Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Предпосылки формирования модели жилища в экстремальных условиях обитания 20
1. 1. Понятие экстремальности в архитектуре. Классификация экстремальных условий обитания 20
1.1.1. Трактовка экстремальности в контексте понятия традиции 20
1.1.2. Границы экстремальных условий обитания 26
1.1.3. Классификация экстремальных условий обитания 31
1.2. Типология концепций организации жилища в экстремальных условиях обитания 40
1.2.1. Архитектурные концепции организации жилища 42
1.2.2. Технологические концепции организации жилища 45
1.2.3. Социальные концепции организации жилища 47
1.3. Выявление приоритетных характеристик модели жилой среды в экстремальных условиях обитания 50
1.3.1. Оценка уязвимости концепций организации жилища в различных экстремальных условиях обитания 50
1.3.2. Уплотнение и разрежение среды как преобладающие тенденции организации жилища в условиях экстремальности 67
1.3.3. Оценка приоритетных концепций жилища с позиции психофизиологии комфорта обитания 71
Заключение к главе 1 82
ГЛАВА II. Разработка методического аппарата моделирования жилища в экстремальных условиях обитания 83
1.1. Факторы формирования жилища: временные, средовые, потребительские 83
2.1.1. Временные факторы: время возведения и время эксплуатации 84
2.1.2. Внешние средовые факторы: климатические, физические, социальные 88
2.1.3. Внутренние потребительские факторы: демографические и социальные 95
2. Методика оценки экстремальности условий для проектирования жилища 101
2.2.1. Основы возвратного анализа методики 101
2.2.3. Совокупность временных факторов как основа объемно планировочной структуры жилища. Оценка временных факторов 103
2.2.3. Оценка средовых факторов. Стесненность, дискретность, диспропорциональность как результат взаимодействия потребностей заказчика и потенциала среды 104
1.3. Методика оценки комфорта жилища по показателям объемно-планировочного решения 114
2.3.1. Основы методики и графического выявления площадей 114
2.3.2. Функциональные пространства уплотнения и разрежения и их функциональная нагрузка 129
2.3.3. Связевые пространства и их коммуникативная нагрузка 134
Заключение к главе П 138
ГЛАВА III. Принципы моделирования жилой среды в экстремальных условиях обитания 140
3.1. Обследование проектного опыта. Пилотная математическая модель жилища в экстремальных условиях обитания 140
3.1.1. Принципы отбора проектов для анализа. Пример расчета 140
3.1.2. Интерпретация полученных результатов. Пилотная математическая модель жилища 146
3.1.3. Границы комфорта в экстремальных условиях обитания 155
3.2. Принципы разработки функционально-пространственной модели. Понятие фантомного пространства 159
3.2.1. Понятие фантомного пространства в структуре жилой среды 159
3.2.2. Характеристики комфорта и ресурсосбережения фантомных пространств 163
3.2.3 Основные характеристики функционально-пространственной модели жилища с фантомным пространством. Матрица наложения разных типов фантомных пространств 168
3.3. Функционально-пространственные модели жилища с фантомным пространством в экстремальных условиях обитания 174
3.3.1. Типология и принципы организации фантомных пространств уплотнения: полифункциональное, трансформируемое, расширяемое 174
3.3.2. Типология и принципы организации фантомных пространств разрежения: расширяемое, пространство вертикальных связей, пространство внешних связей 183
3.3.3. Принципы организации оптимального жилища в экстремальных условиях обитания: Интенсификация, Универсальность, Детерминация, Пропорциональность, Энергетический баланс 192
Заключение к главе ІП 196
Основные выводы и результаты диссертационного исследования 198
Список использованных источников
- Классификация экстремальных условий обитания
- Внешние средовые факторы: климатические, физические, социальные
- Интерпретация полученных результатов. Пилотная математическая модель жилища
- Типология и принципы организации фантомных пространств уплотнения: полифункциональное, трансформируемое, расширяемое
Введение к работе
Актуальность исследования. Характерной чертой современности является ускорение темпов научно-технического прогресса, прирост общемировой численности населения, глобализация и связанное с этими факторами увеличивающееся давление на окружающую среду, приводящее к дисбалансу. Последние десятилетия на Земном шаре возросло количество природных и техногенных катастроф. В России, с ее большим разнообразием природных и климатических условий, чрезвычайные ситуации имеют труднопрогнозируемый характер.1
Экстремальная среда - это часть окружающей среды, которая по своим природным, климатическим, экономико-географическим и психофизиологическим характеристикам крайне неблагоприятна для жизнедеятельности человека. По мере своего развития, человек все больше освобождался от ее зависимости, научившись создавать благоприятную для себя искусственную оболочку. С течением времени природная и антропогенная составляющие тесно переплелись между собой, и сегодня цивилизация ищет новый уровень «устойчивого» равновесия. Сішергизм природных и техногенных явлений меняет привычные климатические условия, исторически присущие регионам. Таким образом, экстремальность постепенно приближается к ранее благоприятной среде обитания.
