С19 Архитектурная форма: статика и динамика / Сапрыкина Н.А. Учеб. пособие для вузов. — М.: Архитектура-С, 2004. - 408 с.
15ВМ 5-274-01887-4
Рассматриваются предпосылки возникновения, исторические примеры и принципы динамической адаптации архитектурного пространства к изменениям условий среды, выявляются требования к его формированию. Определяются тины архитектурно-конструктивных систем. Выявляются тенденции развития изменяемой архитектурной формы и динамические приемы оптимизации архитектурного пространства жилой среды, в частности, в условиях автономности и освоения экстремальных районов. Впервые анализируются данные патентной литературы.
Для студентовархитектурных вузов и факультетов.
ВВЕДЕНИЕ
Характерной чертой развития архитектуры на протяжении тысячелетий считалась статичность, неподвижность зданий, а значит, и архитектурных форм. Это обусловлено целым рядом причин и, в частности, тем, что общество, будучи постоянно изменяемой субстанцией, в своей массе консервативно (возможно, это связано с боязнью непредвиденности нового, а также желанием иметь постоянно гарантированную стабильность существующей жизни). Кроме того, во многих случаях архитекторы пытаются утвердиться в статичной монументальности архитектурных объектов, жесткие рамки, использования которых практически крайне редко позволяют реагировать им на процессы развития общества. Поэтому моральное старение зданий и сооружений, а также комплексов и городских образований происходит, как правило, значительно раньше их физического старения. Проблема морального старения архитектурных объектов ставит задачу их адаптации к изменяющимся требованиям, к реальным современным возможностям. Это диктует необходимость нового подхода к определению понятия архитектурной формы и к архитектурному проектированию.
Вопросам теории и методологии архитектурной формы посвящен целый ряд специальных исследований, отличающихся различными точками зрения и видением проблемы. Однако на сегодняшний день нет общего определения архитектурной формы как таковой. Включая в название книги термин "архитектурная форма", автор не ставит целью раскрыть все противоречивые стороны этого сложного понятия, которое во всей проблематике теории и практики архитектуры занимает значительное место, оставив поле деятельности для ученых. Острота проблемы состоит в том, что отсутствие до сих пор ясности и общей точки зрения на понятие архитектурной формы, вероятно, обусловлено односторонним подходом.
Для многих теоретиков архитектуры характерно преувеличение роли архитектуры в жизни общества, в связи, с чем всегда наблюдалась тенденция решения противоречивых проблем архитектуры в ущерб человеку, которому легче самому приспособиться к окружающей среде, чем приспособить архитектурные объекты к изменениям, происходящим в обществе. Не умаляя значения архитектуры, можно сказать, что она является только частью культуры, развитие которой определяется законами развития общества. Поэтому люди не должны приспосабливаться к статичным неизменяемым параметрам объектов архитектуры, а скорее последние могли бы изменяться в соответствии с требованиями времени. Рассматривая архитектуру как живой организм, чутко реагирующий на изменения потребностей людей, архитекторы, как прошлого, так и современные приходят к выводу о необходимости понимания архитектуры как искусственной среды, приспособленной к динамически изменяющейся действительности и отвечающей потребностям развития общества [43].
Концепция адаптирующейся искусственной среды прослеживается на протяжении всей истории архитектуры;
любое здание или сооружение должно было адаптироваться в соответствующих природно-климатических и экономических условиях к удовлетворению определенных потребностей людей. Другое дело, что совершенно не учитывалась эволюция функций (по этапам существования и развития архитектурных объектов) одного из наиболее действенных формообразующих факторов. Архитектурная форма объекта рассматривалась только на стадии его "жизни" (эксплуатации), а на стадии
"рождения" (проектирования) не учитывалась эволюция функции, что вело к "смерти" — моральному износу здания.
По-видимому, назрела необходимость в коренном изменении традиционных методики и подхода к проектированию зданий и сооружений, в связи, с чем актуален поиск "объективной" архитектурной системы проектирования, которая может включать несколько этапов, например, на информационном уровне (анализ существующей информации, разработка основной технической идеи и задания на проектирования), на концептуальном (создание архитектурной концепции объекта, разработка общих принципов композиции и ее развития), на эволюционно-адаптационном (разработка объемно-планировочного решения с учетом эволюции функций) или на реабилита-ционно-конструктивном уровне (при непредусмотренной эволюции функции), что позволяет учитывать все возможности изменения требований. В данном случае к трем пространственным измерениям прибавляется так называемое четвертое измерение — время [44]. Это требует разработки более совершенной методики проектирования зданий и сооружений, что позволит предусмотреть технические и композиционные возможности адаптации зданий к изменениям функции. Совершенно очевидно, что одним из основных направлений в практике проектирования является разработка гибких, трансформируемых, изменяемых объемно-планировочных и конструктивных систем.
Если с давних времен критерием качества здания считалась его полная устойчивость против воздействия времени и окружающей среды, т. е. долговечность, то сегодня она должна реализовываться не за счет стабильности, а за счет изменяемости — как главного принципа построения архитектурного объекта. Тезис, всегда с упреком высказываемый в отношении использования временных изменяемых (мобильных или трансформируемых) структур, о том, что "нет ничего более постоянного, чем временное", приобретает истинный смысл. Принцип приспосабливания зданий к новым условиям более рационален, так как отодвигает этап их моральной "смерти" и не влечет за собой дорогостоящие и трудоемкие работы, связанные с необходимостью перестройки или сноса зданий. В данном случае долговечность достигается именно временными средствами.
Таким образом, возникает возможность перейти от традиционной архитектуры к рациональной, т. е. к оптимизации жилой среды за счет изменяемости, гибкости, подвижности архитектурной формы, где непрерывное во времени преобразование архитектурных объектов становится одним из видов их существования. Такой подход позволит раскрыть потенциальные возможности архитектуры.
Все чаще предпринимаются попытки решить существующие в архитектуре проблемы с помощью динамических принципов формообразования. Эти вопросы привлекают внимание многих ученых, как у нас, так и за рубежом на различных уровнях: от доктрин, концепций, теоретических и экспериментальных проработок до патентных разработок и реальных проектов. Все это представляет ценнейший и интереснейший материал, так как наделение архитектуры подвижностью и гибкостью несет в себе огромное богатство идей по динамической адаптации искусственной среды в соответствии с изменяющимися требованиями. Несмотря на сравнительно небольшой хронологический период времени разработки предложений, широта палитры и разброс областей использования таких идей настолько велики, а подходы к их решению настолько разнохарактерны и разноаспектны, что зачастую возникают трудности как в нахождении различий между ними, так и в объединении по определенным признакам. Кроме того, наличие большого числа односторонних позиций в подходе к этой интересной междисциплинарной проблеме (с точки зрения социологии, физиологии, техники, эстетики, бионики и т. д.) придает еще больше путаницы.
