Природний ландшафт- найважливіший чинник композиції будь-якого архітектурного об'єкта. Загальновідомий вираз: будинок «вписався» у ландшафт. Під цим мається на увазі гармонійне поєднання його з рельєфом, використання ефекту відображення в дзеркалі водоймища, масштабні співвідношення з масивами зелених насаджень тощо.
При порівняно однакових природних даних вигляд населеного місця чи композиційне рішення окремої споруди визначаються творчим методом архітектора, його професійною майстерністю, знанням національних традицій, розумінням природи Розглядаючи ландшафтні завдання проектування будівель та споруд, слід виділити три рівні:
- Формування архітектурно-ландшафтного ансамблю, гармонійне включення архітектурних споруд у природне оточення, загальний композиційний взаємозв'язок архітектури та природи, максимальне виявлення у функціональному та композиційному вирішенні природних передумов;
- детальне архітектурно-ландшафтне опрацювання відкритих просторів, що примикають до будівель та формуються ними, або організація їх «архітектурно-ландшафтного стилобату»;
- Введення природних елементів в архітектуру будинку.
У Останнім часомархітектори стали користуватися архітектурно-ландшафтними методами та засобами. І виявляється це не в окремих деталях - пристроях для квітів і кучерявих рослин на балконах і лоджіях, а й загальному методіпроектування від ландшафту. Особливо важливо, коли архітектор оперує не окремими елементами середовища, а значними фрагментами культурного ландшафту, що формує архітектурно-ландшафтні ансамблі. Тенденція зближення архітектури та природи має і більш детальні аспекти: розкриття внутрішнього простору та зорове поєднання інтер'єру із зовнішнім середовищем - навколишніми ландшафтами, пристрій у будівлях лоджій, терас, балконів, що забезпечують зв'язок приміщень з природою, архітектурно-ландшафтне рішення інтер'єрів шляхом застосування інертних матеріалів – квітів, декоративних трав, води, гальки тощо.
Розміщення архітектурних спорудє формою перетворення природного ландшафту. Це перетворення може бути позитивним (коли споруда за формою, матеріалом, фактурою, масштабом та іншими композиційними якостями гармонує з ландшафтом) і негативним (коли архітектурні споруди не просто контрастні по відношенню до ландшафту, а навіть порушують його).
Для того, щоб досягти певної міри узгодженості архітектурних споруд з ландшафтом, необхідно знати низку композиційних прийомів. Вихідним є порівняння просторових форм забудови та ландшафту. Архітектору часто доводиться стикатися з такими особливостями та формами ландшафту, які він мало чим може змінити. Він має врахувати їх під час проектування. До цих незмінних форм належать долини річок, рівнини, озера, гірські ланцюги та інші великі ландшафтні форми.
Природні просторові форми характеризують такі основні властивості:величина, геометричний вигляд, фактура, колір, світлотінь, положення у просторі. Природне тло може бути нейтральним або з яскраво вираженими великими формами типу гір, великих пагорбів, лісових масивів. По-різному сприймаються невеликий дачний будиночок у гірському ландшафті, де він підпорядкований середовищі, та великий санаторний комплекс у рівнинній місцевості, де він домінує.
Ступінь узгодженості забудови з ландшафтом залежить не стільки від їхніх абсолютних розмірів, скільки від їхнього взаємозв'язку. Геометричні характеристикиархітектурних споруд можуть узгоджуватися з ландшафтними формами (пірамідальна форма будівлі, його гострокутний силует нагадують нам навколишні скелі або ялиновий ліс) або контрастувати з ними (довжина багатоповерхового будинку-пластина на тлі мальовничого пейзажу).
Як архітектурні споруди, і форми ландшафту можуть мати масивну чи ажурну просторову структуру. Розчленована забудова, ажурна структура будівлі призводять до більшої узгодженості архітектури з природою. Велику роль відповідно до архітектурної споруди з ландшафтом грає фактура матеріалу. Найорганічніше композиційно пов'язуються з природним оточенням найпростіші споруди з природних матеріалів - дерева, каменю, очерету. Фактура штучних будівельних матеріалів (пластмаса, алюміній та ін.) контрастуєіз фактурою природних компонентів.
Домінуюче або підлегле положення споруди в ландшафті багато в чому визначається його розміщенням: вздовж рельєфу та в його пониженнях веде до узгодженості, поперек рельєфу та на його високих точках – до контрасту. Забудова нижче лісу та серед лісу підпорядкована природному тлі, багатоповерхова на тлі насаджень – завжди контрастна. Таким чином, щоб споруда максимально узгоджувалась з ландшафтом, вона повинна мати малу величину, ажурну просторову структуру, геометричну форму, аналогічну формам ландшафту, гармонійне поєднання кольорів архітектурних і природних компонентів.
До вирішення архітектурно-ландшафтних завдань організації найближчого оточення будівель, окремих просторів під просто небанеобхідно підходити як до проектування інтер'єру, у створенні якого поєднується творчість архітекторів, художників, інженерів зеленого будівництва, фахівців у галузі міського ландшафту та ландшафтного дизайну. Гармонію людини і природи, архітектури та ландшафту завжди буде досягнуто, якщо архітектор не формально, а творчо, спираючись на певну суму знань, виходить у своєму пошуку з ландшафтної ситуації, виявляючи та підкреслюючи її найкращі якості.
У великому містілюдина відірвано від природної природи. Вирішити питання задоволення потреби міського, мешканця у спілкуванні з природою значною мірою можна не лише ландшафтно-містобудівними засобами, удосконалюючи водно-зелені системи міста, активно виявляючи в забудові місцеві природні особливості, а й вводячи елементи природи та, насамперед, рослини у будівлі та споруди.
Природні матеріали використовуються архітекторами як у зовнішньому, і у внутрішньому оформленні будинків. В екстер'єрі - вертикальне озеленення фасадів, озеленення та квіткове оформлення балконів, лоджій, вікон, архітектурно-ландшафтне рішення внутрішніх двориків, терас, плоских покрівель. Малі архітектурні форми для ландшафтного благоустрою балконів і лоджій - ящики для підлоги та навісні для квітів, грати - для кучерявих рослин, кашпо - для ампельних. Необхідно добиватися стандартизації та збірності такого обладнання, щоб уникнути небажаної самодіяльності, що вносить хаос до архітектури будівель. Озеленення та квіткове оформлення лоджій та балконів – це завдання насамперед житлового будівництва. Одна з причин -необхідність постійного догляду за рослинами, що в громадських будинках, як правило, утруднено.
Для посадки грунтових квітів частіше використовуються дерев'яні ящики шириною 20-30 см і висотою 20-25 см (довжина визначається в залежності від загальної композиції лоджії або балкона, характеру їх огородження, типу пристрою для вертикального озеленення тощо). Можливе застосування малих форм із бетону, шамоту, пластмаси. Бетонні виробифарбуються водостійкою полімерною фарбою або містять у фактурному шарі кольорові пігменти. Металеві деталі покриваються олійною фарбою. Дерев'яні елементинайкраще виконувати з тонованої деревини з подальшим покриттям безбарвним водостійким лаком. Ящики для рослин встановлюють на підлозі чи поручнях огорожі. У всіх випадках вони повинні бути надійно закріплені спеціальними кронштейнами та гачками завтовшки не менше 0,5 см. Можливі як змішані, так і однорідні за асортиментом посадки . Рекомендується в першому ряду висаджувати ампельні (звисають) або бордюрні рослини (настурція, аліссум, лобелія, агератум, тагетис та ін); у другому – пеларгонію, бульбову бегонію, циннію, айстри, петунію та ін., у третьому – запашний горошок, іпомею, квасолю тощо. Для північних фасадів вибір рослин обмежений, проте і тут можна висаджувати низькорослі: маргаритки, братки, примули, маттіолу, аліссум; середньорослі: настурцію, петунію, запашний тютюн, календулу, гіпсофілу, фуксію. У лоджіях та на балконах іноді влаштовують мінірокарії.
Комплексне озеленення житлових будинків із використанням високоякісного, виконаного в єдиному стилі обладнання для рослин дозволить значно збагатити архітектуру типової житлової забудови, підвищити комфортність її середовища.
Особливу галузь ландшафтної творчості складають терасові житлові будинки. Сади-тераси є хіба що продовженням житла, «зеленої вітальні». Це питання пов'язані з організацією та інших типів садів на дахах. У сучасній вітчизняній практиці вони мало поширені.
