Социально-функциональные аспекты в современном проектировании с точки зрения дигитальной методологии

УДК 72.01

СОЦИАЛЬНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ В СОВРЕМЕННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ДИГИТАЛЬНОЙ МЕТОДОЛОГИИ

© А.А. Ануфриев1

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены социально-функциональные, экологические аспекты в современной архитектуре с точки зрения параметрической методологии. Дан анализ традиционного метода проектирования в сравнении с дигитальным. Выведены закономерности, показывающие адаптивность дигитального метода как интерактивной системы, подстраивающейся под индивидуальные условия и факторы, такие как данные о социальных потребностях человека.

Ключевые слова: дигитальный метод; адаптивность; социально-функциональные аспекты; интерактивная система; социальные потребности.

SOCIAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF MODERN DESIGN IN TERMS OF DIGITAL METHODOLOGY A.A. Anufriev

National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article treats social and functional, environmental aspects of modern architecture in terms of parametric methodology. Having compared a traditional design method and a digital method, it derives regularities that show the adaptability of the digital method as an interactive system that can be adjusted to specific conditions and factors, such as data on social needs of a person.

Keywords: digital method; adaptability; social and functional aspect; interactive system; social needs.

Социально-функциональные аспекты и диги-тальная/параметрическая архитектура

Время не стоит на месте, и на смену традиционным методам проектирования приходят более технологичные и совершенные подходы, дающие начало новому витку в архитектурной практике под названием «дигитальная (или параметрическая) архитектура».

Параметрическая архитектура - это система, меняющая свои параметры в результате адаптации под исходные данные, которые включают ценности и потребности человека. Какой бы сложной и захватывающей архитектура не была, дигитальные композиции, по нашему мнению, - просто хорошо завуалированная скульптура без учета ценностей, традиций, обычаев и социальных потребностей человека. Поэтому в данной статье акцент сделан именно на социально-функциональные аспекты жизни человека в контексте дигитального/параметрического метода проектирования.

Среди российских и зарубежных ученых и архитекторов, работающих в области дигитально-го/параметрического нелинейного проектирования в архитектурной практике, можно выделить следующих: И.А. Добрицина, Э.В. Хайман, Е.В. Барчугова, Н.В. Касьянов, Д.Ю. Козлов, Н.А. Рочегова, М.В. Шу-бенков, З. Хадид, П. Шумахер, Р. Снукс, Р. Стюарт-Смит, Г. Линн и др.

Исследованием вопроса социального проектирования и понимания социально-функциональных аспек-

тов занимаются такие известные ученые, как А.Г. Большаков, М.Б. Вильковский, К.В. Кияненко,

A.Г. Раппапорт, З.Н. Яргина, К.К. Хачатрянц, В.И. Курбатов, О.В. Курбатова, В.М. Молчанов, Е.А. Святченко,

B.А. Лаврук и др.

Архитектура имеет огромное значение в нашей жизни. Строительные сооружения выполняют функцию не только убежища, хранителя и источника жизни в качестве второй природы, естественной искусственности человека, но и служат средством коммуникации в обществе, особенно между разными поколениями людей. Практически вся жизнь и деятельность отдельного человека и взаимодействия разных людей проходят на фоне или внутри сооружений. Зодчество служит для нас источником вдохновения, средством социализации, самоидентификации и развития личности [3]. На протяжении веков в архитектуре устоялись определенные каноны, но каждая эпоха отмечена своим неповторимым стилем, своей традицией и социальной основой. Стили и направления в архитектуре сменяли друг друга, вместе с тем совершенствовались и социальные знания.

