Содержание к диссертации
Введение
Глава I. «Революционный перелом в архитектурном проектировании» 22
Раздел 1. Анализ проектной деятельности с 1970- х по 2000-е годы 22
Раздел 2. Специфика форм в архитектуре, созданной при помощи компьютерных технологий 32
Раздел 3. Особенности формообразования архитектурных объектов, созданных с использованием компьютерных средств 53
Глава ІІ. «Новые методы компьютерного формообразования» 61
Раздел 1. Компьютерные методы проектирования в архитектуре 61
Раздел 2. Геометрические методы 72
Раздел 3. Параметрические методы 80
Раздел 4. Алгоритмические методы 99
Раздел 5. Применение методов на примерах сложных объектов 109
Глава III. «Новые тенденции в современном архитектурном проектировании» .118
Раздел 1. Новации в архитектурном проектировании 119
Раздел 2. Родственные сферы деятельности и её проектирование 125
Раздел 3. Опыт архитектурных школ в сфере компьютерного проектирования и рекомендации по развитию методической базы преподавания компьютерного архитектурного проектирования 137
Заключение 175
Библиографический список 181
- Специфика форм в архитектуре, созданной при помощи компьютерных технологий
- Геометрические методы
- Родственные сферы деятельности и её проектирование
- Опыт архитектурных школ в сфере компьютерного проектирования и рекомендации по развитию методической базы преподавания компьютерного архитектурного проектирования
Введение к работе
. Актуальность исследования.
Сегодня процесс архитектурной деятельности претерпевает сильные изменения в связи с развитием компьютерных технологий. В ходе поиска выразительных форм зданий и сооружений архитекторы привлекают весь арсенал современных научных и технических достижений, философских концепций и художественно-стилистических инноваций. Современные информационные технологии взяли на себя роль определяющих в организации процессов практической профессиональной деятельности. Многочисленные компьютерные программы по виртуальному моделированию влияют на процессы проектирования формы архитектурных объектов. Современные архитекторы активно используют возможности информационных технологий (IT) в поиске новых архитектурных форм и, как следствие, вырабатываются новые подходы в проектировании и строительстве. Проектировщики вооружаются новыми инструментами, связанными с новыми возможностями ЭБ-моделирования в построении архитектурных форм. Процесс внедрения информационных технологий и компьютерных устройств в архитектуру произошёл и продолжается столь стремительно и революционно, что до сих пор ещё не произведены анализ и оценка случившегося и его влияние на развитие культуры профессиональной деятельности. Сегодня актуально и целесообразно проследить и оценить путь освоения компьютерных средств и методов в целях взвешенного выбора средств и удобства ориентации в огромном множестве компьютерных программ.
Информационно - технологический взрыв конца 20-го - начала 21-го века предопределил различные направления взаимодействия архитектора с компьютером при решении различных профессиональных задач. С помощью языков программирования и скриптовых интерфейсов, которые в большом количестве предлагаются современными разработчиками в сфере моделирования объектов окружающей среды, в процессы проектирования внедряются автоматизированные процедуры, которые предназначены помочь пользователю достичь искомых решений быстрее и эффективнее. Несмотря на то, что компьютер «не понимает» эстетики, он способен выполнять миллионы созидательных операций и визуализировать результат на каждой операционной стадии. При условии правильного определения задачи проектирования, компьютерные программы способны обрабатывать огромное количество данных и экспортировать адекватные искомому решению результаты. С привлечением компьютерных средств и программ архитектор получает дополнительную возможность расширения сферы формотворчества в аспектах сложности построения, варьирования, модифицирования, трансформации форм и экономии времени их проектирования.
Изученность проблемы и научный контекст исследования.
Вопросам формообразования в современной архитектуре посвящено немало работ отечественных и зарубежных авторов. В первую очередь новые подходы к архитектурному формообразованию характеризуются произошедшей переменой в мышлении архитектора. В значительной степени это было предопределено техническим прогрессом и новыми философскими доктринами, которые позволили обосновать необходимость развития информационно-технологических инноваций и их внедрение практически во все сферы человеческой деятельности1. В частности, философское истолкование представлений о структуре форм и выработка математических теорий её описания опираются на работы Ж.Делёза, предложившего понятие «складки» как отражение идей о самоорганизации материи. Нелинейный способ организации целостности, предложенный Ж.Делёзом и Ф.Гваттари, опирается на идеи о децентрации мира, видении его как хаоса, лишенного порядка, устойчивости и направленности изменений. Эти новые идеи были противопоставлены устоявшемуся понятию «целостности произведения» - ключевому в теории классической композиции, и послужили основой для развития стилистических направлений «деконструкции» в постмодернизме и деконструктивизме.
