מגזין המים הישראלי הנדסת מים 56
Useלמימוש אסטרטגיה זו הם: הימנעות מתהליכים עתירי אנרגיה )
- (Multifunctional design(; תכנון רב-תפקודי )low energy process
Fit formמבנה אחד המספק מספר פונקציות; התאמת מבנה לתפקיד )
חזור חומרים ִ ( - המבנה מספק את הפונקציה הנדרשת; מto function
מזון. = ( - שימוש חוזר במוצרים, כך ש: פסולת Recycle all materials)
אסטרטגיה מרכזית אחרת שזוהתה היא ”התאמה ותגובה מקומית”
(. אורגניזמים ששורדים הם Be locally attuned and responsive)
אורגניזמים המגיבים לסביבתם. עקרונות תכנוניים למימוש אסטרטגיה זו
( - ניצול Leverage cyclic processesחזוריים ) ַ הם מינוף תהליכים מ
תופעות מחזוריות לשרידות, כגון התאמת מחזור חיים של צמחים למחזור
החיים של מאביקים; שימוש במשאבים מקומיים של חומר ואנרגיה
- למשל איתור (Use readily available materials and energy)
Use) מקורות מזון וחומרי בנייה בסביבה המקומית; שימוש במעגלי משוב
- תגובה לשינויים בסביבה, כמו שינוי צבע פרווה בתגובה (feedback loops
(Cultivate cooperative relationships) לעונות השנה; טיפוח יחסי שיתוף
- למשל סימביוזות.
השימוש ב”עקרונות החיים” ככלי תכנוני בא לידי ביטוי בהטמעת
האסטרטגיות והעקרונות התכנוניים שזוהו כ”עקרונות החיים” עוד בשלב
התכנון הרעיוני. אפשרות נוספת היא להשתמש ב”עקרונות החיים” ככלי
לשיפור מוצרים קיימים, כך שהשיפורים המוצעים מבוססים על ”עקרונות
החיים” ועל יישומם. ההנחה הבסיסית היא שיישום של כמה שיותר ”עקרונות
חיים” במוצר המתוכנן יגדיל את רמת הקיימות של המוצר.
”עקרונות החיים” מספקים טווח רחב של אסטרטגיות ועקרונות קיימות,
אך חלק מהם כלליים והיישום שלהם בהנדסה אינו תמיד ברור. נוסף על
כך, לא ברור כיצד זוהו עקרונות אלה, ואיך ניתן להמשיך בחיפוש ובאיתור
של עקרונות נוספים. אין עדויות לגבי השלמות שלהם כמכלול עקרונות
הקיימות בטבע. מתכנן יכול להשתמש בבסיס הידע המצטבר, אך לא יכול
להשתמש ב”עקרונות החיים” כמסגרת לאיתור עקרונות נוספים. דרושה
מסגרת שתוכל להוביל חיפוש של אסטרטגיות קיימות נוספות בטבע ולנסח
אליות נותן מענה לחסר זה. ֵ אותן בצורה ישימה למתכננים. כלי האיד
אליות בטבע ֵ עקרונות האיד
אליות. את הכלי פיתחה ֵ כלי חדש לתכנון ביומימטי מקיים הוא כלי האיד
כותבת המאמר, והוא מאפשר זיהוי עקרונות קיימות בטבע והעברתם
אליות” מרמז על מצב דמיוני שקיים רק כרעיון, אך יש ֵ להנדסה. המושג ”איד
אוריה לפתרון ֵ )ת TRIZאליות” בהקשר תכנוני הוגדרה ב- ֵ לשאוף אליו. ”איד
בעיות בצורה המצאתית-שיטתית המבוססת על חקר של מאות אלפי
פטנטים ומערכות טכנולוגיות( כיחס איכותי בין סך הפונקציות המועילות
של מערכת לפונקציות המזיקות שלה. פונקציות מועילות הן התועלת
שהמערכת מספקת, ופונקציות מזיקות הן העלויות הלא-רצויות הקשורות
לתפעול המערכת, כמו עלות של משאבים, רעש, אשפה, זיהום ועוד. לפי
המוצג באיור 2, כל מערכת טכנולוגית הופכת TRIZאליות” ב- ֵ ”חוק האיד
אלית יותר עם הזמן ובמהלך התפתחותה, כך שהיא מספקת תועלת ֵ לאיד
אלי הסופי הוא מצב היפותטי: כל ֵ רבה יותר בפחות עלויות. התוצר האיד
התועלת שנובעת מהמערכת מסופקת בעלות ששואפת לאפס.
אסטרטגיה כללית עיקרון תכנוני דוגמה
הגדלת התועלת יותר פונקציות תכנון רב תפקודי - הגדלת מספר הפונקציות
המשויכות למבנה אחד
מערכת שורשים מספקת גם אחיזה בקרקע וגם
הובלה
אפקט חזק יותר - העצמה
של ערכי הפונקציה
הגברת האינטרקציה עם הסביבה להשגת אפקט
חזק יותר באמצעות הגדלת שטח הפנים:
*חזרה על אלמנטים
* הגדלת גודל המערכת
נאדיות הריאה מגדילות את שטח הפנים
ומאפשרות חילוף חמצן רב יותר
הקטנת עלויות אסטרטגיית הגנה )מניעת
הפרעות ונזקים למערכת(
הפחתת הפרעות חיצוניות כמו חיכוך, עומסים,
מערבולות ועוד
( בטבע Streamlineמבנים של קו הזרם )
המפחיתים מערבולות
הפחתת שטח הפנים כאשר הוא מזיק או מסוכן הפחתת שטח הפנים של עלים במדבר לצמצום
אידוי המים
אסטרטגיה אופורטוניסטית
ניצול משאבים זמינים
לחיסכון בעלויות(
ניצול מפלים פיזיקליים, כימיים וגאומטריים
ומקורות אנרגיה זמינים אחרים
ניצול אנרגיית הרוח להפצת זרעים
ניצול מפל טמפרטורה להסעת חום
התאמת מבנה לתפקיד - הפונקציה מסופקת
על ידי המבנה
המבנה הגלילי של השורשים מאפשר להם
חדירה טובה יותר לאדמה
העברת פונקציות למערכת העל
(/ניצול משאבים מהסביבהSupersystem)
(Tetracdontidaeדגים ממשפחת הנפוחיתיים )
(Supersystemמשתמשים במים מהסביבה )
לניפוח גופם
מניעת אשפה/בזבוז
)ניצול יעיל יותר של
המשאבים(
סנכרון פרמטרים של המערכת למניעת בזבוז סנכרון מועד הנביטה של זרעים עם רמות הלחות
בסביבה
שיפור הולכת האנרגיה במערכת כדי להפחית
התנגדות לזרימה
מערכות הובלת מים בעצים - מבנה רשתי
המספק הולכה טובה
ויתור על חלקים מיותרים הפחתת החומר - גלילים חלולים, מבני כוורת
טבלה 1 - עקרונות האידאליות בטבע