Architecton: Proceedings of Higher Education №2 (82) June, 2023

Theory of architecture

Understanding parametric architecture within the framework of architectural typology

УДК: 72.01
DOI: 10.47055/19904126_2023_2(82)_2

Abstract

Введение

В современной архитектурной деятельности происходят значительные преобразования: традиционные методы, средства и приемы архитектурного проектирования заменяют компьютерные, основанные на широчайших возможностях цифровых технологий. Появление параметрической архитектуры ставит перед архитектурной наукой новые вопросы. В связи с этим основная цель статьи – выявить проблему классификации параметрической архитектуры в рамках традиционной архитектурной типологии и видов архитектурной композиции.

На основе наблюдаемых структурных и методологических изменений в параметрическом моделировании сформулированы следующие задачи: 1) рассмотреть объекты параметрической архитектуры в рамках традиционной типологии и выявить необходимость ее дальнейшего развития (адаптации); 2) соотнести традиционные и параметрические объекты с видами архитектурной композиции для раскрытия специфики проблемы классификации параметрической архитектуры в рамках традиционной системы.

Научная новизна исследования заключается в рассмотрении влияния специфики параметрического формообразования на типологические основы архитектуры.

Характеризуя архитектуру ХХ в. как семантическую структуру, А.В. Иконников описывает ее следующим образом: «В современной архитектуре все в движении и становлении. В ней трудно выделить некую завершенную художественную систему, устоявшуюся, прошедшую через процесс кристаллизации».

В традиционном значении архитектура – это, прежде всего, относительно устойчивая система. «Архитектурная система (от греч. systema – целое, составленное из частей; соединение) – связанная совокупность фактов средового окружения человека и находящихся в этой основе способов проектирования и строительства архитектурных объектов» [8]. Система, которая складывалась на протяжении длительного периода под влиянием как технологического, так и социального развития, что позволило сформироваться смысловым значениям (символьно-знаковые структуры архитектурного пространства) в определенном историческом и географическом контексте.

В архитектуре как целостной системе социальных, функционально-технических и художественных составляющих существует классификация зданий (типология). Традиционно типологические характеристики в архитектуре определяются ее функциональным предназначением: архитектурные здания и сооружения по типам разделяются (по-исторически и хронологически сложившейся социальной значимости) на культовые, жилые, общественные, производственные и т. д. Архитектурная типология развивается в тесной взаимосвязи с социокультурной эволюцией. В постиндустриальный период развития архитектуры, а именно с появлением деконструктивизма, происходит «слом» традиционной архитектурной системы. Таким образом, архитектура теряет свою традиционную функцию знаково-семантической коммуникативной системы. Следствием этого стало размывание границ между архитектурой и дизайном. Теперь архитектурная форма может выполнять универсальную функцию и быть актуальной, например, как для оперного театра, так и для океанариума (рис. 1).

а.

б.

Рис. 1. а) Сиднейский оперный театр. Йорн Уотзон. Австралия, 1973. Источник: https://traveltimes.ru/;
б) Океанографический парк Валенсии. Феликс Кандела и Сантьяго Калатрава. Испания. 2003. 
Источник: https://www.enforex.com/img/virtual-tour/valencia/city-valencia-1.jpg

В традиционной архитектуре на примере здания ратуши (рис. 2) как знакового объекта в городской среде можно проследить, каким образом планировочное, конструктивное и композиционное решение отражает символическое и функциональное назначение здания – орган государственной власти на территории города. Поскольку здание ратуши являлось административным, то главный фасад, как правило, выходил на площадь или главную улицу и олицетворял собой уровень благосостояния города. Еще одна отличительная особенность – здание ратуши имело башню для оповещения жителей и располагалось в центре города недалеко или рядом с рыночной площадью.

Рис. 2. Ратуша в Сен Кантене. Франция.1509
Источник: http://www.facade-project.ru/spravochniki/razdel_statej/fasadnyj_dekor_v_stilyah_arhitektury/arhitekturnye_stili/1-4-stili-architekturnye1/

Рассмотрим несколько примеров параметрической архитектуры в рамках традиционной типологии зданий и сооружений в системе трех типов из всего многообразия типологической классификации: жилые, производственные, общественные (рис. 3).

 

Рис. 3. Типология трех основных видов зданий и сооружений. Сост. И. А. Карсакова

Представленные параметрические объекты в рамках традиционной типологии демонстрируют необходимость в развитии новой системы классификации с учетом отражения закладываемой функции здания на результате параметрических генераций. Современные параметрические здания могут быть весьма универсальны и включать в себя комплекс, например, общественных и жилых пространств. Из этого следует, что на основе традиционной типологии существует необходимость в развитии новой классификации возможных типов функциональных комбинаций. Поскольку внешняя форма параметрической архитектуры не несет на себе явно выраженный отпечаток закладываемой функции, то формирование новой типологии, вероятно, будет основано на совокупности типов функций и пространственных структур.