Батьківщина садів на дахах та терасах – Ассирія та Вавилон. До сміливих конструктивних рішень ставляться «висячі» сади Семіраміди, створені VI ст. до н.е. З історії відомі сади Помпеї, «плаваючі» сади Греції та Малої Азії, розкішні сади на терасах візантійських імператорів, сади на дахах у німецьких містах та ін. З ХІХ століття з'явилися нові економічні та технічні передумови створення садів на дахах. У XX ст. широке освоєння плоских покрівель знайшло свій відбиток у творчості архітекторів Ле Корбюзьє, Райта, Гропіуса та інших.
Сьогодні не можна говорити лише про сади на дахах. Правильніше ставити питання про принципи влаштування садів на різних штучних підставах -дахах, терасах, естакадах, перекриттях підземних споруд.
Влаштування садів на штучних підставах пов'язане з вирішенням низки соціально-економічних, екологічних, технічних та естетичних проблем. Насамперед це економіка містобудування, раціональне використання міських земель, які стимулюють створення багаторівневих надземних споруд із площами-платформами, естакадами, терасами для пішохідного руху, стоянками та упорядкованими місцями для короткочасного відпочинку.
Різноповерховість сучасної забудови міста не тільки створює передумови для ефективної експлуатації плоских дахів малоповерхових блоків як додаткові місця відпочинку, літні кафе просто неба тощо, але й ставить суто архітектурно-художні завдання. Поки в більшості випадків з вікон і лоджій висотних будівель відкривається непривабливий вид на чорні дахи торгових центрів, блоків обслуговування та ін.
Залежно від розташування щодо рівня землі сади на штучних основах поділяються на надземні (у минулому – «висячі»); наземні, що знаходяться на рівні землі; та змішаного типу. Це сади, що відповідно влаштовуються на дахах будівель або інших конструкціях, піднятих над землею, над підземними спорудами і на спорудах, які частково заглиблені або примикають до схилу місцевості. Таким чином, до садів на штучних підставах можна віднести ті архітектурно-ландшафтні об'єкти, в яких зелені насадження відокремлені від природного ґрунту тими чи іншими будівельними конструкціями.
Необхідно мати на увазі, що влаштування садів на штучних підставахекономічніше та технічно надійніше, якщо ці питання вирішуються при проектуванні будівель та споруд, а не при подальшому пристосуванні покрівель та відповідної технічної реконструкції, їх архітектурно-ландшафтному збагаченні. Найбільші естетичні та екологічні можливості збагачення «п'ятого» фасаду міста має ландшафтна архітектура. З улаштуванням садів на дахах покращується мікроклімат, загальна ландшафтно-художня подоба міста. Проблема організації садів на штучних засадах актуальна не тільки для громадських центрів та комплексів, але й для промислових зон та житлової забудови. На територіях існуючих промислових об'єктів часто неможливо організувати навіть невеликі майданчики для короткочасного відпочинку, тоді як плоскі покрівлібудівель, як правило, порожні. Велика щільність забудови у старих житлових кварталах також не дозволяє збільшити площу зелених насаджень та майданчиків для ігор дітей та відпочинку дорослих.
Сади поділяються на експлуатовані та неексплуатовані. Група експлуатованих садів передбачає активне використання їх площі та представлена в основному рекреаційними та рідше продуктивними типами (останні створюються з метою вирощування квітів, овочів тощо). Група неексплуатованих садів поділяється на декоративні та захисні типи. Декоративні сади на дахах не призначені для відвідування людьми, а є виключно естетичним цілям, являючи собою фактично декоративні панно. Їх покриття виконуються із застосуванням як природних живих та неживих (трава, мохи, квіти, невисокі чагарники, камінь, іноді вода), так і штучних (кераміка, цегла, скло, пластмаси та ін.) матеріалів. Захисні функції садів на дахах пов'язані в основному із запобіганням будівель від надмірного перегріву, від сонячної радіації. За переважанням того чи іншого матеріалу виділяються водяні сади (найпоширеніший тип захисного саду на півдні), рослинні і сухі ландшафти. У «сухому ландшафті» використовують неживі матеріали – пісок, гальку, валуни, корчі; іноді за прикладом японського саду – мохи, малі архітектурні форми.
Рослинні сади поділяютьсяна сади з ґрунтовим шаром у вигляді суцільного покриву або кількох ділянок, розділених доріжками та майданчиками, та сади, в яких земля розміщується лише у спеціальних ємностях – контейнерах.
З широко відомий сад на перекритті п'ятиповерхового гаража-стоянки в Окленді, США, а також сад на даху музейних будівель Смітсоніївського інституту у Вашингтоні (рис. 3.), сад з квітучими чагарниками, розбитий на даху підсобних приміщень цирку в Сочі, декоративне плоских дахів санаторію "Примор'я" там же і т.д.
На думку фахівців, витрати на будівництво садів на дахах порівняно невеликі, вони визначаються різницею у вартості плоских дахів, що експлуатуються і неексплуатуються. Вартість дахів з садом не більше ніж у 2 рази перевищує пристрій неексплуатованих покрівель.
Від розвитку практики влаштування садів на штучних підставах очікується багатосторонній ефект:
- економічний- раціональне використання цінних міських земель та отримання додаткової корисної площі;
- Екологічний- Поліпшення санітарно-гігієнічних параметрів міського середовища;
- соціально-культурний- розвиток системи нових місць спілкування та повсякденного відпочинку, удосконалення естетики міського ландшафту.
Асортимент посадок для облаштування садів на дахах підбирається з місцевих (або давно інтродукованих) рослин, найбільш пристосованих до незвичайних умов проростання.
Газонможе створюватися на природному ґрунті, килимовий - на синтетичній основі , а також із застосуванням гідропоніки. Іноді газон замінюють невибагливими ґрунтопокривними і навіть кучерявими рослинами, а також застосовують мохи. Квіти, як правило, висаджуються в кашпо та вазах, дерево-чагарникові рослини - у діжках, спеціальних контейнерах, рідко в відкритому ґрунті. Іноді дерева, висаджені в діжки, маскують пагорбами землі з природними контурами. При розташуванні рослинності враховується маса ґрунту, сила вітру, необхідність влаштування дренажу, водостоків. Розміщення ґрунту, рослин пов'язують з конструкціями споруди, що несуть, на якій встановлюється сад Одним із засобів дематеріалізації архітектури є розміщення будинків під землею або їх часткове заглиблення. З цим пов'язане і застосування «зелених дахів» як нового екологічного спрямування у містобудуванні та архітектурі.
Зелений дах застосований у забудові студентського містечка Технологічного університету в Делфті, домінантою є 40-метровий бетонний конус, що пронизує зелений дах та замикає головну композиційну вісь усього комплексу. Технологічні властивості даху дозволяють підтримувати оптимальний мікроклімат протягом усього року. Важливою є екологічна сторона архітектурно-конструктивного рішення: дощова вода по похилій покрівлі збирається у спеціальні резервуари і надалі використовується.
Можливі різні форми реалізації візуальних взаємозв'язків «будівля - ландшафт», у тому числі колористична гармонія споруди та ландшафтного оточення, стіни із дзеркального скла, що ніби «розчиняють» будівлю у відображенні неба, рослин, води та ін.
Введення природних елементів у внутрішні простори будівель має безліч форм. Для інтер'єру важливими є візуальні зв'язки з навколишнім ландшафтом. Це досягається розкриттям внутрішнього простору «на природу» через панорамні вікна, улаштуванням лоджій, терас, розсувних стінок тощо. Самостійним завданнямє введення в інтер'єр природних елементів – рослин, каменю, води тощо. В архітектурно-ландшафтному рішенні інтер'єру виділяють два аспекти: створення зимових садів та використання рослин як архітектурно-декоративних композицій.
Зимовий сад- Сад екзотичних рослин, що вирощуються в умовах штучного мікроклімату. Створення зимових садів досить складно, тому що треба задовольнити особливі вимоги до температурно-вологісного режиму приміщення, освітленості, а звідси до конструкцій, що захищають, системи опалення і вентиляції, умов природного і штучного освітлення і т.д.
На практиці частіше зустрічається другий вид натуралізованого інтер'єру- різні форми декоративного озеленення та квіткового оформлення приміщень громадських та житлових будівель. У громадських будинках крім рослин широко використовуються басейни, фонтани, скульптура, неживі. природні матеріали- Камінь, пісок, дерево. Рослини в приміщеннях відіграють санітарно-гігієнічну та декоративну роль. Вони акумулюють свіже повітря, регулюють температурно-вологісний режим, поглинають шум, пил, звичайно, у невеликому масштабі.
