Архитектура многослойных ограждающих конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

АРХИТЕКТУРА МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Елена Павловна Евтушенко,

Олег Игоревич Явейн,

Полина Петровна Зуева,

Егор Алексеевич Белаш

Абстракт

Тема ограждающих конструкций стены и каркаса и их взаимопереходов имеет богатую историю, восходящую в своих истоках к древности. Конец XIX начало XX веков - это период, когда формируется иное отношение к этим конструкциям, устанавливается тенденция к разделению несущих и ограждающих конструкций. Появление новых систем функционального расслоения стены: пароизоляция, звукоизоляция, теплоизоляция, конструктивный слой, защитный слой, разделение на защитный слой, декоративный слой, конструктивный слой и другие.

В настоящей работе архитектура ограждающих конструкций рассматривается на основе ее объективных функциональных начал, а именно на соединении несущих, ограждающих функций, визуальных и коммуникативных связей. Исследование поделено на две основные части. Первая часть включает в себя краткий обзор научного контекста настоящего исследования и завершается выделением структурных единиц многослойных ограждающих конструкций, то есть конструктивных составляющих, на основе сочетаний которых проводится весь последующий анализ. Во второй части исследования на избранных примерах архитектуры XIX-XX веков проводится сравнительный анализ выявленных типов архитектуры многослойных ограждающих конструкций и возможная интерпретация данных типов в новейшей архитектуре.

Ключевые слова: ограждающие конструкции, структурные единицы, расслоение, слой, взаимопереход, внешняя оболочка.

Abstract

ограждающий конструкция архитектура многослойный

ARCHITECTURE OF MULTILAYER ENCLOSING STRUCTURES

The topic of wall and frame enclosing structures and their mutual transitions has a rich history, dating back to antiquity in its origins. The end of the 19th and the beginning of the 20th centuries is a period when a different attitude towards these structures is formed, a trend is established towards the separation of load-bearing and enclosing structures. The emergence of new systems of functional wall stratification: vapor barrier, sound insulation, heat insulation, structural layer, protective layer, division into a protective layer, decorative layer, structural layer, and others. In this research the architecture of enclosing structures is considered on the basis of its objective functional principles, namely, on the connection of load-bearing, enclosing functions, visual and communicative links. The study is divided into two main parts. The first part includes a brief overview of the scientific context of this study and ends with the allocation of structural units of multilayer building envelopes, that is, structural components based on combinations of which all subsequent analysis is carried out. In the second part of the study, on selected examples of architecture of the 19th-20th centuries, a comparative analysis of the identified types of architecture of multilayer enclosing structures and a possible interpretation of these types in the latest architecture are carried out. Scientific novelty of the work: in this research a model of mutual transitions and delamination of multilayer enclosing structures are constructed as a phased process of layering and delamination of enclosing structures systems that have different functions and modes of operation. In this case, the object is considered as a certain system of reference points, axes and elements to which this construction is oriented.

Keywords: enclosing structures, structural units, stratification, layer, mutual transition, outer shell.

Введение

Архитектура ограждающих конструкций была предметом внимания многих мастеров прошедших столетий. Данная тема затронута в теоретических работах Витрувия (“Десять книг об архитектуре”) [2], Андреа Палладио (“Четыре книги об архитектуре”) ^[8], Леона Баттисты Альберти (“Десять книг о зодчестве”) ^[11], Рудольфа Арнхейма (“Динамика архитектурных форм”) ^[1] и в книгах других великих творцов прошлых веков. В настоящей работе архитектура ограждающих конструкций рассматривается на основе ее объективных функциональных начал, а именно на соединении несущих, ограждающих функций, визуальных и коммуникативных связей, а также различные варианты взаимодействия слоев, как способ артикуляции систем на основе различных структурных единиц и опорных точек. Такая система рассмотрения слоев ограждающих конструкций (относительно ключевых точек объекта) позволит выявить не только границы и внутренние связи между слоями, но и определить взаимосвязь пространственных расслоений и построений всего объекта в целом, его устройства, как некой принципиальной модели на архитектурном, семиотическом, функциональном и других уровнях.