Важным этапом было переосмысление места и роли человека в окружающем его мире. Философ Ж.Бодрийяр выдвинул тезис о трансформации в эпоху постмодернизма понятия «реальность» в понятие «гиперреальность». Этот термин означает сращивание актуальной реальности (естественного природного и рукотворного мира, созданного человеком) с виртуальной реальностью, в которой осуществляется значительная часть современной жизнедеятельности общества.
Вместе с новейшими информационными технологиями в сознание и обыденную практику людей вошли идеи о «нелинейности» мира. Проникнув в архитектуру, эти идеи послужили основанием для новых подходов в формообразовании и появлению так называемого «нелинейного», «органического» подхода, созвучного современной модели мира как «живого организма», утверждающего эстетику свободно развивающейся формы. Вопросами осмысления проявлений новых теорий и технологий в современном проектировании и новых «нелинейных» (дигитальных, компьютерных) форм в архитектуре занимались И.А.Добрицына, Н.В.Касьянов, Н.А. Рочегова, Е.В. Барчугова, Э.В. Хайман, Г.И. Ревзин, А.А. Асанович, В.А.Юзбашев, Яцюк О.Г. и др.
Эти доктрины представлены такими именами как Ж. Деррида, Ж. Делёз, М. Фуко, Р. Барт, К. Леви-Стросс, Ж. Бодрийяр, Ф. Гваттари, П. Рикер, М. Мерло-Понти.
Систематизированное научное изучение механизма рождения новых концепций и современных методов формообразования в отечественном и зарубежном архитектуроведении имеет свою традицию, и эволюция развития новых идей была отслежена в многочисленных работах отечественных исследователей. Данное диссертационное исследование опирается на теоретические положения, изложенные в работах С.О.Хан-Магомедова, А.И.Каплуна, А.Г.Раппапорта, И.А.Азизяна, А.В.Иконникова, А.В.Рябушина, А.Н.Шукуровой, В.Л.Хайта. Наряду с общетеоретическими работами были привлечены исследования, связанные с поиском «матриц проектного мышления», «проектного языка», разработкой программ «автоматизированных средств проектирования объектов строительства» (АСПОС), «систем автоматизированного проектирования» (САПР), представленные в работах Л.Н.Авдотьина, Л.Д.Бронера, Э.П.Григорьева, А.Э.Гутнова, Н.Н.Ноткина, Е.П. Костогаровой, В.И. Ретинского, А.П.Рома, Д.Н. Яблонского.
Неоавангардные течения, связанные с приходом информационно- технологической эпохи, периода 1970-2000-х годов активно рассматривались западной наукой и архитектурной критикой. Первой и главной опорой такого рода исследований являются труды Ч.Дженкса, Р.Бродбента, Л. Марча и Ф.Стидмана. Большое значение для понимания поворотов инновационной мысли имеют труды П.Эйзенмана, Г.Линна, В. Митчелла, Дж.Кипниса, С.Квинтера, С.Аллена, Б.Чуми, Л. Спайбрука, М.Новака, С.Переллы, С.Бэлмонда, Э.Зенгелиса. Полнота картины требует отметить тесное соприкосновение теоретических обоснований направлений неоавангарда в архитектуре и искусстве на рубеже веков с исследованиями, инициированными технической сферой компьютерного моделирования, осваивающей представления современной математики, инженерии, физики и биологии. В этой области наметилось несколько линий поиска, в частности, развитие компьютерной грамматики формы (В.Митчелл, Дж.Фрейзер, И.Г.Лежава, М.В.Шубенков, К.С.Чу, Х.Лалвани, Ц.Содду). Исследования фокусируются на изучении структурных закономерностей пространственного формообразования архитектурных объектов, определяющих их целостность и возможность существования в качестве архитектурно- пространственных систем. Общие принципы конструирования формы отражены в категориях геометрии и топологии, предусматривающие наличие систем дискретных пространственных элементов, соединённых по определённым правилам.