У композиції інтер'єру використовується колір, фактура, малюнок листя, квіток, силует, маса рослин та інші їх якості. За допомогою рослин простір розчленовується, зонується. Можливі різноманітні форми виконання: одиночна рослина (частіше на тлі чистої поверхні стіни); вертикальне озеленення кучерявими рослинами, влаштування зелених бордюрів і т.д. Часто різні прийоми поєднуються. Відрізняється методика озеленення житлових, виробничих та громадських будівель. Якщо в житлі декорування рослинами - індивідуальна творчість його власника, то в громадських та виробничих приміщеннях це один з аспектів архітектурного рішення, що закладається в проекті.
При використанні декоративних можливостей одиночної рослинина перший план виступають деталі: малюнок та розмір листя, суцвіть, відтінки кольору. Поодинокі рослини встановлюються на тлі стіни або світлового отвору у вазах, кашпо в поглибленні підлоги або спеціальних підставках. Застосовуються різноманітні ящики для квітів у поєднанні з меблями (столики, підставки, які виконуються з дерева, металу, пластику).
Велику роль у формуванні інтер'єру відіграють зелені бордюри. За її проектування увага приділяється не індивідуальним якостям окремих рослин, а силуету бордюру загалом. За кольором, композиції можуть бути знайдені контрастні та нейтральні рішення. Розташування бордюру можливе у горизонтальній та вертикальній площинах, вздовж віконних отворів, стін, пересувних екранів, на підлозі або у поглибленні підлоги, у вигляді обрамлень сходів, що замінюють балюстраду. При високому розташуванні зелених бордюрів можливі варіанти спадаючої зелені з ампельних рослин.
Прийоми, засновані на оформленні зеленню вертикальних площин, також відрізняються різноманіттям. Це або густа маса кучерявої зелені - зелена завіса, або одна гілка, що вигадливо повзе по стіні і утворює легкий прозорий малюнок, або окремі розкидані плями. Для оформлення рослинами використовуються непрозорі вертикальні площини, так і трельяжні стінки з металу або дерева. За допомогою прозорих перегородок, декорованих зеленню, зонують приміщення, частково відокремлюють одне від одного.
До об'ємних зелених композицій відносятьсяокремі екземпляри, їх групи, цілі садові куточки. Виразні композиції у низьких плоских вазах. У великі кашпо висаджуються кілька рослин, різних за висотою, характером росту, що контрастують за формою та фактурою листя. Дуже благодатний матеріал пінобетон. Він добре піддається обробці, різьбленню звичайним інструментом. У видовбані отвори можна або безпосередньо висаджувати рослини, або встановлювати квіткові горщики.
У групах рослин, розміщених на площині підлоги або у спеціальному поглибленні, простір між рослинами заповнюють до рівня підлоги або до краю бордюру мохом, галькою, піском. Декілька великих каменів, покладених між рослинами, надають композиції природності.
Ландшафтні композиції, продовжені за межі інтер'єру (на терасі, в прибудинковій смузі) та розділені лише склом вікон та балконних дверей, створюють ілюзію єдності зовнішнього та внутрішнього просторів. Поширено у вітринних вікон з боку екстер'єру та інтер'єру влаштування смуг, засипаних галькою. На них встановлюються кактуси
В озелененому інтер'єрі так само, як і в малому саду просто неба, велика увага приділяється розробці площини землі, малим архітектурним формам, меблів, розрахованим на близьке сприйняття. Цікаво, коли фойє чи вестибюль вирішено у кількох рівнях. Кожен рівень має свою рослинність, і завдяки тому, що висота приміщення збільшується, зростає контраст між високими рослинами на терасах з невисокими стелями та маленькими рослинами у високих приміщеннях. Ефект натуралізації пов'язаний з видимим простором парку за склом, а тераси, що спускаються, викликають відчуття спуску по рельєфу.
Поки неможливо виростити в інтер'єрі березовий гай або групу яблунь, коли за вікном стоїть мороз. Рослини живуть ритмічними циклами відповідно до зміни пір року. Тому в умовах інтер'єру використовуються південні теплолюбні вічнозелені рослини, інтродуковані в наших умовах. Проте спроби дендрологів включити до інтер'єру рослини помірного клімату повинні увінчатися врешті-решт успіхом, і це відкриє нові можливості для архітекторів, що працюють у сфері формування інтер'єрів. На жаль, доводиться констатувати, що в озелененні інтер'єру, як і в озелененні міських територій, часто переважає непрофесіоналізм, що веде до уникнення основного композиційного задуму автора-архітектора, безсистемного, кількісного заповнення приміщень рослинами, у багатьох випадках несмачному.
Часто озеленення та колірне оформлення виробничих приміщень пов'язані зі специфічними труднощами. Не всі рослини витримують постійне штучне освітлення, забрудненість, запиленість повітря тощо. Виникають додаткові труднощі із вмістом рослин у виробничих приміщеннях. Через запилення рослини вимагають додаткового догляду (обтирання, обприскування). Досвід показав, що там, де запиленість перевищує 3,8 мг/м 2 (наприклад, у чесальному цехах текстильного виробництва), озеленення недоцільне.
Освітленість у зоні озелененнямає бути близько 800-1000 лк. Світильники ( люмінісцентні лампи) рекомендується розміщувати безпосередньо над рослинами на висоті 1 м. Незважаючи на більш складні умови зростання рослин, специфічну агротехніку, озеленення цехів, у тому числі зі штучним освітленням, можливо.
Зелені зони у виробничих приміщенняхвлаштовуються з урахуванням напрямку руху працюючих та внутрішньоцехового транспорту, вимог техніки безпеки – так, щоб не порушувати технологічного процесу. Останніми роками дедалі частіше і ширше у виробничих та громадських інтер'єрах стали використовуватися штучні рослини.
Проектування садів, парків, лісопарків.
План:
1. Основні завдання проектування садів.
2. Види сучасних садів.
3. Види парків.
4. Організація сучасного парку. Ландшафтна оцінка території парку.
5. Етапи проектування парку.
6. Основні вимоги до функціональних зон парку. Лісопарки.
Details Різне Естетика
Збагачення формальних засобів сучасної архітектуризавдяки застосуванню дедалі більше складних по конфігурації поверхонь та інших просторових конструкцій вносить багато нового у розвиток архітектурної форми, що наближається до природного різноманіття природних форм. Навіть торговий центр має виглядати як твір архітектури, а не безлика коробка.
Як уже зазначалося вище, історія архітектури дає нам чимало прикладів наслідування форм живої природи. Однак така імітація була суто зовнішньою і стосувалася в основному окремих елементів: колон, фризу, орнаменту і т.п. як в Стародавньому Єгиптіархітрів прямолінійних обрисів підтримувався колонами фітоморфічного характеру.
Така суперечність була подолана в доричному храмі Стародавню Греціюза рахунок застосування курватур, ентазису, утонення та інших «оптичних коректив». Таким чином, композиція набувала безперервності, монолітності та єдності живого організму. Однак це було досягнуто лише завдяки зовнішній подібності та ряду штучних прийомів, таких, наприклад, як імітація колонної форми рослини.
Сьогодні наслідування зживає себе, тому що безперервність і монолітність матеріалу стали реальністю, так само як і цілісна єдність, принаймні з технічного погляду. Досягнення ідейно-художньої єдності для нас не менш важливе, і його значення у мистецтві нині ще більше зросло.
Але як домогтися спільності матеріально-технічної структури? Її можна досягти за допомогою тектоніки, виявлення пластики форми та широкого використання засобів архітектурної композиції, пов'язаних із закономірностями сприйняття.
Однак мова виразності сучасної архітектури не може бути ідентичною мові архітектури минулого. Мова вже більше не йде про те, щоб висловити перемогу над силами тяжіння, долаючи тяжкість та підкреслюючи значення легкості. Сьогодні завдання полягає в тому, щоб висловити насамперед перемогу легких «повітряних» форм над незмінністю і потім перемогу над диференціацією елементів споруди, підкреслюючи значення безперервності та однорідності матеріалу і того факту, що міцність просторових систем значною мірою зумовлена властивостями форми. Взаємини між формою та конструкцією діалектичні, вони утворюють нерозривну єдність. У цьому вся знаходить яскраве прояв найважливіший розуміння процесу взаємодії техніки та архітектури закон безперервного розвитку техніки як реальності, надає «революционизирующее» Вплив більш консервативні архітектурні форми. Однак останні не пасивно йдуть за технікою, вони мають відносну самостійність і можуть впливати на конструкції, сприяючи їх розвитку або, навпаки, стримуючи його.
Зв'язок архітектури з природою
Очевидно, що сутності людини і природи існують нерозривно, як би людина не прагнула прогресу, зрештою вона повертається до природних витоків. Природа є першим початком, з якого на протязі всього існування людство продовжує черпати натхнення при архітектурному проектуванні. Однак науково-технічний прогрес та духовні переконання накладають певний відбиток на споруди різних історичних епох.