Актуальность тематики данного исследования заключена не только в потребностях проектирования жилища в классических экстремальных условиях, таких как Крайний Север, зоны пустынь или высокогорья. Привычная городская среда имеет плотности, немыслимые для природных популяций. Благодаря достижениям науки и техники архитектурная среда может быть в некоторых пределах расширена. Эти границы в науке не обозначены, вследствие чего происходит ухудшение экологической обстановки, возрастание политической и социальной напряженности. Динамичный образ жизни и интенсивная миграция населения требует разработки иных типов жилища, отвечающего новым потребностям и принципам ресурсосбережения. Такое расширенное понятие экстремальности в архитектуре уже получило общемировое признание.2
Отсутствие до сих пор количественной оценки влияния негативных факторов среды, комплексных моделей жилища в экстремальных условиях связано с трудностями определения границ экстремальности в архитектуре.
Тема исследования отвечает приоритетным направлениям развития науки и техники РФ3, а также соответствует тактическим задачам программы НИР РААСН на 2008-2012 гг.4
Состояние вопроса. На сегодняшний день существует достаточно работ по отдельным видам экстремальных условий: Крайнему Северу (Г.А. Агранат, К.К. Карташова, В. К. Онуфриев, Б. М. Полуй, Т. В. Римская-Корсакова, Н.А.
1 По данным МЧС России в период с 2003 по 2009 гг. количество чрезвычайных ситуаций колебалось от424 (2009 г.)и 838 случаев (2003 г.) до 2847 (2006 г.) и 2154 случаев (2008 г.). 1 В 2005г. в рамках XXII Всемирного Конгресса МСА для конкурса «ЭКСТРЕМАЛЬНОСТЬ -Создание пространства в экстремальных и чрезвычайных ситуациях» Международным Союзом Архитекторов разработана соответствующая тематическая структура конкурсных проектов: [Режим доступа]:
3 «Рациональное природопользование», «Энергетика и энергосбережение».
4 № 3. «Ресурсе- и энергоминимизация в архитектурно-строительном комплексе», № 4. «Разработка
типологии зданий и сооружений нового поколения, способствующих развитию человеческого
потенциала с учетом использования новейших результатов развития науки и техники».
Сапрыкина, А. Н. Сахаров), южным областям (РЛипмайстер, В. М. Молчанов, Б.М. Полуй), горным районам (Г. И. Лежава, Д. В. Махароблишвили), сейсмически опасным территориям (Ш. Бан, А. Зекиоглу, А. Д. Потапов), подземному строительству (Д. С. Конюхов, Р. Рой), архитектуре прибрежных областей и сооружений на воде (К. Кикутаке, К. Танге, Р. Маршал), проблемам мегаполисов (Ю. Н. Казаков, В. В. Кондратенко, Г. Тауэре), архитектурным методам борьбы с преступностью (П. Столлард), быстровозводимым объектам для чрезвычайных ситуаций (Ш. Бан, А. Н. Асаул, Ю. Н. Казаков), мобильным условиям обитания (Р.Кроненбург, Р. Хорден, Н. А. Сапрыкина), трансформируемой среде при изменяющихсяпотребностях обитателя (А. М. Баталов, А. А. Гайдученя, И. И. Лучкова, Н. А. Сапрыкина, А. В. Сикачев), социальному жилищу (К. В. Кияненко, Н.-Д. Хабракен, Г. Хертцбергер, В. В. Чепелик), требованиям ресурсосбережения (Б. Андерсон, И. И. Анисимова, О. К. Афанасьева, С. Байер, Ф. Морган, Н. Саундерс, А. Н. Сахаров, Ф. Тромба), лунной архитектуре (Х.-Ю. Ромбаут, В. В. Шевченко), архитектуре искусственной гравитации (Г. Балашова, Дж. О'Нейл, Г. Ноордунг, К. Э. Циолковский, Т. Холл,), технологической архитектуре будущего (группа Аркигэм, М. Вебб, Д. Коломбо, М. Рагон, А. В. Рябушин, Р. Б. Фуллер). При всем многообразии источников достаточно редки комплексные исследования в различных областях экстремальности. Подобный анализ мы встречаем в работах В. К. Лицкевича, Б. М. Полуя, Н. А. Сапрыкиной, А. Н. Тетиора.
Проблемы типологии и комфорта жилища изучали такие специалисты как И.И. Анисимова, А. М. Баталов, В. С. Демина, К. К. Карташова В. К. Лицкевич, MB. Лисициан, Б.М Мержанов и др.5 Социально-функциональный подход к проектированию жилища затронут в работах Р. Н. Блашкевич, Т. И. Звездиной, В. С. Дёминой, К. К. Карташовой, К. В. Кияненко, С. М. Лыжина, В. М. Молчанова, В. А. Овсянникова, Г. Д. Платонова, В.Л. Ружже, 3. Н. Яргиной и др. Ряд исследований посвящен методам параметрического и семиотического моделирования (Кр. Александер, В. С. Волга, А. Э. Гутнов, И. Г. Лежава, И. Фридман, М В. Шубенков и др.).