Таким образом, несмотря на большой интерес к вопросам привлечения информационно-технических достижений в сфере архитектурного формообразования остается невыясненным вопрос о направленности развития и характере методов, наработанных в практике архитектурного проектирования на основе компьютерных технологий. Объем накопленного теоретического материала и постоянное обновление компьютерных технологий в проектной практике и многочисленные образцы компьютерной (дигитальной) архитектуры, имеющие всё большую популярность, могут служить основой для выявления сложившихся закономерностей в сфере информационно-технологических методов проектирования архитектурных форм.
Объектом данного исследования являются информационно- технологические программные средства, применяемые в современном архитектурном проектировании, и обеспечивающие переход проектной и учебной архитектурной деятельности на новый профессиональный уровень.
Предметом исследования являются методы архитектурного проектирования формы, основанные на профессиональных компьютерных программах и технических средствах.
Цель исследования заключается в выявлении новых информационно- технологических методов и особенностей их использования в проектной архитектурной деятельности, связанных с современным компьютерным формообразованием.
В работе выдвинута рабочая гипотеза о том, что современная творческая деятельность архитектора неразрывно связана с информационно-
технологическими средствами и ее результат предопределен характером привлекаемого информационно-технологического инструментария,
представленного методами компьютерного проектирования архитектурных форм.
Исходя из указанной цели исследования, его основными задачами являются:
-
Выявление этапов компьютеризации современной проектной деятельности, качественных изменений в ее инструментарии, а также изучение проблематики, связанной с появлением новой стилистики в архитектурном формообразовании, получившей название «нелинейной» (дигитальной, компьютерной, фрактальной, параметрической архитектуры);
-
Выявление наиболее эффективных методов современного компьютерного формообразования, сложившихся в архитектурном проектировании;
-
Раскрытие существенных характеристик новых методов и сфер их применения в проектировании;
-
Определение возможных направлений использования новых методов компьютерного формообразования в современном проектировании и профессиональном образовании.
Границы исследования определены рассмотрением проектной деятельности архитектора, связанной с формообразованием и привлекаемыми информационно- технологическими ресурсами, обеспечивающими проектирование архитектурных форм. Кроме того, в границы исследования входит изучение формальных характеристик строения современных архитектурных объектов, причисляемых к архитектуре, созданной при помощи компьютерных технологий. Границы
исследования не касаются культурологических и социально-психологических аспектов восприятия архитектуры. На защиту выносятся:
-
теоретическое объяснение революционных изменений, произошедших в современном архитектурном проектировании в связи с развитием информационных и компьютерно-технологических инноваций;
-
информационно-технологические методы проектирования и их роль в архитектурном формообразовании;
-
сформулированные существенные характеристики методов проектирования архитектурных компьютерных форм, заключающиеся в приёмах их создания;
-
рекомендации по использованию определенных компьютерных программ на соответствующих этапах образовательной и практической архитектурной деятельности.
Методологической базой исследования послужили работы в области философских, геометрических и информационно-технологических направлений. В области философских направлений это работы Ж.Бодрийяра, Ж.Дерриды, Ж.Делёза; в области геометрических направлений - работы И.Ш. Шевелёва, Ж. Зейтуна, Р.Х. Зарипова, Шубникова А.В., Копцика В.А.; в области информационно-технологических направлений это работы Г.Линна, Ч. Дженкса, П. Эйзенманна, В. Митчелла, Дж. Фрейзера, И.Г.Лежавы, М.В.Шубенкова, И.А.Добрицыной, Н.В.Касьянова, Н.А. Рочеговой, Е.В. Барчуговой, Л.Н.Авдотьина, Е.П. Костогаровой, Д.Н. Яблонского. Методика работы включает в себя :
-
анализ развития проектной деятельности и выявление перелома, связанного с развитием компьютерных технологий и их вовлечением в проектное производство, повлекшего за собой появление новых методов работы с формой;
-
анализ развития интерфейсов информационно-технологических программных средств и их влияние на способы создания архитектурных форм;
-
выявление характерных особенностей новых методов компьютерного формообразования;
-
предложения по внедрению выявленных методов компьютерного формообразования в современное проектирование и профессиональное образование.
