Введение к работе
Актуальность исследования. Архитектурное творчество синтетично по своей природе: согласно Б.Г. Бархину, в основе проектного метода архитектуры лежат методы художника, инженера и ученого. Это затрудняет как его исследование, так и подготовку профессиональных специалистов.
Открытие в 1747 году в Париже первой инженерной школы (Школы мостов и дорог) ввело в норму отделение инженерных специальностей от архитектуры. При этом была нарушена пропорция содержания в ней художественной и рациональной составляющих. Математика, являвшаяся одним из элементов рациональной, относительно формализуемой области архитектуры, оказалась на периферии проектной деятельности. Соответственно, из «архитектурного употребления» был изъят и ряд ее полезных качеств: например, отвлеченность математических моделей, позволяющая абстрагироваться от конкретики архитектуры и получать новое знание или решение задачи на уровне моделирования. В то же время общественное мнение, формирующееся по отношению к архитектуре, постепенно стало оценивать ее как вид искусства, подверженный стихийному, интуитивному и эмоциональному началу.
С одной стороны такое развитие ситуации привело к кризисам в архитектурном образовании, теории и практике, с другой стороны, одновременно начался поиск и выработка новых проектных методов. Производились отдельные попытки вновь ввести формальные элементы в архитектурное творчество с целью его упорядочивания. Но полное переосмысление роли математики архитекторами произошло во второй половине XX в., когда широкое распространение получили междисциплинарные исследования, проводившиеся на основе математического моделирования. Пример других дисциплин привел архитектуру к осознанию продуктивности синтеза конкретного и абстрактного типов мышления. Математика начала трансформироваться в полезный инструмент архитектурного проектирования, дающий возможность увидеть изучаемый предмет под новым углом.
Теоретической базой исследования послужили работы, раскрывающие основные аспекты применения математических методов в архитектуре, посвященные проблемам архитектурного творчества, формообразования и методологии проектирования, публикации, содержащие информацию об истории и теории архитектуры. Также потребовалось введение дополнительного раздела, объединившего в себе литературу, посвященную вопросам эстетики, философии стиля, социологии, структурной лингвистики и методологии математики.
Уровень разработки темы. В настоящее время существует большое количество исследований, касающихся каждой из следующих областей: - изучению математических методов в архитектуре посвящен ряд научных работ, статей, монографий таких авторов, как Авдотьин Л.Н., Буга П.Г., Пронин Е.С., Сазонов В.И., Скуратовский Г.М. и др.
изучению механизмов формообразования и архитектурного творчества посвящены работы Михайленко B.C., Кащенко А.В., Шевелева И.Ш., Лежавы И.Г. и др.;
вопросы методологии проектирования раскрыты в работах Бархина Б.Г., Глазычева В.Л., Кармазин Ю. И., Саркисова С.К. и др.;
вопросы теории и истории архитектуры отражены в работах Иконникова А. В., Фремптона К., Дасса Ф., Жестаза Б., Локтева В.И. и др.
вопросы эстетики, философии стиля, социологии, методологии математики, а также структурной лингвистики нашли отражение в работах Эко У., Делеза Ж., Тоффлера Э., Волковой В.Н., Зайцева В.Ф., Петер Р., Пойа Дж., Буданова В.Г, Налимова В.В. и др.
В результате изучения литературных источников выяснилось, что:
информация о математических методах разрозненна и несистематизирова-на, исключение составляет работа Авдотьина Л.Н., позволяющая в какой-то мере классифицировать задачи градостроительного проектирования и математические методы, применяемые для их решения;
аспекты ассимиляции математического знания архитектурой в источниках не рассматриваются;
- исследования по внедрению математических методов механистичны, и
являются, как правило, проекцией уже готовых методик, разработанных на базе
других наук;
место современных математических методов в архитектурном, и в частности, в учебном, проектировании не определено;
существуют работы, посвященные исследованию взаимодействия архитектуры и философии, а также работы, посвященные внедрению математических методов в архитектуру. Системно триединство взаимодействия не рассматривается.
В настоящее время комплексных исследований по математике в сферах архитектурного образования, теории и практики насчитывается недостаточно. В основном разрабатываются отдельные приемы проектирования на базе одного математического метода. Поэтому введение в архитектурное проектирование комплексной интеграционной модели использования математических методов представляется актуальной задачей.