Поэтому задачей настоящей книги является критическое осмысление теоретических основ, экспериментальных и практических разработок, связанных с адаптацией архитектурной формы путем использования динамических принципов, а также выявление наиболее рациональных способових применения в практике проектирования и определение тенденций их развития. С этой целью в книге систематизирован и обобщен прогрессивный опыт теоретических и концептуальных разработок, а также опыт проектирования и строительства архитектурных объектов, связанных с рассматриваемой проблемой, и, кроме того, впервые проанализированы данные патентной литературы, представлены экспериментальные проекты, наиболее полно удовлетворяющие требованиям адаптации.
От передвижных, сборно-разборных, трансформируемых, пневматических зданий, гибких и многоцелевых развивающихся систем, автономных космических, подводных, подземных и других комплексов, используемых в экстремальных условиях, до предложений биологической тотально изменяющейся гипотетической архитектуры будущего, включающей кибернетически развивающиеся архитектурные и бионические самоорганизующиеся системы и биоструктуры, а также объекты, оперирующие иллюзией движения при изображении его статическими средствами (в концепциях, провозглашающих идею движения сущностью художественного образа).
Глава 1.
ПРИНЦИПЫ ИЗМЕНЯЕМОСТИ АРХИТЕКТУРНОЙ ФОРМЫ
7.7. Динамическая адаптация архитектурных объектов
1.1.1. Понятия адаптации, мобильности и трансформативности
В последнее время такие понятия, как динамичность, адаптация, изменяемость, трансформативность, мобильность применяются не только в социологии, долгосрочном планировании, технике и других областях, но и в архитектуре, где они не имеют точного и общего понимания и используются в различных значениях и смысловых сочетаниях. В связи с этим следует попытаться раскрыть значение этого проблематичного понятийного комплекса относительно архитектуры и архитектурной формы.
Понятие форма используется в общем словесном смысле не только для материальных объектов, но и для имматериальных (литература, музыкальные произведения, световое излучение и др.). Наряду с понятием форма используются понятия образ и структура, которые включают в себя вид и способ соединения объектов из более мелких элементов. Каждый объект запечатлен процессом своего возникновения, который прочитывается чаще всего в своей форме, изменяющейся на протяжении всего срока его существования. Так как каждый объект находится в постоянном изменении (поверхность планеты, растущие и умирающие растения или сооружения и т. д. — все они возникают, стареют или приходят в упадок), то процесс формоизменения бесконечен.
Объект, форма которого очень быстро изменяется, считается антистатичным, а объект, у которого форма не изменяется на протяжении длительного промежутка времени или медленно изменяется только внешне, — статичным. Если объект изменяет место нахождения, то он считается мобильным. Причем,- мобильными могут быть как статичные объекты, так и быстроизменяемые.Так, статична форма самолета, но зато складное легкое покрытие находится в постоянном изменении.
Объекты, которые могут быть рассмотрены как результат важнейших процессов возникновения формы, принадлежат к различным сферам, охватывающим три основные группы процессов формообразования: 1) абиотические процессы изменения формы в области неживой природы (элементы солнечной системы, созвездия, светила, горы, горные породы, вода, кристаллы, молекулы, атомы, атомная структура и др.); 2) процессы развития видов с увеличением, ростом и смертью в области живой природы (клетка, клеточные колонии, многоклеточные растения, животные и др.); 3)процессы активности человека — продукта человеческой деятельности (дома, одежда, оружие, машины, книги, предметы искусства и др.).
Форма архитектурных объектов, являющихся результатом человеческой деятельности, имеет типовые особенности элементов по различным признакам, например по геометрическому, кроме того, она может иметь комбинаторные сочетания. Совершенно очевидно, что форма архитектурных объектов зависит от его функции, которая находится в постоянном развитии. В связи с этим форма объекта должна адаптироваться к динамике эволюции его функции.
Понятие адаптации, или адаптивности, означает приспособление к условиям существования. В области неживой природы (солнце, звезды, горы, кристаллы, молекулы, атомы и др.) постоянное движение и изменение ее объектов, происходящие в результате их активности или реактивности, существует на основе жестких канонов образования формы, которая может повторяться, возвращаясь в исходные параметры. В области же живой природы (клетка, клеточные системы, растения, животные и др.), элементы которой рождаются, живут и умирают, происходит постоянное развитие и восстановление формы, которая не повторяется и не возвращается в исходные параметры.
Способность пассивно приспосабливаться к неизменяемым обстоятельствам ограничена. Все индивиды в общей биологии имеют в той или иной мере пассивную физическую приспосабливаемость, которая является автоматическим приспособлением к окружающей обстановке (к теплу или холоду, к дружбе или вражде, к сближению и т. д.). Степень пассивного физического приспособления человека зависит от окружения, например, она незначительна при температурных колебаниях и возрастает при колебаниях давления и при изменении содержания кислорода в воздухе. Существенное значение имеет активная приспосабливаемость человека к общественным нормам, к миру друзей и работы, а также к физическим условиям своего окружения. Если его приспосабливаемость повышается в связи с требованиями среды обитания, то возникает конфликт. Активная приспосабливаемость человека к окружению связана в первую очередь с одеждой и с домом, который, как и его жители, должен приспосабливаться к окружающему миру и представляет собой искусственное климатическое укрытие.
Архитектура как искусственная среда, предназначенная для осуществления определенных функциональных процессов, в той или иной степени вынуждена различными способами приспосабливать свою форму и пространство к возникающим с течением времени новым требованиям и условиям. Приспосабливаемость архитектурной формы проявляется в двух аспектах: в статической (стационарной, традиционной) и динамической (гибкой, развивающейся) адаптации.
Статическая адаптация связана с теми случаями, когда на стадии проектирования архитектурного объекта не предусмотрена эволюция функции и по истечении определенного времени происходит его моральный износ, а также возникает необходимость приспособить его для новых условий эксплуатации. В данном случае имеет место своего рода реабилитация архитектурного объекта, которая в зависимости от меры адаптации к меняющимся условиям требует определенной степени его реконструкции: от замены устаревшего оборудования, мебели, технических устройств, перепланировки изменяющих свое функциональное назначение помещений в существующем объеме зданий и до изменения структуры зданий или сооружений путем надстройки или пристройки.
Собственно говоря, статическая адаптация архитектурных объектов является традиционной реконструкцией, представляющей непредусмотренное ранее изменение их функциональной и объемно-планировочной организации, и осуществляется путем частичного разрушения и модернизации, а также путем пристроек и надстроек или сноса здания и носит элементы "насильственной" реанимации отработанного объекта, что, как правило, ведет к трудоемким, долговременным и неэкономичным объемам работ.