Формирование внешней оболочки может быть рассмотрено как поэтапный процесс наслоения и расслоения различных по функции и способу работы систем ограждающих конструкций. В этом случае объект может быть рассмотрен, как некая система опорных точек, осей и элементов, на которые ориентировано данное построение. Такого рода систему со сложными внутренними связями, основанную на взаимодействии ее компонентов посредством этих связей, можно охарактеризовать, как смешанную (соединяющую в себе несколько структурных, конструктивных и тектонических единиц.) Смешенная система из двух конструктивных основ предполагает определенного рода взаимодействие между данными компонентами и построение внутренних взаимоотношений - иерархии на основе их составляющих, артикулирующих устройство данной системы и ее внутреннюю схему. Помимо связей внутри системы возникают внешние пространственные связи, определяющие положение элементов в пространстве и на плоскости. Основные элементы объединяются в группы по определенным признакам (по функции, способу работы, положению в пространстве, декоративной составляющей и т.д.), образуют подобие автономной системы (внутри существующей системы) с собственными внутренними и внешними связями и границами.

Разделение целостной системы на составляющие, выделение определенных компонентов с их дальнейшим развитием и взаимодействием с прочими группами элементов внутри системы, порождает разбиение общей системы на слои. Чтобы давать определение такому архитектурному явлению, как слой, необходимо ввести и объяснить понятия пространства, поверхности, плоскости и архитектурной границы, а также рассмотреть структурные составляющие системы.

Пространство и плоскость [3], [4], [7]две ключевые составляющие, посредствам которых осуществляются различные виды взаимодействия архитектурных элементов и систем. Понятие плоскости можно рассматривать, как первичный момент всякого пространственного формообразования.

Структурные единицы артикулируют основные построения внутри системы. Это архитектурные элементы и понятия, на основе которых строится простейший каркас системы с ее функциональными и конструктивными свойствами. В данную группу входят понятия каркаса и стены, как некой основной базы, константы. Это обусловлено тем, что любой объект может быть представлен системой их сочетаний в той или иной вариации. В качестве элемента, разрабатывающего такую систему, выступает проем. Данная структурная единица служит инструментом для артикуляции заполнения и пустот в системе архитектурного объекта. В понятие структурных единиц может быть введен рельеф, который так же, как и стена с каркасом, будет являться формообразующей внешней оболочки и определять ее конфигурацию, развитие в пространстве, построение внутренних и внешних границ.

В определенные моменты развития систем появляются и другие структурные единицы, как производные от основных, но с более развитой структурой, функцией и адаптацией под соответствующую архитектурную среду. Немало важен и тот факт, что одни и те же структурные единицы в разные этапы истории формировались по-разному, вследствие чего могли и вовсе отсутствовать или иметь иной способ работы и восприятия человеком.

В процессе формирования расслоения архитектурной среды на различные системы и подсистемы, помимо структурных единиц, можно выделить следующие категории опорных точек и элементов: точки пересечений конструктивной сетки, точки в которых проходят оси симметрии, конструктивные оси и горизонтальные, вертикальные членения и другие.

Узлы. Сюда относятся углы (внутренние, внешние), точки формирования проемов, выступов и углублений различных видов, оси и элементы, ориентирующие положение объекта в пространстве.

Опорные точки. Элементы, выполняющие функцию знаковой точки, символа, посредством которого осуществляется толкования развития архитектурных построений вокруг. Сюда можно включить понятие доминанты архитектурного объекта, то есть точки не конструктивного, а смыслового характера, в качестве которой может выступать семиотический объект быта. Такой архитектурной доминантой будет центр смыслового притяжения, то есть место или элемент, тесно связанные с ключевой функцией объекта.

Отдельной группой можно считать точки, связанные с формированием орнаментации объекта. В некоторых случаях они могут быть включены в понятие конструктивных точек, если по средствам орнаментации осуществляется построение точек систем конструктивных элементов. В данную группу не входят построения декоративных орнаментов, не вступающих во взаимодействие с основной системой объекта.

Ориентированность системы и орнаментация также могут быть рассмотрены в качестве средств артикуляции системы. Под орнаментацией понимается все архитектурное оформление и структурирование элементов, основанное на той или иной интерпретации их внутреннего материально-конструктивного устройства. Все виды накладных орнаментов с независимой пластикой в понятие орнаментации конструкции в данной работе не включаются.

