Содержание к диссертации
Введение
1 Основные направления исследований визуальной городской среды 9
1.1 Видимая среда как экологический фактор 14
1.2 Анализ методов оценки визуальной среды 21
1.3 Пути повышения архитектурно-художественной выразительности городской застройки 28
1.4 Выводы по главе 1 36
2 Методика проведения исследований и оценки визуальной городской среды 37
2.1 Методика оценки агрессивности визуальных полей городской среды 37
2.1.1 Вертикальные плоскости 37
2.1.2 Горизонтальные плоскости 45
2.1.3 Наклонные плоскости 48
2.2 Методика оценки гомогенных визуальных полей 55
2.3 Методика проведения анкетного опроса на примере г. Брянска 60
2.4 Методика проведения социологического опроса 66
2.5 Выводы по главе 2 68
3 Результаты видеоэкологической оценки территории города Брянска 69
3.1 Оценка степени агрессивности визуальных полей объектов городской застройки 69
3.1.1 Характеристика объектов исследования 69
3.1.2 Определение коэффициента агрессивности 77
3.2 Оценка степени вредности гомогенных объектов городской застройки 85
3.2.1 Характеристика объектов исследования 85
3.2.2 Результаты исследований 86
3.3 Анализ результатов анкетного опроса 89
3.4 Зонально-территориальная структура визуальной среды города 126
3.5 Выводы по главе 3 133
4 Рекомендации по формированию благоприятной визуальной среды 134
4.1 Рекомендации по видеоэкологической оптимизации проектных решений зданий и сооружений 134
4.2 Экореконструкция агрессивных и гомогенных полей 146
4.3 Выводы по главе 4 151
Основные выводы и результаты исследований 152
Список использованных источников 154
Введение к работе
Актуальность исследования. Проблема экологии городской среды является областью особого внимания не только ученых, но и всего общества в целом. Однако рассматриваются в основном проблемы физического, химического и других видов загрязнения окружающей человека среды, и не уделяется должного внимания не менее важному экологическому фактору -визуальной среде. А между тем ряд исследований, проводимых в этом научном направлении, свидетельствуют о том, что визуальная среда, характер её насыщенности зрительными элементами оказывает сильное воздействие на психофизиологическое состояние человека, находящегося в современном городе. В связи с этим интенсивно развивается новое научное направление в экологии - видеоэкология, являющееся областью знаний о взаимоотношении человека с окружающей его видимой средой.
Видимая среда крупных городов, в том числе и города Брянска, все
больше отличается от естественной природной среды и во многих случаях
находится в противоречии с законами зрительного восприятия человека.
Качество визуальной среды ухудшается применением новых строительных
материалов в градостроительстве, повышением высотного уровня застройки,
нарушением масштабности зданий и окружающего ландшафта,
уменьшением площадей озелененных пространств.
Исследователи (А. Вилкинс, В.А. Филин) выделяют в качестве наиболее потенциально опасных для человека видимых сред - агрессивные и гомогенные поля, утверждая, что в современном городе страдает не только эстетика, но и существует реальная угроза физиологическим механизмам зрения, которые не могут полноценно работать в агрессивной и гомогенной средах, например: автоматия саккад, бинокулярный аппарат, on- и off-системы, аппарат аккомодации и т.п. Кроме того, агрессивные поля увеличивают вероятность возникновения психических расстройств и появления у жителей городов стрессового состояния, и являются предпосылкой возникновения функциональных и органических заболеваний.
Таким образом, неблагоприятную визуальную среду с уверенностью можно отнести к экологически опасным факторам, отрицательно влияющим на здоровье жителей городов и влекущим за собой немало медико-социальных последствий.
Однако до настоящего времени отсутствуют конкретные указания и рекомендации по проведению исследований и оценки, а также формированию благоприятной визуальной среды для крупных городов. Ранее проводимые исследования были направлены на изучение эстетико-художественых качеств объектов городской видимой среды, оставляя тем самым неизученным экологический аспект проблемы.
В связи с этим, актуальность исследований и разработки рекомендаций по оценке и формированию городской визуальной среды очевидна, и подчеркивается отсутствием подобных исследований на региональном уровне.