Рис. 4. Сравнение традиционных и параметрических примеров в различных видах
архитектурной композиции. Сост. И.А. Карсакова

Рассмотрим параметрическую архитектуру в классификации традиционных видов архитектурной композиции (рис. 4). «Архитектурная композиция – целостная система архитектурных форм, отвечающая художественным, функциональным и конструктивно-технологическим требованиям. При архитектурном проектировании художественные средства выбираются с учетом их назначения, эстетических закономерностей и психологии восприятия» [5, с. 79]. Поскольку архитектурная композиция является основой формообразования в рамках традиционных методов, то в параметрическом формообразовании применяются способы организации другого порядка. Компьютерные методы оперируют различного рода алгоритмами, приводящими к непредсказуемым результатам, что в своей фундаментальной основе существенно отличается от создания композиционной целостности посредством традиционных методов формообразования. Результаты алгоритмических преобразований можно классифицировать в рамках архитектурных композиций весьма условно – по внешне схожим (случайным) признакам, но не по принципу используемой композиции. Поэтому вопрос о классификации параметрических объектов по видам используемой архитектурной композиции остается открытым.

Рассмотренные параметрические объекты в рамках традиционных характеристик (типология, композиция), раскрывают необходимость в классификации параметрических объектов архитектуры в рамках своей системы, отвечающей специфическим особенностям работы с компьютерными методами, например классификация по видам алгоритмов, применяемых в компьютерных методах (рис. 5), и результатам, получившимся в процессе компьютерной генерации, например классификация по видам получаемых пластических структур.

Рис. 5. Методы архитектурного формообразования. Сост. М.В. Шубенков

Традиционные методы формообразования предполагают комплексное решение художественно-проектной задачи за счет синтеза конструктивного, композиционного (художественного) решения с учетом типологии объекта, его встраивания в существующий контекст. Таким образом, создается образная модель действительности, как правило, в пределах устоявшихся художественных систем. «Художественная нормативность необходима для осуществления той стабилизирующей функции, которая архитектура несет в культуре, закрепляя повторение определенных форм поведения и жизненных ситуаций. В то же время только на фоне нормативности, в сравнении с нею может быть воспринято и оценено необычное» [3]. Как правило, в проектном процессе практически нет места случайности, поскольку специфика традиционного метода исключает саму эту возможность. «Объекты архитектуры – это то, что человек выводит из-под власти случая, это то, что наделяется смыслом и имеет свое назначение, пусть и не явно выраженное. Утрата этого смысла выводит объект из сферы архитектуры в сферу естественно-природного окружения» [3].

На примере использования фахверковых конструкций можно проследить, что повлияло на формирование целого направления в европейском жилом строительстве доиндустриальной эпохи (рис.6). Каркасное деревянное строительство имело ряд преимуществ по многим показателям: доступность, долговечность, энергоэффективность и т.д. в отличие от каменного строительства. Деревянный каркас, заполняемый глиной или кирпичом, стал уникальной отличительной особенностью жилищной архитектуры и приобрел широкую популярность в большинстве стран Северной и Центральной Европы.

Рис. 6. Ротенбург-ан-дер-Фульда в Гессене. Германия. XIII в.
Источник: https://www.dw.com/ru/tipichnaja-nemeckaja-arhitektura-fahverk-v-germanii/

Компьютерные методы помогают решать проектные задачи на совершенно другом технологическом уровне, однако в силу специфики данных методов в конечном результате всегда присутствует элемент случайности. Работа с алгоритмами генерации формы происходит по принципу анализа параметрической программой закладываемых параметров, затем идет преобразование в рамках программной системы, после чего синтезируется объект из получаемой программой структуры. Непредсказуемость генерируемых форм является специфической особенностью использования компьютерных методов формообразования. «Компьютер не понимает композиционных нюансов, намеков, метафор и т.д. Мышления как такового в компьютере не происходит» [8].

Рассматриваемые подходы к архитектурному проектированию имеют существенные различия в своей основе, что естественным образом отражается на принципах мышления и, как следствие, происходит соответствующее выстраивание приоритетов при постановке и решении проектных задач. Параметрическая архитектура как результат работы с методами алгоритмического формообразования приводит к дисбалансу традиционной системы архитектуры, а именно ослаблению ее коммуникативной функции. «Несущая смысловые значения архитектурная форма выполняет коммуникативную функцию в процессе человеческой деятельности, и ее систему правомерно считать одним из искусственных языков, созданных человеком» [2]. Этот процесс происходит в силу специфики новых методов формообразования, дающих результат, чуждый традиционной архитектурной системе.

Использование компьютерных методов позволяет синтезировать большое количество возможных вариантов объемно-пространственной и планировочной организации будущей архитектурной формы в рамках заложенных параметров и алгоритмов работы. Получение компьютерной программой вариантов отбирается архитектором, а наиболее удачные сочетания включаются им в проектируемый объект. «Очевидно, что знание архитекторами геометрических и структурно-топологических закономерностей построения пространственных образований дополнит арсенал приемов решения задач компоновки архитектурных объектов, который сегодня преимущественно основан на композиционных методах. Новые технологии компьютерного моделирования открывают для этого большие практические возможности» [8].