Велика кількість нових рішень, що з'явилися в результаті розвитку області будівельних матеріалівта конструкцій, дозволяє людині створювати життя навколо себе. Особливості території будівництва, кліматичні умови та культурно-історичні особливості народів впливають на утворення форм архітектурних композицій. Безперечно, природний вигляд накладає відбиток на естетичне виховання та формує живі цінності, адже з'являється можливість зберегти природу для майбутніх поколінь.
Природа проявляється у світі у різноманітті форм, тому оточений з усіх боків продуктами науково-технічного прогресу людина продовжує брати натхнення у природи і психологічно піддається своєму прагненню духовного відпочинку. Однак це не завжди може дозволити нам архітектурні концепції рекреаційних зон.
Зауваження 1
Згодом трактування терміна архітектура змінилася. Спочатку він означав мистецтво будувати будинки, на сьогоднішній день архітектурою можна назвати відображення можливостей людства в галузі технологій будівництва.
Рисунок 1. Скляний куб Леонардо. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт
На сьогоднішній день найвідомішими фахівцями в галузі «природного» проектування можна назвати таких архітекторів, як:
- Грег Лін;
- Майкл Соркін;
- Сантьяго Калатрава;
- Норман Фостер.
Сьогодні розробляється безліч нових конструктивних схем будівлі, все частіше фасади прикрашають скло та метал, примітно використання грубих форм в архітектурі не лише ділових та громадських точок міста, а й в архітектурі рекреаційних зон.
Для задоволення психологічної потреби людини в енергетичному відпочинку важливим є домінування природи, тому важливо бути в неї «в гостях», а не бути її господарем.
Відомі споруди, що ілюструють зв'язок природи та людини
Сучасні технології дозволяють будувати будівлі-сади, будівлі із «зеленими стінами». Такі концепції, що пов'язують будівельну архітектуру та природу, сьогодні дуже популярні. Розглянемо деякі з найяскравіших прикладів таких поєднань:
- Концертний зал Аудиторіо-де-Тенеріфе, Іспанія. За формою цей будинок нагадує химерну рибу. Дах відрізняється характерним вигином, висота якого змінюється по всій довжині будівлі. Бічні вікна Концертного залу нагадують напівзаплющені віками очі. Основний зал має 1616 місць і сцену шириною 16,5 метрів. Увійти в хол цієї опери можна з двох боків будівлі, споруда має дві тераси з видом на море;
- Комплекс сітчастих оранжерів "Едем", Великобританія. Куполи цих споруд складаються з безлічі пластикових шестикутників, що поєднуються в одну конструкцію. Каркас складається з металевих труб, що утворюють багатокутні рами. За формою цей комплекс споруд нагадує сітчасті бджолині стільники;
- Скляний куб Леонардо, Німеччина. Ця будівля є місцем проведення неофіційних зустрічей. Тут можна побачити взаємодію внутрішнього інтер'єру та дизайну навколишнього ландшафту. Внутрішній інтер'єр споруди виконаний у білому кольорі та корелює з архітектурою фасаду у плавності форм;
- Планетарій Емісферік, Іспанія. Ця споруда успішно виконує функції як планетарію, так і кінотеатру Imax. Перекладається назва цієї споруди як «напівсфера», саме таку форму має будівля. Частина напівсфера рухлива: при русі відкриває кулю, що знаходиться всередині. За задумом архітектора, ця споруда повинна нагадувати людське око, що символізує спостереження за величезним навколишнім світом;
- Музей мистецтв Мілуокі, США. При першому ж погляді на цю споруду з'являються асоціації з білим птахом. У галереях музею налічується понад 30 000 творів мистецтва;
- Комплекс підземних будинків Пітера Ветча, Швейцарія. Тут за основу взято концепцію землі, як теплоізоляційного матеріалу, що ефективно захищає від дощу та втрати тепла. Ці споруди є класичними дерновими будинками із зеленим дахом, що мають округлу «природну» форму і характеризуються відсутністю повторюваних елементів. Архітектори таких проектів прагнуть максимально використати природний ландшафт місцевості, перетворивши фундаментальні будівельні рішення на казкові.
Поруч із конкретними спорудами можна назвати й цілі напрями у архітектурі, які прагнуть посилити взаємодію людини з природою. Наприклад, у скандинавських країнах велике поширення набули трав'яні дахи. Норвезькими вченими було доведено, що таке покриття має не тільки хороші тепло- та звукоізоляційні властивості, але й є екологічним та економічно вигідним. У Німеччині також стає популярною прикраса дахів композиціями з квітів, що дозволяє людині відчути гармонію з природою, а також підкреслити особливу індивідуальність будівлі.
Малюнок 2. Підземні будинки Пітера Ветча. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт
Основні аспекти «природної» архітектури
Архітектура є одним із основних елементів, присутніх у житті людини, а також несе функцію захисту. Тому важливо організувати простір та зовнішній вигляд будівлі у взаємозв'язку з екологічно сприятливим рекреаційним середовищем. Архітектура поєднує в єдиний організм створене людиною та існуючу природу. Це можна пояснити тим, що гармонія є рівновагою протилежних сил, що визначає головним принципом існування природи, адже рівноцінність сил – це основа гармонії буття. Сьогоднішня архітектура втілює природу руками людини і є найвищим ступенем гармонійного впливу.
Культура
Вісник ДВО РАН. 2006. № 5
В.В.ІСАЄВА, Н.В.КАС'ЯНОВ
Фрактальність природних та архітектурних форм
З метою виявлення спільності та специфічних відмінностей морфогенезу в природі та архітектурі розглянуто деякі будівлі та споруди в порівнянні з природними формами та фрактальними моделями. Архітектурні форми більш регулярні, ніж природні, і залучають малу кількість повторів зі своїми варіаціями.
Fractal morphogenesis в природі та архітектурі. V.V.ISAEVA (A.V.Жірмунскій інститут Маріної Біології, FEB RAS, Vladivostok), N.V.KASYANOV (Institute of Theory of Architecture and Town Planning, Moscow).
Деякі будівельні та архітектурні структури розглядаються в плані з природними формами і фрактальними моделями в ордерних загальних особливих і специфічних умовах в архітектурних і природних morphogenesis. Архитектурні форми є більш регулярними, ніж форми натури, і вдосконалення декількох ітерацій з варіаціями.
Протягом останніх десятиліть стрімко розвивається нова велика область міждисциплінарних досліджень, що включає нелінійну динаміку, фрактальну геометрію, теорію самоорганізації. Міждисциплінарний підхід суттєво розсуває рамки наукових досліджень, допомагаючи виявити загальні рисиморфогенезу в живій та неживій природі. Фрактальні алгоритми (правила побудови) у природі та творчості людини відкрив Бенуа Мандельброт (B. Mandelbrot). Одна з найважливіших характеристик фракталу – масштабна інваріантність (самоподібність у широкому діапазоні масштабів). Дробне значення фрактальної розмірності характеризує ступінь заповнення простору фрактальної структурою, тоді як значення лакунарності є мірою неоднорідності структури фрактала.
Безліч процесів, що відбуваються в природі та суспільстві – від космічних до соціальних та фізіологічних, – характеризується хаотичною фрактальною динамікою. Фрактальність природних об'єктів підтверджується можливістю побудови вельми правдоподібних комп'ютерних ландшафтів віртуального світу з урахуванням простих фрактальних програм, у яких наближення реальності досягається певною мірою нерегулярності шляхом запровадження випадкових чисел. Морфогенез рослин також успішно імітується подібними програмами. Моделювання морфогенезу тварин на всіх рівнях їх організації - область біології, що динамічно розвивається. Біологічні структури складної просторової організації можуть бути кількісно охарактеризовані шляхом визначення фрактальної розмірності, що є показником морфологічної складності цих структур. Залученням фрактальних алгоритмів до біологічного морфогенезу забезпечується стиснене генетичне кодування. Фракталоподібні структури живої природи характеризуються обмеженою шкалою повторів та менш хаотизовані порівняно з фракталами неживої природи; зазвичай, це мультифракталы, тобто. неоднорідні фрактали.
ІСАЄВА Валерія Василівна – доктор біологічних наук (Інститут біології моря ДВО РАН ім. А.В.Жир-мунського, Владивосток), КАСЬЯНОВ Микола Володимирович – кандидат архітектури (Інститут теорії архітектури та містобудування РААСН, Москва).
