IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Актуальность. Термин «параметрическая архитектура» на сегодняшний день знает большинство архитекторов мира. Но до сих пор ведется полемика относительно целостности и самостоятельности параметрической архитектуры и возможности выделе- ния ее в отдельный стиль. Существует масса заблуждений относительно значения и сути самого термина «параметризм».

Предмет изучения. Параметрическая архитектура.

Цель. Изучение «параметризма» как явления в современной архитектуре.

Задачи. Понять суть параметрической архитектуры, выявить основные принципы, изучить отрицательную и положительную эвристику параметризма, выявить основные проблемы развития параметризма.

Источниковая база. В связи с малой изученностью данной темы и отсутствием отечественных фундаментальных трудов, в основу были положены исследования зарубежных архитекторов Патрика Шумахера и Захи Хадид. В своей работе мы опирались на опыт российских архитекторов параметристов: Максима Малеина, Сергея Мичурина, Петра Васильева, Эдуарда Хаймана, Александры Болдыревой.

Предпосылки. Развитие параметризма как стиля началось только 15 лет назад. Дело в том, что именно за последние годы цифровая техника стала не просто достижением науки, а неотделимой частью всей нашей жизни.

Основателями данного стиля являются:

Патрик Шумахер

Рисунок 1 – Фотография Патрика Шумахера

Заха Хадид– архитектор, философ, партнёр архитектурного бюро Zaha Hadid Architects, основатель AA Design Research Lab— британский архитектор арабского происхождения. С начала 1980-х гг. в ее мастерской были созданы удивительные для того времени проекты.

Рисунок 2 – Фотография Захи Хадид

Методические основы параметрического моделирования.

Каждый период в архитектуре основан на предыдущем стиле готика, барокко, рококо, модернизм, конструктивизм и другие. Каждый стиль зависит от технологии строительной индустрии того времени.

В процессе развития архитектуры, человек стремится создавать объекты, которые обладают многофункциональными свойствами. Предпочтения отдаются проектам, которые не эстетичны и эксклюзивны, но экономичны и практичны.

Возникает желание создать более новое, уникальное и необычное здание, которое не опирается на общепринятые принципы создания архитектурных сооружений. Приходит понимание, что эти принципы основаны на определенных догмах, существование которых в эпоху постмодерна попросту невозможно.

Архитектор осваивает новый инструментарий: параметрическое моделирование, анимация, мутация и так далее.

Рисунок 3. Здание музея в Бильбао

Одним из примеров нового течения является здание в 1997 году в Бильбао (рис. 3). Изначально проект, имел традиционный вид, но с помощью специальных компьютерных программ он стал технически и экономически выполнимым. С помощью компьютера Ф. Гери создал трехмерную модель будущего шедевра. Уникальную пластичность конструкции образовала не форма отдельных частей каркаса, а их соединение. Каркас музея был спроектирован настолько с высокой точностью, что привычная подгонка элементов при сборке даже не потребовалась! В здании нет типовых деталей, каждая из них уникальна. Внешний облик здания напоминает гигантский металлический цветок с лепестками, в которых расположены анфилады выставочных залов для различных экспозиций.

Фрэнк Гери утверждал в одном из интервью, что «беспорядочность изгибов предназначена для улавливания света». Музей Гуггенхейма — это пространственная фантазия, продукт машинных процессов, которые опередили саму архитектурную форму. Создание данного музея оказало большой сдвиг в мышлении архитекторов и переход к более новой — параметрической архитектуре.

Исследование параметрического проектирования.

Работая в параметрических средах, архитектор перестает видеть конечный объект, он видит лишь алгоритм его создания, суть процессуального мышления.

Конечной целью работы архитектора является достижение полного реализма, когда появится затруднение в определении того что это, реальный объект или нереальный полет человеческих фантазий.

1 2 3

Рисунок 4. 1- Терминал Waterloo в Лондоне (Великобритания) 2 - Культурный центр Гейдара Алиева в Баку (Азербайджан) 3 -Здание-лотос в городе Чанчжоу (Китай)

Все это является главной целью параметрической архитектуры.

