1(2) 2008

 

ARCHITECTURE AND MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ ПО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИМ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ СОВРЕМЕННОГО АРХИТЕКТУРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕО И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

DOMAIN MODELS FOR DESCRIPTION OF PLANNING STRUCTURE OF TOWN-PLANNING OBJECTS
ДОМЕННЫЕ МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ ПЛАНИРОВОЧНОЙ СТРУКТУРЫ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

М.В. Шубенков
МАРХИ (Государственная академия), Москва, Россия
e-mail: [email protected]

Н.Н. Шамаров
Институт Теоретических проблем микромира при МГУ, Москва, Россия
e-mail: [email protected]

В задачу исследования входила попытка найти способы описания городских форм на основе формально-математических приемов. Были выбраны фрагменты городских территорий в составе наиболее популярных мегаполисов. В качестве предмета исследования был выбран сам механизм, позволяющий воспроизводить городские структуры. Соответственно, возникла необходимость разработки модели, имитирующей функционирование данного механизма и отражающей сущностные характеристики городского плана:

- структуры транспортных и пешеходных сетей;

- организационных форм построения кварталов, микрорайонов, домовладений;

- геометрических особенностй построения зон градостроительных регламентов и других.

Особенностью города является то, что его форма разворачивается преимущественно в двух измерениях и представлена множеством многократно повторяющихся элементов. Город имеет несколько масштабных уровней организации, начиная с кластеров отдельных пространств-помещений, объединенных в квартиры, этажи, секции, подъезды, дома, кварталы, микрорайоны, районы и разросшиеся мегаполисы. На каждом уровне наблюдаются повторения форм структурной организации городских элементов.

Последовательность и постоянная воспроизводимость процессов

жизнедеятельности эволюционно привела к формированию ступенчатой организации функциональных систем, пространственно обеспеченных устойчивыми по своей структуре образованиями. Такого рода образования часто называют городскими паттернами. Выделение среди их множества взаимосвязанных по морфологическому (не функциональному) признаку паттернов мы объединяем в группы доменов - структурно-геометрические компоненты уровней организации (от французского domaine). Теоретически можно утверждать, что существует бесконечное множество наборов элементов (доменов) разных форм, но лишь некоторые из них стабильны, т.е. регулярно воспроизводятся в своих повторяющихся формах. Домен (область элементов с одинаковыми свойствами) характеризует фрагменты городской ткани, отвечающие условию подобия и частой повторяемости. Домены в процессах образования проходят некий внутренний отбор, поскольку их структурная устойчивость обусловлена некими внутренними и внешними причинами.

Эволюция форм городских образований в чем-то подобна эволюции клеточного организма, в которых наблюдается согласованная иерархия уровней скученности белковых молекул, внутриклеточных органелл, тканевых клеток, и ,наконец, самих тканей и органов. Исследования показывают, что не любая форма пространственного компонента позволяет образовывать устойчивые пространственные системы. Возникновение архитектурных доменных морфотипов означало самопроизвольный переход формирующейся архитектурной системы из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Устойчивая архитектурная система есть результат совместного действия внешнего системообразующего фактора, связанного с функционированием, и внутреннего отбора, определяемого структурно-геометрическими требованиями пространственного развертывания объектов.

Содержание процесса эволюции морфотипов заключалось, в основном, в усложнении его структурно-геометрических компонентов, в ходе которого возрастала эффективность функциональных связей. Увеличение сложности в процессе эволюции есть следствие структурных перестроек, происходящих в исходной системе с целью адаптации к новым условиям, повышению устойчивости и обеспечению роста городской ткани. Для описания таких форм мы привлекаем исследовательские методы, успешно используемые при исследованиях разных областей природного формообразования, таких, как формирование кристаллов минералов и тканевых структур живых организмов. Такого рода образования схожи с архитектурными и градостроительными объектами благодаря наличию ячеистой, повторяющейся структуры, трансформируемости элементов, воспроизводимости одних и тех же организационных форм.

В частности, интересным представляется доменный метод описания структур, который используется для анализа строения кристаллических решеток минералов и строения живой ткани организмов и их органов. В качестве исходного исследовательского материала выбраны образцы современных городов-мегаполисов, возникших естественно-эволюционным путем: Токио, Дели, Берлин и другие. Их изучение наглядно указывает на то, что в основе заложены однородные (доменные) структуры, представленные повторяющимися, подобными друг другу фрагментами (жилища, жилые кварталы, блоки и т.д.). Вкрапление в такие структуры случайных элементов (общественных сооружений, элементов фортификации и контроля циркуляции и других) создает эффект дислокаций - своеобразных нарушений порядка, которые выступают в качестве дефектов доменных структур. Таким образом, предлагаемая модель описывает фрагменты городской ткани в форме доменных структур с разным характером деформаций, которые могут быть представлены в форме систем математических соотношений, увязывающих ряд планировочных параметров. Такого рода описания предлагаются в качестве параметрических кодов, позволяющих различать формы планировочной организации городских образований.

Идеальные, математические структуры, в которых реализовано самоподобие, представлены фракталами. Главные параметры фрактала - коэффициенты подобия между частями различных размеров. Как и многие природные, не совсем правильные, городское образование включает налагающиеся друг на друга приблизительно подобные части.

Заключение

Изложенное выше посвящено предлагаемой авторами познавательной форме представления городского строения как некой системы с доменной структурой организации. Эта форма представления основана на формальном описании градостроительных фрагментов посредством их представления в виде набора формально вычлененных паттернов городской структуры. Домен представляет собой выделенный в городской структуре повторяющийся элемент, из которого может складываться однородная по своим структурно-геометрическим характеристикам городская ткань с соответствующими вкраплениями нарушений-деформаций этой структуры.

Новые технологии и технические возможности, активно внедряемые сегодня в профессиональную деятельность, потребовали выработки новых методов, которые, с одной стороны, могли бы быть сформулированы в категориях формально-математических, понятных программистам и математикам, а с другой - эти методы должны охватывать сущностные характеристики объекта проектирования – архитектурных и градостроительных объектов, а это и составляет основную сложность. Трудно алгеброй познать такие характеристики, как тектоника, ансамбль, соразмерность, зрительное равновесие масс, легкость конструкции, монументальность, сомасштабность человеку и многие другие основополагающие архитектурные понятия, традиционно характеризующие саму суть архитектурного феномена. Но мы обречены искать язык, который позволит формализовать эти категории.

Issue contents
Содержание журнала