Використання підходів фрактальної геометрії дозволяє виявити подібність низки живих і неживих об'єктів - як природних, і створених людиною. Один із прикладів такого паралелізму формоутворення дає зіставлення конструкцій геодезичних куполів з організацією молекул фулеренів, макромолекулярних комплексів клітин багатоклітинних тварин та скелетних структур радіолярій (рис. 1). Будівельні конструкції геодезичних куполів були запатентовані в 1954 р. Р.Б.Фуллером (1895-1983), американським винахідником, архітектором та філософом; нашій країні такими розробками займався М.С.Туполєв. Геодезичні бані можуть бути утворені складною мережею трикутників, які формують поверхню, близьку до сферичної (рис. 1а). Повторні підрозділи на трикутники, характерні геодезичних куполів, утворюють фрактальний алгоритм. Конструкції з таким тріангуляційним розбиттям виявилися не лише перспективними в архітектурі, а й дуже подібними до природних форм. У 90-ті роки минулого століття було отримано нову речовину - фулерит, що складається з молекул вуглецю, фулеренів (етимологія назв фулеренів і фулерит дуже прозоро пов'язана з ім'ям Фуллера). Фуллерит – алотропна модифікація вуглецю, третя кристалічна форма вуглецю (дві раніше відомі форми – графіт та алмаз). Молекули фулеренів являють собою замкнуту поверхню у формі сфери або сфероїду, на якій розташовуються атоми вуглецю (рис. 1б). Конструкції геодезичних куполів подібні до деяких біологічних структур, наприклад макромолекулярних комплексів клатрину (рис. 1в), мережі пучків актинових філаментів клітин багатоклітинних тварин (рис. 1г) і скелетів деяких радіолярій, одноклітинних організмів (рис. 1д).
Образотворчому мистецтву та музиці також властиві фракталоподібні характеристики. Деякі приклади використання художниками повторюваних у різному масштабі елементів, тобто. фрактальних множин, наведені Б. Мандельбротом. Дослідження традиційної музики Японії, Індії, народних пісеньРосії, американських блюзів, музики Баха, Бетховена, Дебюссі, Штрауса привели до висновку про те, що музика має спільні риси з динамікою природних процесів, імітуючи природні зміни нашого світу у часі. Твір мистецтва приємний і цікавий за умови, що він не надто одноманітний і в той же час не таїть у собі надто багато сюрпризів; музика приємна, якщо в ній присутні зміни тональності у багатьох масштабах частот та зміни ритму хоча б у кількох масштабах часу. Комп'ютерне зображення безлічі Мандельброта можна перевести в звуки і отримати музику з повторюваними і змінними темами. Перекладання електрокардіограми людини у звуки дає «пісні серця», музику, синтезовану за алгоритмом хаотичних фракталів кардіограми (див. ).
Застосування самоподібних форм, що повторюються в різному масштабі, тобто, по суті, фрактальних правил побудови, широко поширене і в архітектурі. Відоме уподібнення архітектури застиглої музики (І.В.Гете) глибоко обґрунтовано: і музика, і архітектура фрактальні. Твори архітектури включають багато масштаби довжини і елементи самоподібності: подібність частин і цілого, підпорядкованість окремих елементів цілому (рис. 2). Архітектурні фрактальні структури упорядкованіші, ніж природні. Фрактальність багатьох архітектурних форм дуже очевидна і лежить буквально на поверхні (як правило, на фасаді). Мандельброт першим написав про фрактальність архітектури та навів архітектуру будівлі Паризької опери, твори «витонченого» мистецтва (архітектор Ш.Гарньє), як приклад фрактального твору. М.Шредер як приклад самоподібності в архітектурі називає замок Кастель дель Монте, збудований за власним проектом імператором Священної Римської імперії Фрідріхом II. Цей замок представляє в плані правильний восьмикутник, до вершин якого прибудовано вісім потужних веж, кожна з яких також має форму правильного восьмикутника.
Мал. 1. Фрактальне розбиття: а – макет геодезичного купола; б - будова молекул фулеренів; в-клатринова сфера; г - система пучків актинових філаментів цитоскелета; д - скелет однієї з радіолярій
Мал. 2. Самоподібність форм в архітектурі: а - будівля Історичного музею у Москві; б - будівлю поштамту у Владивостоці; в - індійська храмова архітектура, комплекс Кхаджурахо Мал. 3. Фрактальні прообрази та архітектура пірамідальних фасадів, дзвонів: а – «серветка» Серпінського, побудована з квадратів; б - фрагменти фасадів готичних будівельНімеччини; в – дзвіниця (м. Кашира) Мал. 4. Подібність обрисів графіка функції Вейєрштраса (а) та силуету Міланського собору (б)
Принципи фракталоподібного формоутворення в архітектурі застосовуються з давніх-давен, але лише до кінця XX ст., після появи книг Мандельброта, використання фрактальних алгоритмів в архітектурному морфогенезі стає усвідомленим. Ч.Дженкс описав перехід до нової парадигми в архітектурі під впливом наук про складні системи, що включають фрактальну геометрію та нелінійну динаміку. Декілька ключових будівель, збудованих Ф. Гері (Frank Gehry), П. Ейзенманом (Peter Eisen-man) і Д. Лібескіндом (Daniel Libeskind), виглядають як перші прояви цієї нової архітектурної парадигми. Сучасні архітектурні течії, що оперують образами складних поверхонь, які математично описуються нелінійними рівняннями, можна умовно називати нелінійною архітектурою. Ч.Дженкс та І.А.Добрицина писали про нелінійність та фрактальність архітектури у загальній декларативній формі. Фрактальна геометрія Б.Мандельброта певною мірою використана для аналізу архітектурних форм у книзі К.Бовілла, єдиної до теперішнього часу монографії про фрактали в архітектурі, в якій власне архітектурі присвячена менша частина книги. У ряді статей і сайтів Інтернету відзначені елементи архітектури готичних соборів, стилю бароко, індійських храмів, проведені аналіз повторів у класичних ордерних формах.
Фрактальна формалізація застосована Бовіллом до рядів будов уздовж вулиць та для визначення фрактальної розмірності деяких архітектурних споруд (у тому числі Ф.Л.Райта та Ле Корбюзьє) методом підрахунку квадратів; такий аналіз встановлює естетичне обґрунтування оцінки архітектурного дизайну, що дозволяє дати рекомендації для уникнення мертвої монотонності стандартної архітектури. Однак спроби кількісним чином пов'язати високе значення фрактальної розмірності (що відбиває дрібність деталування) з архітектурною виразністю не надто багато дають для розуміння фрактальних правил побудови архітектурних форм. Значення фрактальної розмірності може лише формальної характеристикою просторової складності об'єкта, не враховує більш важливі якісні характеристики. Хоча зазвичай з фракталами асоціюється багатство форм, фрактали можуть бути естетично нецікаві, навіть нудні. Навпаки, в архітектурі є споруди, практично позбавлені фрактальних характеристик і при цьому досить виразні – наприклад, масивні нелінійні форми. Фрактальні прообрази архітектурних форм практично ще показано.
Метою нашої роботи був пошук найпростіших графічних фрактальних образів, що візуалізують деякі архетипи фасадів, планів та тривимірних архітектурних форм, та залучення імітаційного комп'ютерного моделювання для якісного, а не кількісного аналізу фрактальних по суті алгоритмів архітектурних споруд - як правило, не усвідомлюваних в них. терміни фрактальної геометрії. У ширшому аспекті це завдання становить частину проблеми виявлення паралелізму формоутворення в різних світах, як нежива і жива природа, з одного боку, і створені людиною форми - і реальні архітектурні, і віртуальні (комп'ютерні) - з іншого. Сучасний науковий підхід із застосуванням фрактальної геометрії, а також топології та нелінійної динаміки здатний виявити тут безліч подібних напрямків та рішень морфогенезу, включаючи не розкриті раніше аспекти формоутворення та створення потенційно нових архітектурних форм. Посилаючись на Мандельброта: «графічне уявлення - чудовий засіб для зіставлення моделей з реальністю», розглянемо деякі графічні фрактали як прототипи архітектурних фасадів та планів.
Алгоритм Серпінського (так звана серветка Серпінського, побудована в даному випадку з квадратів) на перших етапах побудови дає прообраз таких культових спорудяк ступінчасті піраміди; витягнуті по вертикалі будівлі подібного архетипу
храмові та фортечні вежі, дзвіниці (рис. 3 а-в). Зрозуміло, нескінченні повтори будь-якої структури в архітектурі неможливі, реальна архітектура зазвичай містить небагато повторів, тому фрактальні моделі, що імітують архітектурні споруди (або розкривають «генетичний код» архітектурних об'єктів), - це протофрактали (термін Мандельброта для фрактальних структур з ним). . Крім того, в архітектурі, як і в музиці, рідко зустрічаються точні повтори, звичайні варіації теми, образу.
