Theory of architecture

Matrix analysis of the structure and spatial organization of eco-urban arable farming centers

УДК: 725.9
Шифр научной специальности: 2.1.12
DOI: 10.47055/19904126_2025_3(91)_3

Abstract

Введение

Современные процессы урбанизации, в том числе в условиях климатических и социально-экономических трансформаций, актуализируют поиск устойчивых архитектурно-градостроительных решений, способствующих улучшению качества городской среды и экономическому самообеспечению населения городских территорий. Одним из таких решений становится внедрение экоурбанистических агропрактик в структуру города. Центры экоурбанистического земледелия как тип общественно-производственных объектов, не только восполняют локальные продовольственные ресурсы, но и формируют новые типы общественных пространств с выраженной экологической и культурной идентичностью [1, 2].

Интеграция аграрной функции в структуру города, согласно концепциям устойчивого и самообеспечивающегося урбанизма, позволяет рассматривать сельскохозяйственные объекты как элементы системного устройства городской среды, формируя «третье пространство» – на пересечении общественной, производственной и природной сфер [3, 6, 9]. Особенно значима такая трансформация для территорий, утративших промышленные функции, либо для малых и средних городов, нуждающихся в стратегическом обновлении [4, 5].

В условиях нарастающих глобальных вызовов – климатических, ресурсных, продовольственных и демографических – агроурбанистические центры становятся ядрами новой городской парадигмы, сочетающей функции местного производства, рекреации и просвещения [8, 10, 11]. Их пространственная организация требует тщательного анализа и системной типологизации.

Цель данного исследования – выявление структурных и планировочных моделей центров экоурбанистического земледелия на основе матричного анализа, позволяющего выявить зависимости между типами агропроизводства, пространственными конфигурациями, градостроительными условиями и экологическим потенциалом.

Материалы и методы исследования. В рамках данного исследования использован качественный сравнительно-типологический анализ реализованных и проектных объектов в сфере экоурбанистического земледелия (ЦЭУЗ) с целью выявления ключевых архитектурных принципов и закономерностей их пространственно-планировочной организации.

Методология опирается на междисциплинарный подход, сочетающий элементы архитектурной аналитики, устойчивого проектирования, социальной урбанистики и экологического дизайна [7].

Исследование опиралось на двадцать объектов, отобранных по ряду критериев:

1) локализация в условиях городской среды (метрополии, пригородные зоны, реконструкция существующих территорий);
2) архитектурная значимость и инновационность в решении пространственной организации;
3) применение экологически устойчивых технологий и материалов;
4) социальная и образовательная направленность проекта;
5) многофункциональность программной структуры объекта;
6) публикации и проектная документация в профессиональных архитектурных источниках.

Анализ проводился по семи основным критериям:

1) пространственная интеграция объекта в городскую ткань;
2) функционально-типологическая направленность;
3) объемно-планировочный характер застройки;
4) размер здания
5) архитектурное фасадное решение;
6) целевая аудитория;
7) функциональная программа.

Для систематизации и анализа данных были использованы следующие методы:

1) типологическая классификация – выявление повторяющихся проектных и функциональных решений;
2) кейс-анализ – детальное изучение каждого объекта с акцентом на инновационные решения;
3) контекстуальный анализ – оценка интеграции объекта в городскую среду, взаимодействие с инфраструктурой и сообществами;
4) контент-анализ проектной документации, публикаций в профессиональных изданиях, архитектурных каталогов, интервью с архитекторами и экспертами.

Кроме того, для наглядной систематизации результатов была составлена сводная таблица принципов проектирования, отражающая характеристики и архитектурные решения в каждом кейсе (табл. 1).

Таблица 1. Анализ аналогов ЦЭУЗ

Такой подход позволил вычленить устойчивые проектные стратегии, на основе которых возможно формирование архитектурной модели ЦЭУЗ как самостоятельного инфраструктурного типа в условиях устойчивого города.

Оценка критериев и характеристик объектов проводилась с использованием аналитической матрицы, основанной на количественной шкале от 0 до 100. В данной системе максимальное значение («100») обозначает полное соответствие исследуемому критерию, минимальное («0») – его отсутствие или неудовлетворительный результат. Полученные данные визуализируются в формате закрашенной окружности: зеленый цвет символизирует высокий уровень соответствия, желтый – частичное соответствие, красный – критическое несоответствие.

Результаты и обсуждение. Анализ двадцати реализованных и проектируемых центров экоурбанистического земледелия (ЦЭУЗ) в различных странах (Южная Корея, Германия, Эстония, Китай, США, Франция, Россия и др.) позволил выявить устойчивую совокупность проектных принципов, определяющих архитектурное формообразование и пространственную организацию подобных объектов. Выявленные принципы включают: интеграцию в городскую среду, многофункциональность, экотехнологичность, биофильность, гибкость архитектурной типологии, а также общественную репрезентативность. Рассмотрим каждый из них подробнее.

