Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

УДК 72.012+69.03

СИСТЕМА МЕТОДІВ УДОСКОНАЛЕННЯ

КОМПОЗИЦІЙНИХ ЗАСОБІВ АРХІТЕКТУРНИХ ОБ'ЄКТІВ

(НА ПРИКЛАДІ МАЛОПОВЕРХОВОЇ ЖИТЛОВОЇ ЗАБУДОВИ)

18.00.01 - Теорія архітектури, реставрація пам'яток архітектури

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата архітектури

НІФОНТОВА Марія Олексіївна

Харків - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України

Науковий керівник: кандидат архітектури, професор Солобай Петро Андрійович, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, кафедра архітектурного проектування

Офіційні опоненти: доктор архітектури, професор Шубович Світлана Олександрівна, Харківська національна академія міського господарства Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, кафедра архітектурного моніторингу міського середовища

кандидат архітектури, доцент Рябова Ольга Володимирівна, Донбаська національна академія будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, кафедра архітектурного проектування

Захист відбудеться «24» червня 2011 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.02 при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.

Автореферат розіслано « » травня 2011 року.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Н.В. Ігнатьєва



АНОТАЦІЯ

Ніфонтова М.А. Система методів удосконалення композиційних засобів архітектурних об'єктів (на прикладі малоповерхової житлової забудови). - Рукопис. архітектурний малоповерховий житловий забудова

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.01 - теорія архітектури, реставрація пам'яток архітектури - Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2011.

В дослідженні вперше розроблений евристичний алгоритм аналізу, каталогізації та удосконалення візуально-естетичних якостей малоповерхової житлової забудови, заснований на систематизації її композиційних характеристик. Для цього збудована модель взаємодії і взаємовпливу основних категорій архітектурної композиції (об'єктивних, емоційно-оцінних та інформаційних характеристик архітектурної форми.

Вперше виявлена ієрархічна структура елементів архітектурної композиції, яка у свою чергу організовується в систему, де кожен з елементів має свою певну позицію залежно від його морфологічної і семантичної складності, а також його місця в ієрархічній структурі сприйняття архітектурної форми. Використання даної моделі дозволяє упорядкувати і забезпечити ефективну роботу з категоріями композиції, забезпечити широкий доступ до засобів архітектурної комбінаторики, що на сьогоднішній день є необхідною і можливою дією завдяки широкому використанню комп'ютерних засобів.

Метою створення евристичного алгоритму каталогізації, аналізу та вдосконаленню малоповерхових житлових об'єктів, що є в майбутньому одним з ефективних засобів із проектування малоповерхової житлової забудови, є розробка методики, метою якої була б вказівка напряму пошуків потрібного способу для досягнення необхідної композиційної якості архітектурної споруди, що проектується.

Ключові слова: композиційні засоби, малоповерховий житловий об'єкт, матрична модель, алгоритм.



АННОТАЦИЯ

Нифонтова М.А. Система методов усовершенствования композиционных средств архитектурных объектов (на примере малоэтажной жилой застройки). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры по специальности 18.00.01 - теория архитектуры, реставрация памятников архитектуры - Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 2011.

Жилая малоэтажная застройка в городе в последнее время стала одним из самых массовых объектов архитектурной деятельности. Однако продолжает оставаться актуальной задача совершенствования проектных решений, повышения их экономичности, архитектурной выразительности, обеспечения наилучшей архитектурно-планировочной организации.

Именно эти качества могут совершенствоваться благодаря правильному и уместному использованию категорий архитектурной композиции - основы всего процесса проектирования, остающейся неизменной константой. Средства и инструменты проектирования меняются и усовершенствуются с годами. За последнее десятилетие компьютер стал полноправным инструментом работы архитектора. Компьютерные технологии позволяют архитектору, а иногда и обычному пользователю, эскизировать на различных этапах, некоторые программы включают в себя уже готовые каталоги архитектурных элементов, другие - только архетипы или простые геометрические фигуры, но ни одна программа не включает в себя и не учитывает композиционный аспект проектирования архитектурного объекта. Результат проектирования неминуемо будет содержать процент ошибок с точки зрения композиционной гармонии и визуально-эстетических качеств.

С учетом этого в исследовании впервые разработан эвристический алгоритм каталогизации, анализа и усовершенствования малоэтажных жилых объектов, основанный на систематизации их композиционных характеристик. Для этого выстроена модель взаимодействия и взаимовлияния основных категорий архитектурной композиции (объективных, эмоционально-эстетических) и средств эстетической организации архитектурной композиции. Для этого применены методы комбинаторики, в частности принципа парности, плоских решеток и метода конструирования по каталогам, а также методы морфологического анализа. В частности - метода многомерных матриц. Суть морфологических методов заключается в следующем: сначала определяется пространство поиска, которое обязательно должно включать в себя искомое решение. Пространство поиска ограничено пересечением n+1 плоскостей, каждая из которых характеризует некоторые свойства рассматриваемой проблемы и имеет зону значений, которые не могут быть превышены. Изменяя положение плоскостей относительно друг друга и сужая зону значений, производится поиск оптимального решения. Пространство поиска называется морфологическим множеством, а процесс определения это пространства - морфологическим анализом. Поиск решения называется морфологическим синтезом. Также актуальным является применение алгоритмического избирательного метода конструирования по каталогам.

Используя эти методы, в исследовании впервые разработана матричная модель, систематизирующая основные категории архитектурной композиции: объективные характеристики архитектурной формы (геометрическая характеристика, размеры, светлота, цвет и другие), эмоционально - эстетические категории (контраст-нюанс, динамичность, статичность, массивность, легкость, и так далее), а также средства эстетической гармонизации архитектурной композиции (ритм, симметрия, асимметрия, принцип доминанты, пропорции).