Включение компьютерных методов в традиционный архитектурно-проектный процесс позволяет оптимизировать процесс поиска пространственных структур и ускорения обработки данных для дальнейшей работы в рамках традиционной архитектурной системы. Следствием расширения возможностей в цепочке художественно-проектного процесса станет появление новой архитектурной системы и типологии.

Использование традиционных типов пространственных структур в качестве моделей позволяет сгенерировать широкий спектр вариантов для последующего отбора наиболее оптимального варианта проектируемого типа архитектурного объекта (рис. 7).

Параметрическая архитектура, использующая принципы закономерностей природы, которые отражаются на ее пластическом решении и конструктивной основе, наводит на мысль о том, что необходима новая система типологизации архитектурных объектов. Поскольку происходит постепенное размывание границ между функциональными типами зданий, например, между жилыми и общественными – появляются жилые комплексы со встроенной инфраструктурой, то новая система типологизации позволила бы классифицировать их по видам функциональных комбинаций и пространственных структур.

Рис. 7. Пример использования типов структур пространственной связанности.
Сост. И.А. Карсакова

Таким образом, необходим синтез/внедрение традиционной архитектурной структуры и компьютерных методов формообразования для того, чтобы минимизировать процент случайности результата на выходе, придавая, в конечном счете, художественную осмысленность произведению. Для этого необходимо провести систематизацию параметрических архитектурных форм, во-первых, по методам формообразования, во-воторых, по типам получаемых структур пространственной связанности вследствие использования компьютерных методов.

Проведение структурного архитектурного анализа объектов компьютерной архитектуры (в своей работе использует Шубенков) поможет определить основные категории знаков данного пластического языка для последующего их анализа и дальнейшего осознанного использования. Таким образом, архитектор, работая с алгоритмами, сможет дорабатывать получившийся результат для последующего встраивания в традиционную архитектурную систему. «Очевидна абсурдность крайностей, к которым приходит развитие архитектуры вне норм художественного языка. Преодолеть кризис можно с помощью новой системы, гибкой, но обладающей достаточной дисциплинирующей и объединяющей силой» [3].

Выводы

1. В результате рассмотрения параметрических объектов в рамках архитектурной типологии можно сделать вывод о том, что в связи с размыванием границ между функциональными типами зданий необходимо развитие новой классификации на основе генерируемых типов функциональных комбинаций и пространственных структур.

2. Соотношение параметрических объектов с видами архитектурной композиции позволило наглядно раскрыть проблему их фундаментального несоответствия. Поскольку виды архитектурной композиции являются основой формообразования в рамках традиционных методов, то принципы, задействованные в параметрическом формообразовании, основаны на способах организации другого порядка, что приводит к выводу о принципиальном отличии процессов, задействованных в алгоритмических преобразованиях и законов архитектурной композиции. Поэтому классифицировать параметрические объекты в рамках архитектурных композиций можно только лишь по внешне схожим признакам (что является весьма условным), но не по принципу используемой композиции. Поэтому вопрос о классификации параметрических объектов по видам используемой архитектурной композиции остается открытым.

References

1. Zmeul, S.G., Makhanko, B.A. (2007). Architectural typology of buildings and structures. Moscow: Architecture-S. (in Russian)

2. Ikonnikov, A.V. (1986). Function, form, image in architecture. Moscow: Stroyizdat. (in Russian)

3. Ikonnikov, A.V. (1985). Artistic language of architecture. Moscow: Iskusstvo. (in Russian)

4. Transactions of the Moscow Architectural Institute: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference (2014). Science, Education and Experimental Design. Moscow: MARKHI. (in Russian)

5. Maklakova, T.G., Nanasova, S.M., Sharapenko, V.G., Balakina, A.E. (2004). Architecture. Moscow: DIA Publishing House. (in Russian)

6. Saprykina, N.A., Saprykin, I.A. (2012) “Paperless” architecture in the context of virtual reality. MARKHI, [online] special issue 2012. Available from: https://marhi.ru/AMIT/2012/special_12/saprykina/abstract.php  (in Russian)

7. Hyman, E. (2012). New morphology of architecture. [online] Archi.ru. Available from: https://archi.ru/russia/40448/novaya-morfologiya-arhitektury-zachem-geny-zdaniyam  (in Russian)

8. Shubenkov, M.V. (2006). Structure of architectural space. Doctor of Architecture dissertation. Moscow: MARKHI. (in Russian)

9. Schumacher, P. (2016). Parametricism 2.0: Rethinking Architecture's Agenda for the 21st Century. London: Artmedia.

10. Schumacher, P. (2019). Zaha Hadid Architects: Design as Second Nature. London: Bilingual edition.

Citation link

Karsakova, I.A. Understanding parametric architecture within the framework of architectural typology[Online] //Architecton: Proceedings of Higher Education. – 2023. – №2(82). – URL: http://archvuz.ru/en/2023_2/2/  – doi: 10.47055/19904126_2023_2(82)_2

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