Обозначим основные критерии, которым должен отвечать современный экопроект сооружения:
· минимальное использование источников энергии искусственной природы (применение ветряных и гелиотермических энергоисточников);
· применение плавных, приближенных к природным объектам, обтекаемых форм (органическая форма, бионика);
· использование строительных материалов природного происхождения (древесина, камень и др.) и прошедших вторичную обработку;
· отношение к зданию как к живому организму, который «дышит», «растет», «увядает» и т.д. (архитектура как среда обитания);
· применение в строительстве и архитектурном проектировании принципов метаболизма, саморазвития, разложения, гомеостаза (синергетические основы развития систем);
· минимизация отрицательных воздействий на окружающую среду: проектирование и возведение зданий с замкнутым циклом энерго - и ресурсопотребления.
Проанализируем экоподход с синергетической точки зрения. Применение естественных источников энергии есть не что иное, как реализация синергетического принципа открытости системы, когда разнонаправленные потоки веществ различной природы пронизывают объект. Таким образом, в экоархитектуре принцип открытости является наиважнейшим по отношению к остальным. Архитектору и потребителю такого продукта важно взаимодействие этих потоков и их равнозначность (пермакультура1): потребление чистого воздуха - возврат очищенного воздуха, использование чистой воды - возврат очищенной воды и т.д. Такое отношение к создаваемому объекту автоматически приводит к адекватному включению готового сооружения в существующую среду. Применение принципа открытости дает весьма интересные результаты. Например, дом-купол, «следящий» за солнцем.
Использование природных материалов, сферическая куполообразная форма, огромные окна - все это создает визуальное впечатление проникновения внешней среды в интерьер дома. Сооружение реагирует на изменения внешних условий - движение солнца, выстраивая свой внутренний микроклимат в соответствии с ними, что обуславливает полную открытость системы, предложенной компанией Domespace Homes. Объекты экоархитектуры не оказывают разрушительных воздействий на климат, напротив, при их проектировании учитываются внешние условия, внутренняя структура выстраивается в соответствии с внешней средой: макрообъект управляет микроуровнем и подчиняется мегауровню. В этом заключен принцип иерархии.
Вторым немаловажным принципом экообъектов является их органическая форма. Архитектура является отражением среды обитания человека, т.е. природы того региона, где автор проекта родился и жил. Традиции, приобретенные естественным образом и передающиеся из поколения в поколение, вступают в симбиоз с субъективным восприятием среды конкретного индивидуума, и все это становится базой новой архитектуры. Фрактальные законы построения формы присутствуют в любом природном объекте, потому с легкостью уже на интуитивном уровне ведения проектных работ проникают в архитектурное сооружение. В этом заключен единый подход синергетики и экоархитектуры к решению проблемы эргономики и бионики в архитектурном формообразовании. Проектной реализацией архитектурной методики, отражающей данную систему взглядов, являются многочисленные объекты, выполненные в стиле архитектурной бионики. В этом архитектурном направлении органические формы и принципы конструирования сочетаются с современными технологиями строительства. Основу методики составляет аналогия между строением живого организма (растений, животных) и структурой сооружения: несущие конструкции здания - скелет; инженерные коммуникации - нервные окончании, кровеносные сосуды и др.; ограждающие конструкции - кожа.
Рассмотрим основные принципы фрактальности объекта:
самоподобие - любая часть целого подобна самому целому;
динамичность, способность к саморазвитию (в природе нет статичных состояний и фиксированных размерностей);
дробность, обладающая изоморфизмом.
Наши предшественники хорошо знали (или чувствовали) эти принципы и применяли их в своих сооружениях. Например, градостроительные памятники древних цивилизаций, сохранившиеся до настоящего времени, выстроены по «законам природы», т.е. фрактальны.