Новизна исследования заключается в:
-
обозначении информационно-компьютерного перелома в проектной деятельности, связанного с развитием компьютерных технологий с начала 1970-х годов по 2000-е годы и их активным вовлечением в архитектурную проектную деятельность;
-
выявлении роли новых информационно-технологических методов в архитектурном формообразовании на основании анализа форм современной
архитектуры, созданных с помощью компьютерных технологий, а также изучения динамики развития компьютерных комплексов и интерфейсов современных профессиональных программ;
-
предложенной модели описания компьютерных форм на основании существенных характеристик IT методов;
-
введении новых терминов, связанных с описанием процессов дигитального формообразования, а именно «геометрические методы», «параметрические методы» и «алгоритмические методы» компьютерного формообразования;
-
раскрытии особенностей процесса внедрения информационно-технологических методов в образовательные программы по проектированию на основе их исследования в архитектурном формообразовании.
Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:
-
результативно использован собранный материал по массиву современной архитектуры, созданной с помощью компьютерных технологий, и его обобщение и выявление закономерностей, связанных с базовыми методами описания архитектурных форм;
-
выявлены сочетания информационно-технологических методов, помогающие сделать процесс создания архитектурных форм максимально эффективным;
-
выявлены основные стадии развития культуры проектного мышления и основные этапы компьютеризации проектного инструментария архитекторов;
-
раскрыты основные точки соприкосновения и расхождения двух сфер деятельности людей, а именно культуры проектного мышления и освоения технического инструментария архитектора;
-
изучены связи процесса компьютеризации проектного процесса в архитектуре с аналогичными процессами в других научных (родственных) сферах, таких как машиностроение, авиастроение, медицина, биология, кинематограф, мультипликация.
Оценка достоверности результатов исследования выявила, что основные теоретические положения работы основаны на:
-
анализе исследований особенностей формообразования архитектурных объектов, причисляемых к «нелинейной» архитектуре, по трем направлениям - философскому, геометрическому и информационно-технологическому;
-
анализе современных примеров архитектуры, созданной при помощи компьютерных средств, и выявлении особенностей развития современной культуры проектного мышления и области освоения технического инструментария архитектора.
Практическая значимость диссертации определяется:
-
предложенным направлением развития методов создания новых форм, а также в определении направлений применения современных компьютерных технологий в архитектурном проектировании и обучении;
-
обозначением рекомендаций по внедрению IT методов в образовательные программы по архитектурному проектированию на основе их исследования в архитектурном формообразовании.
Определены перспективы практического использования выявленных информационно-технологических методов, заключающиеся в:
-
возможности дальнейшего детального усложнения архитектурных форм при использовании выявленных методов компьютерного формообразования;
-
объяснении механизмов интерактивной взаимосвязанности всех этапов компьютеризированного проектирования архитектурных объектов - от эскизирования до сопровождения на этапе строительства и последующей эксплуатации;
-
обосновании возможности целенаправленного формирования алгоритмически изменяемых (трансформирующихся) во времени зданий и сооружений с учетом развития их конструктивной, функциональной и объемно-пространственной систем.
Апробация работы :
Основные положения проведенного исследования получили отражение в публикациях автора в ведущих научных журналах, а также в докладах на научно- практических конференциях НИИТИАГ РААСН, МАРХИ (в 2008-2011 гг.). Структура работы :
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы. Иллюстративная часть содержит 11 планшетов.
Специфика форм в архитектуре, созданной при помощи компьютерных технологий
Самое адекватное объяснение конфликта, наблюдаемого на сегодняшний день в парадигме архитектуры постмодернизма, может предложить, как ни странно, философия. Подтверждением тому могут служить работы Джона Райхмана. Они отнюдь не являются манифестом, призывающим к разработке новых архитектурных организаций, а, скорее, отвечают возникновению множественной комплексности в работах одного отдельно взятого архитектора. Его работы рассматривают, прежде всего, инновации в области организации пространства в контексте куда более широких культурных проблем. Райхман обращается к работам Эйзенмана, что принуждает его пересмотреть концепцию Ле Корбюзье об организации пространства барокко с точки зрения альтернатив, предлагаемых в проекте Парка Ребстока. Главный аспект, который привлек внимание Райхмана, была возможность использования диаграмм катастроф Рене Тома в процессе проектирования.