Для силуету храмів з безліччю вертикальних елементів, що повторюються, якимось метафоричним прообразом може послужити графік функції Вейєрштрасса (рис. 4 а, б) -класичної фрактальної функції, що не має похідних в жодній точці (відповідно на графіку не можна провести дотичну до жодної точки), відкритої наприкінці ХІХ ст. Безсумнівно, архітектори і будівельники Міланського та подібних соборів не знали про функцію Вейєрштрасса, і ми не стверджуємо, що силуетні лінії собору точно дотримуються графіку функції – цей графік дає лише візуальну метафору подібних архітектурних форм.
Безліч Кантора - ще один фрактальний алгоритм, придатний для опису архітектурних форм з симетрично розташованими частинами різної висоти, що зазвичай в архітектурі (найпростіший архітектурний прийом - в середній частині будівлі височить зменшена подоба всієї будівлі). Фрактальна структура класичної множини Кантора дискретна, тоді як як архітектурні прообрази більш придатні зв'язкові фрактали, наприклад «серветка» Серпінського. Поєднання дискретних ділянок безлічі Кантора дає зв'язковий фрактал (гребінь Кантора, рис. 5б) – прообраз «сталінської висотки» та подібних будівель. Безліч Кантора з варіаціями лакунарності (рис. 5в) можна модифікувати найпростішим чином, отримавши, наприклад, графічний морфотип (рис. 5, г), подібний до архітектурних форм індійських храмів. Фрактальний алгоритм побудови дискретної множини Кантора схожий з алгоритмом формоутворення дерева, що дихотомічно гілкується - зв'язного фрактала. Перевернуте дихотомічне дерево - узагальнений «архітектурний код» морфогенезу спрямованих нагору культових споруд, ієрархічність побудови яких висловлює ідею присутності вищих сил.
Морфогенез нелінійних фракталів породжує динаміку образів, що зазнають нескінченних метаморфоз у віртуальному просторі, з виникненням складних форм, подібних до біологічних і архітектурних. Архітектурний декор, візерунки орнаментів ґрат та огорож нерідко нагадують нелінійні фрактали (рис. 6).
Фрактальні риси церковного многоглавия можна розглянути з прикладу шедевра російського дерев'яного храмового зодчества - знаменитої Преображенської церкви Кізького цвинтаря в Карелії (рис. 7а). Побудована одним із авторів комп'ютерна модель візуалізує розташування глав Преображенської церкви (рис. 7 б, в). Багатоголові дерев'яні церкви російської півночі становлять морфологічно споріднений ряд: прототипом Преображенської церкви Кізького цвинтаря (1714 р.) послужила Покровська церква Витегорського цвинтаря в селі Анхімове Вологодської області, побудована в 1708 р. і загинула від пожеж в 3-х роках. , Умовно показані в одній площині плану з осьовою симетрією, у найзагальнішому вигляді зводяться до простого фрактального алгоритму варіанта «серветки» Серпінського (рис. 7г).
Один з універсальних фрактальних алгоритмів, спіральний, широко поширений у неживій (від траєкторій елементарних частинок до циклонів і галактик) та живій природі (раковини молюсків, роги копитних, завитки пагонів рослин), а також в архітектурі та дизайні (рис. 8), дає безліч подібних розв'язків морфогенезу. Тривимірна реалізація спірального декору як паралельних чи які розвиваються в
зустрічних напрямках і спіралей, що перетинаються, втілена главами храму Василя Блаженного (рис. 8а). «Храм Василя Блаженного є химерним фракталом золотого перерізу, який визначається щонайменше вісьмома членами ряду золотого перерізу» . Акорди золотих пропорцій та інших фрактальних співвідношень створюють архітектурну симфонію храму.
Архітекторам відомі такі реалізації тривимірного спірального алгоритму, як башта Татліна (модель пам'ятника III Інтернаціоналу) та подібна конструкція спірального завершення будівлі на Патріарших ставках (рис. 8е).
Візуальна інтерпретація «кута золотого перерізу» дає фрактальний алгоритм, що виявляється у живій природі, орнаментах та архітектурі. Побудоване за допомогою комп'ютера зображення «соняшника» (рис. 8б), де як кутове збільшення використовується крок, рівний «золотому куту», дуже близько до реальної картини розташування насіння соняшника (рис. 8г), менш упорядкованої порівняно з ідеальною комп'ютерною моделлю . Подібне розташування, зване філлотаксисом (філло - лист, таксис - рух), характерне для листя на стеблі (або їх похідних), для лусочок шишок хвойних рослин; при цьому число рядів, закручених в одному напрямку, і число рядів, закручених в іншому напрямку, становлять два сусідні числа Фібоначчі. На субклітинному рівні подібна особливість проявляється у розташуванні димерів тубуліна в мікротрубочках-структурах цитоскелета.
Найпростішою та найбільш загальною тривимірною фрактальною моделлю далеко не гарних типових будівель-коробок може бути «губка» Менгера (рис. 9а), структура внутрішнього простору якої показана на рис. 9б. У самій загальної формиможна сказати, що прямокутники вікон подібні до цілої прямокутної будівлі, а паралелепіпеди внутрішніх приміщень - всій «коробці» будівлі. Безперечно, навіть найпримітивніший панельний будинок побудований не в точності за алгоритмом «губки» Менгера, проте фрактальна геометрія включає об'єкти, повторюваний у різному масштабі елемент яких може бути додатково деформований, змінений відповідно до мультифрактальної програми побудови. Фрактальна будівля може бути збудована з брусків-паралелепіпедів (і включати порожнечі-паралелепіпеди), які можна зрушувати, повертати, стискати: фрактальні алгоритми допускають стиск, поворот, нелінійні перетворення вихідної форми. При хаотизації таких алгоритмів, деякому нагромадженні перетворень виникають форми, подібні до архітектури постмодернізму і деконструктивізму.
Отже, для різних типівархітектурних споруд можна знайти фрактальний аналог, двовимірний чи тривимірний, і цим виявити їх фрактальний алгоритм. Такі модельні фрактали, як безліч Кантора, губка Менгера, можуть стати цілком адекватними моделями архітектурного морфогенезу. Зрозуміло, на відміну від відносно простих та регулярних геометричних та комп'ютерних фракталів з нескінченним
Мал. 5. Безліч Кантора як прообраз архітектурних форм: а - множина Кантора; б - гребінь Кантора; в-множина Кантора з різною лакунарністю; г – його найпростіше перетворення Мал. 6. Нелінійні фрактали і подібні до них форми декору металевих огорож: а, б - множини Жюліа; в-фрагмент безлічі Мандельброта; г - візерунок ґрат балкона Владивостокського ГУМу; д - ґратчаста стулка воріт у стилі рококо у Вюрцбурзі, Німеччина
Мал. 7. Церковна багатоголовість та фрактальна модель: а - Преображенська церква Кізького цвинтаря; б, в – комп'ютерна модель цієї церкви: фрагмент фасаду (б), фрагмент плану покрівлі (в); г - варіант «серветки» Серпінського
Мал. 8. Спіральний алгоритм та форми природи, архітектури та дизайну: а – собор Василя Блаженного; б - комп'ютерна модель філотаксису; в – логарифмічна спіраль; г - філлотаксис соняшнику (для наочності частина насіння видалена); д - спіральний візерунок огорожі (особняк Рябушинського в Москві); е - спіральне завершення будівлі на Патріарших ставках
Мал. 9. Тривимірна модель "губки" Менгера: а - зовнішній вигляд; б - структура внутрішнього простору
повторенням однієї й тієї форми, в архітектурі застосовуються правила побудови з використанням обмеженого числа повторів, зміною правил їх побудови, порушенням суворої подоби запровадженням безлічі варіацій, тобто. використовуються протофрактали, мультифрактальні та нерегулярні алгоритми.
Як правило, пошук формул гармонії та краси архітектурних форм проводиться у ході аналізу вже створених видатними майстрами творінь. Відомо, що уявлення про знаменитий золотий перетин, застосований Фідієм при зведенні Парфенона, з'явилося через два століття в «Початках» Евкліда, а сам термін «золотий перетин» був введений Леонардо да Вінчі більш ніж через тисячу років. Як використання фрактальних правил побудови в архітектурі з найдавніших часів, і застосування золотого перерізу, зрозуміло, був усвідомленим термінах пізніших концепцій і які завжди виявлялося математично вивіреним; у пошуку та створенні художньо виразних пропорцій архітекторів вели їхню інтуїцію та почуття гармонії. І в наш час архітектори далеко не завжди усвідомлюють повсюдність фрактальної побудови архітектурних форм, подібно до того, як персонаж Мольєра не знав, що говорить прозою.