Психофизиология обитания в экстремальных условиях основана на концепции общего адаптационного синдрома Г. Селье, а также работах, затрагивающих механизмы стрессовых реакций и адаптации у человека: Дж. Гринберга, В. И. Медведева, А. А. Реана, С. И. Степановой. Вопросами психологии жилой среды занимались А. В. Степанов и М. Черноушек.
Пилотное математическое моделирование проводилось с учетом статистических методов, регрессионного моделирования, рассмотренного в работах С. А. Айвазяна, И. И. Елисеевой. Функционально-пространственные модели жилища в экстремальных условиях обитания разработаны на основе проектного опыта современных экспериментальных бюро: AllesWirdGut, Clever homes LLC, COOP HIMMELB(L)AU, Edge Design Institute, m-ch ltd, N55, Shigeru Ban, SPLTTERWERK, White design и др.
При всем многообразии работ, в архитектурной науке отсутствуют комплексные методики по оценке исходных негативных факторов и исследования по определению комфорта нетиповых проектных решений в экстремальных условиях обитания.
3 СЮ. Алексеев, И. П. Гнесь, Т. И. Звездина, А П. Калиниченко, К. В. Кияненко И. И. Лучкова, СМ. Лыжин, А. А. Магай, Д. С. Меерсон, В. М. Молчанов, Р. Милославлевич, А. П. Ольхова, В. Л. Ружже, А. В. Рябушин, Н. А. Сапрыкина, А. В. Сикачёв, Н. М. Согомонян, В. В. Челелик.
Гипотеза исследования заключается в том, что в экстремальных условиях обитания, существуют пределы интенсификации и разуплотнения жилого пространства, при достижении которых комфорт архитектурной среды падает.
Цель исследования - разработка принципов моделирования жилой среды в экстремальных условиях обитания.
Задачи исследования:
-
Выявление основных характеристик модели жилища для экстремальных условий обитания с классификацией экстремальных сред и типологии концептуальных решений жилища для таких условий;
-
Разработка основ методического аппарата моделирования жилища в экстремальных условиях, включающего как оценку исходных факторов формирования, так и качества принятого архитектурного решения.
-
Разработка пилотной математической модели жилища в экстремальных условиях обитания;
4) Разработка функционально-пространственных моделей жилища в
экстремальных условиях обитания, их оценка с точки зрения комфорта и
ресурсосбережения.
Объектом исследования являются реализованные в экстремальных условиях обитания проекты жилища конца XX - начала XXI века.
Предмет исследования: особенности функционально-пространственной организации жилища в экстремальных условиях обитания с характеристиками комфорта и ресурсосбережения.
Границы исследования находятся в пределах объемно-планировочных средств архитектурной организации и не затрагивают вопросы конструктивных решений, выбора материалов, объектов с техническими устройствами. Исследование рассматривает в основном индивидуальные дома для постоянного проживания, спроектированные для экстремальных условий обитания, в меньшей степени - жилые ячейки в многоэтажных объектах и временные жилые модули. Жилая среда ограничивается индивидуальной придомовой территорией, участком для домов усадебного типа и индивидуальным пространством жилой ячейки в многоквартирных домах и гостиницах.
Методика исследования основана на комплексном методе и включает:
1) Анализ литератур mix источников, интернет-ресурсов, нормативных
документов, статистических и климатических данных по жилищу экстремальных
условий обитания, экспериментальному архитектурному проектированию,
методам моделирования, психофизиологии адаптации к экстремальной среде.
2) Концептуальное моделирование, заключающееся в типолопіи
существующих моделей жилища в экстремальных условиях обитания с
обобщением их основных характеристик.
3) Разработку методики оценки экстремальности условий для целей
проектирования жилища, в основе которой лежит возвратный анализ, и где
используются методы измерения, сравнения, интерполяции, графоаналитические
приемы исследования.
4) Разработку методики оценки комфорта архитектурного решения,
основанная на графоаналитическом методе, а также методах измерения,
сравнения, синтеза.
5) Логическое моделирование, заключающееся в обобщении полученных в
результате обследования данных, аппроксимации результатов и построение
пилотного математического прототипа.
6) Физическое моделирование, заключающееся в синтезе функционально-пространственных характеристик жилища с разным уровнем комфорта и построение графических моделей.
На защиту выносятся:
Принципы моделирования жилой среды в экстремальных условиях обитания;
Функционально-пространственные модели жилища в экстремальных условиях обитания.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработаны основы методики количественной оценки экстремальности исходных условий на основе временных факторов (время возведения и эксплуатации) и средовых (климат, стесненность, дискретность, диспропорциональность), соотнесенных с потребностями и экономическими возможностями обитателя.