Несмотря на кажущуюся абсурдность такого предположения, логика катастроф Рене Тома уже нашла свое отражение в проектах таких архитекторов как Карстен Жуль-Кристиансен, Питер Эйзенман, Джеффри Кипнис и Баграм Ширдель в виде формальной техники. Вполне вероятно, что большинство философов и архитекторов уже один этот факт сочтут чем-то близким к катастрофе, однако то, что как минимум несколько известных архитекторов использовали диаграммы Тома в качестве инструмента описания сложностей в организации пространства, подтверждает право такого подхода на существование. Однако комплексность, описанная при помощи диаграмм Тома, в корне отличается от комплексности Вентури или других апологетов деконструктивизма. Геометрия топологии и диаграммы катастроф олицетворяют абсолютно разные по своей природе инструменты. Примененные на единой поверхности или в рамках одной общности, они демонстрируют возможность возникновения системы с открытыми связями. Топология предполагает наличие неких суперструктур с такой поверхностью, которая способна к непрерывным изменениям с точки зрения формы, как наиболее общей характеристики для каждого объекта. В качестве материала принимается некое условное покрытие имеющее способность к почти 100% деформации без повреждения внутренней структуры. Геометрия подобная этой использует вязкость в качестве инструмента стабилизации при воздействии извне. Можно предположить, что, обращаясь к логике и диаграммам катастроф, архитекторы ищут интересные конфликты и противопоставления. Однако, по их собственному мнению, они ищут и находят новые формы баланса и стабильности. Такой интерес к диаграммам Тома также можно объяснить желанием быть причастными к тем событиям, которые невозможно предсказать заранее. Главным новшеством стало геометрическое моделирование множественности одновременно возможных событий в любой отдельно взятый момент времени. Морфогенез Тома связывает, казалось бы, абсолютно независимые события математически обоснованной вероятностью.
У всех этих событий есть одно общее качество - абсолютная невозможность предсказать момент, когда именно произойдет катастрофа. Однако недостаток точности восполняется множественностью вероятностных факторов. Такие диаграммы способны более или менее точно предсказать катастрофы не при помощи точных цифр, а основываясь на целых диапазонах решений. Также как и самые примитивные графики, диаграммы Тома оперируют осями абсцисс и осями ординат на плоскости с двумя шкалами значений. Однако если обычный график предполагает только одну точку пересечения, то многомерная геометрия Тома делает возможным бесконечное количество потенциальных точек пересечения.
Если у французского слова «РН» и существует какая-либо главная характеристика - так это абсолютная невозможность перевести его одним словом ни на один язык мира. Получив свое формальное воплощение в динамической поверхности, для архитектуры данный термин мог бы стать синонимом катастрофы. Однако стоит отметить, что успех архитекторов, обращающихся к теории катастроф, не должен заключаться только лишь в их способности четко выразить ее в форме. Топологическая геометрия и олицетворяемые ею возможные события представляют гибкую систему организации диаметрально противоположных элементов в рамках непрерывных пространств. Стоит отметить, что эти системы отнюдь не однородны, а весьма дифференцированы при помощи диапазонов значений и зон сосуществования. Использованная Эйзенманом при проектировании Парка Ребстока диаграмма полностью пересматривает подход к расположению и совмещению зданий и поверхности. Диаграмма катастроф в проектах Кипниса и Ширделя реализуется в форме двоякого пространства, которое одновременно существует и внутри и за пределами конструкции.
Геометрические методы
Современная архитектура постоянно обращается к высоким технологиям для решения стоящих перед нею задач. Проектирование объектов со сложной геометрией при помощи компьютеров стало обычной практикой для архитекторов, однако такой подход таит в себе сложности при непосредственном изготовлении или строительстве таких объектов. Использование высоких технологий подталкивает архитекторов к проектированию объектов с меньшим количеством углов и большим противопоставлением форм, что, однако требует учитывать уже на стадии проектирования особенности процесса производства или особенности материала изготовления.
Сложность и проблематичность использования стенных элементов из бетона в качестве структурных элементов можно оценить на примере работы архитектора Фрэнка Гери. В его проекте для достижения необходимого эстетического результата архитектор использует не только бетонные элементы, но и заливные формы из пенополеуритана. Такой метод требует не только определенных трудозатрат, но и креативности в подходе. Фрэнк Гэри и Бернар Каше на примере своих работ демонстрируют возможность возведения здания из металла, стекла и бетона, основываясь на компьютерных моделях. Но они не останавливаются на достигнутом и продолжают экспериментировать с еще более провокационными формами. Недостаток системности в современном подходе ощущается не только на примере уже существующих построек, но и в методах эффективного производства. Более сложные вопросы связаны с воплощением дизайна в жизнь - от изготовления прототипов до обратной связи прототипа и модели. Согласно общепринятой практике, оценка дизайна модели и его переработка существовали только в абстракции, однако, такое положение дел нам кажется не совсем верным.