1. Интеграция в городскую среду. Одной из наиболее ярких тенденций, прослеженных в большинстве кейсов, является стремление к пространственной интеграции ЦЭУЗ в существующую городскую ткань. Это позволяет минимизировать использование новых территорий, актуализирует потенциал уже застроенных участков и укрепляет функциональные связи с городской инфраструктурой. Среди реализованных решений преобладают проекты, размещенные на крышах (KIST Smart U-Farm, Сеул), в дворовых пространствах и на территории бывших промышленных зон (La Cité Maraîchère, Роменвиль, Франция), а также надстройки к существующим зданиям (теплица на крыше административного здания в Оберхаузене, Германия). Такие подходы не только обеспечивают экономию ресурсов, но и соответствуют принципам устойчивого и компактного города, предполагающего «мягкую» реновацию городской среды без расширения урбанизированной территории. Более того, подобные объекты часто становятся катализаторами реновации окружающих пространств и вовлекают в экосистему соседние общественные, образовательные и жилые функции.

2. Многофункциональность и социальная инклюзивность. Практически все изученные объекты обладают выраженной многофункциональностью. Помимо основной агропроизводственной функции (чаще всего тепличное или вертикальное земледелие), они включают образовательные, рекреационные и общественные компоненты. Так, проект Тартуский Дом Природы (Эстония) совмещает функции экологического просвещения, досуга и местного аграрного производства, что формирует целостное пространство экологической коммуникации. В проекте SPARK (Сингапур) здание включает зону вертикального фермерства, демонстрационные модули, кафе и образовательный центр, ориентированный как на школьников, так и на взрослых.

Эта многофункциональность позволяет воспринимать ЦЭУЗ не как специализированные объекты с узким функциональным спектром, а как гибридные пространства нового типа, сочетающие производство, образование и культуру в единой архитектурной оболочке. Это, в свою очередь, способствует повышению общественной вовлеченности, а также распространению экологически ответственного поведения в повседневной жизни горожан.

3. Экотехнологичность и ресурсная устойчивость. Особое внимание в проектировании ЦЭУЗ уделяется внедрению экологически устойчивых технологий. В числе наиболее часто встречающихся решений – использование возобновляемых источников энергии (солнечные панели, ветровые турбины), системы сбора и фильтрации дождевой воды, пассивные стратегии энергосбережения (ориентация по солнцу, естественная вентиляция и освещение), а также применение местных и переработанных строительных материалов (древесина, глинобит, кирпич из строительных отходов и др.).

Ярким примером служит SPark* в Денвере (США), где архитекторы из студии Tres Birds интегрировали тепличную зону, не требующую искусственного освещения, солнечные батареи, а также применили вторично использованные строительные материалы. В Центре альтернативных технологий (CAT, Великобритания) проект реализует принципы замкнутого ресурсного цикла, включая автономные системы жизнеобеспечения и повторное использование всех потоков ЦЭУЗ-площадки не только для выращивания пищи, но и для демонстрации инновационных экологических технологий, повышающих осведомленность граждан об устойчивых практиках и снижающих углеродный след городской среды.

4. Биофильный подход к формообразованию. Биофильный дизайн, направленный на воссоздание и укрепление связей человека с природой, проявляется в архитектуре ЦЭУЗ через широкое использование природных форм, обильного озеленения и материалов с тактильной и визуальной природной фактурой. В Центре экологического образования Танцзяхэ (Китай) применены архитектурные решения, имитирующие ландшафтную эрозию: здание визуально «врастает» в рельеф, создавая плавный переход между природой и архитектурой. Принципы биофилии выражаются также в планировке: помещения часто ориентированы на зеленые дворы, включают в себя живые фасады, озелененные кровли и внутренние дворы. Такие приемы улучшают микроклимат и повышают энергоэффективность, способствуют эмоциональному благополучию пользователей, формируя позитивный психологический фон и устойчивую поведенческую мотивацию.

5. Гибкость архитектурной типологии и трансформируемость. Многие ЦЭУЗ проектируются с расчетом на возможность изменения функционального назначения, масштабирования или сезонного использования. Типологически они часто представляют собой модульные или павильонные структуры, что позволяет адаптировать здания под разные сценарии. Так, павильоны TaipeiFloraExpo строились как временные конструкции, но после выставки были трансформированы в образовательные аграрные лаборатории. В США и Мексике все чаще используются сборно-разборные тепличные модули, адаптируемые к различным климатическим условиям.

