Theory of architecture

SYSTEMS APPROACH TO SCHOOL BUILDING DESIGN

УДК: 727.1.001.63
Шифр научной специальности: 38.712

Abstract

Архитектура школьных зданий в настоящее время находится в процессепоиска новых подходов к проектированию. Разработка теоретико-прикладных основ формирования школы нового типа, обеспечивающей устойчивость и эффективность образовательного процесса в постиндустриальных условиях развития российского общества, должна осуществляться на основе современных подходов устойчивого развития [1].

Новая модель образования третьего тысячелетия должна удовлетворять потребности нынешних и будущих поколений человечества, поставившего перед собой цель выживания и сохранения окружающей природной среды. Образование для устойчивого развития должно иметь инновационно-опережающий характер, который будет интегрировать в единую систему экономическое, социально-гуманитарное, экологическое и другие направления образовательного процесса, внедрение которых должно осуществляться в зданий демонстрирующем такие подходы [2].

Для поиска новых инновационных приемов и методов исследования архитектуры школы необходимо отойти от линейной теории мышления. Под термином «школа» мы будем понимать не только архитектурный объем. Школа, с позиций системного подхода, это динамическое единство архитектурного объема школьного здания, процессов, происходящих в нем и участников процесса (ученики, педагоги, родители, воспитатели, обслуга). Чтобы архитектура школьного здания была устойчивой в своем развитии она должна адекватно реагировать на процессы, происходящие в ней и в окружающем пространстве. Следовательно, отталкиваясь от тезиса что «школа» это сложная система с множеством прямых и обратных связей, необходимо приступать к исследованию сложных систем на основе синергетической теории мышления. Эволюция сложных систем,отражающая переход системы в качественно иное состояние, и уровень ее стабильности может быть охарактеризована с помощью теории бифуркации. «Чем сложнее система, тем более многочисленны типы флуктуаций, угрожающих ее устойчивости. Но в сложных системах существуют связи между различными частями. От исхода конкуренции между устойчивостью, обеспечивающейся связью, и неустойчивостью из-за флуктуаций зависит порог устойчивости системы» [3].

Системность предполагает структурную упорядоченность подсистем разного уровня, между которыми существуют множественные связи. Современная концепция эволюции школьной архитектуры, предполагает динамизм и развитие. «В процессе развития системы действуют два взаимно противоположных механизма: объединение элементов системы и ее разделение (фракционирование)» [3].

Основываясь на системном подходе, условно разделяем систему школы на подсистемы: материальную составляющую здание школы, и подсистему процессов, в которой участвуют субъекты. Выделяем слои материальной составляющей системы. К ним относятся: несущие элементы, ограждающие элементы, вертикальные коммуникации, инженерные сети, мебель и инфраструктура. Субъективная составляющая системы также разделяется на слои, такие как: обучающие программы, учащиеся, педагоги, родители, воспитатели, волонтеры. Для реализации программы устойчивого развития системы слои должны иметь определенную степень свободы и автономности при функционировании системы в целом. Каждый из слоев должен иметь возможность функционировать самостоятельно, не нарушая целостности всей системы. Это дает возможность корректировать, доращивать или уменьшать каждый из слоев в процессе функционирования системы.

Первая составляющая системы это материальная составляющая-здание школы. В настоящее время именно она как наиболее консервативная и трудно адаптируемая к изменениям тормозит развитие системы в целом. Существующие подходы к проектированию этой подсистемы необходимо пересмотреть с позиций того, какие из элементов системы менее долговечны или требуют постоянного апгрейда. Основываясь на концепции «открытого здания», предложенной Дж. Н. Хабракеном, которая позволяет индивидуализировать типовые решения в зависимости от изменения потребностей в пространственном развитии, необходимо разделить объемно-пространственную структуру на слои. У Хабракена это «поддержки» (supports)- универсальный несущий каркас здания и встраиваемое, монтируемое по индивидуальному проекту «заполнение» (unfill)- ограждающие конструкции, перегородки, инженерное заполнение [4].

В школьном здании из выделенных слоев наиболее долговечным, не требующим достаточно частых перестроек и демонтажа, являются несущий каркас здания и вертикальные коммуникации. Наиболее изменчивыми, подверженными новым технологическим разработкам, являются следующие слои: это ограждающие конструкции, перегородки, техническое оснащение. К техническому оснащению следует отнести искусственное освещение, водопровод, канализация, отопление, вентиляция, сети интернет, системы климат контроля.

Пространственная модель здания будет устойчива в своем развитии, если при проектировании следовать стратегии разделения конструктивных элементов по сроку службы. В пространственном решении закрепляются так называемые «якоря»  элементы несущего конструктивного каркаса и вертикальные коммуникации, как наиболее устойчивая и долговечная часть здания, оставляя возможную свободу выбора в дальнейшем определении формы и размеров внутренних помещений - классных комнат, лабораторий, кабинетов, а также в подборе систем ограждающих конструкций, технических систем сетей жизнеобеспечения (рис.1).