Поэтому возможность адаптации зданий и сооружений к изменяемым условиям эксплуатации и требованиям к архитектурно-планировочной организации ненасильственным способом позволяет использовать принципы динамической адаптации, которая предусмотрена на всех стадиях существования архитектурного объекта. Это и составит предмет рассмотрения данной книги.
Потребность в динамической адаптации архитектурных объектов обусловлена, с одной стороны, необходимостью устранения противоречия между постоянно растущими и изменяемыми потребностями людей и неизменяемостью характеристик среды, в которой эти процессы реализуются, а с другой, развитием технического прогресса, совершенствованием и появлением новых видов транспорта, индустриализацией строительства, что вызывает к жизни новые динамические способы возведения зданий и их эксплуатации. Основным признаком динамической адаптации архитектурных объектов является подвижность, а средствами ее проявления — мобильность и трансформация.
«Мобильность», как понятие, применимое к различным видам человеческой деятельности, утвердилось и в архитектуре. Это обусловлено необходимостью решения многих задач архитектуры с учетом таких динамических факторов, как рост населения, его социальная подвижность и миграция, связанные с быстрым ростом городов, активным освоением новых районов и т. п. Так, при освоении новых районов наряду с традиционными типами стационарного жилища, представляющими основную форму расселения людей, появляется необходимость создания других типов жилища, отличающихся ограниченными сроками эксплуатации на одном месте и возможностью периодического перемещения в процессе эксплуатации. Поэтому наиболее полно удовлетворить специфические требования организации труда, быта и отдыха людей, вынужденных по роду своей деятельности периодически менять место приложения труда, смогут мобильные типы зданий и сооружений, пригодные к быстрой и многократной передислокации с минимальными материальными и трудовыми затратами. Потребность в мобильных объектах определяется спецификой условий производства, организации труда и образа жизни в различных областях человеческой деятельности.
Термин мобильное по отношению к архитектурным объектам применяется и рассматривается в двух аспектах. С одной стороны, он означает соответствие и быстроту реагирования зданий или сооружений на изменяющиеся потребности и образ жизни людей, а с другой, — понимается как физическая подвижность: постоянная готовность к 1 изменению места положения в пространстве, способность к передвижению.
Сознание человека всегда было связано с движением, которое он мог видеть и ощущать как в природе (ветер, вода, огонь и т. д.), так и в элементах предметно-пространственной среды (стрела, повозка, лодка и др.). Способы передвижения определяют форму мобильных объектов в зависимости от типа транспортного средства: самодвижущиеся (совмещенные со стационарной ходовой частью или инвентарной в виде подкатной тележки, а также фургоны);
перевозные или переносные гужевым, автомобильным, железнодорожным, водным, воздушным транспортом (в собранном виде и полностью готовым к эксплуатации).
Скорость движения также влияет на форму мобильных объектов. Так, при низких скоростях, когда передняя часть движущихся объектов не встречает сопротивления среды, их форма практически не выражает движения и не определяет возможного направления, т. е. статична. В других ситуациях, когда требуется преодоление сопротивления среды (часто связанное с высокими скоростями), движущимся объектам придается форма, выражающая движение и его направление (обтекаемая форма автофургонов и трайлеров, киль лодок-домов, закругленные полозья у домов на санях и др.), т. е. динамика движения выражается во внешних формах мобильных объектов. В данном случае наблюдается противоречие между динамичностью формы движущихся
объектов и статичностью внутренней формы. Кроме того, форма мобильных объектов должна была всегда восприниматься во взаимосвязи с двумя их противоречивыми состояниями — движения и покоя (эксплуатации). Поэтому некоторые элементы мобильных объектов меняют свою форму в зависимости от этих состояний, что придает черты динамичности их форме, а иногда и ассоциативности с "живыми" формами.
Таким образом, динамический признак мобильности отражается как на функциональных возможностях зданий, так и на транспортабельных — при перемещении их различными видами транспорта. Здания и сооружения можно передвигать в собранном виде или полностью готовыми к эксплуатации с помощью различных транспортных средств (возможно также сочетание названных способов). Оптимальная оценка конструктивных решений мобильных объектов определяется комплексом показателей, характеризующих эти решения на каждой стадии существования и зависящих от условий их изготовления, транспортировки, монтажа, эксплуатации и демонтажа. Степень мобильности зависит от сроков эксплуатации мобильных объектов на одном месте (имеющие малые сроки называются высокомобильными). В зависимости от конструктивно-технологических решений различают: мобильные объекты из сборно-разборных, из объемных пространственных и из трансформируемых конструктивных элементов.
Трансформация как одно из основных средств проявления динамической адаптации архитектурных объектов к изменяющимся условиям и требованиям их эксплуатации — наиболее целесообразная альтернатива их оптимальной организации. Термин трансформация (лат.transormatio) означает изменение, преобразование. Относительно строительства и эксплуатации архитектурных объектов трансформация понимается как преобразование, которое может иметь обратимые или необратимые процессы. В зависимости от этого по возможности изменения во времени процессы трансформации архитектурной формы могут быть циклическими (с возможностью возвращения пространственных характеристик среды в исходное состояние) и ациклическими (с отсутствием возможности реверсии, когда происходит необратимое изменение пространственных характеристик среды),
Цикличность трансформации определяет возможности изменения архитектурного пространства во времени (через определенные промежутки времени), которые могут быть кратковременными или периодическими (повседневными, регулярными и сезонными). Ациклические процессы трансформации можно назвать эволюционно-адаптивными, так как они осуществляются в течение всего срока эксплуатации архитектурного объекта, а необратимые изменения общего объема здания или его внутреннего пространства могут происходить на протяжении сравнительно длительного периода в связи с требованиями к динамически изменяющейся действительности.
В зависимости от характера преобразования трансформация архитектурных объектов включает:
"качественное" изменение архитектурного объекта путем преобразования внутренних элементов при сохранении его общих постоянных размеров, что обеспечивает многофункциональное использование пространства здания (трансформация зданий с универсальными пространствами при помощи раздвижных стен, перегородок, занавесей, перекрытий или полов). В данном случае происходят процессы внутренней адаптации архитектурного объекта в пределах внешней его оболочки;
"количественное" изменение общих габаритов здания, связанное с его конструктивной трансформацией (трансформация развивающихся зданий при помощи раскрывающихся покрытий, телескопически раздвигающихся частей здания, раздвижных стен и т. п.) в
соответствии с предъявленным к нему пространственными или природно-кли-матическими требованиями и с возможностью пакетирования здания, с его транспортировкой и установкой на новом месте. В данном случае происходят процессы внешней адаптации архитектурного объекта путем изменения его внешней оболочки, регулирующей связь между условиями окружающей среды и контролируемыми внутренними элементами.