Архитектурное пространство окружает человека всю жизнь, от рождения и до последних дней он находится под постоянным его влиянием. Многообразие городской среды относится к визуальным, обонятельным, звуковым, а также к культурным, социально-экологическим, социально-психологическим аспектам. Среда, в которой развивается личность, оставляет

1Ануфриев Алексей Александрович, преподаватель кафедры рисунка, живописи, скульптуры, аспирант, тел.: 89642141820, e-mail: Anyfriev-aleksey@yandex.ru

Anufriev Aleksei, Lecturer of the Department of Drawing, Painting and Sculpture, Postgraduate, tel.: 89642141820, e-mail: Anyfriev-aleksey@yandex.ru

свой отпечаток, влияет на ее формирование и становление. Люди строят дома, а дома «воспитывают» людей. Каждый человек в той или иной степени играет роль заказчика, покупателя, жильца, владельца и даже наследника архитектуры, будь то человек далекий от искусства, чиновник градостроительного ведомства или сам архитектор [8].

Люди всегда стремятся к созданию хорошей, здоровой, эстетически выразительной архитектурно-ландшафтной среды. «Хороший» город, оказывающий положительное влияние на жителей, - это город, находящийся в гармонии с природной средой, органично вписанный в ландшафт, с чистыми природными ресурсами, множеством озелененных пространств, небольшими участками «дикой природы», красивой архитектурой, хорошей транспортной и пешеходной инфраструктурой. И, напротив, огромные монолитные здания с монотонными фасадами, обилие асфальта, остекления, недостаточность озеленения, загрязняющие виды производства, транспортные загрязнения, бесконечные потоки автомобилей и постоянные заторы на городских артериях оказывают негативное влияние на человека. Более того, «неэкологичный» город без озеленения, с затрудненной доступностью центра, унылыми прямоугольными цитаделями, со скученностью жителей, плохой инфраструктурой вызывает повышенную агрессивность, рост преступности среди населения [2, 6].

Решением служит архитектурное пространство, ориентированное одновременно на удовлетворение социальных потребностей общества и сохранение имеющейся и создание новой природной среды, то есть на поддержание баланса городских и природных ценностей.

Социальные потребности человека, формирующие пространственную, жилую среду, изменяют направления архитектурного процесса [4, 7].

В современной архитектуре появляется все больше проектов с нелинейной геометрией, основанных на дигитальном методе проектирования, напоминающих природные формы и отличающиеся особой сложностью исполнения. Проанализировав некоторые проекты известных мастеров, таких как З. Хадид, П. Шумахер, Р. Снукс, Р. Стюарт-Смит, мы видим необычность форм, их сложность, структурную упорядоченность и ту самую «накрученность» образов современной архитектуры. Возникает вопрос, нужно ли это все обычному человеку, который рассматривает архитектуру как утилитарную основу жизни?

Целью данной работы является исследование связи современной дигитальной методологии архитектуры с социальными потребностями человека, разработка принципов развития социальных аспектов архитектуры на базе дигитального метода. Автором предложен принцип создания социально-обусловленной архитектуры с использованием дигитального/пара-метрического метода, помогающего улучшить и оптимизировать исходные территории.

Дигитальный метод в принципе позволяет устано-

вить взаимосвязь между традиционной архитектурой и современной, снять конфликты между ними и тем самым сохранить социальное благополучие среды. Для этого необходимо:

1. Разработать систему экологически и эстетически благополучной городской среды.

2. Развить социально-культурную и транспортную инфраструктуры (детские сады, школы, медучреждения, образовательные учреждения, музеи, библиотеки, концертные и выставочные залы и др.; стоянки, парковки, пешеходные переходы и т.д.).

3. Разработать максимальное количество парковых зон, детских, спортивных площадок.

4. Обеспечить санитарно-защитные зоны.

5. Сохранить бассейны видимости объектов культурного наследия, обеспечить их экспозицию с улиц.

6. Максимально исключить точечную застройку, перевести ее в единую систему кварталов.

Адаптивная чувствительность дигитального метода проектирования к контексту территории как системы кварталов

Существующая городская среда формируется на основе сетей улиц, двориков, зон отдыха, скверов, набережных и представляет совокупность морфоти-пов, несущих свою особую функцию согласно социальным потребностям человека. А.Г. Большаков предложил принцип обоснования градостроительных регламентов с позиции социальных ценностей, отраженных в морфоструктурах застройки, комплексно учитывающих потребности человека в благоприятной городской среде [1]. Городские морфотипы ранжируются по социально-ценностным основаниям.