Рис.1. Составляющие системы и слои, из которых они состоят

Наиболее оптимальным решением будет конструктивное объединение конструктивного остова и систем коммуникаций в одних каналах с возможностью доступа к последним. Конструктивный остов с широким шагом опор и системы коммуникаций, в том числе и вертикальные (лестнично-лифтовые узлы, вентиляционные шахты, электрические и информационные вводы) закрепляются неподвижно и компактно в пространстве в виде якорных узлов. Они определяют композицию объемно-пространственного решения. Изменчивые элементы материальной составляющей, такие как перегородки, технические системы (разводка водопровода, канализации, электричества, подачи тепла) и информационные системы (подключения компьютеров и wi-fi) должны иметь возможность пространственного перемещения и трансформации в зависимости от изменений в педагогических технологиях, возможностей информационного и технологического обеспечения. При этом конструктивный остов не должен страдатьи изменятся.

Вторая составляющая системы это подсистема процессов, происходящих в школе. Это, в целом, наиболее подвижная и подверженная изменениям подсистема. В отличие от материальной подсистемы, подсистема процессов субъективна, спонтанна и менее предсказуема. Процессы подвижны, участники процессов находятся в постоянной ротации, требования к совершенствованию процессов растут значительно быстрее, чем происходит апгрейд здания. Все процессы, происходящие в школьном здании, также условно можно разделить на две группы - постоянные и изменяемые (спонтанные). К постоянным,наиболее консервативным относятся все жизненно важные процессы, связанные с физиологическими, природно-климатическими характеристиками региона и человека. Все, что связано с технологией образовательного и воспитательного процесса, может и должно постоянно обновляться и совершенствоваться. Для того чтобы система в целом развивалась устойчиво, параметры здания и, соответственно, размеры и форма помещений должны меняться в зависимости от смены требований образовательных процессов. Значит, архитектура здания должна быть адаптивна (flexibiliteit), и это требование необходимо закладывать в проектном решении. Для этого, разделив процессы на слои, следует выделить «якорные» (постоянные) слои процессов, и зафиксировать их местоположение в проектном решении, оставив определенную степень свободы для слоев не постоянных, развивающихся спонтанно.

Третья подсистема участников процесса также состоит из обязательных или базовых характеристик и спонтанных, изменчивых. В субъективной составляющей системы к «якорным» слоям следует отнести физические и физиологические параметры участников процесса. К ним относятся:антропометрические характеристики детей и взрослых, потребности в чистом воздухе, воде, санитарно-гигиеническом оборудовании, достаточном количестве солнечного света и тепла; возможности свободно передвигаться в пространстве, общаться, играть, слышать друг друга и разговаривать. Эти физиологические и физические характеристики человека постоянны, зафиксированы санитарными нормами и должны быть реализованы в проекте здания школы. Но проектное решение устойчиво развивающегося школьного здания должно реагировать на изменение числа и контингента участников процесса. В проектное решениезакладывается возможность расширения и достраивания архитектурного объема, а также использование здания школы в качестве общественного центра района.

Пространственное закрепление процессов, происходящих в школе, требует дифференцированного подхода. Чем мобильнее использование одних и тех же пространств, тем эффективнее использование строительного объема, соответственно, устойчивее его развитие. Подход к проектированию пространств разного назначения, должен быть различным. Для школьного здания можно выделить следующие группы пространств, в которые можно объединить однородные процессы.

Обучающие пространства (ОП) – пространства, в которых непосредственно идет процесс обучения или базовая подготовка. К этим пространствам можно отнести: аудитории (А) классического типа –оборудованные только столами стульями; лаборатории (Л) – места для занятий, требующие специального оборудования, аппаратуры, средового наполнения, например, «чистая комната», теплица, записывающая студия, химическая лаборатория и подобное; мастерские (М) – места для занятий без определенного назначения, имеющие хорошую звукоизоляцию, но визуально доступные для просмотра через стеклянные окна или витражи, легко трансформируемые.

Коммуникационные пространства (КП) – сеть мест, в которых школьники могут общаться друг с другом, родителями, друзьями, учителями. Атриумы, рекреации - места для отдыха и релаксации, возможно объединение с зимними садами, галереями и холлами, наполненными мебелью для отдыха и игр. Должны совпадать с коммуникационной сетью (кафе или бар как место соединения коммуникационной и инфраструктурной сетей).

Локальные зоны (ЛОК) – места для уединения, индивидуальных занятий или приватных встреч должны быть разделены и автономны для старших, средних, и младших школьников.