Таким образом, в исследовании впервые выявлена иерархическая структура элементов архитектурной композиции, которая в свою очередь организуется в систему, где каждый из элементов имеет свою определенную позицию в зависимости от его морфологической и семантической сложности, а также его места в иерархической структуре восприятия архитектурной формы. Использование данной модели позволяет упорядочить и обеспечить эффективную работу с категориями композиции, обеспечить широкий доступ к средствам архитектурной комбинаторики, что на сегодняшний день является необходимым и возможным действием благодаря широкому использованию компьютерных средств.

Разработаны методологические основы дальнейшего использования разработанной модели в архитектурном проектировании, строящиеся на алгоритмических подходах к анализу и проектированию малоэтажной жилой застройки. Для этого предложен алгоритм, который в будущем может позволить производить эффективную работу с категориями архитектурной композиции, обеспечить широкий доступ к средствам архитектурной комбинаторики. Предполагается, что данный алгоритм должен иметь структуру интернет-сайта.

Определено, что целью создания эвристического алгоритма каталогизации, анализа и усовершенствования малоэтажных жилых объектов, являющегося в будущем одним из эффективных средств по автоматизированному проектированию малоэтажной жилой застройки, есть разработка методики, целью которой было бы указание направления поисков нужного способа для достижения необходимого композиционного качества проектируемого архитектурного сооружения.

Ключевые слова: композиционные средства, малоэтажный жилой объект, матричная модель, алгоритм.



ANNOTATION

Nifontova M.O. “The system of methods of Compositional means' improvement of architectural objects (on the example of low-rise housing)”. - Handwriting.

Thesis Dissertation to the Science Degree of a PhD (Architecture) for speciality (18.00.01) - Theory of Architecture, Restoration of Architectural Monuments. - Kharkov State University of Construction and Architecture. Kharkiv, 2011.

The heuristical algorithm of catalogization, analysis and improvement of low-rise housing, based on the systematization of its compositional characteristics is worked out. Ad hoc the model of co-operation and co-influence of main categories of architectural composition (objective, emotional- estimational) and the means of aesthetical organization of the form is developed.

The hierarchic structure of elements of architectural composition, which in its turn is organised into the the system where each of the elements has its own position according to its morphologic and semanthic complexity, and also to its place in the hierarchic structure of the form's perception, is generated for the first time ever. The model's usage allows to arrange and to furnish the wide access to the means of architectural combinatorics which is a necessary and possible action due to the wide usage of computers nowadays.

The idea of the development of the heuristical algorithm of catalogization, analysis and improvement of low-rise housing, which is going to be one of the effective tools of automated designing of low-rise housing in future, is the formulization of methods, the aim of which would be the pointing of the ditection to the proper way of the obtainment of wanted compositional quality of the future architectural building.

Key words: compositional means, low-rise housing, matrix model, algorithm.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. Житлова малоповерхова забудова в місті останнім часом стала одним з наймасовіших об'єктів архітектурної діяльності. З кожним роком в Україні розширюються масштаби і прискорюються темпи житлового будівництва, підвищується якість проектування і забудови житлових районів. Проте продовжує залишатися актуальним завдання вдосконалення проектних рішень, підвищення їх економічності, архітектурної виразності, забезпечення кращої архітектурно-планувальної організації.

На початку ХХІ століття настав час, коли необхідно зробити наступний крок у напрямі нової архітектури, надати нових якостей архітектурним рішенням на новому художньому і технічному рівні. Це стало ясно не лише фахівцям, але й простим споживачам житла, що будується. Люди відмовляються від концепції житла, що виникла в середині минулого століття, вважають панельні будинки житлом нижчого сорту, і тому, виявляється, є об'єктивна причина. Людина як біологічний вид сформувалася в умовах природного різноманіття, та її зоровий апарат орієнтований на ритми, що склалися століттями, пропорції, розміри, що існують довкола неї. І якщо класичні стилі і кращі зразки сучасної архітектури враховували ці умови, то сучасна масова житлова забудова начисто їх відкинула.

Агресивна (наявність у полі зору значної кількості однакових елементів) і гомогенна (велика площина при мінімумі деталей) спрямованість масової житлової забудови, як з'ясували вчені-біологи, вводить людину у візуальний стрес, який поступово руйнує його психіку, а постійне споглядання агресивного середовища навіть розладнує зір. Саме ці якості можуть удосконалюватися завдяки правильному і доречному використанню категорій архітектурної композиції - основи всього процесу проектування, незмінною константою, що залишається. Серед авторів, які вивчали естетику сприйняття архітектурної форми і архітектурної композиції, - Давидов Ю.М., Ломов Б.Ф., Логвиненко А.Д., Клікс Ф., Покровський Г.І., Кринський В.Ф., Ламцов І.В., Туркус М.О., Інгарден Р., Фоменко О.О., Тіц О.О., Воробйова О.В., Араухо І., Ткачиков І.Н., Іконніков О.В., Гропіус В., Холфорд В., Гідіон Е., Хічкок Х.Р., Палладіо А., Борисовський Г.Б., Еко У., Саймондс Дж. О., Ганзен В.А., Страутманіс І.А., Биков В.Є., Славіньська Я., Гінзбург М.Я, Вейль Р., Урманцев Ю.О., Шевелєв І.Ш. та інші.

Засоби та інструменти проектування змінюються й удосконалюються з роками. За останнє десятиліття комп'ютер став повноправним інструментом роботи архітектора. Досі не виявлений алгоритмічний підхід до аналізу і проектування малоповерхової житлової забудови. З цією проблемою працював Власов С.В. Актуальність вивчення проблеми проектування за допомогою ЕОМ підтверджена багаточисельними роботами Асановіча А., Авдотіна Л.Н.; використання віртуальної реальності в проектному процесі - Генісаретського О.І., Іванова Д.В., Доната Д., Півоварової А.; творчого використання комп'ютерної технології - Б. ван Беркеля, Гері Ф., Гросса М., Терзідіса К. Методи евристики вивчали Цвікі Ф., Чечельницький С.Г., Налімов В.В., Мульченко З.М, Пушкін В.Н., Половинкін А.І., Альтшуллер Р.С.; методи комбінаторики - Пронін Є.С.