6. Общественная репрезентативность и культурная значимость. ЦЭУЗ становятся важными общественными и символическими пространствами, выполняющими не только утилитарную, но и представительскую функцию. Они формируют новые точки притяжения в городе, обеспечивая социальную интеграцию и вовлечение различных групп населения – от школьников до пенсионеров. Пример Maggie’sCentre (Великобритания), где аграрные и ландшафтные элементы становятся основой для терапевтической и образовательной работы, подтверждает важность культурного и эмоционального контекста в проектировании таких объектов.

Выявленные проектные принципы – интеграция, многофункциональность, устойчивость, биофилия, гибкость и общественная вовлеченность – формируют теоретическую и практическую основу для дальнейшего развития ЦЭУЗ как новых типов архитектурной инфраструктуры устойчивого города. Реализация таких проектов способствует не только решению задач продовольственной автономии, но и развитию экологического мышления, трансформации социальной ткани и переосмыслению роли архитектуры в условиях климатических и экономических вызовов XXI в.

Модель размещения центров экоурбанистического земледелия (ЦЭУЗ) представляет собой инструмент пространственно-функционального планирования, ориентированный на системную интеграцию аграрных практик в различные типы городской среды. Модель базируется на принципе корреляции между типологией урбанизированных участков (функциональное зонирование, морфология застройки, инфраструктурная насыщенность, экологическое состояние) и соответствующими формами ЦЭУЗ, дифференцированными по масштабам, функциональному наполнению и архитектурной конфигурации.

Каждая ячейка матрицы (табл. 2) содержит оптимальные формы реализации ЦЭУЗ с учетом градостроительного контекста, социального запроса и экологического потенциала территории. На пересечении строки и столбца указывается оценка потенциала размещения данного типа центра в данной зоне. Система обозначений построена по трехуровневой шкале, отражающей степень адаптированности формата ЦЭУЗ к условиям конкретной зоны:  ˅□ – полное соответствие: тип ЦЭУЗ оптимально интегрируется в данную зону, соответствует градостроительным условиям и функциональному запросу;  ○ – частичное соответствие: размещение возможно при условии адаптации архитектурных решений, функциональной программы или технических параметров; × – критическое несоответствие: размещение затруднено или нецелесообразно по экологическим, инфраструктурным, социальным или регламентным причинам.

Таблица 2. Матричная модель размещения ЦЭУЗ в структуре города

Функциональная схема пространственной организации ЦЭУЗ

Функциональная организация центра экоурбанистического земледелия предполагает многослойную, иерархически структурированную систему пространств, обеспечивающих взаимосвязь между агропроизводственными, общественными, образовательными, рекреационными и инженерными компонентами. Схема опирается на принципы гибкости, открытости, модульности и биофильности (см. рисунок).

Рис. Функциональная схема ЦЭУЗ

Базовые функциональные зоны ЦЭУЗ:

1. Агропроизводственная зона. Закрытые тепличные пространства (в том числе вертикальные); открытые огородные участки и садово-ягодные насаждения; зоны переработки и упаковки продукции; складские и технические помещения.

2. Образовательно-демонстрационная зона. Классы, лекционные модули, лаборатории; демонстрационные посадки, экспериментальные грядки; мультимедийные и выставочные пространства (интерактивные панели, VR-просмотр процессов и т. д.).

3. Общественная зона. Пространства коллективного участия (волонтерские огороды, общие грядки); кафе, экомаркеты, пункты обмена продукцией; многофункциональные залы для воркшопов, мероприятий, лекций. Информационный центр (читальный зал, библиотека, коворкинг.)

4. Рекреационно-зеленая зона. Ландшафтные парковые фрагменты с биоразнообразием; зоны отдыха с малыми архитектурными формами; природно-игровые и терапевтические пространства.

5. Инженерная инфраструктура. Системы сбора и повторного использования дождевой воды; энергетические модули (солнечные панели, тепловые насосы); компостные и биоочистные установки; транспортно-логистический узел (входы, погрузка, вело- и пешая доступность).

Заключение

Проведенное исследование подтвердило высокую степень актуальности и перспективность внедрения центров экоурбанистического земледелия (ЦЭУЗ) как элемента устойчивого развития городской среды. На фоне глобальных трансформаций – экологических, климатических, демографических и социально-экономических – возрастает необходимость переосмысления градостроительной парадигмы, в которой архитектура и городское планирование призваны обеспечивать не только комфорт и функциональность городской жизни, но и устойчивое взаимодействие между природными, общественными и производственными системами. В этом контексте ЦЭУЗ выступают в качестве нового типа общественно-производственного пространства, обеспечивающего многофункциональное наполнение и интеграцию аграрных практик в структуру города.