Квартал является пространственной средой в рамках уличной системы города (для различных типов зданий и сооружений), который формирует ячейку (единицу) общей городской структуры. Квартал как жилая единица формируется из многих социально-функциональных требований человека, именно в этом контексте наиболее полно представлены возможности дигитальной архитектуры. Наша задача - показать, как разные социальные качества кварталов можно учитывать при проектировании параметрическим методом. В настоящей работе рассматривается модель решетки кварталов, то есть каркасная структура с ячейками и разными морфотипами застройки (рис. 1).

Будем считать, что в исходном состоянии свойства кварталов одинаковы. Проанализируем возможное развитие кварталов по параметрам насыщенности функциями. Сначала развитие квартальной ткани интерпретировано в рамках традиционного подхода (прямолинейная решетка структуры читается по вертикали и горизонтали). На рис. 2 представлены вариации по параметрам застройки: от насыщенного центра к индивидуальной усадебной периферии (рис. 2,а , б), а также от периферии к центру (рис. 2, в). На рис. 3 приведены примеры кварталов, идентичных по структуре решетки, но в контексте метода дигитальной архитектуры, то есть с изменением геометрических параметров структуры.

а б в

Рис. 1. Модель решетки кварталов: а - планировочная структура; б - система сетки улиц и кварталов; в - вариант морфотипов застройки

t

\ *

ц Л ) с

Ш г

В \

LLIL

B5D

ч

б

Рис. 2. Изменение структуры решетки кварталов по параметрам насыщенности функциями

согласно традиционному методу проектирования: а - линейное расположение изменений от центра к периферии; б - диагональное расположение изменений от центра к периферии; в - диагональное расположение изменений от периферии к центру

и

¡Е

10

316

2 15

б

Рис. 3. Дигитальный метод проектирования (цифры означают различие кварталов по морфологии и градостроительной значимости): а - структура кварталов; б - структура застройки; в - структура открытых пространств

Модели структуры кварталов, представленные на рис. 3, позволяют понять, чем отличается дигиталь-ное/параметрическое проектирование от традиционного: при дигитальном методе параллельно с изменениями социальных параметров (условий) изменяется исходная геометрия. На рис. 3, а отчетливо видно, что топологически структура сохраняется (см. рис. 1, в), но по геометрическим свойствам ячеек она трансформируется, подстраиваясь под изменение исходных данных. Решетка кварталов меняет свой геометрический рисунок с учетом ландшафтных особенностей, высот-

ности застройки, численности населения, экологично-сти территории, то есть адаптируется под исходные данные территории.В структуре отсутствует прямолинейность, геометрия кварталов выстроена более пластично с выражением социальной значимости мор-фотипов каждой ячейки. Происходит трансформация ячейки по индивидуальным параметрам, внесенным в программу, то есть ячейки начинают менять свои исходные параметры, подстраиваясь под индивидуальные особенности территории с учетом внесенных данных посредством скриптового метода. Скрипт (от англ.

а

в

а

в

script - сценарий) представляет собой набор электронных данных, внесенных программистом либо архитектором в программу, в том числе функциональных требований к воплощению концепции пространства [9].

На примере ячеек в структуре кварталов вначале мы создаем концепцию будущего проекта, формулируем необходимые требования, затем пишем скрипт (сценарий) под конкретные условия, которые устанавливаем для каждой ячейки. Морфотипы территории распределяются по важности и привлекательности, исходя из социальных ценностей населения (см. рис. 3, а, б). Каждая ячейка несет свою индивидуальную нагрузку и функцию. Наша модель основана на том, что в решетке каждая ячейка имеет свой оттенок насыщенности и номер (рис. 4). Большие номера ячеек показывают насыщенность территории, это, например, деловые, торгово-офисные центры - территории под номерами 2, 3,10. Ячейки под номерами 1, 4, 5, 6 - это кварталы срединной зоны, далее под номерами 7, 8, 9, 12, 11 идет индивидуальная усадебная застройка. Таким образом, мы закладываем в проект индивидуальные данные, необходимые для организации пространства, где каждая ячейка имеет свой конкретный параметр.