В данной работе рассматриваются различные варианты взаимодействия слоев, как способ артикуляции систем на основе различных структурных единиц и опорных точек. Ограждающие конструкции представлены слоями различными по функции и организации. Внутри каждой системы выстраивается определенная иерархия элементов и способ взаимосвязи одного слоя с другим. Внешние связи между системами слоев задают тектонику общей системы, заключающей в себе внутренние подсистемы, и обладают определенными пространственными границами. Развитие взаимодействия компонентов (слоев) может происходить по фронту и в пространство. Системы расслоений рассмотрены на примере избранных работ мастеров XIX-XX веков.

Соединение ограждающих функций в одном слое. Принцип построения сложной смешанной системы, при котором ключевые схемы основных конструктивных подсистем имеют равное значение в построении общей схемы связей и границ системы, при этом, ориентированы на одни оси и равномерно и непрерывно встроены в поле фасада, в работе описан, как принцип соединение слоев в одной плоскости. Данный прием является уникальным архитектурным явлением и встречается в избранных работах мастеров.

Рисунок 1 Шоколадная фабрика Менье. Жюль Сольнье, Нуазьель, Франция, 1860-186 Общий вид

Рисунок 2 Схема построения фасада с отражением внутренних подсистем каркаса, стены и орнаментации. Схема автора Евтушенко Е. П

Шоколадная фабрика Менье. ЖюльСольнье, Нуазьель, Франция, 18601867 (рис.1). В объекте сочетаются стеновая и каркасная конструкции, соединенные в единую систему на фасаде с включением орнаментальных построений в общую схему фронтальной композиции. Взаимодействие компонентов и слоев происходит внутри одной плоскости, имеющей четкие пространственные границы. Слияние нескольких систем воедино достигается посредствам использования для всех элементов ориентацию на ключевые оси с разбивкой на основные горизонтальные и вертикальные членения. Каждая из конструктивных схем является зависимой от других: каркас имеет подобие орнамента, композиционно выстраиваясь в поле стены, разбивает ее на сетку, на которую впоследствии садятся оконные проемы и декоративные плитки, как лаконичное продолжение орнаментации (рис.2).

Каркас в каркасе, иерархия орнаментаций. Иным принципом построения системы в одной плоскости является способ создания определенной иерархии внутренних подсистем посредствам логических соподчиняющих связей между компонентами. Одна из составляющих имеет ключевое значение и все последующие действия внутри системы ориентированы на нее. Так основной конструктивной базой может выступать стена или каркас, в схему которых встраиваются прочие структурные элементы, или орнаментальные построения, на оси и сетку которых садятся последующие схемы подсистем.

Орнамент, как ключевой компонент, в слиянии с конструкцией рождает множество способов взаимодействия и связей. При этом все эти сочетания складываются в единую систему с четкой артикуляцией ее функционального построения. И в этих взаимосвязях строятся новые системы и закономерности: “Функцию рождает функция...Формы возникают из форм и сами растят или губят другие. Все они соотнесены, сплетены, связаны и скрещены между собой. Они в непрерывном процессе эндосмоса и экзосмоса (взаимноиросачивания)” [7, С.49].

Рисунок 3 Рилайенс-Билдинг, Даниэл Бернем, Чарльз Этвуд, Чикаго, 1894 Общий вид

Рисунок 4 Рилайенс-Билдинг. Даниэл Бернем, Чарльз Этвуд, Чикаго, 1894. Планы с выделением конструктивной каркасной сетки и основных осей, и поля стены и основных осей

Рилайенс-Билдинг, архитекторы Даниэл Бернем, Чарльз Этвуд, Чикаго, 1894 (рис.3, рис.4). В основе системы схемы двух уровней каркасных построений: орнаментального и непосредственно конструктивного. Создание внутренней иерархии по средствам разбиения фасада на общую сетку, в которую послойно встроена каждая последующая схема с завершающим соединением в единой фасадной плоскости. Каждый элемент структуры, будь то оконный проем, орнаментированные панели, выступ или запад стены, артикулирует первообразную схему иерархии. Так выстраивается определенная степень связанности одного фрагмента системы с другим, в той или иной степени подчиняя его первому. В основную сетку каркаса, построенную по логике развития орнаментальных построений, встроены массивы стены, разработанные проемами до состояния подобия каркасной конструкции. В итоге получается следующая система иерархии связей: каркас - орнаментация - проем - стена (рис.5).