Социальные зоны (СОЦ) – сеть мест, в которых могут происходить спонтанные или запланированные школьные события – выборы, дебаты, перформансы и т.д. Это могут быть форумы, атриумы, подиумы, залы, пригодные для собраний разного размера.

Порталы (П) – места для входа людей. Для разных возрастных категорий школьников должны быть отдельные входы. Они максимально прозрачны и соответствуют требованиям безопасности школы. Лестницы и пандусы - вертикальные коммуникации всех типов - эвакуационные незадымляемые и открытые. Вестибюли должны оборудоваться индивидуальными шкафчиками для хранения вещей.

Инфраструктурная сеть (ИС) – сеть мест, обеспечивающих жизнедеятельность школы и работающих не только в режиме школьных занятий, но и во внеурочное время – кафе или столовые. В целом, это места для питания, включая автоматы по продаже фастфуда, кофе, чая, напитков, фруктов. Туалеты, гардеробы, места для хранения, как личных вещей, так и школьного имущества.

Физкультурно-оздоровительные пространства (ФОП) – места, где школьники могут заниматься фитнесом, активно отдыхать, тренироваться. Спортивный зал –специально оборудованное пространство для занятий на снарядах и тренажерах. Бассейн – место для плавания. Открытые площадки – специально оборудованные места для занятий спортом на открытом воздухе.

Театрально-пластические пространства (ТПП). Балетные и танцевальные залы – места для занятий пластическими видами искусства. Актовый или театральный залы, где дети и взрослые могут общаться и обмениваться своими талантами и умениями.

Информационная сеть (ИНФ) – повсеместный доступ к информации. Библиотека с возможностью доступа к электрическим розеткам, беспроводному интернету (wi-fi), печатным технологиям. Места входа в информационную систему, оборудованные аудио- и видеоинформационными панелями оповещения о событиях школы, учебных планах, текущих проектах, результатах обучения. Информационная и инфраструктурная сети новой школы должна быть оснащена новейшими энерго- и ресурсосберегающими технологиями, которые должны быть доступны для изучения и ознакомления школьниками. Это могут быть ветряные генераторы тока, водосборные и водоочистительные системы, системы вентиляции и излучающего обогрева школьного здания, солнечные батареи. Таким образом, школьники знакомятся с энергопассивными зданиями не только по учебникам, но и на реальных примерах функционирующего оборудования.

В проектном решении устойчивого школьного здания следует выделить следующие «якорные» пространства: инфраструктурная сеть (ИС), порталы (П), коммуникационные пространства (КП). Они определяют композицию всего здания, и закрепляются в проекте неподвижно, к ним пристыковываются все остальные пространства, которые могут менять свою конфигурацию, размеры, местоположение в зависимости от педагогических технологий, вместимости школы, климатической зоны, уровня школы.

При проектировании и строительстве здания, основанного на принципах устойчивого развития, одним из важнейших требований является не только соответствие стандартам экологичности и энергоэффективности сегодняшнего дня, но и ближайшего будущего, а также возможностям безотходной утилизации морально устаревшего здания. Наряду с энергетической оптимизацией понятие устойчивое развитие предполагает, и широкий спектр экологических мер, таких как: хорошо обдуманный выбор материалов и строительных технологий, вторичное использование материалов, сокращение «серой энергии», бережное обхождение с ресурсами и водным балансом, демонтаж не пропускающих воду материалов на окружающей территории, применение возобновляемых источников энергии. Использование системного подхода в разработке теоретических моделей школьного здания нового типа позволяет облегчить проектирование гибкого и адаптивного здания, моральное старение которого приближается к срокам его физического износа.

References

1. Президентская инициатива «Наша новая школа» [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.kreml.org/topics/198294691 

2. ОСЭКО – образование для устойчивого развития [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.ustoichivo.ru/biblio/view/150.html, http://www.cs-network.ru/projects/ 

3. Бабич В.Н., Кремлев А.Г., Холодова Л.П. Программы логики самоорганизации форм и их мутации // Бабич В.Н., Кремлев А.Г., Холодова Л.П. // Архитектон: известия вузов. – 2011. –№33. – Режим доступа: http://archvuz.ru/en/2011_1/1 

4. Habraken N. J. Flexible Housing; Design for flexibility / N. J. Habraken, T. Schneider, J. Till // The Architectural Press – UK, 2007

Citation link

Anisimov V.Yu. SYSTEMS APPROACH TO SCHOOL BUILDING DESIGN [Online] //Architecton: Proceedings of Higher Education. – 2012. – №2(38). – URL: http://archvuz.ru/en/2012_2/7 

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons "Attrubution-ShareALike" ("Атрибуция - на тех же условиях"). 4.0 Всемирная