-
Разработаны основы методики количественной оценки комфорта функционально-пространственного решения жилища по показателям функциональной и коммуникативной нагрузок.
-
Построена пилотная математическая модель жилища в экстремальных условиях обитания на основе зависимости дискомфорта жилой среды от степени экстремальности исходных условий: D=l,0313x3y'8364. Очерчены границы комфорта.
-
В качестве основного принципа моделирования жилой среды в экстремальных условиях обитания в научный оборот введено понятие «фантомное пространство», представляющее собой разность функционального и физического пространства объекта и возникающее вследствие уплотнения или разрежения архитектурной среды. Фантомное пространство охарактеризовано как величина, повышающая показатели ресурсосбережения. С другой стороны, предложена психофизиологическая концепция комфорта обитания, согласно которой способы организации фантомного пространства в жилище (трансформация, временные разрывы, «транспортные коридоры», увеличение вертикальных связей и др.) снижают комфорт обитания. Подсчитан коэффициент увеличения функционального пространства внутриквартирных лестниц, возникающего за счет уменьшения скорости передвижения человека по наклонным участкам.
-
На основе понятия фантомного пространства построены функционально-пространственные модели оптимального жилища в экстремальных условиях обитания, проведена их типология в зависимости от степени уплотнения (свободная планировка, трансформируемое и полифункциональное пространства) или разрежения (расширяемое пространство, пространство вертикальных связей, пространство внешних связей), а также дана их общая характеристика с позиций комфорта и ресурсосбережения.
Практическое значение исследования. Разработанные принципы моделирования являются базой количественной оценки комфорта жилища в экстремальных условиях обитания для практикующих архитекторов. Функционально-пространственные модели с использованием фантомного пространства позволяют подобрать выгодное решение с повышенными характеристиками ресурсосбережения. Кроме того, оптимальное сочетание комфортабельности, ресурсосбережения и функциональной эффективности архитектурного объекта можно использовать как составляющую ценообразования в сфере нестандартной недвижимости.
Апробация н внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования были доложены на ежегодных научных конференциях МАрхИ 2004-2010 гг., а также апробированы и внедрены в 2-х НИР, выполненных в рамках грантов РААСН для молодых ученых и специалистов:
1. Фантомноз пространство в структуре жилой среды: отчет о НИР
(заключ.)/НИИТАГ РААСН; рук. Тимашдева Н. Л.; исполн. Тиманцева Н. Л. -
г.Москва, 2009. -228 с. -Библиогр.: с. 146-152.- №ГР 01200903111.
2. Особенности моделирования безопасной среды обитания: отчет о НИР
(заключ.) / НИИТАГ РААСН; рук. Тиманцева Н. Л.; исполн. Тиманцева Н. Л.
- г. Москва, 2006. - 203 с. - Библиогр.: с. 89-90. - № ГР 01.2.006008207.
Результаты исследования внедрены в следующих научных разработках:
-
Новые подходы к разработке теории динамического формообразования в архитектуре: отчет о НИР (промеж.) / АВЦП «Развигие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)», проект № 4367: рук. Сапрыкина Н. А.; исполн. Тиманцева Н. Л. - М.: МАрхИ. - 2009.
-
Разработка принципов формирования архитектурных объектов с альтернативным энергообеспечением: отчет о НИР по гранту РФФИ № 09-08-13706: рук. Сапрыкина Н. А.; испелн. Тиманцева Н. Л. - М.: МАрхИ. - 2009.
3. Архитектура экстремальных условий как средство безопасности
обитания: отчеты о НИР (промеж, и заключ.) / НИИТАГ РААСН; рук.
Сапрыкина Н. А.; исполн. Тиманцева Н. Л. - г. Москва, 2005-2008 гг. - № ГР
0120.0.502553.
Объем и структура работы. Диссертационное иселедовашіе представлено в двух томах. Первый том включает текстовую часть (220 страниц), в том числе 80 рисунков, 17 таблиц, 30 формул и состоит из введения, трех глав с выводами, общего заключения, библиографического списка (220 наименований). Второй том состоит из двух иллюстративных приложений:
Классификация экстремальных условий обитания
В отечественной архитектурной науке под экстремальными условиями часто понималось строительство на Крайнем Севере. Необходимость его освоения породило большое количество работ по данной тематике (Г. А. Аграната, К. К. Карташовой, В. К. Онуфриева, Т. В. Римской-Корсаковой, Н. А. Сапрыкиной, А. Н. Сахарова и др.).
