۲ ستون نقش آوندهای سازه درختی را نیز ایفا میکنند، به طور همزمان از سه بخش هر ستون مسیرهایی برای جابهجایی ساکنان، آب، سیالات و فاضلاب و تاسیسات انتقال انرژی و ارتباطات تعریف شده است.
مجموعه بیونیک را میتوان ادغام دو فضای افقی و عمودی دانست؛ فضای افقی محوطه به شعاع یک کیلومتری اطراف برج است که شامل بناهایی با ارتفاع متفاوت و کاربریهایی چون هتلها، مراکز تفریحی چون باغهای وسیع و دریاچهها، شرکتها، مجموعههای فرهنگی، تجاری، مسکونی و ورزشی است. در حالی که فضای عمودی، بُرج بیونیک، از دوازده همسایگی عمودی تشکیل شده است که به طور متوسط ارتفاع هرکدام نزدیک به ۹۰ متر است؛ این فضای عمودی که از دو حلقه داخلی و خارجی تشکیل شده است که پیرامون آنها را باغی وسیع میپوشاند و شامل سه نوع کاربری مسکونی، اداری و هتل است که عطف به وضعیت شناور بودن جمعیت شانگهای در نظر گرفته شده است.