Фрактальний підхід - не панацея, як писав сам Мандельброт, зовсім не нова ера в історії людства, а лише новий, але достатньо ефективний спосібаналізу, а потенційно - і проектування архітектурних форм, що може суттєво збагатити мову архітектурної теорії та практики.
Знаменитий іспанський архітектор А.Гауді дав нову інтерпретацію готичних форм у своєму соборі Святої Сімейства (Sagrada Familia) – форм, подібних до природних; Гауді пішов від евклідової геометрії, від симетрії та регулярності. Фракталоподібні форми собору, подібного до піщаного замку, представлені хаотичними, нерегулярними фракталами, властивими природі. Сучасні уявлення нелінійної науки породжують нову концепцію співвідношення впорядкованості та хаосу як стану, що включає елементи непередбачуваності, нерегулярності, таємничості, подібні до багатства і неповторності природних форм. Використання концепцій нелінійної динаміки відкриває перспективу коректного аналізу співвідношення регулярності та нерегулярності, випадковості, асиметрії. Естетика нелінійних форм з елементами випадковості формулюється Г.Айленбергом: «Чому все ж таки силует вигнутого бурями дерева без листя на тлі вечірнього неба сприймається як щось прекрасне, а будь-який силует високофункціональної університетської будівлі таким не здається, незважаючи на зусилля архітектора? ...Наше відчуття прекрасного виникає під впливом гармонії порядку та безладдя в об'єктах природи - хмарах, деревах, гірських грядах чи кристалах снігу. Їхні обриси - це динамічні процеси, що застигли у фізичних формах, і певне чергування порядку та безладдя характерне для них. У той же час наші промислові вироби виглядають якимись окостенілими через повне впорядкування їх форм і функцій, причому самі вироби тим досконаліші, чим сильніше це впорядкування. Така повна регулярність не суперечить законам природи, але зараз ми знаємо, що вона нетипова навіть для дуже «простих» природних процесів. Наука та естетика згодні в тому, що саме втрачається в технічних об'єктах порівняно з природними: розкіш деякої нерегулярності, безладдя та непередбачуваності» .
Тенденція органічного вбудовування споруд у природне оточення, інтеграція природного та антропогенного ландшафту виявляються на кшталт ліній, поверхонь і форм в архітектурі та дизайні природним формам. Ця тенденція яскраво виражена у стилі модерн та «органічній» архітектурі. Широко застосовувані початку XX в. в архітектурі модерну пластичні, «плинні», асиметричні, біоморфні лінії, поверхні, «струмовий» рослинний декор, рельєфні зображення голів надають будинкам подібність до живого організмом, що розвивається, імітують нерегулярність природних форм
Архітектурою кінця XX ст. також властиво використання біоморфних метафор - антропоморфних, зооморфних, фітоморфних, а також пластичних геоморфних форм, що ніби виростають природним чином із землі, з органічною інтеграцією архітектури та природного ландшафту. В наш час приходить більш глибоке усвідомлення єдності природного та антропогенного середовища та єдності принципів формоутворення у «живій» та «неживій» природі, що підкріплюється концепціями нелінійної науки. Сучасний науковий підхід може бути успішно застосований для пошуку архітектури, адекватної гармонії порядку та хаосу природного середовища, архітектури, яка може стати смисловою домінантою у природному та історичному контексті, духом місця (genius loci).
ЛІТЕРАТУРА
1. Волошинов О.В. Про естетику фракталів та фрактальності мистецтва // Синергетична парадигма. Нелінійне мислення в науці та мистецтві. М: Прогрес-Традиція, 2002. С. 213-246.
2. Газалі М. Гномон: від фараонів до фракталів. М.; Іжевськ: Регулярна та хаотична динаміка, 2002. 271 с.
3. Грубе Г.-Ф., Кучмар А. Путівник з архітектурних форм. М.: Будвидав, 1995. 216 с.
4. Дженкс Ч. Нова парадигма в архітектурі // Проект International. 2003. № 5. C. 98-112.
5. Добриціна І.А. Від постмодернізму до нелінійної архітектури. М: Прогрес-традиція. 2004. 416 с.
6. Заславський Г.М. Фізика хаосу у гамільтонових системах. М.; Іжевськ: Ін-т комп'ютерних дослідж., 2004. 286 с.
7. Золотухін І.В. Фуллерит – нова форма вуглецю // Соросов. утвор. журн. 1996. № 2. С. 51-55.
8. Ісаєва В.В. Синергетика для біологів: вступний курс. М: Наука, 2005. 158 с.
9. Кроновер Р.М. Фрактали та хаос у динамічних системах. М: Постмаркет, 2000. 350 с.
10. Мандельброт Б. Фрактальна геометрія природи. М: Ін-т комп'ютерних дослідж., 2002. 856 с.
11. Орфінський В.П. До питання національному своєрідності культового зодчества Росії // Християнське зодчество. Нові матеріали та дослідження / ред. І.А.Бондаренко. М.: Едиторіал УРРС, 2004. С. 125-180.
12. Пайтген Х.-О., Ріхтер П.Х. Краса фракталів. Образи комплексних динамічних систем. М.: Світ, 1993. 176 з.
13. Пенроуз Р. Тіні розуму. М.; Іжевськ: Ін-т комп'ютерних дослідж., 2005. 688 с.
14. Петрушевська М.Г. Радіолярії світового океану. Л.: Наука, 1981. 405 с.
15. Смоліна Н.І. Традиція симетрії в архітектурі. М.: Будвидав, 1990. 344 с.
16. Шредер М. Фрактали, хаос, статечні закони. М.; Іжевськ: Регулярна та хаотична динаміка, 2001. 527 с.
17. Baldwin J. Bucky works. N. Y.: Wiley, 1996. 243 p.
18. Blumenfeld R., Mandelbrot B.B. Levy dusts, Mittag-Leffler статистика, маса fractal lacunarity, і відомий dimension // Phys. Rev. 1997. Vol. 56, N 1. P. 112-118.
19. Bovill C. Fractal geometry in architecture and design. Boston; Basel; Berlin: Birkhäuser, 1996. 195 p.
20. Jencks Ch. New science = new architecture // Architect. Design. 1997. Vol. 67, N 9/10. P. 7-11.
Екологічним напрямом розвитку архітектури є використання параметрів будови та функціонування живих систем під час створення нових принципів функціонування будівель, нових матеріалів та форм. Екологічна архітектура – це природоподібна архітектура.
До кола досліджень з архітектурної та будівельної біоніки входять такі питання: генеральні плани місць розселення, форма та краса природних конструкцій, основні принципи будови природних конструкцій, конструктивні системи в природі та їх використання в архітектурі та будівництві (стислі, розтягнуті та згинальні елементи, фундаменти, оболонки, структури, мембрани, сітки), будова покривних тканин у природі, пасивні та активні природні матеріали, біоморфність штучних споруд, органічний зв'язок з ландшафтом, процедура зростання природних конструкцій та їх розкладання після виконання функцій тощо.
Деякі з природно-біонічних принципів мають цінний характер для екологічної архітектури. Наприклад, гомеостаз, метаболізм, Зворотній зв'язокта реакція на зміну зовнішніх впливів, саморозвиток та розкладання після завершення терміну життя тощо. Використання цих принципів в архітектурі дозволить у майбутньому досягти стану екологічної рівноваги технологічними засобами.
Найбільш повно природа виразила себе у конструюванні просторових конструкцій (у живій природі немає плоских елементів). Вивчення будови природних форм: раковини, черепа, оболонки яйця показує надзвичайну опрацьованість конструкцій, функціональну обумовленість. Тут і гарне сприйняття розподілених навантажень, і перекриття (гальмування) тріщин з метою недопущення руйнування цінного для живого організму матеріалу, і мінімізація витрати матеріалів. Оболонки як покриття будинків і споруд природоподібні, вони архітектурно виразні, міцні, це жорсткі і легкі конструкції.
У природі об'єкт стає видимим, коли існує різниця по яскравості, кольору чи фактурі між ним та тлом. Чим більший контраст між предметом і тлом, краще якість видимості, у своїй порогом зорового сприйняття є найменше значення розмаїття між предметом і тлом, починаючи з якого предмет стає видимим.