Параметрическая архитектура — это уникальный стиль, в котором взаимосвязаны такие понятия как скульптура, математика , архитектура. Параметрическое проектирование в отличие от других стилей имеет взаимосвязь с математикой. Цифровое проектирование должно учитывать соотношение между возводимым зданием, окружением и человеческим факторам.

Это стиль направленный на создание определенной модели, выходящей за рамки простых форм и конструктивных решений.

Данный вид архитектуры приобрел популярность только в последние годы с развитием передовых параметрических дизайнерских систем. Параметризм на данный момент является важнейшим и доминирующим стилем в авангардистской практике, требующий масштабности во всех сферах начиная от архитектуры и дизайна интерьера, до крупномасштабного городского дизайна.

При созданием и проектирование парметрической архитектуры используют новые современные программы, такие как: Grasshopper. Это программа позволит не только параметрически моделировать, но и разрабатывать математические алгоритмы, логические условия, что позволяет найти оптимальное решение задачи в автоматическом режиме, а так же расширяет возможности при создании сложнейших форм и структур.

1 2

Рисунок 5. 1- Шигеру Бан, Центр Помпиду в Метц (Франция) 2 - Заха Хадид, Железнодорожная станция в Инсбруке (Австрия)

Таким образом, архитектор придумывает большое количество связей — в результате их работы появляется форма, и она или выживает, или не выживает. Эта работа по-прежнему связана с конструктивными, эстетическими, функциональными вещами, но важно не только придумать её, но и последовательно описать. Ничего не появляется случайно.

Многие утверждают, что компьютер не может учитывать и понимать потребности пользователей и экологические требования. В будущем параметрическое проектирование достигнет уровня, когда компьютер будет проектировать сам, на основе заданных правил и задач. За каждой машиной сидит человек. Он тот, кто устанавливает параметры, определяющие место, функции и важнейшие человеческие факторы, связанные со строительством.

То есть, по факту, использование параметрических инструментов означает гораздо больше ответственности, а роль архитектора значительно увеличивается, хотя ему не пришлось брать ручку в руку и что-то рисовать.

Рисунок 6, Примеры параметрической архитектуры

Есть два понимания интерактивной архитектуры: обывательский и более

сложный. Если всё моргает, мерцает и везде сенсоры — это не обязательно интерактивная архитектура, а к примеру, интерактивная оболочка или фасад. Непосредственно интерактивная архитектура подразумевает изменяемые пространства, роботизированные экосистемы, материалы, реагирующие на изменение окружающей среды.

Раньше архитектура упиралась в каменные структуры — бетон или стекло. А сейчас появляются пластики, разновидности плёнок, новые возможности использования металлов, которые дают неограниченные возможности работы с формой, функциями и так далее.

Параметрическое проектирование все еще находится на ранней стадии развития, но современные исследования показывают, что в ближайшем будущем оно будет внедрено в реальное проектирование. Развитие новых методов становится фундаментальным условием для будущего успеха. Новый способ проектирования развивается не только благодаря технологии, но также и новому программному обеспечению, которое сделает параметрическое проектирование доступным для архитекторов.

Рисование эскизов планов будет неотделимо связано с точной трехмерной визуализацией. Заказчики будут в состоянии увидеть заказанные ими объекты на ранней стадии проектного процесса. Одновременно в эволюционной архитектуре человеческий фактор станет самым важным. Функциональные ошибки будут невозможны. Однако самое интересное — то, что развитие компьютерной технологии рождает новые архитектурные стили. Инновационный взгляд на проектирование детерминирует свое собственное место в истории. Это создает новые возможности в области искусства, моды, архитектуры и строительной промышленности.

В параметрическом проектировании одной из важнейших проблем является проблема учета человеческого фактора. Цифровое проектирование должно всегда рассматривать отношение между объектом, средой и человеком.

Некоторые утверждают, что компьютер не в состоянии учитывать потребности пользователей и экологические требования. Однако с полным основанием можно утверждать, что в будущем параметрическое проектирование достигнет уровня, где компьютер начнет проектировать себя на основе определенных правил. Но каждой машиной управляет человек, который устанавливает (правильные/неправильные) параметры для определенного местоположения, функций и самых важных человеческих факторов, связанных с объектом проектирования.