Рисунок 5 Схема построения фасада с отражением внутренней иерархии каркаса, орнаментации, проема и стены. Схема автора Евтушенко Е. П

Взаимопереход конструктивных систем. По мере развития и усложнения внутренней структуры взаимосвязей и границ элементов, система постепенно начинает выходить за пределы одной плоскости и получает развитие в пространство посредствам расслоения составляющих ее подсистем. Переход от одного слоя к другому не имеет на данном этапе четких границ и является перетекающим и условным явлением.

Рисунок 6 Каса-Батльо. А. Гауди. Барселона 1904-1906. Общий вид

Рисунок 7 Планы Каса-Батльо. А. Гауди. Барселона1904-1906 с выделением несущих конструкций каркаса и стены

Объект представляет собой переходную систему с двумя конструктивными структурами - каркасом и стеной, плавно переходящими друг в друга (рис.6). Орнаментированные построения, декоративные и конструктивные элементы в виде проемов артикулируют постепенную градацию внутренних преобразований. Нижняя часть объекта представляет собой подобие каркасной конструкции, где пустоты пространства превалируют над массой, вырастающей в верхних этажах в монолит стены. Каркас вынесен вперед относительно поля стены, тем самым задавая пространственное расслоение системы (рис. 7, рис. 8).

Рисунок 8 Схема расслоения системы с выносом каркаса. Каса-Батльо. Схема автора Евтушенко Е. П

Разбиение на модульные единицы. Способ построения сложной смешенной системы на основе разделения ее схемы на слои из составляющих единиц отражает принцип разбиение на модульные единицы. В зависимости от типа модулей характеристики системы и схемы ее построения варьируются. За основную единицу могут быть взяты следующие элементы: блоки, панели, стеновые конструкции, конструкции перекрытий и крыш. Данные модульные элементы - составляющие, посаженные в схему конструктивной модульной сетки, формируют систему пространственных связей и границ, на основе которой создается расслоение.

Френк Ллойд Райт, особняк в Лос-Анджелесе (Эннис Хаус), 1924 (рис. 9) Внутри блоки имеют пустоту, за счет которой создается пространственная прослойка между формирующими его стенами (рис. 10).

Рисунок 9 Дом Эннисов. Ф. Л. Райт. Лос-Анджелес. Калифорния. 1924. Фасад

Рисунок 10 Схема устройства объемного пустотелого блока. Дом Эннисов. Ф. Л. Райт

Модульность создает определенную орнаментированность объекта, кроме того, сами блоки имеют характерные изображения на лицевой поверхности. Пространственное расслоение достигается посредствам дублирования стены, формирующей поверхности блоков (рис.11). Помимо конструктивных прослоек появляется также функциональная, техническая и композиционная.

Рисунок 11 Схема построения пространственного расслоения дублированием стены

Дом Эннисов. Схема автора Евтушенко Е. П.

Иерархия пространственных расслоений. Разделение структуры системы на пространственные слои происходит посредствам расслоения одного элемента на функциональные, конструктивные, декоративные и другие составляющие. Далее выстраивается определенная схема иерархических взаимосвязей между компонентами. Некоторые элементы могут намеренно дублироваться, усложняться, сочетать в себе две или более функции, или, напротив, одна задача может распределяться на группу компонентов.

Здание парламента в Дакке, Бангладеш, архитектор Луис Кан,1961. Здание парламента в Дакке было построено в 1961году. Чтобы архитектурными формами подчеркнуть главенство демократии, Луис Кан в центре комплекса создал бетонно-мраморное сооружение в форме восьмиугольника высотой 47 м., которое и стало основной палатой парламента (рис.12). Вокруг него он расположил 8 блоков высотой 33 метра, каждый из которых соединен с центральным сооружением отдельными переходами. Именно в этих блоках и переходах созданы другие вспомогательные учреждения.