Целью данной работы является определение места математических методов и моделирования в архитектурном проектировании и разработка теоретической модели их комплексного использования в нем.
Задачи научной работы:
-
На основе обобщения и анализа материала по использованию математических методов в архитектуре разработать классификацию математических моделей в архитектурном проектировании.
-
Определить место математических методов и моделей в современном архитектурном проектировании.
-
Предложить возможную модель интеграции математических методов в архитектурное проектирование на базе триады «архитектура - математика -философия».
Объект исследования: процесс архитектурного проектирования.
Предмет исследования: границы и мотивация использования математических методов и моделей в архитектурном проектировании, обусловленные полицентризмом мышления архитектора, формируемым в процессе обучения архитектурной профессии.
Границы исследования: исследование проведено в рамках архитектурного проектирования конца XX - начала XXI вв.
Методы исследования включают в себя:
лингво-концептуальный анализ математических и архитектурных терминов, употребляемых при обозначении свойств и отношений функций форм и конструкций архитектурного объекта;
систематизация и обобщение материала по математическим методам в архитектуре;
верификация предварительных моделей интеграции математических методов в учебное архитектурное проектирование;
анализ составляющих математического знания, связей между ними, а также связей между учебным архитектурным проектированием и математикой, роль которых по рабочей гипотезе выполняет философия архитектурного творчества;
выявление и обоснование полицентризма мышления архитектора, а также его использование для характеристики модели интеграции;
предложение готовой возможной модели интеграции математических методов в архитектурное проектирование на примере учебного проектирования.
Научная новизна работы. В диссертации разработана модель интеграции математических методов и моделей в архитектурное проектирование на базе полицентрического подхода к архитектурному проектированию. Научную новизну составляют:
выявление глубинных аналогий и различий между математикой и архитектурой с учетом специфики конкретного и абстрактного типов мышления архитекторов и математиков;
комплексное обобщение и систематизация материалов по использованию математических методов и моделей в архитектуре;
выявление устойчивой области взаимодействия архитектуры и математики, которую условно можно назвать «архитектурная математика», и ее структуры;
определение предпосылок использования математических методов и моделей в архитектурном проектировании, в т. ч. в образовании, и их места в нем;
системная разработка триады «архитектура - математика - философия», выступающая в роли базиса для комплексной модели интеграции математических методов и моделей в архитектурное проектирование;
разработка модели интеграции математических методов в архитектурное проектирование.
Практическая ценность исследования заключается в том, что предложенная в диссертации модель интеграции математических методов в архитектурное проектирование может быть учтена преподавателями архитектурного
проектирования при обучении студентов архитектурных вузов, а также курсах повышения квалификации. Определение места математических и философских методов в архитектурном проектировании, в частности в учебном, дает основу для дальнейших разработок по координации между собой дисциплин, соприкасающихся с учебным архитектурным проектированием. В этом отношении данная работа представляет собой вклад в методику обучения. Как попытка сведения воедино разрозненной информации о математических методах в архитектуре, а также обоснования полицентризма мышления архитектора, работа является вкладом в архитектурную науку и образование. На защиту выносится:
описание процесса ассимиляции математического знания архитектурой;
принципы формирования классификации математических моделей в архитектуре;
комплексная модель интеграции математики в архитектуру, учитывающая триаду «архитектура-математика-философия».
Апробация работы. С научными докладами, раскрывающими основные результаты работы, автор принимала участие:
в межвузовской конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы архитектуры и дизайна», проходившей в апреле 2005 г. в УралГАХА;
в региональной молодежной конференции «Проблемы теоретической и прикладной математики» 2006 г.;
в межвузовской конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы архитектуры и дизайна», проходившей в апреле 2006 г. в УралГАХА;
II научно-практической конференции «Проблемы и методика преподавания естественно-научных и математических дисциплин» 2006 г.;
- международной конференции «Архитектурное образование на перепутье:
выбор траекторий» 2007 г По данной теме автором сделано 9 научных публи
каций в различных изданиях.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 80 наименований, двух приложений, 36 иллюстраций, изложена на 132 страницах.