Органично вписанные в ландшафт, сделанные из природных материалов (стволы и листья пальм), саморазлагающиеся под действием естественных природных процессов и быстро восстанавливаемые, жилые дома аборигенов Новой Гвинеи, Океании и Австралии экономичны по трудозатратам на возведение и полностью удовлетворяют потребности человека в экологически чистом жилье. При создании хижин в условиях влажного тропического климата учтены требования инсоляции и аэрации сооружений. Необходимо отметить, что сделано это на интуитивном уровне: местные жители наблюдали за окружающей их природой, замечали законы жизненного цикла растений, «поведение» биологических систем и применяли полученные опытным путем знания в создании жилища.
Архитектура как результат созидательной деятельности человека естественным образом базируется на законах развития мироздания, воспринимаемых человеком интуитивно или осознанно. Фрактальный принцип развития природных и геометрических объектов проникает вглубь архитектуры и как образ внешнего решения объекта, и как внутренний принцип архитектурного формообразования. Рассмотрим ряд примеров работ современных архитекторов.
Весьма интересны работы Фриденсрайха Хундертвассера (Фридрих Штовассер). Его «Лесная спираль» − дом, расположенный в городке Дармштадт (Германия), имеет занимательную концепцию экоархитектуры. В основе её лежит принцип индивидуальности: дома, как любые живые существа, должны быть не похожи, разнообразны, при этом - вписываться в естественную среду, гармонировать с природой
Завораживает работа архитекторов Владо Милунича и Фрэнка Гери - танцующий дом в Праге (Чехия), выполненный в стиле деконструктивизма Динамика и самоподобие форм, их индивидуальность, самобытность направлены на создание необычного зрительного впечатления, что, конечно, благоприятно сказывается на психо-эмоциональном состоянии людей, смотрящих на данный объект, т.е. в объекте учтены требования видеоэкологии.
Оригинальная идея Пита Блома - кубические дома - переросла в интересное дизайнерское решение ряда построек в Роттердаме. Оригинальность проекта зиждется на метафорическом сравнении дома и дерева: каждый дом напоминает абстрактное дерево, которое разветвляется, разрастается и превращается в лес.
Понимание синергетических законов необходимо при проектировании объектов, направленных не только на реализацию своей непосредственной функции (жилое здание, производственное здание, торговый центр и др.), но и создающих комфортный микроклимат, эстетическое наслаждение, гармоничный городской ландшафт. Надо понимать, что любой создаваемый вновь архитектурный объект должен быть включен в уже сложившуюся городскую среду и природную климатическую зону. Закон синергии - закон взаимосвязи и взаимообусловленности всего сущего, в том числе и искусственно созданной (создаваемой) и естественной сред жизнедеятельности человека. Так, синергетика является основой экологических принципов создания комфортной урбанизированной среды, в которой сосуществуют человек и природа. Учет органичного соединения здания с природной средой, экологией человека при проектировании архитектурных и градостроительных единиц естественным образом приводит к возникновению макрообъектов экологической инфраструктуры (экополис, экосити, экогород). Таким образом, экопроект должен начинаться с синергетического анализа ситуации: с выявления управляющих воздействий (рельеф, растительность, направление ветра, экономика и др.), критического отбора элементов будущего объекта и прогнозирования результата (макрообъекта).
Экоподход в архитектуре проявился в появлении «народной архитектуры» (непрофессиональной). Это направление стало естественной реакцией на процесс урбанизации, усилившийся в ХХ - нач. ХХI веках. В крупных городах (мегаполисах) человек оказался изолированным от естественных природных условий. Искусственная урбанизированная среда оказывает агрессивное воздействие на физическое и духовное состояние горожан. Вследствие этого стали появляться самобытные постройки, возведенные без участия профессиональных архитекторов-проектировщиков, представляющие собой выплеск творческой сублимированной энергии «хозяина дома». Такие решения отличаются нестандартным подходом к конструированию и применению строительных материалов, смешением стилей, художественных методов и приемов. В этом заключается трансдисциплинарность непрофессиональной архитектуры: человек создает объект, опираясь на свой опыт и знания, подверженные влиянию менталитета, профессии, национальности и др.; он привносит в архитектуру модели и методы из других сфер своей деятельности.