Архітектурна різноманітність (подібність до біорізноманіття)
Багато чого у візуальному настрої, сформоване кольором, фактурою, масштабністю та якістю взаємодії видимих предметів. Спустошеність чуттєвого досвіду не поживна для розвитку душі, якщо якості середовища, навіть відповідні потребам, повинні ще приносити радість життя і душевну бадьорість, нам необхідна різноманітність, але не рівність без меж-температури, освітленості, все того ж виду перед вікном, все тих же форм чи послідовності рухів у просторі. Як тільки є різноманітність, ми починаємо помічати, як одне відчуття співвідноситься з іншими. Ми починаємо усвідомлювати зони їхнього контакту. Найчастіше такий контакт помітний у світі видимого. Це очевидно, що необхідне прагнення до різноманітності, подібної до біорізноманіття в природі: різноманітності розмірів, форм, деталей, кольору (з урахуванням природоподібності). Бажана відповідність розмірів будівель розмірам компонентів ландшафту (насамперед дерев) і тіла людини.
Жива природа не підкоряється законам симетрії. Можна припустити, що будівлі та споруди також не мають бути повністю симетричними. Велику роль позитивності чи, навпаки, негативності візуального сприйняття будівель та споруд відіграють індивідуальні особливості людей. Відомо, що деяким архітекторам і звичайним людямподобаються хмарочоси, великі площі, широкі проспекти з потоками автомобілів; це, мабуть, один із проявів різноманітності. Тому в архітектурі, як і в природі, має бути представлена різноманітність рішень, "чарівна різноманітність". Тоді візуальне середовище буде приємним для очей.
Екологічне проектування має бути спрямоване на створення комфортного, здорового, красивого середовища для людини. При вирішенні цих завдань може стати в нагоді використання існуючого в природі біорізноманіття (зазвичай - числа видів), багатство якого успішно підтримує стійкість природи та середовища. Архітектурна різноманітність має стосуватися всіх об'єктів архітектури - починаючи від міста, кварталів, окремих будівель та закінчуючи їх оздобленням.
Екологічна архітектура має підтримувати різноманітність впливів. Наприклад, у природі на шкіру людини майже постійно діє вітер змінної інтенсивності; вологість повітря у природі змінюється; ступні людини раніше контактували із землею і людина відчувала підошвами не гладку підлогу або асфальт, а нерівну; сотні тисяч років людину оточували неполоські поверхні укриттів і первісних будинків, а нині - площині; людина сприймала екологічні поверхні - траву, грунт, теплу кору дерев, нині - найчастіше бетон, сталь, скло, пластмасу; протягом доби на людину діяла мінлива температура навколишнього повітря, а в даний час вона майже постійна, і т.д. Всі ці фактори можна врахувати при архітектурному проектуванні різноманітного довкілля у будівлі. При екологічному архітектурному проектуванні з урахуванням різноманітності можна враховувати такі положення.
1. Прагнення до різноманітності архітектурно-ландшафтних середовищ, уникнення однотипних пейзажів. Присутність усієї різноманітності ландшафтів (річок, струмків, лісів, полів, гір, великих парків, невеликих садів, безлічі територій природної та культурної природи, сполучених "коридорами"). Введення в ландшафти місцевих видів флори та фауни та оригінальних рослин – інтродуцентів.
2. З метою створення більш привабливого образу необхідно прагнути до різноманітності форм, поверховості та розмірів будівлі (подібно до біорізноманіття в природі). Серед можливого розмаїття - обмеження застосування лише площинних форм і запровадження криволінійних поверхонь, використання поєднань криволінійних і плоских форм, різної поверховості та розмірності будівлі, природоподібність форм і розмірів (у тому числі відповідність розмірів будівель величинам компонентів навколишніх ландшафтів - дерев, пагорбів; відповідність габаритів приміщень розмірами тіла людини).
Форми будівель та інженерних споруд мають бути різноманітні. Основний напрямок - застосування поруч із паралелепіпедами різних криволінійних обсягів. Необхідно передбачити широке використання всіх форм оболонок - від циліндричних та призматичних до гіпарів та складних складових оболонок. Один із напрямів різноманітності - використання етнічної архітектури. Усі інженерні споруди потрібно виконувати лише з різноманітних криволінійних просторових конструкцій. Розміри будівель та їх поверховість повинні бути різноманітні подібно до різноманітності розмірів компонентів природного ландшафту - кущів і дерев, пагорбів і гір.
Типи зовнішньої обробки та колір будівель повинні бути різноманітні подібно до різноманітності зовнішніх покриттів у природі. З урахуванням сприйняття кольору очима людини повинні підбиратися кольори фасаду будівлі та всіх інших штучних поверхонь. Необхідно враховувати тон кольору, насиченість, яскравість кольору. Найбільш прийнятні для ока людини світлі теплі кольори: світло-зелений, світло-коричневий, помаранчевий, жовтий та інші, а також природні кольори, що часто зустрічаються, - блакитний, синій, рожевий та ін. Потрібно також брати до уваги характер впливу кольору - активні збуджуючі колір (червоний, помаранчевий, жовтий), заспокійливі (синій, блакитний, фіолетовий) і нейтральний (зелений - колір рівноваги). Дня поліпшення емоційного сприйняття рекомендується застосування поєднань кольорів, що добре сприймаються, і послідовного контрасту - перенесення погляду з одного предмета на інший. Потрібно враховувати гармонію розмаїття поєднань кольорівза колірним тоном, насиченістю, яскравістю та гармонією подібності при плавній зміні колірних характеристик.
З урахуванням різноманітності необхідно використовувати зростаючі та адаптивні будинки. Зростання та адаптивні будівлі змінюють свій вигляд у міру їх зростання або при пристосуванні до нових умов експлуатації.
3. Різноманітність фасадів будівель, фарбування, форми та розмірів вікон, лоджій та балконів, архітектурних деталей та прикрас. Форми фасадів можуть бути площинні та криволінійні у різноманітних поєднаннях. Оздоблення фасаду має бути різноманітним за кольоровим рішенням, художнім оформленням, не містити однакових деталей, що повторюються. Рекомендується різноманітність форм віконних отворів - не тільки прямокутні отвори, а й овальні, круглі, багатокутні, неправильної форми.
4. Різноманітність планування, площ кімнат, типів покриттів підлоги, оздоблення стін, стелі. Внутрішнє планування має змінюватися протягом життя будівлі відповідно до змін потреб та можливостей, у тому числі з урахуванням персоналізації життєвого простору як його пристосування до матеріального та духовного вдосконалення особистості. Змінюване людиною його життєвий простірможе розглядатися як один із способів самовираження (індивідуалізації) особистості. Тому внутрішні планування мають бути множинними та індивідуальними. Не повинно бути поняття заданої на весь термін експлуатації площі простору. Має бути гнучкий життєвий простір, який пристосовується у багатьох варіантах до потреб мешканців.
Оздоблення стін і стель має бути різноманітним за кольоровим рішенням, художнім оформленням, не містити однакових деталей, що повторюються. Покриття підлоги можуть бути різноманітні за гладкістю: в окремих місцях, де жителі ходять босоніж (ванна кімната), покриття може імітувати нерівну поверхню ґрунтово-рослинного шару, щоб активно впливати на нервові закінчення в підошвах. Дерев'яна підлога також може мати різний ступінь шорсткості.
5. Різноманітність мікроклімату усередині приміщень. Денні і нічні температури, що змінюються в невеликих межах, вологість, постійний рух повітря з мінливою швидкістю, подібне до легкого бризу в природі.
6. Змінювані протягом часу (гнучкі) планування приміщень, їх форма, площі, оздоблення, освітленість, озеленення тощо. Змінна пристосовність (адаптивність) будівлі, зміна призначення об'єктів. Фізіологічно людина розвивалася у постійно мінливій візуальній навколишньому середовищі, при постійних змінах теплових, слухових та дотикових впливів.
7. Будинки мають бути мінливими, екологічно пристосовуваними. Тут цікавим напрямом є застосування природного метаболізму до архітектури. Природний метаболізм (обмін речовин) як основна особливість живих організмів може бути ефективно використаний в екологічній архітектурі та будівництві. Він спрямований на скорочення матеріальних витрат та мінімізацію використання сировинних ресурсів та енергії. Фундаментальним законом у процесі проектування для архітектора-еколога стає мінімізація необхідних матеріальних ресурсів та витрат та скорочення впливу будівлі. Наслідування природних метаболічних циклів означає використання будівельних матеріалів, які легко переробляються та засвоюються середовищем або переміщуються в іншу будівлю, або використовуються за іншим призначенням. Відповідно до енергетичного принципу природного метаболізму потрібно адаптувати будівлю до регіонального клімату так, щоб вона використовувала мінімум енергії протягом експлуатаційної стадії. Потрібно мінімізувати використання високоякісних ресурсів, таких як Питна вода, протягом терміну експлуатації будівлі.