Комп'ютерні технології дозволяють архітекторові, а інколи й звичайному користувачеві, ескізувати на різних етапах, деякі програми включають уже готові каталоги архітектурних елементів, інші - лише архетипи або прості геометричні фігури, але жодна програма не включає і не враховує композиційний аспект проектування архітектурного об'єкту. Результат проектування неминуче міститиме відсоток помилок з точки зору композиційної гармонії і візуально-естетичних якостей. Це і підтверджує актуальність і коректність тематики та постановки завдання даного дисертаційного дослідження.

Зв'язок теми дисертації з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до державних програм, які забезпечують формування комфортного архітектурного середовища. Обраний напрям дослідження пов'язаний з пріоритетною тематикою наукових розробок у галузі архітектурної композиції в рамках теми 0711U006818 кафедри архітектурного проектування архітектурного факультету Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.

Мета дисертаційного дослідження: розробка системи методів удосконалення та систематизації композиційних характеристик малоповерхової житлової забудови.

Завдання дослідження:

1. Розробка методів систематизації основних категорій архітектурної композиції.

2. Розробка способів інформаційної фіксації і створення каталогів композиційних характеристик існуючих проектів малоповерхової житлової забудови.

3. Розробка методологічних передумов до автоматизованого проектування малоповерхової житлової забудови.

4. Розробка комп'ютерних методів удосконалення візуально-естетичних якостей малоповерхової житлової забудови.

Об'єкт дослідження - композиційні характеристики архітектурних об'єктів.

Предмет дослідження - система методів удосконалення композиційних характеристик архітектурних об'єктів.

Методика дослідження: методи архітектурної комбінаторики (принцип парності, плоских ґрат, метод конструювання за каталогами), теорія архітектурної композиції, теорія систем, методи морфологічного аналізу і морфологічного синтезу, метод багатовимірних матриць, сучасні методи каталогізації, методи евристики в застосуванні до рішення творчих завдань. В якості об'єктів для апробації системи методів удосконалення композиційних характеристик, що розробляється в дослідженні, обрані малоповерхові житлові об'єкти зарубіжної архітектури.

Наукова новизна дослідження:

1. Розроблено методи аналізу та удосконалення візуально-естетичних якостей малоповерхової житлової забудови, заснованих на систематизації її композиційних характеристик.

2. Для цього вибудована модель-матриця, що наочно демонструє взаємодію і взаємовплив основних категорій архітектурної композиції (об'єктивних, емоційно-оцінних та інформаційних характеристик архітектурної форми)

3. Вибудовано концепцію впровадження інформаційного підходу до методики викладання архітектурної композиції. Створено базу для розробки навчальних програм, як із моделювання архітектурної форми, так і з архітектурної композиції, яка враховує композиційні властивості формування її візуального образу.

4. Розроблено способи інформаційної фіксації та створення каталогів композиційних характеристик існуючих творів архітектури.

5. Сконструйовано графічні просторово-композиційні моделі існуючих об'єктів малоповерхової житлової забудови.

Практичне значення отриманих результатів полягає в їх використанні як програми з аналізу, попередньому ескізуванню і подальшому проектуванню малоповерхової житлової забудови. Теоретичний матеріал можна використовувати для читання курсів лекцій з типології архітектурного проектування житла, архітектурної композиції та в курсі практичних занять учбових закладів, а також для написання статей у спеціалізованих наукових виданнях.

Особистий внесок пошукувача. Основні результати роботи отримані автором особисто. Авторські розробки, основні положення та ідеї дисертації відображені в публікаціях автора [1-6]. Особистим внеском автора є створення алгоритму-сайту з аналізу та ескізуванню малоповерхових житлових об'єктів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і висновки дисертації, які було відбито в доповідях, одержали позитивну оцінку на науково-технічних конференціях і семінарах ХДТУБА - I-III Всеукраїнських конференціях «Науково-дослідна робота студентів; аспект формування особистості майбутнього архітектора - вченого» (2007-2010 р.р.); науковій конференції професорсько-викладацького складу ХДТУБА за підсумками роботи у 2009-2010 н.р.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 наукових статей в періодичних виданнях, що входять до списку спеціалізованих видань ВАК.

Структура і обсяг роботи тісно пов'язані з поставленою метою і завданнями, методикою дослідження. Дисертаційна робота включає вступ, три розділи, висновки, список використаних джерел, ілюстрацій. Обсяг дисертації: 137 сторінок основного тексту, 38 сторінок ілюстрації, 13 сторінок списку використаних джерел зі 148 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі «ЦІЛІ ТА МЕТОДИ УДОСКОНАЛЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ ЗАСОБІВ АРХІТЕКТУРНИХ ОБ'ЄКТІВ» висвітлюється сучасний стан взаємодії архітектури та комп'ютерних технологій.

Визначено можливість застосування комп'ютера як посередника - медіа між архітектором і формою. Ця теза будується на основі аналізу творчого процесу архітектурного проектування.

Розглянуто елементи системного підходу в застосуванні до розробки методів аналізу та удосконалення візуально-естетичних якостей малоповерхової житлової забудови.

Згідно з роботами Л. Берталанфі і У. Ешбі, системний підхід -- це принцип дослідження, при якому розглядається система в цілому, а не її окремі підсистеми. Його завданням є оптимізація системи в цілому, а не поліпшення ефективності підсистем, які входять до неї. Ван Гіг дає свій варіант визначення: система -- сукупність частин або компонентів, позв'язаних між собою організаційно. При виході з системи частини системи продовжують випробовувати на собі її вплив і зазнають зміни. Під системою може розумітися природне з'єднання складових частин, що самостійно існують у природі, а також щось абстрактне, породжене уявленням людини.