Исследование внутренних взаимосвязей в процессе цифрового производства предполагает пути для декомпозиции (как в рамках цифровой модели, так и на практике) криволинейной формы на составляющие и последующего создания непрерывной комплексной криволинейной системы. При таком подходе необходимо рассматривать проблемные участки всего концепта физической сборки моделей из составных частей. Существует огромное количество сложностей, с которыми может столкнуться архитектор или дизайнер в процессе моделирования отдельных объектов как составляющих одной большой криволинейной структуры, а именно: сам процесс изготовления трехмерных прототипов или выносливость материалов и их комбинирование. Моделирование и трехмерная печать нестандартных криволинейных поверхностей - это сложная задача вообще для любого программного продукта. Данная проблема становится еще более острой для предметов, выходящих за рамки размеров 3D принтера.
Современный процесс проектирования, моделирования и трехмерной печати уникальных форм при помощи обычного программного обеспечения требует больших временных и трудозатрат. Архитекторы и дизайнеры вынуждены, прежде всего, решать проблемы связанные с самим процессом моделирования, нежели чем воплощать идею в непосредственном прототипе.
На сегодняшний день существует множество методов по созданию нелинейных форм при помощи операций компьютерного моделирования. Мне кажется необходимым отметить четыре из них. Первый программный продукт - Standart walls - позволяет производить стандартные блоки с уже имеющимися элементами для соединения. Программа разделяет изначальную форму на элементы одинаковой формы. Каждый прямоугольный элемент печатается в размере 2,5x5 см. Такие прямоугольники, помимо оснащения элементами для крепления, внутри конструкции имеют пустое пространство с обратной стороны для сокращения времени на печать и уменьшения веса всей конструкции. Например, если изначальная форма имеет размеры 20x40 см, то программа сгенерирует 64 одинаковых элемента с возможностью их крепления друг к другу.
Второй программный продукт - Non-Standard Walls - создает нестандартные элементы, используя изначальную форму как прообраз. Результатом является четырехугольнная фигура с элементами крепления и полым пространством на обратной стороне. Инновация данного подхода заключается в том, что программа располагает элементы крепления в зависимости от формы изготовленного блока.
Третий программный продукт - Non-standard Curved Walls. Его особенность заключается в том, что он разделяет изначальную криволинейную форму на нестандартные составляющие (что является более сложным процессом, чем предыдущие два). При создании элемента программа принимает за основу две кривые, затем программа анализирует эти две кривые и достраивает из них форму элемента, используя изгибы кривых для определения его толщины. В конце программа разделяет материал на составные элементы по определенным пользователем направляющим, а затем снабжает каждый элемент конструктивными элементами для крепления.
Четвертый программный продукт - Complex curved Form - использует законы проектирования с целью разделить поверхность на составляющие. Такие формы, по сути, являются полузакрытыми структурами со сложной геометрией.
При использовании современных трехмерных прототипирующих устройств существуют определённые ограничения. Главным ограничением при использовании современных трехмерных принтеров является размер их лотка для печати. Такие принтеры как Zprinter имеют размер лотка 8x8x10 дюймов (20,3x20,3x25,4см) что не позволяет производить монолитные прототипы размером не более 10 дюймов (25,4см) в высоту. Необходимо найти способ печатать модели не только превышающей по размерам величину лотка, но и превышающей размер самого принтера. Это в свою очередь позволит создавать модели разного масштаба, что должно облегчить процесс оценки готового дизайна для архитекторов и дизайнеров.
