10472

131

сравнивал языковую систему с шахматной партией. В шахматах фигура определяется исключительно своими функциональными возможностями и относительным позиционированием по отношению к полю и другим фигурам на шахматной доске. Внешняя форма фигур и их материал совершенно безразличны для игры. Принципиальное значение имеют лишь функциональные свойства фигур и характер структурных состояний, определяемый взаиморазмещением фигур.

Основателями структурного метода считаются: этнолог К. ЛевиСтросс, культуролог М. Фуко, психоаналитик Ж. Лакан, литературовед Р. Барт, искусствовед У. Эко.

2)расчленение объекта на элементарные части, в которых типичные повторяющиеся отношения связывают пары вычлененных элементов;

3)раскрытие отношений преобразования между частями, их систематизация и построение абстрактной структуры путем формальнологического моделирования с выведением из структуры всех теоретически возможных следствий с их последующей проверкой на практике.

Принято положение, что устойчивые процессы жизнедеятельности людей определяют условия формирования искусственных архитектурнопространственного систем.

Трактовка исследуемого объекта как системы требует соблюдения условий, сформулированных в теории систем и системном анализе23, общих для любых системных образований. Основные принципы общей теории систем, использованные в данной работе, сводятся к следующим положениям:

1)совокупность элементов системы рассматривается как целое,

ане как простое их объединение;

2)свойства системы не исчерпываются суммой свойств ее элементов, т.е. система способна обладать своими собственными свойствами;

3)система не может рассматриваться автономно, в отрыве от окружающей среды, т.е. анализируемая система может быть частью

(подсистемой) более общей системы;

4)возможность деления системы на части (подсистемы) при условии соблюдения всех предшествующих положений.

Таким образом, для целей исследования пространственных свойств архитектурных объектов в работе привлечен структурный метод, призванный выявить структуру как относительно устойчивую совокупность отношений на основе признания методологического предпочтения отношений над самими элементами в изучаемой системе.

Структурный метод предоставляет возможность формализации объекта исследования и этим создает новую категорию объекта, который,

132

не принадлежа к области реального, а находясь в области рационального и функционального, тем самым вписывается в целый комплекс научных исследований, развивающихся сегодня на базе наук, связанных с изучением структуры. Цель применяемого в диссертации структурного метода заключается в выявлении единых структурных закономерностей, справедливых для множества архитектурных объектов.

К. Леви-Стросс пришел к заключению о существовании бессознательной структуры, лежащей в основе каждого социального установления или обычая. Это заключение позволяет обрести принцип истолкования, действенный и для других установлений и обычаев. В данном случае он отыскивал общие корни в мышлении, культуре, социальной жизни народов, стоящих на разных ступенях исторического развития, и исходил из предположения о том, что разные формы общественной жизни представляют в своей сути нечто общее. Все они являются системами поведения – каждая из которых есть некоторая проекция на плоскость сознательного и общественного мышления всеобщих законов, управляющих бессознательной деятельностью человеческого духа.

Рис.86. П. Эйзенмаи в 1970-е годы предложил свою концепцию «грамматического » построения архитектурного сооружения на основе наборов конструктивных элементов (колонн, простенков, перекрытий, светопрозрачных и глухих ограждений и т.д.), которые собирались в подсисстемы. системы, гиперсистемы.

134

Рис. 89. Схемы вариантов компоновки пространств.

135

Рис. 90. Джон Фрейзер считается основателем нового направления - эволюционная архитектура. В его лаборатории собирались компьютерные установки, создавалось программное обеспечение и демонстрировались возможности компьютерного формообразования

Рис.91. MVRDV и ADEPT Architects, схема сборки небоскреба ‘Sky Village’ в

Копенгагене. Изображение с сайта http://www.dysturb.net

136

Генеративные проектные системы были разработаны для целей параметрического проектирования и выработки решений на основе пространственного топографирования архитектурной формы и комбинаторики «воксел». В основе генеративных процессов заложены механизмы, которые могут быть описаны в терминах формальных грамматик — формально-логических систем, определяемых как наборы элементов и правил их взаимодействия. Формальные Грамматики — это системы правил, характеризующие структуру (или синтаксис) построения предложений в естественных и искусственных языках. Наиболее известным авторитетом в области изучения формальных грамматик является Ноам Хомски — американский языковед, основоположник генеративной грамматики и теории формальных языков как раздела математической логики. Н. Хомски сформулировал правила описания любой формальной грамматики как своеобразного генеративного языка в форме пространственной цепочки. Первые попытки создания генеративной грамматики в конце 1960-х годов принадлежат Кристоферу Александеру. Им были выделены 64 паттерна, каждый из которых определял некий пространственный морфотип. В частности, для торгового центра он выделял такие паттерны как блок офисных помещений, главный холл, торговое пространство, туалеты, служебные блоки, детскую зону и др. Питер Эйзенман в 1970-е годы предложил свою концепцию «грамматического» построения архитектурного сооружения на основе наборов конструктивных элементов (колонн, простенков, перекрытий, светопрозрачных и глухих ограждений и т.д.), которые собирались в подсистемы, системы, гиперсистемы.Джон Фрейзер считается основателем нового направления — эволюционной архитектуры. В его лаборатории собирались компьютерные установки, создавалось программное обеспечение и демонстрировались возможности компьютерного формообразования.