Понятие «экстремальность» происходит от лат. extremum (extremus),б что означает «крайний, последний, самый плохой». В толковом словаре С. И. Ожегова прилагательное «экстремальный» описывается как «крайний, необычный по трудности, сложности»7. Экстремальная среда - это часть окружающей среды, которая по своим природным, климатическим, экономико-географическим и психофизиологическим характеристикам крайне неблагоприятна для жизнедеятельности человека. По мере своего развития, человек все больше освобождался от ее зависимости, научившись создавать благоприятную для себя искусственную оболочку. С течением времени природная и антропогенная составляющие тесно переплелись между собой, так что синергизм природных и техногенных явлений изменил привычные климатические условия, исторически присущие регионам.
С другой стороны, обычная городская среда имеет плотности, немыслимые для природных популяций. Благодаря достижениям науки и техники архитектурная среда может быть в некоторых пределах расширена. Эти границы в науке точно не обозначены, вследствие чего происходит ухудшение экологической обстановки, возрастание политической и социальной напряженности9. Динамичный образ жизни и интенсивная миграция населения требует разработки иных типов жилища, отвечающего новым потребностям и принципам ресурсосбережения. Подобное расширенное понятие экстремальных условий обитания уже получило общемировое признание.1
Таким образом, область экстремальности в архитектуре расширилась, и существует проблема в определении границ экстремальных условий, так как перечисленные характеристики в той или иной мере существуют в любом районе.11
На сегодняшний день существует достаточно работ по отдельным видам экстремальных условий: Крайнему Северу (Г.А. Агранат, К. К. Карташова, В. К. Онуфриев, Б. М. Полуй, Т. В. Римская-Корсакова, Н. А. Сапрыкина, А. Н. Сахаров), южным областям (Р. Липмайстер, В. М. Молчанов, Б. М. Полуй), горным районам (Г. И. Лежава, Д. В. Марахобишвили), сейсмически опасным территориям (Ш. Бан, А. Зекиоглу, А. Д. Потапов), подземному строительству (Д. С. Конюхов, Р. Рой), архитектуре прибрежных областей и сооружений на воде (К. Кикутаке, К. Танге, Р. Маршал), проблемам мегаполисов (Ю. Н. Казаков, В. В Кондратенко, Г. Тауэре), быстровозводимым объектам в чрезвычайных ситуациях (Ш. Бан, А. Н. Асаул, Ю. Н. Казаков), мобильным условиям обитания (Р. Кронебург, Н. А. Сапрыкина, Р. Хорден), трансформируемой среде при изменяющихся потребностях обитателя (А. М. Баталов, А. А. Гайдученя, И. И. Лучкова, Н. А. Сапрыкина, А. В. Сикачев), социальному жилищу (К. В. Кияненко, Н.-Д. Хабракен, Г. Хертцбергер), требованиям ресурсосбережения (Б. Андерсон, И. И. Анисимова, О. К. Афанасьева, С. Байер, Ф. Морган, А. Н. Сахаров, Ф. Тромба), лунной архитектуре (Х.-Ю. Ромбаут, Д. Л. Хенинджер, В. В. Шевченко), архитектуре искусственной гравитации (Г. Ноордунг, Дж. О Нейл, Т.Холл, К. Э. Циолковский,), технологической архитектуре будущего (группа Аркигэм, М. Вебб, Д. Коломбо, Л. Рагон, А. В. Рябушин, Р. Б. Фуллер).
Первыми комплексными исследованиями по различным экстремальным средам были работы Б. М. Полуя (сравнение экосистем, формообразования и застройки в суровом климате Севера и юга), В. К. Лицкевича (типология разновидностей погоды и соответствующих режимов эксплуатации жилища), Н. А. Сапрыкиной (архитектура экстремальных условий как сфера применения динамической архитектуры), А. Н. Тетиора (создание устойчивой среды жизни при воздействии различных неблагоприятных фшсгоров), С. А. Галеева (разработка понятийного аппарата экстремальности в архитектуре на примере западного сектора Арктики).
Пределы экстремальных условий возможно очертить, отталкиваясь от понятия традиции. В бытовой разговорной речи слово традиция употребляется в одном ряду с «обычаем», «ритуалом», «обрядом» и т.п. Здесь традиция — то, что принято людьми с незапамятных времен и устойчиво повторяется, воспроизводится в потоке времени. В науке главное внимание обращается на процессуальный аспект этого явления, на то, что традиция - лат. traditio -передача, наследие. Благодаря традициям культурный опыт может передаваться от одного поколения другим поколениям и от одного народа другим народам.
Некоторые авторы выдвигают на первый план в культуре феномен общественного наследия. Тогда понятие «традиция» становится почти синонимом термина «культура», ибо в этом случае «культура - это совокупность общественных традиций»12. Термин «культура» и «традиция» в определенном контексте синонимичны. Разница состоит в том, что термин «культура» обозначает сам феномен, а «традиция» - механизм его формирования, трансмиссии и функционирования.