Диссертационная работа выполнена в рамках научно-технических программ Федерального агентства по образованию Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области архитектуры, строительных и экологических наук, выполняемых Брянской государственной инженерно-технологической академией: тема 1.1.07П «Исследования урбоэкологических закономерностей и разработка теоретической модели обустройства и реабилитации урбанизированных территорий крупного города» (головной совет «Охрана окружающей среды»).
Тема диссертации связана с планом НИР, проведением ОВОС и
экологических экспертиз кафедры природообустройства БГИТА
(2005...2007гг.), и проектных работ ГУК «Брянский областной центр историко-культурного наследия». Работа выполнялась на базе регионального центра «Экология визуальной среды» при кафедре природообустройства БГИТА, при научном консультировании доктора биологических наук, директора Московского центра «Видеоэкология» В.А. Филина, которому автор выражает глубокую благодарность.
Цель диссертационной работы заключается в разработке методов оценки и рекомендаций по оптимизации видимой городской среды. Для достижения цели поставлены следующие задачи:
Проанализировать видимую среду как экологического фактора и выявить возможные критерии и методики проведения её исследований и оценки в условиях крупного города.
Провести социологические исследования субъективных оценок состояния видимой среды города Брянска.
- Разработать аналитические расчетные методики оценки агрессивных
и гомогенных полей видимой городской среды.
Разработать принцип зонирования городских территорий по состоянию видимой среды на примере города Брянска.
Выработать рекомендаций по формированию благоприятной видимой среды крупного города.
Объектом исследования являлись формообразующие элементы видимой среды городской территории (микрорайоны, улицы, внутриквартальные территории, здания и сооружения различной этажности и функционального назначения, элементы благоустройства, озелененные пространства).
Научная новизна диссертационной работы:
- Впервые на региональном уровне проведена научная оценка
состояния визуальной среды крупного города как экологического фактора.
Разработаны и апробированы новые методы проведения исследований и оценки видимой городской среды.
- Разработан принцип зонирования городской территории по
состоянию визуальной среды.
- Составлена карта-схема зонирования города Брянска по состоянию
видимой среды.
- Разработаны рекомендации по формированию благоприятной
визуальной среды, применимые как на стадии предпроектных исследований с
7 целью выработки оптимальных проектных решений, так и в ходе экореконструкции существующих агрессивных и гомогенных полей зданий и сооружений.
Методы исследований определены в соответствии с поставленной целью. Решение поставленных задач осуществляется с использованием обобщения практического научного опыта, теоретических работ, экспериментальных и социологических исследований, математического и графоаналитического методов анализа.
Достоверность и обоснованность результатов исследований и выводов работы подтверждаются высокой сходимостью с трудами ученых в области экологии визуальной среды, архитектуры и градостроительства.
На защиту выносятся следующие научные положения диссертации:
- Обоснование аналитического метода оценки агрессивности
визуальных полей городской среды и проведение на его основе
исследований.
- Обоснование методики проведения оценки гомогенных полей.
- Комплексная видеоэкологическая оценка территории города
Брянска.
Практическая значимость работы заключается в универсальности разработанных методик количественной оценки качества видимой среды; в возможности определения степени и масштабов визуального загрязнения, а также зон повышенной потенциальной опасности. Кроме того, результаты исследований позволяют разработать мероприятия по снижению или полной нейтрализации негативного влияния видимых полей на человека, и могут служить основой процесса регулирования и формирования визуальной среды города в соответствии с физиологическими нормами зрения.
Результаты исследований и выполненное на их основе зонирование территории города Брянска могут быть использованы для решения ряда практических задач организациями, осуществляющими контроль за
8 состоянием эстетики городской среды, специалистами, участвующими в процессе его формирования, экспертами в области архитектуры и градостроительства, заинтересованными лицами при выборе жилья и оценке недвижимости, размещении офисов, рекреационных территорий и т.п., отдавая предпочтение здоровой с видеоэкологической точки зрения окружающей среде.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы доложены на региональных и межрегиональных научно-практических конференциях: «Практическое применение нового Российского законодательства в сфере сохранения культурного наследия» (г. Карачев, 2004г.), «Исторический город (проблемы сохранения исторических городов и объектов культурного наследия» (г. Брянск, 2006г.), на внутривузовских научно-технических конференциях Брянской государственной инженерно-технологической академии (2005... 2007гг.), в региональном центре «Экология визуальной среды» при кафедре «Природообустройства» (2005...2007гг.).