Градация морфотипов по функциональному признаку и типам застройки территории

В полученных сетях ячеек присутствуют морфотипы пространства, где первая схема показывает распределение ячеек по насыщенности функциями от центра (административный центр с общественными зданиями) к периферии (см. рис. 3, а), вторая схема-структурные объединения кварталов и упорядоченность общей структуры ячеек (см. рис. 3, б), третья схема - открытые зеленые пространства (см. рис. 3, в).

Далее разработана сетка кварталов с учетом насыщенности функциями каждой ячейки (рис. 5).

На рис. 6 представлены возможные варианты структуры кварталов с разным типом конфигурации.

На рис. 6, а представлена прямолинейная структура кварталов с явно выраженным административным ядром. Насыщенность падает от центра к периферии. На рис. 6, б представлена структура кварталов с диагональным расположением общественного центра (1, 2 - самые насыщенные по функциям морфотипы), градиент признака падает от центра композиции к периферии. На рис. 6, в также отображена структура кварталов с диагональным направлением, но градиент признака падает от периферии к центру.

Морфологическая трансформация сети кварталов, смоделированная в программе Autodesk Maya, демонстрирует упорядоченную адаптируемость сети к контексту, при этом меняется соотношение открытых и закрытых пространств. Том Веребес представляет методологию параметрического проектирования как самоадаптирующуюся систему [10].

На рис. 7 представлены схемы поэтапного развития ячеек кварталов в соответствии с постепенно меняющимися социально-функциональными потребностями человека. Построенный квартал имеет потенциал для развития, которое будет происходить в случае изменения экологических, ландшафтных, демографических, социальных, климатических факторов территории.

Результаты проведенного анализа подтверждают, что организация территории должна быть направлена на создание максимально благоприятных условий для удовлетворения социально-культурных и бытовых потребностей населения, минимизацию затрат времени на пространственную доступность объектов обслуживания, мест отдыха, культурно-бытовых учреждений.

Исходные данные включают социальные и социально-функциональные аспекты, семантику, эстетику и художественную образность, требования сохранения историко-культурного наследия, а также экономические, экологические факторы, региональные особенности территории и строительно-технические нормы.

6 5 8 7 9 12 11 1 4 10 3 2

Застройка усадебного типа с земельными участками

Срединная зона

Зона центра

Рис. 4. Градация морфотипов территории по типам застройки

Рис. 5. Градация морфотипов территории по ячейкам

10

БЗГ6

2

9 Но

1 Гз

2

2hi

9 Но

а б в

Рис. 6. Структура застройки кварталов по дигитальному методу проектирования: а - линейное расположение от центра к периферии; б - диагональное расположение от центра к периферии; в - диагональное расположение от периферии к центру

Рис. 7. Схемы поэтапного развития ячеек кварталов

Различия между традиционным и дигитальным методами проектирования на основе сетки кварталов (см. рис. 1-6) характеризуются следующими свойствами пространства (табл. 1).

Представленная биполярность свойств показывает диапазон средств, способных ответить на изменчивость социальных условий проектирования. Традиционная методика использует усредненные данные при проектировании, многие государственные стандарты и своды правил на сегодняшний день не в полной мере удовлетворяют меняющимся потребностям человека.

Однако оба подхода имеют общую основу - сеть ячеек. Но при этом традиционный подход, также работая на основе исходных данных, не всегда обеспечивает адекватную дифференциацию и трансформацию ячеистой структуры, что в дальнейшем может отразиться на несоответствии среды социальным изменениям. А дигитальная методология позволяет вносить индивидуальные исходные данные в каждую ячейку общей структуры, что дает возможность менять ее свойства и при необходимости корректировать вводимые данные (табл. 2).