Розглянуто методи евристики в застосуванні до вирішення творчих завдань. Особливу увагу в розробці методів систематизації основних категорій архітектурної композиції приділено питанню морфологічного аналізу і морфологічного синтезу. Суть морфологічних методів: спочатку визначається простір пошуку, який обов'язково повинен включати шукане рішення, а потім цей простір звужується, здійснюючи пошук цього рішення. Важливим тут є те, що морфологічний підхід формальний і допускає комп'ютерну реалізацію. Таким чином, морфологічні методи - це способи пошуку нових рішень, які грунтуються на розділенні даної системи на підсистеми або елементи; формуванні підмножин альтернативних варіантів реалізації кожної підсистеми; комбінуванні різних варіантів вирішення системи з альтернативних варіантів реалізації підсистем; виборі якнайкращих варіантів рішення системи.

Наведена класифікація методів морфологічного синтезу. Методи морфологічного синтезу розділяються на методи генерації структур і трансформації структур. Пророблені такі методи, як деревоподібне та лабіринтове конструювання, метод морфологічного ящика, метод матриць, алгоритмічний виборчий метод конструювання за каталогами, системне конструювання за Ханзеном.

Проаналізовані методи комбінаторики в архітектурному формоутворенні, зокрема - праці Проніна Є.С., де розроблені принципи комбінаторної роботи із застосуванням ґрат, каталогів, регулюючих ліній.

Визначено, що необхідна для складання алгоритмів, а потім і комп'ютерних програм, формалізація комбінаторних процедур може спиратися на такі, загальні для будь-яких випадків, передумови:

а) принцип парності (бінарності) як основа комбінування. Він означає, що всяке поєднання можна розглядати як сукупність двох елементів, кожен з яких може мати різну міру складності (наприклад, весь фасад будівлі та яка-небудь його деталь). За формулою «1 елемент + 1 елемент» або «1 якість + 1 якість» можна доводити форму до будь-якого рівня складності;

б) зв'язність операцій і «шарів» архітектурної форми. Оскільки архітектурна форма має «шарну» структуру, то і комбінаторика може розгортатися усередині кожного шару, тобто пошарово;

в) геометричні примітиви як символи реальних форм. Основу більшості архітектурних форм можна передати комбінацією простих геометричних фігур і тіл. Якщо знайти прийнятні способи автоматизованого комбінування таких простих фігур, то буде відкрито дорогу до істотного розширення сфери комп'ютерних технологій проектування;

г) можливості плоских ґрат. Лінії, вузли і «ячейки» виконують роль регулювальника геометричних параметрів форми (конфігурації, розмірів, поділ на частини і так далі). Ґрати забезпечують можливість покрокового формування вказаних характеристик.

У другому розділі «ІЄРАРХІЧНА СТРУКТУРА КАТЕГОРІЙ АРХІТЕКТУРНОЇ КОМПОЗИЦІЇ» приведено ієрархічну структуру елементів архітектурної композиції, яка у свою чергу організовується в систему, де кожен з елементів має свою певну позицію залежно від його морфологічної та семантичної складності, а також його місця в ієрархічній структурі сприйняття архітектурної форми.

В уявленнях про архітектурну композицію, які трактуються сьогодні, композиційні засоби, що традиційно виявляються (розміри, геометрична характеристика, тотожність - відмінність, ритм - метр, окремі типи симетрії, пропорції, масштабність, важкість, легкість, принцип домінанти, статика, динаміка, фактура, світлина, колір, розчленованість форми), представлені декілька безсистемно. Ці композиційні засоби широко популяризовані в літературі, проте слабо зв'язані між собою, що не дає можливості представити всю їх сукупність в цілому.

Для цього в дослідженні широко порушено питання психології сприйняття архітектурної форми. Визначені особливості сприйняття архітектури, які мають декілька аспектів. Перший аспект - психофізіологічне сприйняття архітектури як фізично існуючої реальності з матеріальними властивостями, які їй притаманні. Цей аспект визначається, перш за все, біологічною системою сприйняття людини. Другий - визначається естетичним сприйняттям архітектури відповідно до поняття краси і включає сприйняття композиції об'єкту, його структури і через структуру -- образної виразності.

На думку О.О. Фоменко, оператори візуальної комунікації - колірні, гравітаційні, лінійні, площинні, об'ємні і просторові, є «цеглинами» для сприйняття об'єктивних властивостей архітектурної форми, таких як: розміри, геометрична характеристика, світлина, колір, фактура, членування, які у свою чергу дають певну емоційну оцінку форми, що сприймається: статичність, динамічність, масивність, легкість, масштабність. Ритм, метр, симетрія, асиметрія, архітектурний масштаб, принцип подібності, пропорціювання є засобами коректування цієї емоційної оцінки.

Об'єктивні властивості архітектурної форми. Вивчено геометричну характеристику форми. Виявлено дві основні закономірності її застосування: 1. Застосування закінченої геометричної форми (паралелепіпеда) підвищує цілісність, але лише в незначній кількості впливає на оцінку просторовості. Створюється більш велика легкість, ніж у разі вживання куба, що не безпосередньо впливає на оцінку легкості форми. 2. Непрямолінійний контур верху форми знижує її цілісність через меншу однозначність сприйняття паралелепіпеда. Одночасно такий прийом підвищує легкість форми.

У дослідженні розглянуто категорію розмірів архітектурної форми. Визначено, що невід'ємним відносним критерієм оцінки розмірів у процесі сприйняття є порівняння перцепієнтом об'єкту з розмірами власного тіла людини, що сприймає, і з розмірами інших людей і об'єктів. Цей критерій оцінки багато в чому залежить від візуального життєвого досвіду перцепіента.

