Градостроительное наследие

Первоначально компьютерные методы проектирования имитировали

By 22 апреля 2019 No Comments

При решении планировочных задач архитекторами преимущественно используются эвристические методы достижения результата, поскольку каждый такой результат претендует на новизну и уникальность. Архитекторы разрабатывали и совершенствовали проектный метод с целью адекватности создаваемого материального объекта поставленной социальной задаче.

Первоначально компьютерные методы проектирования имитировали метод традиционного проектирования человеком, но с развитием культуры программирования, появлением самообучаемых программ поиска решений стало наблюдаться отклонение в методологии проектирования от имитационного к самостоятельному компьютерному. Такое компьютерное проектирование предполагает кардинальную замену многих положений традиционного проектирования и этим предопределяет множество профессиональных конфликтов. Уже сегодня эти конфликты наблюдаются в сфере профессионального обучения и практического проектирования. Наступления машин не остановить — это процесс ес- тественный и неотвратимый. Сегодня необходимы научное осмысление происходящих процессов, выяснение перспектив развития такого рода процессов в будущем, критическая оценка достоинств и недостатков новых методов проектирования искусственных объектов среды, разработка специальных адаптационных методик для гармоничного перестраивания традиционной профессиональной методологии в новых условиях.

Выбор необходимого решения связан с обеспече- тшем некоторых критериев, которые могут быть неявными, скрытыми и связанными с эстетическими, климатическими (температурно-влажностными), ин- соляционными требованиями, а также требованиями освещения, обмена воздуха и др. Одним из таких эвристических методов является метод определения минимальных связей между пространственными местами при расчете оптимальных трасс пешеходного движения. Например, в ЦНИИЭП градостроительства в 1970-е годы предпринимались попытки решения оптимизационных задач планировки сетей пешеходного и транспортного сообщения (А.П. Ром ; Л.Н. Авдотьин ). Таким образом, можно определить оптимальное размещение двух помещений, количество перемещений между ними. Эти исследования были предметом работы Истмана (1975), В. Митчелла (1977), А. Табора (1970). Главная цель выработка процесса компоновки плана таким образом, чтобы можно было прийти к единственно правильному планировочному решению на основе функционального представления, выраженного в схемах циркуляции с применением математического метода. Необходимо было выработать такие «паттерны» компоновки помещений, когда минимизированы расстояния между функционально значимыми помещениями. Топологические свойства пространственно-планировочной организации объекта отображены в форме аналитических формальных моделей.

Флеминг разработал специальную компьютерную программу, которая позволяла генерировать планы не только с прямоугольными помещениями, но L-образными и Г-образными их конфигурациями. Эта программа получила название «The DIS program». Суть программы заключалась в последовательном осуществлении алгоритма процедур последовательного отбора. Сначала задавалась функциональная диаграмма, предусматривающая последовательность соединения помещений, которая определялась стандартами связанности жилых помещений, действующими в Германии. Программа генерировала геометрические варианты реализации заданного требования взаимодействия помещений.

Флеминг называл этот процесс «топологическим вероятностным решением». Рисунок слева показывает. как одна диаграмма позволила прийти к 4-м планировочным вариантам. Для ориентации плана в пространстве Флеминг предложил включение четырех дополнительных вершин по странам света (w, е, s, п).

К схемам планировки прикладывалась таблица метрических параметров для каждого из помещений, где указывались максимальные и минимальные линейные размеры помещений, их минимальная и максимальная площади и расстояние между помещениями. При этом программа DIS учитывала минимизацию удаленности помещений друг от друга. Планы многоэтажных зданий могли разрабатываться последовательно один за другим, по количество

Соотнесение топологических схем пространственной связанности и генерируемых геометрических эквивалентов

Фрагмент работы программы DIS по разработке 8-комнатной квартиры в границах L-образного внешнего контура. Программа предложила 27 вариантов компоновки на основе единственной циркуляционной структуры, показанной выше участвующих в компоновке иомещении-локумов не должна было превышать первоначально заданного значения.

При рассмотрении планировочной структуры архитектурных сооружений обращает внимание наличие большого количества схожих пространственно-планировочных решений. Формы вестибюлей, расположение лестниц, наличие коридоров и способы соединения помещений близки в объектах жилого и административного назначения. Следует, очевидно, предположить, что количество планировочных приемов, используемых проектировщиками, ограничено и сведено к нескольким стереотипам. Однако, пытаясь выделить стереотипы пространственно-планировочных решений (инварианты), мы сталкиваемся с некоторыми трудностями.

Рассматривая функцию архитектурного сооружения как деятельностный процесс, происходящий в пространстве, мы можем разложить его на ряд актов, локализованных в пространстве. Так, процесс школьного обучения может быть рассмотрен в виде совокупности таких процессуальных актов как классное обучение, торжественные церемонии, работа кружков и лабораторий, административная работа, обслуживание и т.п., требующих определенного пространственного обособления.

Структура пространственной связанности может быть представлена в виде «графа связанности» — математической фигуры, отражающей наиболее существенные пространственные связи. В принципе, связанность исследуемых явлений носит трехмерный характер, однако принимем упрощенный двухмерный вариант изображений как архитектурных и градостроительных объектов, так и графов структуры взаимодействия их пространств.

Архитектор, кодируя в графе структуру необходимых связей, может легко ими манипулировать, подбирая различные варианты пространственных решений. Эти операции, в принципе, можно осуществлять и с помощью компьютера. Однако на современном этане компьютер уступает человеческим глазу и мозгу в способности быстро распознавать топологические конфигурации.

Исследуя графы связанности сложных архитектурных сооружений, не трудно заметить, что они могут быть условно расчленены на более мелкие единицы (узлы, линии, связки). Статистический анализ таких единиц дает нам право предположить, что их число ограничено.

Несмотря на разницу эпох строительства рассматриваемых сооружений и своеобразие процессов, в них происходивших, некоторые сочетания графов связанности встречаются с удивительным постоянством. Назовем подобные, часто повторяющиеся графы, инвариантными. Предположим также, что исследуя пространственные решения, соответствующие этим графам, мы сможем подойти к определению устойчивых морфологических и синтаксических единиц в построении архитектурных объектов.

Ниже предложены три метода анализа архитектурных сооружений: метод выявления наиболее устойчивых групп соседствующих пространств: метод циклической связанности отдельных пространств и метод «инвариантных моделей».

Метод выявления устойчивых групп соседствующих пространств состоит в следующем: каждая из архитектурно-пространственных ситуаций моделируется в виде графа связанности локумов; затем рассчитываются показатели «частоты встречаемости» и «устойчивости» для каждой вершины графа и их сочетаний; по этим показателям определяются наиболее часто повторяющиеся сочетания графов (инвариантные графы).

Назовем сложный граф связанности графом 1 -го уровня; графы, на которые он дробится, — графами 2-го уровня, а отдельные вершины (одновершинные графы) или их простейшие сочетания графами 3-го уровня.