Не стоит думать, что метод алгоритма (сценария) основан на хаотичности и бесцельно направлен на выстраивание сложного пространства. Данная методика подразумевает комплексный подход к проблеме социальной обусловленности пространства.

Сегодня компьютерные программы могут обраба-

тывать большое количество данных в минимальные сроки. Заложенные в программу алгоритмы и критерии позволяют безошибочно проверять вводимые данные.

Однако еще в 1991 г. была предпринята попытка оптимизировать исходные данные без использования каких-либо компьютерных инструментов проектирования: Марек Колодзижек разработал модель структуры связей и обходных путей, которая демонстрировала наиболее рациональную инфраструктурную доступность. Модель была построена из множества шерстяных нитей, пересекающих круг и выходящих из него в 24 узла (рис. 8). В зависимости от настраиваемых параметров нитей, их регулирования аппарат вычислял наиболее рациональное решение через связку нитей, которая существенно сокращала общий коэффициент расстояний по всей системе путей и дорог, при этом поддерживая минимальный фактор обходных путей.

Разработка, предложенная немецким архитектором Фреем Отто в 1992 г., основана на взаимоотношении двух основных процессов: фиксации местоположения и притяжении к узлам частиц, которые активно участвуют в развитии урбанизации. Для того чтобы дистанцировать местоположение частиц, автор использовал магниты, плавающие в воде, а для определения наиболее привлекательного местоположения -кусочки пенопласта, которые, группируясь вокруг магнитов, поддерживали расстояние между собой (рис. 9).

Таблица 1

Характерные свойства традиционного и дигитального методов проектирования_

Традиционный метод Дигитальный/параметрический метод

Модульность Нелинейность

Порядок Хаотичность

Повторы (метр, ритм) Изменчивость

Симметрия Ассиметрия

Статика Динамика

Линейность Гибкость

Человек (созидатель) Алгоритм (вариации), сценарий

Варианты проектирования архитектурной среды

Таблица 2

По традиционному методу

По дигитальному/параметрическому методу

а б

Рис. 8. Модель для расчета более рациональной сети объездных путей: а - максимальная концентрация; б - минимальная концентрация

На модели, представленной на рис. 9, хорошо читается структура связей и узлов кварталов, показаны характерные черты структуры расселения и формирования будущего проекта. Результат весьма напомина-

ет формы расселения, которые происходят в наших реальных городах. Структуры расселения представлены в разных вариациях, к примеру, на рис. 10 можно проследить параметрическую методологию.

w w

г т. :. ^ •

л * ' '

' - « • *

< г

а б

Рис. 9. Модель фрагмента территории, демонстрирующая дистанцированные друг от друга точки

а б

Рис. 10. Формирование структуры узлов по методу Ф. Отто: а - вариант криволинейной структуры; б - вариант прямолинейной структуры

а б

Рис. 11. Градиент доминантных узлов территории от центра к периферии: а - вариант криволинейной структуры; б - вариант прямолинейной структуры

Основными плюсами метода Ф. Отто можно считать:

1. Логичность инфраструктуры и уже читаемый механизм сетки кварталов.

2. Отсутствие точечной застройки.

3. Трансформируемость пространства с учетом меняющихся факторов и потребностей населения.

а б

Рис. 12. Изменение основных ячеек и морфотипов территории в зависимости

от важности и привлекательности территории: а - вариант криволинейной структуры; б - вариант прямолинейной структуры

Рис. 13. «Мастерплан» с разбивкой на морфотипы

На диаграмме (рис. 12) показано изменение градиента территории под влиянием внешних факторов и особенностей территории (изменение от темного к светлому по критериям, представленным на рис. 4, 5).

Дигитальная методология способна реагировать на изменения социальных, функциональных параметров. Исходя из этого был проанализирован известный «мастерплан», в основе которого лежит решетка кварталов (рис. 13). Она была использована для выявления основной структуры системы ячеек кварталов как объяснение принципов дигитальной методологии, градации морфотипов по функциональному признаку и типов застройки территории.