Используемый при динамической адаптации класс трансформируемых конструкций включает конструктивные решения, обладающие статическими (в процессе эксплуатации) и динамическими (в процессе трансформации — монтаж, демонтаж) свойствами. При этом функциональные требования к конструкции и обеспечиваются на всем промежутке трансформации. В зависимости от стадии существования здания трансформация может быть: транспортной(здание, его части или элементы путем трансформации могут быть переведены в иное функциональное состояние — дисфункциональное, например складень, пакет и др.); монтажно-де-монтажной (особые требования предъявляются к геометрическим параметрам трансформируемых конструкций с учетом кинематических особенностей трансформации, а также физических характеристик конструктивных элементов); эксплуатационной(особое значение приобретают функциональные требования к архитектурной форме здания, учитывающие особенности технологии эксплуатации здания, и к архитектурным конструкциям, обеспечивающим временное статическое состояние при минимуме средств обратимого перехода в динамическое).
Трансформация архитектурного объекта обеспечивается объемно-планировочным и конструктивным решениями всего здания или сооружения и может производиться на уровне, как комплекса конструкций, так и отдельной трансформируемой конструкции или приспособления. В целом трансформируемая система должна обладать и динамическими, и статическими свойствами, сохраняя устойчивость в различных состояниях и обеспечивая требования эксплуатации. Причем, переход из одного состояния в другое должен производиться минимальным числом геометрических параметров, обеспечивающих устойчивость.
По виду движения трансформация подразделяется на поступательную и вращательную, а по направлению движения — на параллельное, циркульное, центрально-периферическое. По способам изменения формы различают следующие виды трансформации: упругую деформацию, сдвижку (телескопический принцип), сборку (мягкие складки), скатывание, складывание, вращение, удаление связей и трансформация из плоскости. По статической работе трансформируемых конструктивных систем различают жесткие и гибкие системы, а по геометрическому принципу — стержневые, плоскостные или объемные. В связи с этим геометрию пространственной формы рассматривают в зависимости от вида развития системы (линейное, плоскостное или объемное) и ее контура (прямолинейный, ломаный, криволинейный). Изложенное позволяет судить о сложности подхода к рассмотрению типовых особенностей трансформируемых конструктивных систем и проведению их классификации.
Таким образом, с точки зрения приспосабливаемости архитектурной формы существует статическая адаптация (непредусмотренная) и динамическая (предусмотренная). Основной признак последней — подвижность, а средства ее проявления — мобильность и трансформация (процессы которой могут быть циклическими и ациклическими).
С позиции проектирования в пределах широты контекста адаптации и специфических аспектов создания искусственной среды обитания существуют следующие виды адаптации: структурная (композиционная), имеющая отношение к основным принципам проекта и включающая локальные реакции, мобильность, планирование жизненных процессов; внешняя - касающаяся внешней оболочки архитектурного объекта или внешней связи между природными условиями окружающей среды и внутренними элементами; внутренняя - касающаяся внутренних элементов, изменяющихся в пределах внешней оболочки; ответная, определяющая проектирование как продолжительный процесс и включающая механизмы получения обратной связи с выполнением проектных установок и развития реакций на адаптационные процессы.
Основное требование комплектации полной адаптации искусственной среды обитания — осмысление ее проекта как индивидуального творческого процесса людей в соответствии с эволюцией их потребностей. Процессы адаптации архитектурных объектов находят самое широкое проявление и использование в человеческой деятельности.
7.7.2. Сферы проявления и использования
Обычно адаптация к окружающей среде состоит в большинстве случаев из приспосабливания человеческих потребностей к статичным архитектурным объектам. Зачастую человеку проще самому адаптироваться к окружающей среде, чем проводить значительную переделку или перестройку жилой среды обитания.
Стремление к гуманизированной технологии, к учету индивидуальности, к совершенствованию уровня жизни приводит к выявлению и определению потребностей человека для смягчения негативных влияний окружающей среды и более широкого внедрения мероприятий по уменьшению материалов и энергетических источников. Дальнейшая эволюция искусственной среды обитания людей, связанная с адаптационными процессами, предполагает, с одной стороны, приспособление к возрастающим потребностям человека и постоянное изменение формы архитектурных объектов в связи с поиском и разработкой новых органических форм (т. е. упразднение "эксплуатации" человека со стороны среды обитания), а с другой, — ограничение или уменьшение объемов потребления материалов и энергетических источников, требующих переориентации к возобновляемым источникам энергии, таким, как ветер, солнце, отливы и приливы, биологический рост и т. д. (т. е. упразднение "эксплуатации" человеком природы — от антропоцентричных к биоцентричным отношениям).
В связи с этим проявление и использование принципов адаптации обусловлено необходимостью осуществления следующих процессов: развитие стратегии экономического использования незаменяемых или возможно затухающих источников (земля, сырьевые материалы, продукты и энергетические источники); минимизация воздействий негативной среды обитания (загрязнения воздуха, бионеразлагающиеся отходы продуктов, шум и развал городов и др.); эксплуатация экологически сбалансированных систем; разработка альтернатив для продолжения и улучшения условий жизни.
Совершенно очевидно, что перечисленные процессы дальнейшей эволюции среды обитания человека немыслимы без симбиоза приспосабливаемости людей и приспосабливаемости архитектурных объектов, который в основном достигается путем использования принципов динамической адаптации. С позиции проявления и использования этих принципов адаптация архитектурных объектов может быть в зависимости от времени проведения погодной, сезонной, суточной, а в зависимости от развития или изменения функциональных процессов — производственной, жилой, общественной, а также может иметь другие виды проявления. Рассмотрим некоторые из них.
В большинстве случаев погодной и сезонной адаптации использование изменяемых покрытийдает возможность защищать здания от осадков, в жарких странах — от сильных солнечных лучей, а иногда, например каток, с одной стороны, от солнца, а с другой, от снега. Здесь приходится проектировать исходя из двух ситуаций: обычная внутрипространственная деятельность при благоприятной погоде осуществляется на открытом воздухе, и в то же время обычная деятельность на открытом воздухе должна будет защищена при неблагоприятной погоде.
Внутрипространственная деятельность в обычных случаях осуществляется в закрытом пространстве, которое используется независимо от погоды путем отопления, изоляции, проветривания или кондиционирования. Однако использование изменяемых трансформируемых покрытий позволяет выбирать при хорошей погоде между встроенным искусственным кондиционированием и естественными внешними условиями. Примерами могут служить использование зала бассейна летом открытым, а зимой — зкрытым, или изменяемое покрытие, под которым может находиться целый поселок или даже город. Деятельность на открытом воздухе может осуществляться как круглогодично (базары, торговые улицы, пешеходные зоны), так и в теплое время года (театры на открытом воздухе, певческие сцены, выставки, ярмарки или спортивные мероприятия). Однако из-за внезапной плохой погоды эта деятельность может быть прервана. Применение быстро трансформируемых защитных покрытий позволяет приспособиться к погодным переменам, ликвидировать помехи и провести мероприятия так, как они были запланированы. Такие легко монтируемые и демонтируемые покрытия могут использоваться и над историческими руинами или другими объектами, не связанными конструктивно с покрытием.