У цьому ж ряду розглянуто категорії світлини, членування форми і вагових відношень. Визначені основні критерії впливу розчленовування на оцінку геометричної характеристики форми. Приклад: 1. Чим більше розчленована форма, тим сильніше враження легкості. Горизонтальна спрямованість розчленовування також сприяє зниженню легкості форми. 2. Контраст між другорядними вертикальними розчленовуваннями першого поясу (готичні арки) і головними горизонтальними розчленовуваннями (міжповерхові карнизи) підвищує легкість фасаду і знижує його цілісність через невідповідність характеру головних і другорядних розчленовувань. У цьому ж ключі проаналізовані такі категорії, як колір і фактура.

Розглянуто також емоціонально-естетичні категорії композиції. В основі сприйняття емоційної оцінки архітектурної форми лежить порівняння її об'єктивних властивостей з такими ж властивостями інших форм або з еталонами в сприйнятті. Візуальне порівняння кількості однієї і тієї ж об'єктивної властивості може бути виражене в чотирьох основних оцінках - категоріях. Це або схожість, або відмінність, або відношення, коли у властивостях, що порівнюються, схожості більш, ніж відмінності, або відмінності більше, ніж схожості; і тоді є право говорити про, відповідно, контрасти або нюанси. Таким чином, міра контрасту і нюансу полягає в мірі візуально-емоційної схожості або відмінності об'єктивних властивостей форми. Чотири ці взаємопозв'язані міри властивості характеризують найбільш значущі якісно-кількісні рівні будь-якого композиційно - естетичного чинника.

Фактично це навіть не стільки засоби композиції, скільки, на думку автора, віддзеркалення достатку міри якихось властивостей, порівняно з еталонними у сприйнятті або такими ж властивостями іншої форми, виражених співвідношенням «схожість - відмінність». Симетрія, асиметрія, ритм, метр, статика, динаміка та інші композиційні категорії завжди містять у собі контрастні або нюансові співвідношення окремих об'єктивних властивостей форми як різні міри співвідношення «схожість - відмінність».

Дослідженням виявлено основні емоційно-оцінні категорії архітектурної композиції. Першими в досліджені розглянуто динамічність і статичність. Динамічність форми -- це емоційна оцінка зміни, а точніше кажучи, зростання маси або простору усередині меж форми, яка переважає в якому-небудь напрямі її розвитку. В.Ф. Крінський визначає динамічність як зоровий рух у напрямку цієї зміни. Поняття статичності засноване на оцінці незмінності маси або простору усередині меж форми з усіх напрямів її розвитку. Статичність характеризується відносною відсутністю зорового руху. Під цим розуміється зорова нерухомість форм, стан спокою.

Якісна відмінність двох прямо протилежних властивостей, динамічності і статичності форми, визначається відмінністю кількісних співвідношень параметрів форми, зі всього різноманіття цих співвідношень істотними для виникнення оцінки динамічності або статичності є тотожність, нюанс, контраст. Тотожність у співвідношенні параметрів форми оцінюється емоційно, як її статичність, нюанс - як тенденція до динаміки, а контраст - як яскраво виражена динамічність форми.

У цьому ж пункті розглянуто поняття масивності та легкості форми. Вони визначені як два протилежних стани форми, що створюють межі, між якими можливі незліченні проміжні стани. Одна межа -- форма, максимально заповнена масою (або виражена як така), інша межа -- форма виражена мінімальною кількістю маси в умовах значного переважання простору. Під масою форми, на відміну від поняття, прийнятого у фізиці, розуміється емоційна оцінка важкості форми, яка прямо пропорційна кількості матеріалу та його щільності; здатність людини візуально оцінювати міру важкості або легкості форми заснована на її величезному досвіді, на почуттєво-практичній природі людського пізнання.

Одними з найскладніших у пропонованій послідовності є категорії «масштаб» і «масштабність». Архітектурний масштаб справедливо вважається одним із найбільш складних засобів естетичної упорядкованості архітектурної форми. Його визначення, пояснення вмісту, опис критеріїв оцінки завжди є не до кінця однозначними. До поняття архітектурного масштабу входять як кількісна порівнянність архітектурних форм і середовища, так і якісна, пов'язана з художнім значенням об'єкта.

Масштаб архітектурного твору залежить від розчленування форми і деталювання її. Чим менше роздроблена форма, чим більш у ній відношень схожості, тим більший архітектурний масштаб. Проте, архітектурну форму, яка не має жодної роздробленості і членування, складніше порівняти з людиною. Визначено, що при розгляді категорії масштабності слід враховувати поряд з морфологічними семантичні аспекти її естетичної оцінки, які дозволяють у деякій мірі її коригувати. Масштаб активно впливає на образний та емоційний устрій архітектурного твору, а фізичний розмір споруди здатний викликати певне психічне ставлення, пов'язане з безумовними асоціаціями.

Наступна категорія, розглянута в роботі, - цілісність. Емоційна оцінка цілісності має особливе значення для сприйняття. Цілісність визначає внутрішні зв'язки структури, її можна віднести до сил тяжіння, що діють між складовими елементами форми. Проблеми, які розглядала естетика на всіх етапах свого розвитку, майже завжди стосувалися цілісних формоутворень.

Оцінка цілісності архітектурних форм, що складаються з багатьох елементів, які зорово тяжіють одне до одного, інколи видаються неорганізованими, хаотичними, заснована на принципах співвідносності і цілісності сприйняття. Вона свідчить про те, що у людини існує «формотропізм»- прагнення проектувати і бачити цілісні формоутворення. Поняття цілісності тісно пов'язане з поняттям досконалості, і разом ці поняття є складовими елементами гармонії. Оскільки цілісність пов'язана з гармонією, вона існує в усіх витворах мистецтва. Всякий витвір мистецтва є певного роду цілісність.

Розглянуто засоби естетичної організації архітектурної композиції. Архітектурна форма є структурним утворенням, що виникло під впливом багатьох внутрішніх і зовнішніх чинників шляхом художнього компонування певних матеріальних цінностей, які складають предметну основу архітектурної споруди як гармонійного цілого.