Синергетические законы, фрактальные построения, динамический хаос и новые архитектурные методики и теории, основанные на трансдисциплинарном подходе, оказали сильное влияние на архитектурную практику. Так, в течение последних десятилетий архитекторы разных стран все чаще обращаются к биологическим объектам не только как к источникам образов зданий, но и как к прообразу структурной организации и принципов существования сооруженийЗаконы синергетики, находящиеся в основе развития сложных систем, способны вывести экоархитектуру на новый уровень знания, что позволит понять и применять в архитектуре метаязык живой природы.
1 Пермакультура - это способ устойчивого и равновесного способа сосуществования человека с окружающей средой. Система проектирования (организации) жизнеспособных сред. Принципы пермакультуры направлены на создание маломасштабных систем, являющихся эффективными по трудозатратам на возведение и по использованию биологического топлива (энергоэффективные).
2. В контексте экоархитектуры уместнее говорить о мезоуровне, т.е. среднем уровне, являющемся результатом соединением макро - (в синергетике - мегауровень) и микроуровня.
В этом проекте реализована идея постоянного строительства, отсутствия границ, смешения функций, что можно наблюдать в японском авангарде, который являлся источником вдохновения для Питера Кука и его сторонников. Каждой своей работой «Аркигрэм» продвигала идею философии «неопределенности», в которую был вложен смысл постоянного изменения, отсутствия однозначного ответа, т.е. архитектура должна формироваться в режиме реального времени, в соответствии с требованиями конкретного человека «здесь и сейчас», а не с задержкой: с момента возникновения идеи, создания проекта до его реализации. Но конечной целью группы была дематериализация архитектуры - идея «предельной оболочки», мембраны, «которой может и не быть», которая роднит со средой и может быть управляемой.
В целом деятельность «Аркигрэм» имела значительные последствия для архитектуры и становления теории постмодернизма. Для совсем близкого постмодернизма важны ее теоретические разработки, черный юмор по отношению к модернизму, обращение к массовому искусству. Подвижные здания «Аркигрэма» перевоплотились в концепцию «готовых фабричных деталей», из которых можно было выбирать любую самому заказчику, и которые он мог сам произвольно вставлять в сооружение. Появилась яркая раскраска зданий, перешедшая затем в хай-тек. «Аркигрэм» обыгрывает идеи Ле Корбюзье и Фуллера об индустриализации градостроительства. Механические системы начали восприниматься как орнамент.
Цви Хеккер (Zvi Hecker) является автором замысловатых с точки зрения формообразования объектов, иллюстрирующих «осознанное» применение фрактальных свойств в архитектуре. При этом его объекты сохраняют традиционные для места их сооружения архитектурные приемы. Например, форма Спирального Дома в Рамат-Гане основана на применении террас. Однако подход этого архитектора к работе над проектом имеет одну особенность: он продолжает вносить изменения даже на стадии реализации объекта, что больше напоминает создание скульптуры. «Идея Спирального Дома очень проста, поэтому изменения могут быть очень сложными. Здание - винтовая лестница, увеличенная до пропорций дома. На протяжении десяти лет привносились спонтанные дополнения. Мы не знали в точности, как будут выглядеть балконы, лестница и другие элементы…».
Образом другого, не менее оригинального, здания школы Хайнца-Гэлински послужил распускающийся цветок, лепестки которого частично скрывают внутренний мир школы от посторонних глаз. Здесь фрактальный принцип формообразования заимствован из природы.
Американский архитектор Чарльз Дженкс, стоявший у истоков постмодернизма, заявившего о плюрализме стилей в архитектуре, является автором весьма необычного проекта ландшафтной организации пространства - Шотландской национальной выставки современного искусства «The Garden of Cosmic Speculation» (Сад космический раздумий / предположений / построений)
Его творение весьма красочно иллюстрирует фрактальное формообразование, основанное на математических расчетах. Автор использует формы волн и завихрений, спирали, ритмические ряды, причем не только в планировке сада, но и в скульптуре, и даже мельчайших декоративных деталях (например, в деталях ограды).