Новая структурная грамматика в строительстве и архитектуре, построена на использовании генеративных проектных систем.Новая структурная грамматика в строительстве и архитектуре, как специфический формальный проектный язык, построена на использовании генеративных проектных систем, уже разработанных и опробованных в архитектурном и ландшафтном проектировании. Ранее использовались типы «формальных языков», которые показали свою способность к генерации архитектурного формообразования. В качестве основных можно выделить: грамматику формы (SG), генетические алгоритмы (GA), ячеистые автоматы (СА) — это формальный способ создания в виртуальной среде компьютера архитектурных форм на основе генерационных последовательностей. Основными разработчиками SG. в работах которых можно подробно познакомиться с основами этого метода, являются Г. Стини, Дж. Джипе, В.Дж. Митчелл, Т.В. Кнайт, Ж. Каган.

137

Для архитектурного «структурно-грамматического» проектирования свойственно обязательное следование трем главным процедурам, сформулированным В. Митчеллом — одним из основателей компьютерных грамматик в ландшафтном дизайне и проектировании:

необходим изначальный элемент формы. Это может быть некая конкретная форма, которая будет в дальнейшем подлежать разного рода трансформациям и преобразованиям, или параметрически заданная конструкция, данные которой достаточны для определения некой формы:

необходим «словарь» (заданный набор) элементарных компонентов формы, примитивов, определяющих их качественные морфологические отличия. освобожденные от какого-либо функционального назначения, но «сущностно» принадлежащие генерируемому объекту;

необходим набор «монтажных» правил, предусматривающих сами процедуры замещения или взаимного перемещения.

Беспристрастная, системная формализация архитектурных форм

лежит в основе генеративных проектных систем. Дискретность пространственной формы определяет возможности параметрического управления ее свойствами. Наряду с геометрическим и топологическим описанием требуется фиксация состояния целостности системы, включающей заданной количество элементов, и степень ее изоляции от окружения. Но представим себе процесс уплотнения поселения, когда поселение по каким-то причинам закончило свою экстенсивную флуктуацию, и жилища начали «сближаться», уплотняться, достигнув естественного предела «отделенности» друг от друга: ситуация, вынуждающая систему перейти в новое состояние. Начнет ли система сама под действием законов эволюции поиск структурной формы организации? Возникает ситуация непредсказуемого поведения системы — она может принять разные формы, обеспечивающие решение возникшей задачи. Эта ситуация, определяется как бифуркация. Новое качество измененной планировочной структуры также можно наблюдать в более старых, имеющих продолжительную историю формирования, разросшихся естественных поселениях Камеруна. Среди округлых традиционных домов стали появляться ортогональные многокамерные сооружения, причем с увеличением плотности застройки их становится все больше. При этом большее количество камер они объединяют в рамках новых локальных пространственных целостностей.

SG определяет не только строгий формальный метод, но рассматривается как интуитивная методология определенного вида визуального посредничества между архитектором и возможностями компьютера в генерационных приемах проектирования, как аналитическая

138

система для рассмотрения инженерных вопросов, классификаций строения объектов и их частей в проектных решениях, определения формальных стилистических приемов.

В общем рассмотрении SG включает «словарь» форм и набор правил пространственных отношений между ними, определяющих позиционирование форм, выбранных из «словаря». При этом необходимым условием является изначальная форма генерации, по отношению к которой применены правила позиционирования и трансформаций. Практика SG в области архитектурного проектирования главным образом сосредоточена на самой форме, но при этом принципиально возможно и то, что функциональные характеристики форм могут быть включены в набор параметров описания. SG обеспечивает создание такого метода, который проектировщики могут использовать для генерации проектных решений, эволюционирующих на основе включения других уровней проектирования

– дизайнерского и инженерного. Параметрический проектный метод позволяет варьировать в рамках генеративной проектной практики в условиях примирения с требованиями производства и промышленных принуждений. Топографическое моделирование пространственных отношений компьютерными средствами предоставляет проектировщику возможность увидеть все принципиально возможные конфигурации.