Благодаря параметрическим технологиям архитектор может обрабатывать большие объёмы данных и результаты долгих исследований и именно на этой основе определять форму здания. Более того, полученные объекты настолько сложны, что создать их традиционными способами было бы невозможно.

Использование методов параметрики позволяет преодолеть сложности, связанные с обработкой данных и качественно улучшить результаты работы, превратить генплан из статичного объекта в динамический инструмент.

Параметрическое моделирование (параметризация) – это проектирование с использованием параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. Параметризация позволяет за короткое время «проиграть» различные схемы с помощью изменения параметров или геометрических соотношений. Имея возможность закладывать в процесс проектирования бóльшее количество данных и ограничений, можно получить проект, максимально учитывающий многие факторы, сложно увязываемые традиционными методами. Параметрические методы позволяют работать в реальном времени с самыми актуальными данными. Параметрический метод проектирования основан на создании алгоритмов среды с использованием меняющихся параметров. В дальнейшем применение этих алгоритмов позволяет решить множество задач, которые либо не решаемы, либо очень трудоемки при использовании традиционного проектирования.

Параметрический метод проектирования основан на создании алгоритмов среды с использованием меняющихся параметров. В дальнейшем использование этих алгоритмов позволяет решить множество задач, которые либо не решаемы, либо очень трудоемки при традиционном проектировании. Параметрическая модель генерирует проекты, опираясь на знания, которые в нее заложены.

Имея возможность закладывать в процесс проектирования бóльшее количество данных, можно получить проект, максимально учитывающий многие факторы, сложно увязываемые традиционными методами. Результат – умело дифференцированный городской пейзаж, который облегчает навигацию через его закономерную застройку и с помощью архитектурных акцентов, глобальных и местных пространственных свойств.

Мы получаем новый подход к обоснованию предлагаемых проектных решений, исходящих из совокупности социально-экономических, технических, технологических и иных факторов, привязки к местности и исторических характеристик. Включая проверенные временем методики анализа в комплекс алгоритма, мы автоматизируем и, как следствие, ускоряем процесс предпроектных исследований.

Можно настраивать алгоритм таким образом, что он будет учитывать в вычислениях именно те показатели генерального плана, которые необходимы и наиболее актуальны. Комплексные результаты проведенного анализа объединяются и служат основой для последующего обоснования выбора оптимального варианта архитектурно-градостроительного проекта в «проектном ядре» .

Рисунок 7Подход, основанный на использовании в информационной модели города – проектного ядра

Учитывая эти результаты, можно закладывать разнообразные требуемые физические параметры будущей структуры застройки и сопутствующие экономические вычисления.

Подводя итог, можно сказать, что затраты времени, которое тратится на освоение территории традиционными методами и методами параметрической генерации, несопоставимы. Методами параметрики мы можем более качественно прорабатывать гораздо большие площади территорий, при этом рассматривая большое количество разных вариантов сценариев развития города, используя всегда актуальные данные. Спроектировав систему, имеющую возможность к адаптации, просчитывающую все требуемые параметры, мы получим инструмент для гораздо более гибкого и эффективного подхода к работе. Изменяемые требования к архитектурно-пространственной модели городской среды, встроенной в общую информационную систему планирования и управления городским хозяйством, могут стать эффективным инструментом в области теории и практики градостроительства.

Параметризм - крупный новый стиль после модернизма. Этот новы стиль требует масштабности во всех сферах от архитектуры и дизайна интерьера до крупномасштабного городского дизайна. Большой масштаб дизайна и более явно превосходная возможность параметризма ясно сформулировала его программную комплексность.

Потенциал урбанистического параметризма был исследован в трехлетней программе исследований в ААДРЛ -Параметрический Урбанизм – и продемонстрирован в ряде конкурсов выигравшие генеральные планы Архитекторы Заха Хадид.

Рисунок 8 Zaha Hadid Architects. Генеральный план Картал-Пендик, Стамбул, Турция.