«Пафос полного, тотального преобразования среды сменился в постмодернизме требованиями контекстуализма, «вписывания» в сложившееся окружение или даже прямого подчинения ему, а однократность, решительность преобразований - постепенностью, незначительностью изменений. Вместо «порядка» начинает цениться «хаос», вместо героизированного, приподнятого архитектурного образа - ординарное, обыденное, приземленное». Включение объекта в среду должно происходить деликатно, с учетом существующей городской структуры и связей, уже действующих в ней и возможных при дальнейшей трансформации. Такой подход позволяет говорить о сохранении целостности городской среды, что напрямую связано с идеей устойчивой архитектуры.
Идеи холизма трансформировались в синергетику, проникновение которой в архитектуру, как и в ряд других дисциплин, стало естественным закономерным процессом постиндустриальной эпохи, когда информация стала основной ценностью общества. Именно возможность быстрого и сравнительно легкого получения практически любых интересующих сведений, а также обмена ими позволила выйти на междисциплинарный, а затем, и трансдисциплинарный уровни знания. Это наблюдается в самых различных сферах человеческой деятельности. Сегодня можно с уверенностью говорить о дальнейшем развитии синергетического подхода в архитектуре - как нового метода формообразования (фрактал), так и анализа урбанизированных сред, составления прогноза их становления, «жизни» и «гибели».
Вывод
В общем понимании синергетика в архитектурном формообразовании понимается как аппликация формальных следствий фрактальной геометрии, как органические и бионические заимствования из естественной природы. Основанное на нелинейное компьютерное моделировании, данное направление развивается чаще всего в рамках экспериментального проектирования. Отсюда и самое распространенное название - «нелинейная архитектура». Почти синонимы, но с небольшими акцентами: «космогенная», «лэндморфная», «дигитальная», «киберпространственная». На практике формообразующие принципы нелинейной архитектуры включают в себя:
. Использование новейших цифровых технологий и компьютерных программ - принцип базируется на теориях современной науки и их философском осмыслении, способствующих развитию нелинейных методов формообразования, основанных на применении компьютерного оборудования, позволяющего моделировать динамические криволинейные архитектурные объекты, открытые к адаптациям и трансформациям формы.
2. Комплексный учет условий - основан на применении математиче-ских принципов нелинейности, являющихся опорой для создания индивидуальных компьютерных алгоритмов или программ, применяемых для прогнозирования формального результата, где процесс виртуальных превращений модели способствует получению оптимизированной архитектурной формы.
. Абстрактный символизм и художественность образа - основан на динамическом восприятии формы «здесь и сейчас», делая объект многосмысловой абстракцией, подчиненной конкретной ситуации и среде, в которой он находится. Динамические изменения архитектурной формы, эстетически наполняют ее абстрактными символами и художественными образами»
Методы же формообразования нелинейной архитектуры включают в себя:
) программный метод; 2) метод параметрического моделирования; 3) метод морфинга (адаптивный метод); 4) топоаналитический метод.
Для объектов нелинейной архитектуры характерны некоторые формальные свойства.
) адаптивные свойства; 2) топологические свойства; 3) фрактальные свойства; 4) интерактивные свойства. Приведенная характеристика принципов нелинейного проектировании даже в такой сжатой, тезисной, форме показывает фрагментарность в операциях с синергетическими принципами. В данном случае - это только нелинейная математика и системность, отчасти - образная составляющая, но в остальном - архитектурный постмодернизм.