Внешние средовые факторы: климатические, физические, социальные
Стандартное и наиболее комфортное решение, когда каждому бытовому процессу выделено отдельное физическое пространство - помещение для сна, для дневного отдыха, для приготовления пищи и т. д. В экстремальных условиях архитектор либо сжимает среду, накладывая функциональные процессы друг на друга или же, наоборот, отрывает зоны друг от друга настолько, что это становится неудобным в плане эксплуатации.
В стесненной среде проектировщик стремится разместить нужное количество бытовых процессов на доступной территории. При этом происходит частичное или полное наложение функциональных зон. Бытовые процессы развертываются на одной и той же территории за счет разрывов во времени.
Эффект увеличения функциональной насыщенности можно наблюдать в зарубежных мегаполисах, где трансформируемые интерьеры применяются при совмещении жилой квартиры с индивидуальным офисом. Рассмотрим проект №68. Гостиная с диваном за счет раскрывающейся перегородки превращается в офис графического дизайнера с двумя рабочими местами. При использовании комнаты в качестве жилой, стол на колесиках отодвигается к кухонной зоне и используется как обеденный. В остальное время он дополняет рабочее пространство. При острой проблеме ресурсосбережения многие европейские архитекторы оценивают свои проекты по двум параметрам: реальная площадь квартиры и эквивалентная ей функциональная площадь39. Первым из российских ученых, применивших похожий подход, был А. М. Баталов . Он разделял фактическую площадь, возникающую после трансформаций пространства, и нормируемую. Сравнивая комфорт квартир без возможности преобразования и с ней, приходил к выводу о повышении комфорта при увеличении эффективности использования среды. Наполнение пространства разнообразными функциями позволяет экономить земельные ресурсы, уменьшает эксплуатационные расходы: затраты на отопление, кондиционирование, освещение.
Максимальный ресурсосберегающий эффект достигается при полифункциональных решениях (проект № 42), когда одна и та же территория последовательно используется для различных бытовых процессов. Менее всего уплотнено жилище со свободной планировкой типа «лофт» (проект № 14), при которой небольшие наложения образуются за счет одновременного использования оборудования в смежных зонах и наличия проходов к смежным помещениям.
Второй тенденцией при организации жилища в экстремальных условиях обитания является разрежение архитектурной среды. Здесь имеют место нерациональные коммуникации внутри объекта или вынос функциональных зон за его пределы.
Разрежение пространства жилища можно разделить на физическое, когда вследствие воздействия исходных негативных факторов удлиняются реальные связевые участки (коридоры, холлы) и функциональное, когда недостающие функциональные процессы выносятся за пределы внутренней жилой среды.
Чтобы не мешать движению гравия через пустыню (проект № 3), дом разделен на отдельные блоки. Это общие помещения, спальная зона и рабочий офис. Меняя занятие, обитатель вынужден выходить во внешнюю среду. Функциональная площадь этого объекта, используемая обитателями (199,34 м ), учитывает наружные участки связи, а реальная площадь постройки составляет 144,73 м2.
Другой вариант разуплотнения (проект № 54) реализуется путем временного выноса за пределы основного объема полезных функциональных зон. На приведенном примере реконструированный дом в исторической городской застройке Германии должен был полностью повторить объем и геометрию старого здания. Чтобы жильцы могли наслаждаться чаепитием на открытом воздухе, архитекторы устроили выдвижной балкон, способный на треть увеличить площадь спальной комнаты.
Кроме горизонтального разрежения одноэтажного жилища, существуют варианты вертикального разделения, когда функциональные зоны разбросаны по этажам. Семиэтажный жилой дом для одной семьи, выявленный при обработке проектного опыта (проект № 65), был реконструирован из заброшенной водонапорной башни. Это пример увеличения вертикальных коммуникаций в экстремальных условиях обитания. Для человека движение по вертикали неэквивалентно движению по горизонтали из-за уменьшения скорости передвижения по наклонным участкам. В результате, лестничные марши имеют большую функциональную площадь, чем равные им горизонтальные (например, коридоры). По статистике большое количество бытовых травм в двухуровневом жилище обитатели получают на внутриквартирных лестницах41.
С точки зрения экономики проекта уплотнение среды благоприятно, а разрежение связано с дополнительными расходами. Согласно существующим взглядам о комфорте проживания, чем короче связи между полезными зонами, тем удобнее жилище. Объекты с дискретной планировкой рассматриваются как вынужденные в сложившихся условиях, тогда как фактор функционального уплотнения не столь однозначен.
В европейской архитектуре экспериментального жилища, начиная с 60-70-х годов прошлого века (Аркигрэм, Д. Коломбо, М. Вебб) и до современных проектных бюро насыщенность среды функцией - исключительно положительный момент, способствующий ресурсо- и энергоминимизации, а также повышающий комфортабельность, связанную с уменьшением расстояния между функциональными зонами - по принципу «все под рукой». Программа устойчивого развития, принятая в Рио-де-Жанейро в 1992 г. призывает к 50%-ному сокращению жилой площади, приходящейся на человека, к 2021 году. Это связано с уменьшением размеров современной семьи: большая часть европейцев проживает по 1-2 человека в квартире . Требуется все большее количество отдельных жилых единиц.