Генеральный план Картал-Пендик (рис. 8) подобен ткани. Городская ткань включает и башни и кварталы по периметру. Изображение показывает морфологический диапазон типа квартала по периметру. Кварталы раздроблены на четыре сектора, учитывающие вторичную, пешеходную систему дорожек. В определенных точках пересечения сети кварталировка ассимилируется с системой башен: каждый квартал покрывает один из секторов, чтобы сформировать псевдобашню вокруг точки пересечения сети.

Рисунок 9. Один Северный Генеральный план, Сеть – Ткань – Здания, Сингапур, Заха хадид аркитектс 2001-2003 гг.

Ткань и сеть. Этот генеральный план (рис. 9) для нового смешано-используемого городского делового района в Сингапуре был первым из ряда радикальных генеральных планов, которые приводили к понятию параметрического урбанизма и затем к общему понятию параметризма.

Параметризм как Стиль.Авангардистская архитектура и урбанизм проходят цикл инновационной адаптации – это переоборудование и приспосабливание дисциплины к требованиям социально-экономической эры пост-фордизма. Массовое общество, которое характеризовалось универсальныму стандартом потребления, развилось в чужеродное сообщество большинства, отмеченного образом жизни процветания и дифференцированием карьеры. Архитектура и урбанизм призваны, чтобы организовать и ясно сформулировать возросшую комплексность пост-фордистского общества.

Современная авангардистская архитектура и урбанизм приспосабливается к этому социальному требованию через сильную защиту параметрических методов дизайна. Однако, мы сталкиваемся с новым стилем, а не только с новым набором методов. Методы в вопросах привлечение анимации, моделирования и формообразующих инструментов, так же как и параметрического моделирования и скриптов – внушили этому новому коллективному движению радикально новые цели и ценности. Это привело ко многим новым, системно связанным проблемам дизайна, на которые конкурентно воздействует глобальное сообщество исследователей -дизайнеров. Кроме эстетической узнаваемости именно эта широко распространенная, долгосрочная последовательность отдельных целевых/проблем дизайна оправдывает трактовку этого стиля как эпохального явления. Параметризм - зрелый стиль.

Долгое время внутри архитектурного авангардистского сообщества шел разговор о “непрерывном дифференцировании”, управлении версиями, итеративной и массовой застройке и т.д.

Недавно мы засвидетельствовали ускоренный, масштабный рост виртуозности решений и их исполнения, облегченный сопутствующим развитием параметрических инструментов дизайна и скриптов, которые дают точную формулировку и выполнение запутанных корреляций между элементами и подсистемами. Разделенные понятия, вычислительные методы, формальные репертуары и архитектурные логики, которые характеризуют эту работу, выкристаллизовались в новую твердую главную парадигму для архитектуры.

Параметризм является из творческой эксплуатации параметрических систем дизайна ввиду артикулирования все более и более сложных социальных процессов и учреждений. Параметрические инструменты дизайна не могут замещать это глубокое изменение в стиле от модернизма до параметризма. Об этом свидетельствует факт, что покойные архитекторы-модернисты используют параметрические инструменты такими способами, которые приводят к обслуживанию эстетики модернизма, то есть использование параметрического моделирования, чтобы неприметно поглотить комплексность. параметрист чувствительность выдвигает в противоположном направление и стремится к максимальному акценту на заметном дифференцировании и визуальном увеличении, дифференцирующей логики. Эстетически это - элегантность текучести без шва, родственной естественным системам, которая является признаком параметризма.

Среди новейших архитектурных разработок параметризма можно выделить следующие:

- культурный центр имени Гейдара Алиева по проекту студии Захи Хадид выполнен по всем канонам параметризма. Изогнутая поверхность здания достигает земли и взлетает обратно вверх, образуя волны, которые плавно ложатся на землю и постепенно распрямляются;

- офисное здание Media-ICT, спроектированное студией архитектора Энрика Руис Гели с надувным фасадом. Основная концепция Media-ICT - синтез экологичности и современных технологий. В воздушные камеры треугольной формы вмонтированы датчики освещённости, которые расширяют, либо сжимают камеры, в зависимости от интенсивности солнечного излучения, тем самым регулируя микроклимат и свет внутри помещения. При этом Media-ICT обладает автономным «интеллектом», к примеру, здание не позволит зажечь все лампы в пустом помещении - свет будет загораться только там, где находится человек.