На рис. 14 представлен пример работы проектной мастерской. В триангуляционной схеме показана территория, где есть центральное ядро (административный центр), срединная зона и зона индивидуальной жилой застройки.

В данной работе на примере решеток кварталов дигитальная методология, представляющая собой сложную систему сценариев и связей, использована как инструмент повышения качества создаваемой социально-обусловленной архитектурной среды. Спе-

цифика и методика проекта направлены на оптимизацию исходных социальных параметров.

Итак, на примере группы кварталов нами показаны возможности дигитального метода как инструмента системы, способной регулировать и изменять индивидуальные исходные свойства ячеек под меняющиеся потребности человека. Кроме того, закладываемые в проект данные позволяют увидеть ход развития будущего архитектурного проекта. В процессе проектирования учитываются следующие социально-экологические факторы:

- историко-культурный - сохранение бассейнов видимости объекта культурного наследия (рис. 15, а);

- фактор коммерции - рост этажности и плотности застройки и их регулирование (рис. 15, б).

- ландшафтный - учет особенностей топографических и экологических свойств территории (рис. 15, в).

Следует заметить, что возможности скриптов при работе с отображением и дальнейшим упорядочением поверхности нарушенных ландшафтов позволяют противостоять энтропии таких территорий.

Рис. 14. Триангуляционная схема территории

а б в

Рис. 15. Социально-экологические факторы: а - историко-культурный; б - фактор коммерции; в - ландшафтный

Таким образом, используя методологию дигиталь-ного/параметрического проектирования, рассмотрен принцип разработки социально-функциональных аспектов жизни человека. Данный метод как система не только направлен на создание сложных поверхностей и форм, сохранение историко-культурных ценностей, архитектурного наследия, взаимоотношения традиций и новаторства, но и комплексно учитывает социаль-

ные и социально-функциональные аспекты, семантику, эстетику, экономическую, социально-культурную и экологическую обусловленности архитектурной деятельности. Разработанные принципы и приемы могут быть использованы в реальном проектировании городской среды.

Статья поступила 29.12.2014 г.

1. Большаков А.Г. Оценка морфотипов застройки как отражение интересов и ценностей городского сообщества и их баланс как принцип градостроительной регенерации исторического центра // Вестник ИрГТУ. 2012. № 9 (68). С. 89-96.

2. Большаков А.Г. Энтропия в нарушенных ландшафтах и метод геопластики // Вестник ИрГТУ. 2005. № 2 (22). С. 164-171.

3. Вильковский М.Б. Социология архитектуры. М.: Русский авангард, 2010. 592 с.

4. Глазычев В.Л., Егоров М.М., Ильина Т.В. Городская среда. Технология развития. М.: Изд-во «Ладья», 1995. 240 с.

5. Кияненко К.В. Архитектура и социальное моделирование жилища: дис. ... д-ра архитектуры: 18.00.02. Вологда, 2005. 370 c.

6. Курбатов В.И., Курбатова О.В. Социальное проектирование: учеб. пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2001.

ский список

7. Молчанов В.М. Основы архитектурного проектирования: социально-функциональные аспекты: учеб. пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2004. 160 с.

8. Раппапорт А.Г. Способы понимания социальной обусловленности архитектуры [Электронный ресурс]. URL: http://cfgorod.ru/sposoby-ponimaniya-socialnoj-obuslovlennosti-arxitektury.html http://papardes.blogspot.com /2009 /blog-post_404.html)

9. Хайман Э. Скрипт в архитектуре. Архитектор как режиссер-программист // Взаимовлияние архитектуры и культуры: мат-лы конф. «Иконниковские чтения - 2008» [Электронный ресурс]. URL: http://hameleon-ed.livejournal.com/22040.html

10. Digital Cities AD (Architectural Design). 2009. July/August. V. 79. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://is-suu.com/ani.arzumanyan/docs/80086427-digital-cities-architectural-design-neil