Результаты исследований применены ГУК «Брянский областной центр историко-культурного наследия» при проведении визуально-ландшафтного анализа и разработке рекомендаций по параметрам нового строительства в исторической городской среде.
Основные результаты научных исследований по теме диссертации изложены в 7 научных работах, в том числе 1 монографии.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений в виде фотографий, расчетных схем и карт.
Видимая среда как экологический фактор
Понятие видимой среды как экологического фактора, впервые было рассмотрено В.А.Филиным. Под видимой средой, по Филину, следует понимать «окружающую среду, которую человек воспринимает через орган зрения во всем ее многообразии - это лес, берег моря, горы, здания, сооружения, это интерьер жилых и производственных помещений, автомашины, корабли, самолеты и т.д.». Естественная видимая среда полностью соответствует физиологическим нормам зрения, так как природа «лепила» глаз «под себя». Искусственная же среда «все больше отличается от природной и во многих случаях находится в противоречии с законами зрительного восприятия человека». Такая среда породила еще одну проблему экологии человека - проблему видеоэкологии [93, 94, 96, 97]. Для решения комплексных проблем, связанных с ухудшением визуальной среды в 1995 г. был создан Московский центр «Видеоэкология».
А.Н. Тетиор также отмечает, что видимая среда многих крупных городов становится противоестественной, создает психологический дискомфорт. Рассматривая проблему эстетического «загрязнения» А.Н. Тетиор приводит его основные признаки:
- монотонная, гомогенная и монохромная архитектурная среда;
- невыразительность зданий;
- дисгармоничная непропорциональность объемов, нарушение симметрии и масштабности в фасадах зданий;
- возведение немасштабных ландшафту зданий;
- отсутствие гармоничного композиционного единства с природной средой (рельефом, озелененными пространствами);
- образование крупномасштабных агрессивных сред и локальных полей визуального дискомфорта [87].
В.А. Филин, занимаясь изучением автоматии саккад («свойство глазодвигательного аппарата совершать быстрые движения глаз (саккады) непроизвольно в определенном ритме») [92], исследовал вопросы влияния видимых объектов на зрительное восприятие и в частности на автоматию саккад, как основного механизма зрительного восприятия окружающего пространства.
Значения амплитуд большинства саккад, как показали исследования В.А. Филина, варьируют от 2 угловых минут до 15 градусов [92].
Исследования В.А. Филина показали, что «основным фактором для минимизации саккад и, следовательно, для экономной их деятельности, является наличие видимых объектов». Это значит, что при формировании видимой среды в окружающем человека пространстве должно быть достаточное количество хорошо различимых глазом предметов [94].
В.А. Филин выделяет в качестве особо вредных для восприятия следующие визуальные среды: гомогенная и агрессивная [94, 97].
Гомогенной видимой средой определяется такая среда, в которой «либо совсем отсутствуют видимые элементы, либо число их резко снижено» [94, 97].
Агрессивной видимой средой предлагается считать «среду, в которой человек одномоментно видит большое число одинаковых элементов» [94, 97].
Остановимся на характеристике и причинах возникновения гомогенной и агрессивной сред.
Причины возникновения гомогенной видимой среды могут быть различными. Например, у людей с ослабленным зрением число видимых деталей в окружающей среде сокращается в результате снижения различительной способности глаз. Подобный эффект наблюдается у людей работающих в угольных шахтах. В природе гомогенная видимая среда представлена огромными снежными просторами Арктики или Антарктики. В современных условиях человек часто сталкивается с гомогенной средой в городе, дома, на производстве [94, 96]. В городской среде это торцовые фасады зданий, асфальтовое покрытие и большие остекленные поверхности.