Погодная адаптация может объединяться с производственной целью, например при сельскохозяйственном производстве. Особенно это актуально в жарких странах, при создании теневых изменяемых трансформируемых покрытий над растительными культурами. Использование элементов покрытия различной водо- и светонепроницаемости дает дополнительные возможности в дозировке солнечного света соответственно росту каждого растения или уравниванию суточных или годовых экстремумов.
Не менее актуально использование принципов динамической адаптации при организации индустриального строительства, особенно при создании больших монтажных залов для возведения большеразмерных объектов (верфи, авиа - и космические объекты и др.). По своей монументальности такие сооружения схожи с временными объектами культового или сакраментального назначения (надувные и трансформируемые воронки, колонны, башни и т. д.), воздвигаемые только на время проведения этих мероприятий.
Возможности динамической адаптации используются и при создании гиб -кого и многофункционального внутреннего пространства не только путем трансформации его элементов, но и посредством изменения акустических и световых свойств (особенно это актуально при организации интерьеров общественных зданий).
Необходимость применения принципов динамической адаптации архитектурных объектов проявляется во многих сферах человеческой деятельности, особенно там, где требуется повышение гибкости зданий и сооружений в целях достижения более продолжительного периода их интенсивной эксплуатации и рационального использования во времени (как при повседневной эксплуатации, так и в процессе их эволюционного развития).
Если говорить о динамической адаптации архитектурных объектов, осуществляемой средствами мобильности, то диапазон использования в различных областях человеческой деятельности зданий и сооружений, пригодных к быстрой и многократной передислокации с минимальными материальными и трудовыми затратами и предназначенных для временного проживания и полноценного удовлетворения потребностей людей, широк в географическом, и в прикладном плане.
Совершенно очевидно, что мобильные здания и сооружения обеспечат не только необходимый уровень проживания, но и создадут комфортные условия для людей, работающих в различных отраслях хозяйства: в добывающей промышленности — нефтегазовой (базы буровых и эксплуатационных бригад, поселки участков), цветных металлов (поселки экспедиционного способа разработки месторождений, участковые поселки), лесной (базы бригад, глубинные поселки) и др.; в строительстве линейных сооружений (трубопроводы, дороги и др.), крупных объектов и гидроэлектростанций (пионерные поселки бригад по подготовке ложа водохранилища и др.); в сельском хозяйстве— втве сезонно обитаемых жилищ: полевых станов, летников и зимников животноводов (очень распространенных в районах отгонно-пастбищного животноводства, использующего огромные территории пастбищ), рыболовецких и охотничьих станов промысловых организаций (базы оленеводческих бригад) и др.; в различных научно-исследовательских экспедициях: геологических (поселки отрядов, поселки геологоразведочных партий и экспедиций), археологических, метеорологических и др., а также в научных экспедициях, связанных с исследованием космического пространства и подводного мира, а также районов с экстремальными условиями — Крайнего Севера, зон пустынь, высокогорных и других труднодоступных районов, имеющих сложные, неблагоприятные, а порой невозможные без технически оснащенной аппаратуры условия существования людей, требующие защиты человека от окружающей агрессивной среды.
Не-менее очевидна необходимость создания и применения, мобильных легко монтируемых и демонтируемых зданий и сооружений для организации поселений людей, потерпевших бедствие в результате катастрофы (землетрясения, наводнения, пожары, аварии атомных объектов и химических производств и др.). К сожалению, решению этой проблемы уделяется мало внимания, и вспоминают о ней только тогда, когда произойдет несчастье, и острота ее достигает предела.
В последнее время в связи с развитием туризма и активного отдыха возникает острая необходимость разработки и создания как легких переносных, так и передвижных типов мобильных зданий для организации массового кратковременного отдыха людей (особенно сезонного). Это требует расширения и строительства новых баз отдыха, пансионатов, туристических баз, кемпингов, в том числе с применением мобильных передвижных и сборно-разборных зданий и сооружений.
Кроме того, мобильные здания и сооружения используются при самых невероятных ситуациях, например при организации временного жилья для паломников-пилигримов. В частности, в Мекке собирается огромное количество верующих, и возникает проблема создания палаточных лагерей с организацией всех необходимых условий пребывания людей и проведением мероприятий, сопутствующих религиозному ритуалу.
Мобильные дома широко применяют и для обычного проживания людей. В связи с этим как одно из направлений в домостроении США, Канады и других стран в последнее время стала развиваться индустрия мобильных передвижных домов, которые составляют большую долю всех односемейных частных домов. Популярность мобильного жилища для постоянного проживания обусловлена не столько техническим уровнем развития страны, сколько социально-экономическими причинами (выдача субсидий для приобретения передвижных домов, а также сравнительная их дешевизна по сравнению с капитальными). Число сторонников передвижных домов увеличивается из года в год, так как условия жизни в таких поселках координируются со стандартными нормами, включающими конструктивные и функциональные требования, сопоставимые с требованиями к домам традиционного типа.
Развитие тенденций мобильности находит широкое применение в стационарной архитектуре, особенно в жилище. При одной и той же стоимости мобильное жилище выгодно отличается от последнего по комфортабельности благодаря рационализации и миниатюризации оборудования, использованию принципов трансформации, связанных с экономией пространства обитания. Поэтому мобильное жилище содержит в себе много возможностей для повышения качества стационарного жилища. Результаты исследования мобильных типов жилища позволят уточнить понятие жилища на ближайшую перспективу, а также решить технические проблемы, направленные на поиск сверхлегких, многофункциональных, компактных элементов не только несущих конструкций, но и внутреннего оборудования жилища.
При динамической адаптации архитектурных объектов использование принципов конструктивной трансформации, основанных на достижениях строительной техники, открывает большие преимущества и перспективы для осуществления функциональных процессов практически во всех областях человеческой деятельности.
В первую очередь это можно сказать обо всех областях применения мобильных зданий и сооружений, где проводятся попытки удовлетворения противоречивых технико-экономических требований к материалам, конструкциям и габаритам зданий, определяемых условиями их изготовления, транспортировки, монтажа, эксплуатации и демонтажа. С одной стороны, жесткие ограничения габаритов при транспортировке и с другой, необходимость обеспечить максимальную площадь при эксплуатации или же удовлетворение условиям наиболее полной заводской готовности и в то же время гибкости использования обитаемого пространства привели к необходимости разработки мобильных зданий и сооружений на основе принципов трансформации (в виде раскладывающихся и раздвигающихся структур). Возможность изменения объема и габаритов здания, как в процессе монтажа, так и в процессе эксплуатации, эффективное соотношение транспортных и эксплуатационных объемов и в то же время высокая заводская готовность элементов придают мобильным зданиям большие преимущества.