Интерпретация полученных результатов. Пилотная математическая модель жилища
Характер объемно-планировочного решения жилища зависит от его временных параметров: продолоісительности возведения объекта и предполагаемого эксплуатационного периода. Например, в ситуации природных катаклизмов для помощи населению поставляются жилые модули. При этом архитектурная организация такой мини-среды будет зависеть не от рельефа и окружающей застройки, а от характеристик транспортабельности. Подобное касается и временного, но не срочно возводимого жилища, например кемпингов для отдыха туристов или бытовок для строителей, когда на первый план выходит экономичность проекта.
Для краткосрочного проживания в неосвоенных местностях разработаны нормативы по мобильным быстровозводимым зданиям (ГОСТ 25957-83, ГОСТ 22853-86). Мобильные сооружения приоритетны в качестве временного дома для пострадавших в чрезвычайных ситуациях, бездомных, научных экспедиций58. Компактные модули контейнерного типа (стационарные или самодвижущиеся) часто служат потребителю домом для отдыха на природе.
Для анализа временных показателей ознакомимся со стадиями жизненного цикла зданий, которые включают проектирование, строительство и эксплуатацию.
На стадии проектирования закладываются ведущие свойства будущего сооружения: габариты, функциональный состав помещений, конструктивная схема, возможности трансформации и адаптации, транспортабельность, способ возведения, стоимость, особенности будущей эксплуатации. Чтобы правильно назначить проектные данные, выявляется предназначение объекта:
1. Жилище для кратковреметшого пребывания (дома для пострадавших после чрезвычайных ситуаций и катастроф, дома отдыха, объекты для кратковременных экспедиций, объекты гражданской обороны, жилье для вынужденных переселенцев и беженцев, вспомогательные объекты при строительстве и разведке в новых районах). Период эксплуатации объектов кратковременного использования - от суток до 2-3 недель.
2. Временное жилище проектируется для вахтовых поселков, длительных экспедиций, военных поселений, при освоении новых районов, для нужд трудовых мигрантов, учащихся и студентов, как второе жилище горожанина компенсационного типа , летний дом отдыха, временное жилье в условиях экономических ограничений (для молодых семей, вынужденных переселенцев). Период эксплуатации временных объектов - от нескольких недель до 2-3 лет при условии непрерывного использования и от нескольких дней до полугода при условии периодического применения.
3. Постоянное жилище предполагает длительное проживание в течение многих лет и проектируется в соответствии с существующими рекомендациями (для РФ - СНиП 2.08.01.89 «Жилые здания», СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные», СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»), а также общими представлениями проектировщика и потребителя о комфорте проживания.
Стадия строительства для временных и быстровозводимых объектов разбивается на три: заводское изготовление, транспортирование на место и окончательный монтаж.
Изготовление является трудоемким для домов полностью заводского производства. За рубежом такая технология строительства известна как PREFAB60, что обозначает сборную конструкцию или заранее приготовленный, сборно-разборный дом, иногда становящийся местом постоянного жительства.
Здание может иметь стопроцентную готовность (временные объекты контейнерного типа); требовать дополнительного монтажа без применения «мокрых» процессов (транспортабельные сборно-разборные или трансформируемые объекты для кратковременного пребывания); предполагать возведение заводских конструкций на заранее подготовленное основание (быстровозводимые дома для временного и постоянного проживания); иметь частичную заводскую готовность (системы из готовых и пронумерованных заводских деталей для сборки без применения тяжелой техники и квалифицированной рабочей силы - конструкции из тонкостенных металлических профилей, деревянные каркасные дома по «канадской» технологии или типа Finnforest building systems).
Жилая среда для постоянного проживания в России последние десятилетия возводится традиционными методами согласно проекту производства работ; материалы и конструкции поставляются по мере необходимости и требуют дополнительной подготовки на строительной площадке.
На стадии транспортирования определяющим параметром является уровень транспортабельности, служащий критерием мобильности здания. Данная характеристика актуальна при срочности обеспечения населения жилыми модулями. При этом имеют значение габариты перевозимого объекта в транспортируемом и эксплуатационном состоянии, соответствие свойств и массы здания (или комплекта конструкций) грузоподъемности доступного вида транспорта, стоимость перевозки. При возведении стационарных объектов в регионах, не имеющих собственной базы строительных материалов, часто применяются сборные решения с малым удельным весом отдельных конструктивных элементов.