Виходячи з робіт В. Ганзена, виділено п'ять головних принципів гармонійного цілого: повторюваність цілого в його частинах, супідрядність частин у цілому, відповідність частин і цілого, врівноваженість частин у цілому, єдність цілого; а потім -- відповідні цим принципам засоби композиції: пластичність, тональність, тектонічність, структурність, функціональність. Страутманіс І.А., аналізуючи об'єктивні чинники виникнення емоційного стану при сприйнятті складної просторової структури, пов'язує естетичну інформацію архітектурної форми із спільною об'ємно-планувальною композицією, її силуетом, пропорційним ладом, ритмом, симетрією або асиметрією зовнішньої пластики, фактурою, колоритом, нюансом.

У запропонованому дослідженні виявлені такі засоби організації архітектурної форми: ритм, симетрія, асиметрія, поворот, принцип домінанти, пропорції.

У третьому розділі «алгоритмічні підходи до аналізу ТА УДОСКОНАЛЕННЯ композиційних характеристик малоповерхових Житлових об'єктів» визначені основні принципи аналізу, каталогізації та вдосконалення малоповерхових житлових об'єктів, а також запропонований еврістичний алгоритм, який у майбутньому може дозволити проводити ефективну роботу з категоріями архітектурної композиції, забезпечити широкий доступ до засобів архітектурної комбінаторики. Передбачається, що даний алгоритм повинен мати структуру інтернет-сайту.

Метою створення евристичного алгоритму каталогізації, аналізу і удосконалення малоповерхових житлових об'єктів, що у майбутньому буде одним з ефективних засобів проектування малоповерхової житлової забудови, є розробка методики, метою якої була б вказівка напрямку пошуків потрібного способу для досягнення необхідної емоційно-естетичної якості архітектурної споруди, що проектується. Такого роду алгоритми дозволять у процесі проектування оперувати різними моделями і категоріями об'єкту, варіювати відносну значущість факторних залежностей і критеріїв.

Структура алгоритму полягає в наступному:

1. Постановка завдання. Складання переліків елементів, властивостей і уявлень про майбутній об'єкт. Визначення спільних характеристик об'єкту, що проектується.

2. Вироблення поля аналізу. Позначення граничних параметрів ідеї за композиційними категоріями. Визначення пересікання рядів і виявлення можливих комбінацій. З'ясування поля можливих рішень.

Усі прототипи об'єднані в групи, відповідні їх композиційним характеристикам. Кожна «ячейка» матриці представляє зв'язок двох характеристик. Відповідні цим засобам певні композиційні прийоми (способи реалізації засобів композиції) та їх кількісні оцінки зведені в таблиці.

На основі цього розроблена тривимірна модель, що дозволяє аналізувати композиційні властивості житлового малоповерхового об'єкту.

В основу моделі покладені такі положення:

а) системний підхід, що дозволяє побачити об'єкт як цілісну систему елементів. Ієрархічний принцип структуризації, прийнятий у системному аналізі, говорить про те, що об'єктом розгляду можуть бути ієрархічні рівні моделі інформаційної структури архітектурної форми. На кожному подальшому ієрархічному рівні вказаної моделі послідовність проектних дій може бути аналогічною;

б) оптимальним рішенням стосовно даної проблеми представляється вживання методу матриць. Також актуальним є вживання алгоритмічного виборчого методу конструювання за каталогами;

в) необхідною умовою для розробки даної моделі є вживання методів комбінаторики. Зокрема, вказаних у першому розділі, принципу парності, плоских ґрат і методу конструювання за каталогами. Основна функція ґрат -- управління комбінаторним процесом. Вона полягає в тому, що лінії, вузли і «ячейки» виконують роль регулювальника геометричних параметрів форми (конфігурації, розмірів, ділення на частини і так далі). Аналогічні завдання можуть вирішуватися при роботі з емоційно-естетичними категоріями архітектурної композиції, а також із об'єктивними засобами роботи з цими категоріями. Для вдосконалення каталожного комбінування потрібні каталоги не лише тих або інших елементів, але і каталоги вихідних комбінацій елементів. Каталог комбінацій -- це істотний крок до формалізації комбінаторики, що і було підтверджено експериментами автора.

Як апробація співвідношення і взаємовпливу категорій архітектурної композиції вибрано такі три види категорій: об'єктивні властивості форми - розміри, геометрична характеристика, колір, світлина; інформативність емоційно-естетичних властивостей архітектурної форми - статичність, масивність, цілісність; інформативність емоційно-естетичних властивостей архітектурної форми - контраст-нюанс.

Модель є одним із варіантів багатовимірної (у даному випадку - тривимірної) матриці.

По осі Х розташовується перший блок інформації, пов'язаний з об'єктивними властивостями архітектурної форми: розміри, геометрична характеристика, колір, світлина.

По осі Y розташовується другий блок інформації, пов'язаний з емоційно-оцінним аспектом сприйняття. До нього входять можливі емоційні властивості форми, які оцінює глядач і на основі яких у нього виникають емоційні стани.

По осі Z розташовується третій блок інформації, пов'язаний з інформативністю емоційно-естетичних властивостей архітектурної форми.

На перетині площин емоційно-естетичних властивостей і відповідних композиційних категорій виходять умовні прямі, які дозволять прослідкувати, як, наприклад, така композиційна характеристика, як колір, впливає на емоційно-естетичну властивість форми - її динамічність або статичність. Графічно структура моделі має форму куба. Просторові ґрати куба з перестином площин-категорій архітектурної композиції допомагають визначити зону роботи архітектора композиційно-естетичними категоріями. (рис.1, модель 1)

Новизна даної моделі визначається тим фактом, що всередині системи «контраст-нюанс» можна працювати не лише з архітектурним об'єктом як з цілісним утворенням, але й за окремими категоріями, як емоційними, так і композиційними, тому що кожна з площин перетинається з перпендикулярними категоріями, створюючи тим самим шкалу для роботи з кількісними значеннями інформативності в кожній з даних категорій.