Родственные сферы деятельности и её проектирование
На конкурсном этапе павильон состоял из 589 неповторяющихся элементов и более 7000 соединений между ними. После некоторой модификации геометрии и плотности профилей это количество соединений удалось снизить до 2400. Силами другого выпускника DRL Марка Форнеса был разработан специальный скрипт, т.е. язык записи генерации архитектурных форм, который автоматически раскладывал модель на развертки и нумеровал каждую деталь, что подтверждает отношение данного объекта к Алгоритмическому методу компьютерного формообразования. С помощью конструкторов из бюро АКТ были придуманы оптимальные узлы крепления панелей между собой (были использованы всего 6 разновидностей резиновых прокладок для всего павильона), а также произведён расчёт всей конструкции в целом. Для проекта потребовалось создать более 200 файлов в программе Rhino, т.е. параметризированиые эскизы вариантов панелей, что относит этот объект также и к Параметрическому методу. Развертки всех деталей в электронном виде были отправлены на производство, где их вырезали и доставляли на стройплощадку. Параллельно из фанеры был вырезан и собран макет в масштабе 1:10, который являлся незаменимым на поляритоны часто называют Ми плазмонами. Энергия возбуждения Ми плазмонов сильно зависит от морфологии поверхности и не зависит от угла падения света и ориентации образца. В связи с тем, что оптические свойства металлических инвертированных опалов определяются в основном лишь верхним слоем, для описания инвертированных опалов с различной морфологией поверхности часто применяют понятие нормированной толщины h, рассчитываемой по формуле: Н = Ъ 5) где h - толщина образца, a D - диаметр микросфер, использующихся для формирования инвертированного опала. Вероятность возбуждения Ми плазмонов увеличивается с ростом глубины сферических пустот. Таким образом, при малых значениях нормированной толщины в спектральных зависимостях от угла падения проявляются лишь моды брэгговских плазмонов, а при h l — преимущественно моды Ми плазмонов. Рассмотрим механизмы возникновения поверхностных плазмон-поляритонов более подробно.
При малых h ( 0,3) инвертированный опал рассматривают как двумерную периодическую решетку, которая может быть задана двумя векторами а и Ь, ориентированными под углом 60 друг к другу и имеющими длину, равную расстоянию между центрами пустот, образующимися после удаления микросфер. На такой поверхности происходит дифракция от цепочек рассеивателей, которые находятся на расстоянии Л = л/з /2 (ma+nb), где тип — целые числа.
Брэгговские плазмоны моделируют, используя приближение слабого рассеивания, а энергию их мод Е {в, і//) определяют из уравнения [ 88 ]: Е(в, у,) = hcyls-J(E) + e-dif )\k0 sin в + qmn \, (6), где ко - волновой вектор падающего света, qmn = 2к/Лтп, d - диэлектрическая константа области над поверхностью и єт(Е) - зависимая от энергии комплексная диэлектрическая константа металла, /(ц/) - функция, которая учитывает ориентацию образца относительно падающего луча света. Таким образом, предполагается, что брэгговские плазмоны возбуждаются при взаимодействии поверхностных плазмонов с дифрагированным светом в различных направлениях. Решениями уравнения (6) являются все разрешенные плазмонные моды, которые могут взаимодействовать с падающим лучом света с волновым вектором ко, дающие для любой длины волны максимум шесть решений для наименьших зон.
Также необходимо отметить и такие технические новинки новейшего времени как 3D сканер и 3D принтер. 3D сканер - это устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его ЗО-модель. ЗО-сканеры, в отличие от всех остальных типов сканеров, работают не с плоским изображением, а с трехмерными оригиналами. Такие сканеры анализируют объект и создают его трехмерную цифровую модель. ЗО-сканеры делятся на два типа по методу сканирования: Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом или Бесконтактный. Неконтактные устройства в свою очередь делятся на пассивные сканеры и активные сканеры. Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи. Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет— легкодоступное окружающее излучение. Полученные методом сканирования ЗО-модели в дальнейшем обрабатываются средствами САПР и, в дальнейшем, могут использоваться для разработки технологии изготовления и инженерных расчётов.
Для вывода ЗО-моделей могут использоваться такие средства, как 3D-монитор и ЗО-принтер. ЗО-принтер— устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной ЗО-модели (рис. 21).
Опыт архитектурных школ в сфере компьютерного проектирования и рекомендации по развитию методической базы преподавания компьютерного архитектурного проектирования
Гиперспецифичность отдельно взятого типа здесь служит инструментом предотвращения морального устаревания стадиона. А сам проект описывает его не только как проект стадиона, но и как свой собственный градостроительный план. Здесь план наглядно представлен не цветными элементами, линиями и площадями этажей, а скорее просто некими направлениями использованиями типа, который включает в себя определение показателей не только типа, но плана в целом.