А легкость конструкций позволила сэкономить и сделала это здание еще более экономически выгодным;

- проект кампуса Google, растворяющийся в окружающей среде за счет пластичной светопрозрачной оболочки, трансформируемый благодаря предусмотренным особенностям структуры;

- павильон от ICD и ITKE, повторяющий строение экзоскелета жука, в этой работе были объединены достижения робототехники и биометрики. Модули, из которых собран павильон, состоят из «затканной» волокном стальной рамы. В общей сложности разработка и реализация проекта заняла полтора года, а производство оказалось безотходным

Можно решить, что параметризм включает в себя только создание сложной, пластичной формы. Но он так же дает возможность учитывать восприимчивость формы к изменению климата, человеческому поведению, создавать различные программы для организации рационального и комфортного пространства, позволяет развивать гибкость функций.

Рисунок 10. Принципы проектирования параметрической архитектуры

Выводы.

Параметрическое проектирование все еще находится на ранней стадии развития, но современные исследования показывают, что в ближайшем будущем оно будет внедрено в реальное проектирование. Развитие новых методов становится фундаментальным условием для будущего успеха. Новый способ проектирования развивается не только благодаря технологии, но также и новому программному обеспечению, которое сделает параметрическое проектирование доступным для архитекторов.

Рисование эскизов планов будет неотделимо связано с точной трехмерной визуализацией. Заказчики будут в состоянии увидеть заказанные ими объекты на ранней стадии проектного процесса. Одновременно в эволюционной архитектуре человеческий фактор станет самым важным. Функциональные ошибки будут невозможны. Однако самое интересное — то, что развитие компьютерной технологии рождает новые архитектурные стили. Инновационный взгляд на проектирование детерминирует свое собственное место в истории. Это создает новые возможности в области искусства, моды, архитектуры и строительной промышленности.

В параметрическом проектировании одной из важнейших проблем является проблема учета человеческого фактора. Цифровое проектирование должно всегда рассматривать отношение между объектом, средой и человеком. Некоторые утверждают, что компьютер не в состоянии учитывать потребности пользователей и экологические требования. Однако с полным основанием можно утверждать, что в будущем параметрическое проектирование достигнет уровня, где компьютер начнет проектировать себя на основе определенных правил. Но каждой машиной управляет человек, который устанавливает (правильные/неправильные) параметры для определенного местоположения, функций и самых важных человеческих факторов, связанных с объектом проектирования.

Благодаря параметрическим технологиям архитектор может обрабатывать большие объёмы данных и результаты долгих исследований и именно на этой основе определять форму здания. Более того, полученные объекты настолько сложны, что создать их традиционными способами было бы невозможно.

Список литературы:

1. Гуляницкий Н.Ф. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учебник для вузов. В 5-ти томах. т. 1. История архитектуры. 4-е изд-е., перераб. — М.: ООО «БАСТЕТ», 2007. — 297—304 с.

2. Невлютов М. Башня и лабиринт // Параметрическая архитектура: сайт. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://papardes.blogspot.ru/2013/04/blog-post_8885.html.

3. Хайман Э. LAM Блоги и редакции // Как параметрическая методология меняет работу архитектора: сайт. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.lookatme.ru/mag/people/experience/194585-parametric-architecture.

4. Параметризм – Новый Глобальный Стиль для Архитектуры и Городского Дизайна [Электронный ресурс] // Хитека: Копилка знаний и идей по развитию архитектуры и автоматизации проектирования. – 2011. – URL: http://www.hiteca.ru/2011/10/blog-post_04.html

5. Параметрическая практика – архитектурное радио [Электронный ресурс] // Хитека: Копилка знаний и идей по развитию архитектуры и автоматизации проектирования. – 2010. – URL:http://www.hiteca.ru/2011/03/blog-post_8493.html

6. Цель параметрики [Электронный ресурс] // Хитека Копилка знаний и идей по развитию архитектуры и автоматизации проектирования – 2013. – URL:http://www.hiteca.ru/2013/02/parametrica.html

Код для цитирования: Скопировать