Розроблена модель є на сьогоднішній день одним з найбільш точних і об'єктивних способів інформаційної фіксації і створення каталогів композиційних характеристик існуючих творів архітектури.

Надалі, на основі даного алгоритму-сайту можливе створення бази даних, відповідної, наприклад, інформаційним характеристикам архітектурних об'єктів, методи аналізу яких розроблені проф. О.Фоменко. На основі порівняння з цими характеристиками можливе звуження або ж розширення зони пошуку.

Запропоновані методологічні основи використання моделі в архітектурному проектуванні. Проте пункти, пов'язані з подальшою розробкою даного питання, викладені у вигляді перспективних, можливо, вимагаючих подальшої конкретизації, пунктів. Послідовність операцій, а також їх вміст може уточнюватися залежно від рівня вдосконалення сучасної комп'ютерної техніки, а також відповідних методик.

3. Морфологічний аналіз. Визначення простору пошуку - морфологічної численності. Витяг з бази даних сайту простору існуючих прототипів, що володіють певними характеристиками, що є областю для подальшого коректування. Вивчення вибраних комбінацій і вибір раціональних рішень. Якщо параметри інформативності прототипу збігаються із заданими користувачем категоріями, даний прототип пропонується проектантові для розгляду і подальшої розробки.

4. Морфологічний синтез. Уточнення за вибраними прототипами граничних параметрів майбутнього об'єкту.

Отримавши до розгляду низку прототипів, проектант вибирає з них певну кількість, найбільш відповідну його творчому задуму. При використанні привласнених їм числових значень інформативності категорій визначається їх середнє значення, яке використовується для повторного пошуку на сайті прототипів. Після отримання нового переліку прототипів відбирається декілька оптимальних. Стратегія проектування численності можливих варіантів є оптимальною з точки зору цілей процесу проектування.

5. Побудова об'єму об'єкту, що проектується.

Вивчивши особливості запропонованих прототипів, проектант розробляє об'єкт, що проектується, і здійснює побудову його об'єму.

6. Оцінка інформаційно-естетичних якостей контуру силуету об'єкту, що проектується.

У сайт може бути вбудована підпрограма оцінки інформативності контуру, створена на основі методу проф. Фоменко О.О. Програма виконує оцінку інформативності контуру об'єкту з 8 ортогональних проекцій (рендера). У процесі зняття рендерів камера пересувається на 45 градусів навколо об'єму, що проектується. Обов'язкові умови успішної роботи оцінюючої програми - білий фон - чорний об'єкт. Отримавши числові характеристики контуру об'єкту, проектант дістає можливість оцінки естетичних якостей контуру з виявленням проблемних місць, що підлягають коректуванню.

7. Одержання комплексу характерних архітектурних елементів, що належать до найбільш близьких до об'єкту, що проектується, прототипів.

8. Створення варіантів об'єкту засобами комбінаторики із застосуванням отриманих великооб'ємних елементів.

У результаті вищеперелічених дій проектант має пробудований об'єм і певний набір великооб'ємних архітектурних елементів (ґанок, навіс, слухові вікна та ін.), виконаних за допомогою 3D програм. Методом перебору варіантів поєднання масштабів він добивається оптимального, на його думку, рішення.

9. Оцінка інформативності об'єму об'єкту.

Інформативність отриманих варіантів досліджується вбудованою в сайт підпрограмою аналізу інформативності об'єму. Фактично виконується повторення операції пункту 6. Згідно з висновками програми, здійснюється корегування об'ємів.

10. Корегування естетичних якостей об'єкту, що проектується, засобами комбінаторики із застосуванням декоративних елементів.

Інформаційні характеристики отриманого об'єму корегуються за допомогою введення у проект декоративних деталей, за допомогою набору елементів, які витягуються з бази даних сайту та належать до обраного стилю.

11. Оцінка інформаційно-естетичних якостей об'єкту.

Оцінка отриманих варіантів і наближення до оптимального варіанту. На основі усвідомлення ідеальних властивостей об'єкту, що проектуєтсья, дослідження можливостей його створення, виконується перевірка і вибір варіанту, якнайповніше відповідного заданим умовам.

12. Корегування областей з недостатньою інформативністю.

Створений проект перевіряється з усіх приведених на сайті алгоритмів аналізу інформативності архітектурних об'єктів. Отриманий результат порівнюється з оптимальними значеннями. Наступний крок у цій процедурі -- це рішення питання: чи потрібне корегування? Якщо варіант цілком відповідає критеріям, тобто не містить інформаційно-естетичних «дисонансів», то коректування не потрібне. У разі критичних відхилень від оптимуму здійснюється коректування естетично-інформаційних параметрів об'єкту методами комбінаторики. Суть цього етапу полягає у виборі одного варіанта, якнайповніше відповідного необхідним критеріям. Цей етап розглянутого процесу проектування архітектурної форми, очевидно, повинен ґрунтуватися на ухваленні рішень на основі суб'єктивних принципів.

Таким чином, модель дозволяє отримати необхідне рішення, за умови перегляду великої кількості можливих рішень. У разі вживання матриці варіантів виникає можливість не лише розгляду морфології групи в цілому, але й виходу з цієї групи для того, щоб побачити, чи має дана морфологія цікаві властивості та відомі ізоморфи.