Несмотря на то, что возможности применения трансформативных элементов и устройств, обеспечивающих гибкость и рациональность планировки зданий, безграничны, к сожалению, на практике область использования принципов трансформации в основном ограничивается общественными и производственными зданиями. Имеются лишь проектные и экспериментальные разработки трансформации помещений жилых зданий. Практически принципы трансформации с целью предусмотренной адаптации зданий и сооружений могут быть применены во всех случаях проявления потребностей людей в изменении архитектурного пространства, причем для любых условий протекания процесса: при обратимых и необратимых процессах трансформации, количественных или качественных ее проявлениях, для условий транспортной, монтажной или эксплуатационной трансформации зданий и сооружений. Такая широкомасштабность сфер проявления и использования принципов динамической адаптации архитектурного пространства и формы говорит о настойчивой необходимости более подробного рассмотрения этой актуальной тенденции в архитектуре. В связи с этим сначала рассмотрим условия формирования изменяемого архитектурного пространства, его факторы, требования и критерии его оценки.
7.2.Условия формирования изменяемых архитектурных объектов
1.2.1. Факторы формирования
Как известно, формирование архитектурных объектов происходит под воздействием совокупности факторов среды, влияющих на определение требований к их организации. К основным факторам формирования зданий и сооружений всегда относили природно-климатические условия, социальные особенности и технико-экономические возможности общества. Однако формирование архитектурных объектов с использованием принципов предусмотренной динамической адаптации невозможно без учета фактора времени — главенствующего фактора в социально-экономическом развитии общества. Рассмотрим особенности перечисленных факторов и механизм их действия при формировании изменяемых архитектурных объектов.
Природно-климатические условияполностью определяются географическими особенностями района, в котором находится архитектурный объект. Они влияют на формирование требований к параметрам и гигиеническим качествам зданий или сооружений, а также к их архитектурно-пространственным и конструктивным решениям.
Будучи существенным фактором, влияющим на структуру архитектурного объекта, Природно-климатические условия вместе с тем стабильны, так как практически не меняются в течение времени существования здания или сооружения. Поэтому природно-клима-тические условия не могут в большей степени определять требования к изменяемым архитектурным объектам (исключением являются изменения, связанные с сезонной трансформацией).
Социальные факторы динамичны, так как в основном определяют эволюцию функцию, которая является одним из основных формообразующих факторов и включает комплекс социально-демографических, социально-экономических и социально-культурных особенностей общества.
Наиболее подвержены изменениям социально-демографические факторы, характеризующие особенности образа жизни людей (демографическую и возрастно-половую структуру населения, уровень его образования и профессиональный состав, формы внепроизводственной деятельности, бюджет времени и др.), динамику роста и демографии населения, численность населения, длительность его пребывания в поселении, характер миграционных процессов и др. Эти факторы, влияя на функционально-пространственную организацию архитектурных объектов, определяют типы жилища по условиям заселения, характеру обслуживания и в значительной мере их планировочную структуру.
Особенно важен учет социально-демографических факторов при постадийных формах организации процесса строительства жилых образований или освоения района. Это влияет на формирование типов поселений и их структуру, так как для каждой стадии устанавливается назначение поселения, тип его заселения, оптимальные размеры, профессиональный состав жителей, специфика демографии и другие показатели, влияющие на характер набора зданий.
Динамические процессы, происходящие в обществе, непосредственным образом связаны с ростом уровня и структуры потребления, что ведет за собой использование принципов динамической адаптации при формировании архитектурного объекта, отвечающего возросшим требованиям общества. В случае недоучета развития структуры изменения уровня потребления или ошибки при определении расчетной и перспективной численности и демографической структуры населения возникают противоречия между моральным и физическим износом зданий и сооружений. А это в свою очередь ведет к увеличению затрат по реконструкции и снижению их экономической эффективности.
Социально-экономические факторы, тесно связанные с социально-демографическими, определяют особенности материально-технической базы и организации строительства в регионе, которые в свою очередь зависят от характера производственной базы, запасов ресурсов, транспортной освоенности территории, уровня развития стройиндустрии, а также новейших технических средств, рекомендуемых для использования в определенном географо-экономическом регионе. Эти факторы, влияя на определение типа поселения и его места в системе расселения, сказываются на характер организации процесса обслуживания.
Учет социально-экономических факторов особенно важен при прогнозировании и планировании во всех отраслях хозяйства и, в частности, в строительстве (при разработке проектов районной планировки, генпланов городов и т. п.). Это способствует предупреждению морального старения, как проектов, так и осуществленной застройки, а также отдельных зданий и сооружений.
Изменение экономического потенциала и уровня потребления общества ведет к изменению градостроительных систем (систем обслуживания, планировки жилых образований, номенклатуры типов жилых и общественных зданий, норм их проектирования и планировочной организации и т. д.) и соответственно концепций и тенденций их развития. Так, рост уровня потребностей приводит к корректировке градостроительно-сетевых норм номенклатуры типов зданий и сооружений, их объемно-планировочной и конструктивной системы, а также соответствию архитектурных объектов изменившимся условиям, что часто ведет к необходимости их приспособления средствами как статической, так и динамической адаптации.
Под влиянием научно-технического прогресса общества происходят изменения в функционально-технологической организации многих процессов в
различных областях науки, техники и производства, а также в сфере жилья и обслуживания. Это в свою очередь меняет технологию процессов, что соответственно порождает новую типологию зданий или требует приспособления старых зданий к новым условиям.
На формирование изменяемых зданий и сооружений влияют и социально-культурные факторы, в частности социально-психологические и социально-эстетические. Совершенно очевидно, что архитектурные объекты должны не только удовлетворять условиям осуществления функциональных процессов, но и обеспечивать психологически удобные и эстетически приятные условия обитания. Поскольку человеку намного легче приспособиться к условиям существования, чем изменить здание или сооружение, то всегда есть тенденция жертвовать человеком в пользу социальных и технико-экономических факторов. Как правило, проблеме организации обитаемого архитектурного пространства в психолого-эстетическом плане практически не уделяется внимания (в угоду решению других проблем), а влияние их на человека значительно. Особенно это прослеживается, например, в экстремальных условиях существования, где отрицательные факторы среды обитания (непривычность впечатлений от окружающей обстановки, специфические взаимоотношения между людьми, автономность поселения и его своеобразная изоляция от городских поселений, проживание продолжительное время в отрыве от семьи, тесное взаимопроникание сферы быта и производства, пространственное сближение мест жилья и труда, что предопределяет специфичность общения между людьми и др.) в значительной мере обусловливают психолого-эстетические требования.