Если градостроительный план в привычном представлении ориентирован, прежде всего, на однотипность застройки и «читаемость» городского ландшафта, то типологический план направлен на работоспособность глубинных структур градостроительного плана и самого типа. Не следует воспринимать стадион как некую мегаструктуру, которая предназначена для того чтобы быть монолитным объектом архитектуры. Это скорее набор инструкций и направляющих для дальнейшего развития окружающей среды.
Тщательно проработанный и согласованный градостроительный план несёт в себе некоторые недостатки, такие как отсутствие эластичности, узкий взгляд на вещи, недопущение разнообразия. С другой стороны, более свободный в своем подходе генплан рискует навлечь на себя критику за отсутствие должного уровня контроля. Из этого можно сделать вывод, что наилучшим решением будет являться градостроительный план, представляющий собой общую канву городского ландшафта с более-менее четко определенными осями и границами, потому что именно он даст больше всего пространственной и экономической свободы для дальнейшего развития.
Однако, взглянув на шоссе Шейха Зайда в Дубае или район Пудун в Шанхае можно легко понять, что четко определенные участки, имеющие одинаковый доступ к магистралям дают не такую уж большую степень свободы и весьма ограничивают какое либо развитие. На подобных участках основной задачей застройщиков становится извлечение максимальной прибыли, результатом чего становится появление похожих на муравейники многоэтажных отелей или высотных штаб-квартир международных корпораций. Более мелкие компании или частные предприниматели, лишенные необходимых объемов капитала, не могут найти себе места в подобной среде.
Исследования в области регулирования и дифференцирования в проекте Ии Ченг Пана «Сопротивляясь общей империи» ставит под вопрос главный тренд Сингапура - тотальная застройка любого клочка земли высотными зданиями. Район Марина Бэй, отвоеванный у океана был символом новой эры в городском развитии в 1996 году, однако экономический спад 1997 года заставил власти и инвесторов отказаться от далеко идущих планов, что отодвинуло развитие района более чем на целое десятилетие. Однако, в последнее время городские власти решили реанимировать планы застройки района, используя старый генплан, ориентированный опять же на тотальную застройку всей территории высотными зданиями. Подобный подход таит в себе опасность, ибо ставит все развитие в зависимость от состояния мирового рынка, поскольку застройка всего района небоскребами не позволит оперативно реагировать на негативную ситуацию на рынке, если таковая возникнет, вследствие того, что весь план зависит от огромных финансовых инвестиций. Дабы вернуть контроль, проект Пана предлагает пересмотреть сам концепт небоскреба и предлагает дифференцированный план застройки внутри самого многоэтажного типа. Подобный подход высвобождает заметные площади под застройку более мелкими архитектурными типами, что позволит инициировать большее количество частных и публичных партнерств. Таким образом, проект противостоит общей «империализации» города - состоянии, когда все находится под контролем больших международных корпораций с доступом к значительным объемам капитала. Создавая многотипную инфраструктуру с большим количеством затененных публичных пространств (что особенно актуально в условиях тропического климата) проект Пана провоцирует развитие бизнеса среднего и малого масштаба, что неизбежно приведет не только к укреплению, но и к отказоустойчивости городской экономики. Для авторов проекта наилучшим путем улучшить современное состояние и внедрить многотипную инфраструктуру является не отказ от контроля, а наоборот, усиление регулирования со стороны городских властей, но только при условии, что это регулирование будет направлено на поддержание разностороннего развития локации. Проект Йи Ченг Пана олицетворяет приверженность дифференцированному типу в рамках градостроительного плана. Это является залогом многообразия форм и конфигураций, более гибкого подхода к организации публичных и закрытых зон. Проект отвергает подход «один размер для всех задач» и пропагандирует подход, при котором в результате застройки должна быть создана ультра питательная среда для развития малого и среднего бизнеса.
Типологический подход к решению задач означает, прежде всего, работу с группами объектов, что позволяет сохранить и аккумулировать общее знание, накапливаемое внутри типа. Для того, чтобы типологические изменения имели место, нужно, прежде всего, критически подойти к самой идее типа. Однако, системный подход к градостроительному плану прежде всего заставляет задуматься об объединении архитектурных типов как главной движущей силы организации генплана застройки. Типологические исследования, равно как и производство имеет жизненно важный потенциал для городской среды - именно они могут превратить никому не нужный участок земли в ультра дорогое место застройки, место за которое конкуренты будут бороться, предлагая все более и более высокие цены. Именно в этом и заключаются ценности типологического подхода в подобном контексте.