ВИСНОВКИ

1. У дослідженні вперше розроблений евристичний алгоритм каталогізації, аналізу та вдосконалення візуально-естетичних якостей малоповерхових житлових об'єктів, заснований на систематизації їх композиційних характеристик. Для цього збудована модель-матриця взаємодії і взаємовпливу основних категорій архітектурної композиції (об'єктивних, емоційно-оцінних та інформаційних характеристик архітектурної форми)

2. Проаналізовані методи комбінаторики в архітектурному формоутворенні, зокрема - роботи Проніна Є.С., де розроблено принципи комбінаторної роботи із застосуванням ґрат. Необхідною умовою для розробки моделі ієрархічного взаємозв'язку категорій архітектурної композиції є вживання методів комбінаторики, зокрема, принципу парності, плоских ґрат і методу каталогів і регулюючих ліній. Основна функція ґрат -- управління комбінаторним процесом. Для вдосконалення каталожного комбінування потрібні каталоги не лише тих або інших елементів, але й каталоги вихідних комбінацій елементів.

3. Оптимальним рішенням стосовно даної проблеми представляється вживання одного з провідних методів морфологічного аналізу - методу багатовимірних матриць. Суть морфологічних методів: спочатку визначається простір пошуку, який обов'язково повинен включати шукане рішення. Простір пошуку обмежений перетином n+1 площин, кожна з яких характеризує деякі властивості даної проблеми і має зону значень, які не можуть бути перевищені. Змінюючи положення площин відносно одна одної і звужуючи зону значень, проводиться пошук оптимального рішення. Також актуальним є вживання алгоритмічного виборчого методу конструювання за каталогами.

4. Виявлені особливості сприйняття людиною архітектурної форми, які мають такі аспекти. Перший - психофізіологічне сприйняття архітектури як фізично існуючої реальності з притаманними їй матеріальними властивостями. Цей аспект визначається, перш за все, біологічною системою сприйняття людини. Другий визначається естетичним сприйняттям архітектури відповідно до поняття краси і включає сприйняття композиції об'єкту, його структури і через структуру - образної виразності.

5. Враховуючи закономірності сприйняття людиною архітектурної форми, в дослідженні вперше розроблена матрична модель, що систематизує основні категорії архітектурної композиції: об'єктивні характеристики архітектурної форми (геометрична характеристика, розміри, освітленість, колір та інші), емоційно-естетичні категорії (контраст-нюанс, динамічність, статичність, масивність, легкість і так далі), а також засоби естетичної організації архітектурної композиції (ритм, симетрія, асиметрія, принцип домінанти, пропорції). Таким чином, модель відображає ієрархічну структуру елементів архітектурної композиції, яка у свою чергу організовується в систему, де кожен з елементів має свою певну позицію залежно від його морфологічної і семантичної складності, а також його місця в ієрархічній структурі сприйняття архітектурної форми.

Розроблена в дисертаційному дослідженні модель є на сьогоднішній день одним із найбільш точних і об'єктивних способів інформаційної фіксації і створення каталогів композиційних характеристик існуючих творів архітектури. Використання даної моделі дозволяє упорядкувати і забезпечити ефективну роботу з категоріями композиції, забезпечити широкий доступ до засобів архітектурної комбінаторики, що на сьогоднішній день є необхідною і можливою дією завдяки широкому використанню комп'ютерних засобів.

6. Розроблені методологічні основи подальшого використання розробленої моделі в архітектурному проектуванні, що будуються на алгоритмічних підходах до аналізу і проектування малоповерхової житлової забудови. Для цього запропонований алгоритм, який у майбутньому може дозволити проводити ефективну роботу з категоріями архітектурної композиції, забезпечити широкий доступ до засобів архітектурної комбінаторики. Передбачається, що даний алгоритм повинен мати структуру інтернет-сайту.

7. Визначено, що метою створення евристичного алгоритму каталогізації, аналізу та вдосконаленню малоповерхових житлових об'єктів, що є в майбутньому одним з ефективних засобів з автоматизованого проектування малоповерхової житлової забудови, є розробка методики, метою якої була б вказівка напрямку пошуків потрібного способу для досягнення необхідної композиційної якості архітектурної споруди, що проектується.

У подальшому, на цій основі можливо буде створювати стратегії і алгоритми проектування безлічі можливих варіантів. Такі алгоритми дозволять отримати рішення, близьке до оптимального, за умови перегляду великої кількості можливих рішень. Вона дозволяє отримати необхідне рішення за умови перегляду великої кількості можливих рішень. У разі вживання матриці варіантів виникає можливість не лише розгляду морфології групи в цілому, але й виходу з цієї групи для того, щоб побачити, чи має дана морфологія цікаві властивості та відомі нам ізоморфи.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нифонтова М.А. Приёмы, заимствованные из сюрреалистической живописи современными архитекторами/ М.А. Нифонтова // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Збірка наукових праць ВНЗ художньо-будівельного профілю України і Росії. - Харків, ХДАДМ. - 2004. - №5,6. - 2005. - №1,2,3. - С. 224-230.

2. Нифонтова М.А. К вопросу о современном формировании жилой среды/ М.А. Нифонтова// Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Збірка наукових праць ВНЗ художньо-будівельного профілю України і Росії. - Харків, ХДАДМ. - 2006. - №1,2,3. - С. 220-223.

3. Нифонтова М.А. Современные методы строительства малоэтажного жилья в структуре города / М.А. Нифонтова // Науковий вісник будівництва - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. - 2007. - № 44. - С. 85-87.

4. Нифонтова М.А. Концепция формирования жилой среды на основе малоэтажной застройки в структуре г. Харькова / М.А. Нифонтова // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Збірка наукових праць ВНЗ художньо-будівельного профілю України і Росії. - Харків, ХДАДМ. - 2008. - №1, 2, 3. - С. 220-223.

5. Нифонтова М.А. Современные аспекты управления архитектурным проектированием при помощи ЭВМ/ М.А. Нифонтова // Науковий вісник будівництва - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. - 2010. - № 56 - С. 27-31.

6. Нифонтова М.А. Методы эвристики в решении творческих задач/ М.А. Нифонтова // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Збірка наукових праць ВНЗ художньо-будівельного профілю України і Росії. - Харків, ХДАДМ. - 2010. - №1. - С. 36-38.

Размещено на Allbest.ru