Так, если рассматривать принципы архитектурно-пространственной организации среды обитания в условиях мобильного жилища, то, прежде всего, обращает на себя внимание компактность обитаемого пространства, вызванная требованиями транспортировки. В связи с этим определение норм жилых и обслуживающих помещений должно базироваться на антропометрических законах динамики человеческого тела, что позволит выявить допустимые размеры мебели, расстояния между предметами и, следовательно, минимальные габариты помещений, а механическая вентиляция (кондиционирование воздуха) даст возможность обеспечить нормальный санитарно-гигиенический режим в помещениях малого объема. Здесь целесообразно использовать опыт смежных областей негражданского строительства — вагоно-, автомобиле- и судостроения, где задача экономии объемов и увеличения комфортабельности помещений определяется условиями их эксплуатации.
Кроме того, можно воспользоваться приемами зрительного увеличения помещений путем разного освещения плоскостей, зрительного членения второстепенных плоскостей и обобщения главных, дифференцирование, применяя оптимальную гамму цветов для помещений различного назначения, определенную фактуру материалов, производящую различные впечатления при освещении с разных точек, цветности и интенсивности общего и местного освещения, а также выбирая рациональные пропорции помещения. Интерьеру мобильного жилища, по-видимому, должна быть присуща определенная зрительная сложность, но не надуманная, а органическая, обусловленная функциональной логикой и проработкой деталей. Учитывая влияние непривычной внешней обстановки, следует избегать необычных форм внутреннего оборудования, которое должно быть максимально автоматизированным и технически совершенным.
Учет социально-эстетических и социально-психологических факторов при решении конструктивных элементов требует тщательного изучения, так как неуверенность в надежности конструкций обитаемого пространства и его систем может вызвать чувство тревоги. Однообразие окружающей среды и другие специфические черты можно устранить путем создания таких конструктивных структур, которые составлялись бы из унифицированных элементов, обеспечивающих градостроительную гибкость и эстетическую выразительность.
Удовлетворение этих динамически развивающихся требований при организации архитектурной среды вызывает к жизни использование динамических способов адаптации зданий и сооружений для обеспечения оптимальных пространственных условий реализации жизнедеятельности с целью, с одной стороны, удовлетворить потребности индивида в полной физической и психологической изоляции для его защиты от избыточных контактов, а с другой, — для организации общения и совместной деятельности индивида в сфере различных социальных групп.
В связи с этим можно выделить следующие пути оптимального решения изменяемого архитектурного пространства. Один из них — нахождение возможных приемов увеличения пространства обитания путем использования приемов трансформации основных конструктивных систем. Другой путь — создание универсальных гибких пространств, допускающих их многофункциональное использование путем применения приемов трансформации оборудования и мебели. И, наконец, третий путь создания не только функционального, но и психологического комфорта в ограниченном пространстве — использование разнообразных архитектонических принципов проектирования (статические и динамические приемы и эффекты изменения пространства).
С этой целью можно использовать некоторые особенности восприятия человеком окружающей среды, включающей целый ряд иллюзорных ощущений при оценке параметров среды обитания:
истинные размеры помещений, температура, степень изолированности и др.
Среди средств, определяющих архитектурную композицию в решении пространственной среды, большое значение , имеет учет объективных закономерностей физиологической оптики, сознательно и направленно использующей особенности зрительного восприятия для решения практических задач иллюзорного изменения пропорций помещений и оборудования. Один из активных факторов, организующих эстетическое восприятие, — кинетика цвета и света, дающая динамические эффекты изменения пространства, его образа и неразрывно связанная с вопросами, касающимися формы, конструктивных особенностей предметов и оборудования.
Технико-экономические факторы,обусловленные уровнем развития строительной техники, инженерного и бытового оборудования, а также средств доставки и перемещения (в случае мобильных зданий) в определенном географическом районе, в основном влияют на определение типа здания, выбор его конструктивного решения, материалов, инженерного оборудования, а также на методы изготовления, транспортировки, монтажа зданий и сооружений и их эксплуатацию. Как правило, требования к зданиям и сооружениям, обусловленные технико-экономическими факторами, наиболее полно разработаны и учитываются в существующей практике создания архитектурных объектов и их конструктивных систем. Зачастую при оценке типов зданий и сооружений технико-экономические показатели конструктивного решения используют как критерии оценки качества всего архитектурного объекта.
При создании изменяемых архитектурных объектов эти факторы определяют особые требования к конструктивным системам, трудность проектирования которых заключается в противоречии технико-экономических требований к материалам, конструкциям и габаритам зданий, определяемых условиями их изготовления, монтажа, эксплуатации и демонтажа.
Так, в процессе их эксплуатации требуется связанная с изменением состава некоторых функциональных процессов гибкость использования пространства обитания, допускающая возможность перепланировки или изменения габаритов здания. Это в свою очередь требует повышения уровня разработки технического оснащения как самого здания, так и его внутреннего оборудования, а в связи с многократностью их использования — повышения прочности конструктивных систем, в то время как условия транспортировки требуют изготовления конструкций из облегченных материалов.
Совершенно очевидно, что при проектировании и изготовлении конструктивных систем для организации изменяемых архитектурных объектов нецелесообразно применение традиционных методов и материалов, а это определяет и частные задачи, такие как поиски новых строительных материалов, применение которых позволит уменьшить массу конструкций, разработка малогабаритных систем инженерного оборудования, повышение системы технического оснащения архитектурных объектов и др.
Определение требований к изменяющимся зданиям или сооружениям невозможно провести, не опираясь на физическую сущность динамической адаптации и ее изменения во времени, т. е. без учета фактора времени. Как известно, основными формами существования материи являются"время и пространство, взаимосвязанные с движущейся материей, они проявляются и связаны с движением. Согласно теории относительности А. Эйнштейна, время и пространство, движение и материя выступают как стороны единого и многообразного целого. В связи с этим предусмотренная динамическая адаптация архитектурных объектов, рассчитанная на определенные сроки их существования, вступает в пространственно-временную взаимосвязь с движением и с восприятием человека.
В этом смысле тезис об архитектуре, как "застывшей музыке", перестает действовать, так как архитектура из статического состояния переходит к свободному органическому равновесию всех ее составных элементов. "Характерным для современной архитектуры являются не отдельные изменяющиеся формы, а возможность их модификации в пространстве. Пространственно-временная концепция представляет собой взаимодействие и взаимопроникновение внутреннего и внешнего пространства и одновременность восприятия этой связи человеком" [12].
Жизнь человека во всех ее проявлениях связана содействием, движением во времени, а его потребности являются главным критерием при создании архитектурных объектов. Поэтому основная проблема в архитектуре — восстановление тесной живой взаимосвязи архитектурных проектов с реальной действительностью и приспособление их к существующим и по возможности к будущим условиям жизни. Несомненно, это потребует разработки комплексного метода проектирования среды обитания человека с учетом большого числа влияющих факторов, развивающихся во времени. В этом смысле важно представлять структурно-логическую модель среды обитания человека в системе "человек — среда — объект" на основе взаимодействия трех объективных начал: естественная, искусственная и социальная среда обитания [25].