В гомогенной среде, как утверждает В.А.Филин, амплитуда саккад увеличивается в 3-5 раз, то есть «автоматия саккад переходит на поисковый режим». Длительная работа в этом режиме вначале ведет к ощущению дискомфорта, а потом - к нарушению автоматии саккад, что в свою очередь нарушает зрительные восприятия [96].
Вертикальные плоскости
При формировании городской среды необходимо учитывать не только эстетические закономерности, но и физиологические механизмы зрения, которые не могут полноценно работать в агрессивной и гомогенной средах. Однако до настоящего времени количественные методы оценки соответствия визуальных полей физиологическим нормам зрения не разработаны.
Но, тем не менее, проблема оценки агрессивной визуальной среды вполне решаемая задача. Предлагаем следующий метод оценки степени агрессивности визуальных полей городской среды, который разработан с учетом структурно-информационного анализа (квалиметрии), применяемого Г.Г. Азгальдовым в архитектуре, «экранного» метода И.И. Середнюка, а именно принципа разбивки фотографии здания на квадраты; методики «детального структурного исследования элементарных единиц пейзажа», применяемой К.И. Эрингисом и А. Будргонасом для анализа эстетического достоинства пейзажей, а также оптических свойств глаза.
В качестве критериев соответствия видимых полей оптимальной визуальной среде использованы параметры, предлагаемые В.А. Филиным: оптимальное расстояние между объектами 2-5; размер области ясного видения равный 2 и предпочтительное количество однотипных объектов в границах этой области - не более двух. Поскольку при фиксации более двух одинаковых объектов, как показали исследования В.А. Филина, человек испытывает затруднения зрительного восприятия [94, 96].
Считается, что достоверным изображением предметов на какой-либо поверхности такими, как их воспринимает глаз человека, является перспективное изображение [73, 103]. Следовательно, при разбивке сетки будем пользоваться принципами деления на части в перспективе.
Данную методику оценки степени агрессивности видимых элементов можно применять как для существующих зданий и сооружений, используя их фотоизображение, так и для проектируемых, учитывая, что в настоящее время при проектировании повсеместно используются компьютерные программы, например ArchiCAD, позволяющие строить трехмерные модели проектируемых объектов. Оценку агрессивности объектов нового строительства можно провести по фотоизображениям этих ЗБ-моделей, построенных из конкретных видовых точек определяемых в ходе визуально-ландшафтного анализа территории проектирования.
Видимая среда города состоит из вертикальных, горизонтальных и наклонных плоскостей. Воспринимаем мы чаще вертикальные поверхности фасадов зданий и сооружений. Горизонтальные плоскости представлены в основном покрытием дорог, площадей и тротуаров, а также покрытиями плоских кровель зданий, воспринимаемых с верхних этажей. Наклонные поверхности чаще встречаются в виде плоскостей скатных кровель и реже в виде поверхностей сооружений.
Предлагаемая методика определения агрессивности видимых полей через расчетный коэффициент универсальна как для вертикальных поверхностей, так и для горизонтальных и наклонных. Отличие заключается в алгоритме определения углов обзора исследуемого объекта, из которых определяется количество ячеек разбивочной сетки.
Рассмотрим алгоритм проведения оценки агрессивности вертикально расположенных плоскостей, а именно фасадов зданий и сооружений. Первым этапом при проведении оценки степени агрессивности исследуемого объекта является выбор видовых точек дальнего и ближнего плана в пределах бассейна видимости данного объекта. Выбор видовых точек осуществляется в ходе натурных исследований, и их положение зависит от существующей градостроительной ситуации. При этом следует учитывать маршруты прохождения и места сосредоточения большой массы людей воспринимающих этот объект. К примеру, для здания стоящего на улице это могут быть проезжая часть, тротуары или остановочные комплексы общественного автотранспорта. При этом для здания стоящего на улице бассейн видимости более узкий, чем для здания размещенного на площади. Для проектируемых зданий и сооружений видовые точки должны быть реальными, т.е. такими из которых будет возможно его восприятие после возведения.