Окончательный монтаж определяет продолжительность возведения объекта, зависящую от трудоемкости возведения и готовности элементов здания. Быстровозводимые архитектурные объекты (быстромонтируемые здания - БМЗ) были разработаны в США в 40-х гг. прошлого столетия. В Западной Европе их начали массово возводить после Второй Мировой войны, благодаря этому в кратчайшие сроки восстановили разрушенную войной экономику и уровень жизни населения. Европейские лидеры на рынке быстромонтируемых зданий -компании Astron (Люксембург), Atlasward (Англия), Lindab (Швеция), Llentabhallen (Швеция), Frisomat (Бельгия). В Восточную Европу технологии БМЗ пришли в конце 80-х гг. прошлого столетия.
Быстровозводимые здания и сооружения - объекты, конструкции которых обеспечивают их оперативный монтаж со сроками, значительно меньшими по сравнению с нормативной продолжительностью строительства. Хотя определение БМЗ дается по технологическому признаку, у подобных зданий уже существует теоретическая база в архитектурной науке. Кроме мобильных объектов к группе БМЗ относятся быстровозводимые сооружения, которые не предназначаются для разборки и транспортирования на новое место. В связи с этим выделяются два основных типа БМЗ:
1. Перманентные БМЗ, имеющие постоянное место дислокации, в основном сборные. Они подразделяются в зависимости от способа решения несущих конструкций на каркасные, панельные и смешанной конструкции здания.
2. Мобильные БМЗ, способные к передвижению и многократной передислокации. Мобильный дом может быть сборно-разборным (каркасным, панельным, смешанной конструкции), состоять из объемных пространственных элементов (контейнеры и самодвижущиеся трайлеры) или относится к группе трансформируемых мобильных зданий (складные, раздвижные).
Типология и принципы организации фантомных пространств уплотнения: полифункциональное, трансформируемое, расширяемое
Дома для постоянного проживания обычно имеют длительный период строительства, но они наиболее комфортабельны и располагают достаточной жилой площадью. Дома для временного пребывания чаще создаются при помощи быстровозводимых технологий или мобильных модулей. Такое жилье нередко ограничено в пространстве и имеет трансформируемую или полифункциональную структуру. В случае природных и техногенных катаклизмов поставляемые в регион бедствия жилые модули содержат ограниченное количество зон для удовлетворения основных бытовых процессов (сон, дневной отдых, иногда предусмотрены зоны индивидуальной гигиены). Для обеспечения срочной установки на месте дислокации дом поставляется в готовом или почти законченном виде, что обеспечивается возможностями трансформации или быстрой сборки готовых элементов.
Таким образом, существует некоторая эквивалентность влияния продолжительности возведения и периода эксплуатации объекта на его объемно-планировочное решение. Поэтому необходимо оценивать временные факторы как совокупность времени эксплуатации и времени возведения.
Оценочная шкала степени экстремальности условий для проектирования жилища начата от максимально негативного воздействия временных факторов, которому условно присвоено 100 баллов (кратковременное пребывание со срочным возведением). В 0 баллов оценено постоянное жилище с долговременным возведением. Для несовпадающих типов монтажа и времени эксплуатации (например, постоянное жилище, построенное быстровозводимыми способами) методом интерполяции выполнен график оценки фактора времени на архитектурное решение (рис. 29, табл. 10).
При нулевом значении фактора времени объемно-планировочное решение формируется под воздействием средовых и индивидуально-потребительских причин. При 100 баллах - главными становятся временные параметры. Исключая кратковременные типы жилища и срочное его возведение (75, 100 баллов), ведущие к организации мобильной среды, получаем 50 возможных баллов, при которых на первый план выходят средовые характеристики. Таким образом, соотношение средовых и индивидуальных факторов будет оцениваться из возможных 50 баллов степени экстремальности условий.
Оценка физико-климатических факторов. Воздействие климата сопряжено с комплексом характеристик, преобладающих в данном регионе. Исторически сложилось, что объемно-планировочное решение принимается в зависимости от погодных условий области проектирования. Климат накладывает обший отпечаток на структуру жилищ каждой климатической зоны и анализируется отдельно от локальных физических и социальных факторов формирования жилища.
Несмотря на то, что в современном мире появляются новые материалы и технологии (эффективные утеплители, энергосберегающее стекло, несущие конструкции для домостроения с низкой теплопроводностью, надежные кровельные материалы для плоских крьпп, высококачественные системы воздушного отопления, кондиционирования воздуха и т. д.) климатический фактор по-прежнему актуален, поскольку рациональное архитектурное решение позволяет снизить затраты и избежать дополнительного технического обслуживания,
Климат оценивался по ранее приведенной классификации типов погоды В. К. Лицкевича72 и данных Роскартографии. Открытому режиму эксплуатации жилища присвоено 0 баллов, т. к. при комфортной погоде есть возможность выноса бытовых процессов на придомовую территорию. Изолированному режиму эксплуатации даны максимальные 50 баллов в связи с тем, что полное отграничение от окружающей среды увеличивает стоимость строительства объекта и потенциально уменьшает его пространство. Промежуточные значения получены методом интерполяции (рис. 30, табл. 9).