Таким образом, формирование изменяемого архитектурного пространства и архитектурных объектов невозможно без учета эволюции изменений его структуры во времени, что потребует приведения всех составляющих его элементов в тщательно продуманное динамическое равновесие.
Требования и критерии оценки
Влияние рассмотренных факторов сопровождается бросающимися в глаза противоречиями, вытекающими из особенностей формирования изменяемых архитектурных объектов. В связи с этим возникают сложности в оценке и выборе оптимального варианта. Эти трудности объясняются и тем, что любое проектируемое здание или сооружение представляет собой сложную систему взаимосвязанных между собой элементов, оцениваемых по различным критериям оптимальности. Поэтому изменяемые архитектурные объекты являются системой взаимосвязанных по функциональным, технико-экономическим и эстетическим требованиям зданий и сооружений, необходимых для обеспечения оперативной и качественной динамической адаптации к меняющимся условиям среды. Несомненно, такая система отличается большой сложностью компонентов.
Как известно, сложные системы определяются следующими признаками:
многомерностью (множеством подсистем, элементов и их отношений); мно-госвязанностью (взаимосвязи между элементами, а также подсистемами одного и различных уровней); многокритериальностью (различие критериев оптимальности для подсистем и глобальных критериев системы, их противоречивость); многоплановостью (статические, динамические и другие звенья) [25].
Проведение оценки изменяемых архитектурных объектов с позиций перечисленных признаков представляется сложным и не входит в задачи настоящей книги. Поэтому для выявления особенностей изменения архитектурной формы с позиций статики и динамики необходимо вопросы оценки изменяемых архитектурных объектов рассматривать с учетом осуществляемых в них процессов на всех стадиях их существования и эволюции функции под влиянием рассмотренных выше факторов. При таком подходе критерии оценки, в которых находят свое отражение эти факторы, составляют две группы: 1) развитие мобильности и трансформативности, т. е. технические (обусловленные технико-экономическими факторами и позволяющие оценивать конструктивное решение); 2) развитие функции, т. е. функционально-пространственные (отражающие всю группу социальных факторов и характеризующие функционально-пространственную организацию архитектурного объекта и ее развертывание во времени).
С точки зрения изменения архитектурной формы, на первый взгляд (как это и существует на практике), технические критерии имеют главенствующее значение, так как они связаны с конструктивным решением объекта, оценка которого зависит от удовлетворения главных требований динамической адаптации — мобильности и трансформативности.
Оптимальная оценка решения изменяемого архитектурного объекта определяется комплексом показателей, которые наиболее полно характеризуют данное архитектурно-планировочное и конструктивное предложение на каждой обязательной взаимосвязанной и последовательной стадии существования: проектирование, создание (изготовление), транспортирование, возведение (монтаж), эксплуатация и демонтаж или адаптивно-эволюционная трансформация. Все перечисленные стадии зависят от социальных и технико-экономических условий и определяют техническую политику заказчика (потребителя в лице индивида, организации или общества) [25].
Стадия проектирования для изменяемых зданий и сооружений с предусмотренной динамической адаптацией, как ни в каких других объектах играет первостепенное значение. Это обусловлено тем, что на этой стадии должны закладываться все этапы эволюции функции объекта, что повлияет не только на формирование функционально-пространственной организации, но и на решение конструктивной системы изменяемого объекта. Цикл жизни такого объекта в идеале должен начинаться с анализа оценки, выбора лучших альтернатив и разработки основной технической идеи, после чего разрабатывается задание на ее проектирование. При этом технические идеи, отобранные для реализации, должны соответствовать лучшим отечественным и международным существующим решениям и, как правило, быть запатентованы, что гарантирует их высокие потребительские свойства.
Реализация обоснованных технических идей продолжается в проектных разработках, которые должны отвечать как современным требованиям, так и быть готовыми учесть возможные изменения требований в связи с эволюцией функции объекта. В этом смысле коренным образом меняется концепция архитектурного объекта, что влечет за собой изменения, как в его структуре, так и в методике проектирования.
Изменяемость архитектурных объектов, обладающих свойствами динамической адаптации и предназначенных для эксплуатации на протяжении определенного периода времени, предопределяет необходимость осуществления процесса проектирования на основе прогнозирования эволюции функции, формируемой под воздействием перечисленных факторов. Однако даже научнообоснованное прогнозирование этих факторов возможно лишь на гипотетическом уровне, что определяет только основные тенденции их развития. Это диктует необходимость создания также и полностью независимой от прогноза системы проектирования, так как существующий традиционный метод проектирования (с его законченным проектом) слишком консервативен для рассматриваемых типов зданий и сооружений.
Проектирование из одномоментного акта превращается в постоянный процесс, отражающий любые изменения требований к архитектурному объекту. В связи с этим можно различить следующие этапы проектирования: на информационном уровне (анализ существующей информации, разработка основной технической идеи и задания на проектирование), на концептуальном уровне (создание архитектурной концепции объекта, разработка общих наиболее стойких принципов композиции и ее развития), на эволюционно-адаптационном уровне (разработка конкретных объемно-планировочных решений на весь период существования объекта с учетом эволюции функции) или на реабилитационно-реконструктивном уровне (при условии непредусмотренной статической адаптации архитектурных объектов).
Многие существующие проекты изменяемых зданий и сооружений разработаны в основном на концептуальном уровне с определенной формализацией архитектурной идеи (концепции) к нейтральной действительности. Поэтому разработки на эволюционно-адаптационном уровне являются предпосылками для разработки "объективной" системы проектирования, которая соответствует субъективно-адекватному отражению действительности. В этом смысле можно воспользоваться теоретико-методическими средствами сценарного моделирования, призванного имитировать деятельность человека в трансформируемой среде и включающего:
концептуальное моделирование (составление сценариев, предписывающих определенные формы поведения в различных средовых условиях), сценарное моделирование малых жанров (осуществляемое на малых макетах, представляющих трансформируемую среду и человека) и сценарное моделирование натуральных жанров (театрально-сценическое) с участием актеров, разыгрывающих фрагменты концептуального сценария [7]. Использование этого метода позволит проследить эволюцию функции в изменяемых зданиях и сооружениях.
Для разработки и выбора эффективного и оптимального варианта конструктивного решения изменяемых архитектурных объектов можно использовать методы имитационного моделирования, которое формализует информацию об исследуемой конструктивной системе, в общем структурно-логическом виде. Использование этого метода при определении эффективности конструктивной системы на ранних стадиях проект