Рисунок 12 Здание парламента в Дакке. Л. Кан. 1961 г. Фрагмент фасада

Рисунок 13 Здание парламента в Дакке. Л. Кан. 1961 год. Фрагмент плана с выделением ограждающих конструкций стены по функциям. (Защита от солнца, разделение и зонирование, организация двухсветного пространства)

Для разбора схемы расслоения выбран фрагмент объекта. На плане отмечены стеновые конструкции с описанием функции каждой (рис.13).

Первый слой обеспечивает защиту от чрезмерного попадания солнечных лучей внутрь объекта, далее следуют два одинаковых слоя стеновой конструкции, разграничивающие внутреннее пространство, последний слой создан для организации двусветного пространства.

Расслоение одинаковых по конструктивному признаку элементов происходит в данном объекте по одной оси. В систему расслоений включены проемы, как артикулирующие единицы, и орнаментальные построения (рис.14).

Рисунок 14 Схема расслоений стены по функции. Здание парламента в Дакке. Схема автора Евтушенко Е. П

Заключение

В период XIX-XX веков системы формирования многослойных ограждающих конструкций делятся на следующие пять типов по способу взаимодействия и положения в пространстве:

1. Соединение ограждающих функций в одном слое;

2. Каркас в каркасе, иерархия орнаментаций;

3. Взаимопереход конструктивных систем;

4. Разбиение на объемные модульные единицы;

5. Иерархия пространств.

Все выявленные системы многослойных ограждающих конструкций распределены на временной прямой с учетом периодов их появления и становления. Сопоставление результатов детального исследования избранных архитектурных объектов показало, что найденные однажды принципы построения многослойных ограждающих конструкций в истории архитектурыXIX - XXвеков, периодически возобновляются в иных пластических формах. Например, принцип иерархии орнаментаций и встраивания систем друг в друга используется в проекте крупноблочного дома Андрея Константиновича Бурова спустя 40 лет применения этого же приема в проектах Чикагской школы. В то же время ряд решений так и остается уникальным и не получает дальнейшего развития.

Библиографические ссылки

1. Арнхейм Р. Динамика архитектурных форм / перевод с англ. В. Л. Глазычева. Москва: Стройиздат, 1984. 193 с.

2. Витрувий. Десять книг об архитектуре: Том І. Текст трактата / Витрувий / пер. Ф.А. Петровского. Москва: Издательство Всесоюзной Академии архитектуры, MCMXXXVI [1936]. 331 с.

3. Габричевский А. Г. Морфология искусства. Москва: Аграф, 2002. 864 с.

4. Гидион З., Пространство, время, архитектура. /пер. с нем. М.В. Леонене, И. Л. Черня. Москва: Стройиздат, 1984. 455 с.

5. Гилл Д. Антонио Гауди/ пер. с анг. Ю. Тулайковой. Москва: ACT: Астрель, 2008.144c.

6. Гропиус В. Границы архитектуры/ пер. А. С. Пинскер, В. Р. Аронова, В. Г. Калиша. Состав., науч.ред. В. И. Тасалова. Москва: Искусство, 1971. 287с.

7. Мастера архитектуры об архитектуре. Зарубежная архитектура. Конец XI -XX века / под общей ред. Иконникова, А.В.; Маца, И.Л.; Орлова, Г.М. Москва: Искусство, 1972. 688 с.

8. Палладио, А. Четыре книги об архитектуре /пер. с итал. Москва: Стройиздат, 1989.350 с.

9. Райт Ф.Л. Будущее архитектуры / Пер. с англ. А. Ф. Гольдштейна. Москва: Госстройиздат, 1960. 248 с.

10. Сирлот, Х. Э. Гауди. Введение в его архитектуру. Барселона: TrianglePostals, 2002. 188 с.

11. Alberti L.B. Della architetturadellapittura e dellastatua / Di Leonbatista Alberti; Trad. di Cosimo Bartoli. Bologna: Nell'inst. dellescienze, 1782. XIII, 341 с.

Размещено на Allbest.ru