Матричный метод анализа, положенный в основу исследования, позволил структурировать разнообразный эмпирический материал, выделить повторяющиеся типологические решения, оценить степень соответствия реализованных проектов ключевым критериям устойчивого проектирования. Сформированы обобщенные принципы пространственной организации ЦЭУЗ: градостроительная интеграция, модульность и гибкость архитектурной структуры, биофильный подход, применение экотехнологий, а также ориентация на социальную инклюзию и образовательные функции. Эти принципы составляют основу для проектирования ЦЭУЗ как самостоятельной архитектурно-градостроительной категории в системе устойчивого города.

Предложенная модель матричного размещения ЦЭУЗ в городской структуре и функциональная схема их пространственной организации ориентированы на гибкую адаптацию к различным типам городских ландшафтов, в том числе к территориям с высоким уровнем функционального износа, деградированной инфраструктурой и утратой прежней производственной значимости. Это открывает новые возможности для комплексной реновации городских территорий, формирования общественно значимых пространств, повышения уровня продовольственной автономии и внедрения практик экологического просвещения.

Научная новизна исследования заключается в типологизации архитектурных решений ЦЭУЗ на основе междисциплинарного анализа и в формировании матричной модели, позволяющей систематизировать связи между типами аграрных практик, параметрами пространственной конфигурации и градостроительным контекстом. Практическая значимость работы определяется возможностью применения полученных результатов в архитектурно-градостроительном проектировании и образовании, муниципальном планировании и разработке программ устойчивого развития городских территорий.

Таким образом, ЦЭУЗ следует рассматривать не только как инновационную форму городского агропроизводства, но и как стратегический инструмент устойчивого территориального развития, способный обеспечить экологическую устойчивость, социокультурную трансформацию городской среды и повышение качества жизни населения. Дальнейшее исследование в данном направлении предполагает разработку стандартов проектирования, нормативных регламентов и интеграцию полученных теоретических положений в практику архитектурного и градостроительного проектирования на разных уровнях территориальной организации.

References

1. Abdullaev, A.M., Zemlyansky, D.Yu., Kulikov, D.A., Medvednikova, D.M. and Chuzhenkova, V.A. (2019) Urban agriculture as a new tool for the development of cities and suburban areas. Original Research, (12), pp.63–75. (in Russian)

2. Biktashev, A.I., Kolomina, A.I. and Krasnobaev, I.V. (2019) Urban agrofarms as a new type of public space: combining productive and environmental aspects. Izvestiya of Kazan State University of Architecture and Engineering, (1(47)), pp.46–54. (in Russian)

3. Borodin, K.G., Frolova, E.Yu. and Zadorozhnaya, E.A. (2021) Innovative agricultural technologies in cities: foreign and Russian city farms. Nikonov Readings, (26), pp.195–199. (in Russian)

4. Bushtets, D.V. and Zabruskova, M.Yu. (2019) The system of public spaces on former industrial sites in the central zone of Kazan. Izvestiya of Kazan State University of Architecture and Engineering, 1(47), pp.55–61. (in Russian)

5. Butorina, D.A. and Akhtyamov, I.I. (2022) Urban farming as a new public space in modern Russia. Izvestiya of Kazan State University of Architecture and Engineering, 4(62), pp.163–176. (in Russian)

6. Bykova, G.I., Ivanova, E.I., Kostochkina, O.V. and Golubeva, T.P. (2023) Agriculture in the modern city under urbanization: techniques for integrating agricultural objects into the urban fabric. Panorama, (8), pp.45–52. (in Russian)

7. Grishina, M.P. and Mikhailova, A.E. (2024) Method for identifying benchmark architectural and spatial solutions for universities using a graphic matrix. Izvestiya of Higher Education Institutions. Investments. Construction. Real Estate, 14(3(50)), pp.617–628. (in Russian)

8. Despommier, D.D. (2023) The vertical farm: How to build our sustainable urban future. New York: Columbia University Press.

9. Zhuravleva, L.A. (2021) City farming as a promising direction for agricultural development. Moscow: [s.n.]. (in Russian)

10. Polushkina, T.M. (2016) Rural development in Russia under new global challenges and threats. Fundamental Research, (2–3), pp. 609–613. (in Russian)

11. Saprykina, N.A. (2021) Formation of an eco-sustainable living environment of the future: Theory, practice, prospects. Moscow: KURS Publishing House. (in Russian)

Citation link

Shutyleva, A.A., Zabruskova, M.Yu. Matrix analysis of the structure and spatial organization of eco-urban arable farming centers //Architecton: Proceedings of Higher Education. – 2025. – №3(91). – URL: http://archvuz.ru/en/2025_3/3/  – DOI: https://doi.org/10.47055/19904126_2025_3(91)_3 

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