Ячеистые автоматы (СА) — это основа для определения механизмов симуляции (имитации, моделирования) в поведении сложных динамических систем. Сегодня методики СА наименее развиты, поскольку для определения алгоритмов их применения исследователь сталкивается с астрономическим количеством используемых правил действия с исходными ячейками. Целью организации процесса генерирования исходных ячеек является архитектурная пространственная форма, собираемая как заданная архитектурная система. СА-методологи и в сложных системах моделирования достаточно привлекательны, поскольку обеспечивают преимущества использования компьютерных возможностей обработки огромных массивов исходных данных в условиях непредвиденного направления развития процессов генерации. СА содержат правила определения непредсказуемой заранее эволюции в системах, представленных моделями дискретных динамических систем. Правило применяется к каждой ячейке и определяет, как идентифицируется ячейка сама по себе и как она взаимодействует с окружающими ее другими ячейками. Процесс генерации происходит пошагово с определением направления дальнейших изменений, исходя из полученных результатов. По Т.Н. Спеллеру СА-методология сравнима с природными процессами и определяет сложную систему моделирования формы на основе обработки большого количестваданных, определяющих полноту контекста генерации. СА построены на алгебраических и логических методах, они позволяют «ячеисто» описывать параметры

139

формы, шифруя данные не только формальные, но и содержательные (сопоставление форма — функция), что точнее определяет свойства архитектурных систем. Недостатком СА является то, что представление результатов генерации формы в визуально-пространственном формате, понятном проектировщику, требует дополнительных операций их дешифровки.

Генетические алгоритмы (GA) впервые были использованы в проектных исследованиях в 1980-е годы. Первоначально они разрабатывались для решения проблем в медицинской промышленности, нобыстро нашли свое применение при решении инженерных проблем в таких областях как проектирование на основе структурного конфигурирования сложных стропильных ферм и балок.

Суммируя достоинства и недостатки каждой из компьютерных технологий генерирования архитектурных систем, следует прежде всего отметить их привлекательность для возможности ввода саморегулирующих правил генерации, которые позволяют управлять массивами данных, что не под силу человеку в условиях традиционной визуальной процедуры отбора решений. Формализация правил проектирования архитектурных объектов для их ввода в формат генеративной компьютерной системы — это комплексная задача.

В русле генеративного проектирования с использованием высоких технологий в архитектуре соединяются программирование, архитектура, дизайн и производство. В основе генеративной архитектуры, как направления в современном проектировании, лежит программирование. Генеративное проектирование развивается с конца прошлого века в связи с распространением компьютерных технологий и вычислительного проектирования. Чтобы создать проект здания, архитектор создает систему алгоритмов, которая, учитывая требования заказчика и особенности местности, формирует архитектурный проект. Так облик здания создается на основе заданных в алгоритме требований и параметров. Эту технологию можно применять не только для зданий, но и для элементов дизайна, с ее помощью создают изображения и картины. Возможны разработка и реализация малых архитектурных форм — мебели, предметов дизайна и павильонов, проектирование малоэтажных жилых зданий, и многоэтажных зданий.

Рис.92. Параметрическое генерирование формы.

140

Нормированность структурной организации архитектурных объектов

В рамках высказанной концепции необходимо различать архитектуру как систему и архитектурную деятельность как реализацию этой системы, как процесс «правильного» построения архитектурных объектов. Определение «правильности» построения подчеркивает синтаксическую направленность на определение некой нормы, характеризующей совокупность общеупотребляемых архитектурных средств формообразования, правил их отбора и использования, признаваемых обществом наиболее пригодными в конкретный исторический период.

История развития архитектуры указывает на естественное стремление к некому идеалу. В разные времена такими идеалами, отражающими суммарную архитектурную идею, становились храмовые комплексы, дворцы, архаические сооружения. В них как бы концентрировались накопленные знания и эволюционно проверенный опыт поколений. Существование такого рода «идеалов» становится главной профессиональной тенденцией с момента осознанного формирования человеком своего окружения. Эта тенденция в значительной мере определяет сам процесс формирования архитектуры и поддерживает ее существование как культурного явления. Идеал — это устраивающее всех явление, к которому следует стремиться, т.е. речь идет о некой заданности, идеализации определенных характеристик строешш архитектурной формы.

Одним из главных признаков сформировавшейся архитектуры является ее нормированность, т.е. наличие стабильных в определенное время норм. Соблюдение норм обеспечивает существование профессиональной архитектурной деятельности.

Нормы в рамках излагаемой концепции описания строения архитектурных объектов могут быть подразделены на геометрические, топологические и целостно-метрические.

Геометрические нормы определяют «правильность» членения пространственного континуума на отдельные вычлененные пространства согласно неким заданным правилам, оформленным в форме морфологических типологий, архаичных образцов, мифологических «алгоритмов», профессиональных приемов и т.д. Например, как норму мы определяем то, что проектируемый дом будет коридорного, галерейного или секционного типа, или мы его сопоставляем с неким историческим или современным, но устоявшимся и популярным, образцом или другой проформой.

Топологические нормы связаны с фиксированными последовательностями взаимодействия пространственных событий. Топологическая нормированность для современного жилья выражается в том, что в профессиональном и общественном мнении уже сложился некий прообраз стандарта связанности жилых помещений. Отечественная топологическая схема жилой квартиры предусматривает первичное