Характеристика объектов исследования
В ходе натурных исследований городской территории был выбран ряд объектов с явно выраженными признаками агрессивного визуального поля, а именно с наличием на фасадах большого количества однотипных видимых архитектурных элементов, одинакового размера, повторяющихся с определенной частотой по фасаду. Кроме того, в целях сравнения коэффициентов агрессивности, оценке были подвергнуты фасады зданий, архитектурное решение которых отвечает основным требованиям видиоэкологии.
Объект №1 - общественное девятиэтажное, обрамляемое одноэтажной пристройкой, здание по пр. Ленина, 99, в Советском районе города Брянска. Проспект Ленина является одной из главных улиц города, по которой ежедневно проезжают и проходят тысячи горожан. Кроме того, в исследуемом здании работают сотни людей ежедневно воспринимающие его главный фасад. Объект расположен на площади Революции, что расширяет его бассейн видимости, и находится в непосредственной близости к городскому цирку, являющимся своеобразным центром притяжения населения и особенно детей. Главный фасад, выходящий на площадь, и воспринимаемый при движении по проспекту Ленина в северном направлении, обладает большим количеством одинаковых и повторяющихся видимых архитектурных элементов. Это послужило поводом для проведения оценки его степени агрессивности. Кроме того, данное здание было включено в форму анкеты проводимого нами опроса (рисунок 1 и 2 приложения Б). Объект №2 - общественное пятиэтажное здание по пр. Ленина, 72, расположено на противоположной по отношению к объекту №1 стороне проспекта, на главном фасаде которого равномерно рассредоточено большое количество одинаковых по форме и размерам окон. В здании располагается поликлиническое отделение центра Госсанэпиднадзора в г. Брянске, которое посещают сотни пациентов. Кроме того, главный фасад здания доступен обозрению на большом участке проспекта Ленина и площади Революции (рисунок 3 приложения Б).
Объект №3 - общественное здание по ул. Октябрьская, 44а, вид которого открывается наблюдателю в основном с проспекта Ленина, а именно с протяженной дамбы через овраг «Верхний Судок». В здании расположено медицинское учреждение. Его полному восприятию препятствуют пристроенные двух и трехэтажные объемы, а также склоновый ландшафт оврага. Кроме того, его окружают древесные насаждения, прикрывающие вид нижних этажей. Что обосновывает целесообразность проведения оценки степени агрессивности фасада, выходящего на пр. Ленина, в пределах шести верхних этажей включая технический, поскольку внешний облик данной части фасада явно не соответствует видеоэкологическим параметрам (рисунок 4 приложения Б).
Объект №4 - пятиэтажное общественное здание по пр. Ленина, 7, также часто воспринимаемое, учитывая его расположение на одной из главных улиц города, и нахождение в нем учебного заведения. На главном фасаде здания, относящегося к исторической застройке, рассредоточено большое количество одинаковых прямоугольных окон. Окна разбиты как бы на группы по три, что снижает монотонность видимого поля. Отделка фасада первого этажа здания дополнительно увеличивает его агрессивность (рисунок 5 приложения Б).
Объект №5 - общественное пятиэтажное здание по пр. Ст. Димитрова, 11 -а, в котором находится Областная стоматологическая поликлиника, являющаяся центром тяготения, как жителей города, так и области. Кроме того, здание расположено на пересечении весьма оживленных улиц города - ул. Красноармейской и пр. Ст. Димитрова, на которые выходят фасады с большим количеством одинаковых окон и рустов. Коэффициенты агрессивности определены для фасада вдоль улицы Красноармейской, который будем обозначать «а», и вдоль проспекта Ст. Димитрова - «Ь». Т.е. условное обозначение «2а» в таблице результатов означает - определение коэффициента агрессивности фасада, ориентированного вдоль ул. Красноармейской из видовой точки №2 (рисунок 6 и 7 приложения Б).
Объект № 6 - общественное девятиэтажное панельное здание по пер. Осоавиахима, За. Здание вошло в форму анкеты проводимого опроса и получило весьма низкую оценку по результатам анкетирования. На его фасадах рассредоточено большое количество одинаковых окон. Нами исследован северо-западный фасад, поскольку с этой стороны расположен вход в здание (рисунок 8 приложения Б).