В теоретическом же плане нелинейная архитектура тяготеет к фило-софскому дискурсу, что не допускает однозначных толкований. «В своей книге «Architecture of the Jumping Universe» Ч. Дженкс исследует влияние, которое оказали, в его определении, постмодернистские науки о сложных системах (sciences of complexity), или нелинейная динамика, синергетика, теория самоорганизации, наука о хаосе, теория диссипативных структур, фрактальная геометрия и др., на современное архитектурное мышление и историю архитектуры в целом. Он реанимирует давнишнюю метафору К. Поппера - облако, приходящее на смену часам, описывающую революционные изменения, происходящие в ментальности современного человека и связанную с трансформацией классической картины мира в неклассическую, а в последние десятилетия - в постнеклассическую. Архитектурным ответом на этот тектонический слом, по Ч. Дженксу, стали такие архитектурные иконы последних лет, как Музей Гуггенхайма в Бильбао Ф. Гери, Аронофф Центр в Цинциннати П. Эйзенмана и Еврейский Музей в Берлине Д. Либескинда. Как отмечает Г. Врачлиотис, Ч. Дженкс в своих суждениях не выходит за границы визуального - для него сложность оказывается сосредоточенной в собственно архитектурной форме, художественно-эстетической сфере, тогда как обсуждение данного феномена с точки зрения теории архи-тектуры не может свестись к отдельным зданиям и сооружениям, тем более - к их образным характеристикам». С другой стороны, может быть, действительно, в архитектурном формообразовании синергетика не привнесла ничего, кроме образной и морфологической сложности, тем и отражающей новую картину мира? Вот что пишет по этому поводу И. А Добрицина.
«Наряду с концептуальными размышлениями Дженкса существуют более заостренные концепции, связанные с идеей «складки»: концепция Питера Эйзенмана Эйзенмана («складчатость» как тип аффективного пространства, разрушающего визуальный конструкт пространства классического), Грега Линна («гладкость», «гибкость», «форма-движение», «поле»), Джеффри Кипниса («школа рыбы», отсылающая к предыстории геометрии). Все эти концепции выполняют функцию поиска новых методов и моделей в архитектуре. В осмысление философской стороны явления большой вклад внесли работы постструктуралистов, предугадавших тенденции развития мышления. Вслед за Дженксом, Эйзенманом, Кипнисом, Линном ряд теоретиков и проектировщиков развивают парадигму нелинейной архитектуры. Среди них Байрам Ширдел, Бен ван Беркел, Стен Аллен, Сесил Бэлмонд, Мартин Пирс, Уильям Митчел и др. <…> (среди отечественных теоретиков каких-то оригинальных концепций не было, в основном - анализ западной архитектуры - С.Ж.) Некоторые существенные для архитектуры представления о нелинейной парадигме содержатся в статье Питера Т. Сондерса «Нелинейность. Что это такое и почему это так важно». Он отмечает, что «научная система Ньютона сегодня поставлена под сомнение… Проблема состоит в том, что Вселенная нелинейна, что мы это знаем давно и только сейчас начинаем понимать всю важность подобного заключения… Новые математические инструменты и, помимо прочего, мощные вычислительные машины позволяют теперь так исследовать нелинейность, как раньше было невозможно». Что же это значит - Вселенная нелинейна? Во-первых, что нельзя предсказать ее будущее, исходя из состояния на данный момент. Во-вторых, что именно качество нелинейности придает ей как системе множество особых свойств, тогда как раньше считалось, что эти свойства появляются как следствие внешних воздействий. Но главное - феномен нелинейности лежит в основе устройства самой Вселенной» Из этого следует, что всё-таки архитектурное сообщество с большим интересом и удовольствием восприняло идею нелинейности - одну из ключевых позиций, от которых отталкивается синергетика. Архитектурный объект «все чаще рассматривается не как статичное образование, а как система, способная к росту и изменениям во времени»
Однако, история показала, что подобные яркие нелинейные формообразовательные эксперименты - после весьма оглушительного и «аншлагового» выступления на «сцене» современной архитектуры в 90-е гг XX в. - сегодня спокойно заняли свою нишу среди прочих стилевых и нестилевых направлений, уступив дорогу новым, которые в визуальном отношении весьма не похожи на нелинейную архитектуру, ранее приравненную к синергетике.
Такие же предположения высказывает И.А. Добрицина. «Предполагалось, что с отказом от семиотических методов наступит некая новая эра и появятся новые методы, способные отменить современную мозаичную картину эстетики, сложившуюся в архитектуре. Но так ли это? Что мы наблюдаем в архитектурной стратегии, тяготеющей к нелинейности? Игра и ирония деконструктивизма исчезли. Семиотическая текстовая парадигма отменена. Характерно, однако, что здесь, на новом этапе, все еще жива протестная логика. И в середине 90-х все еще строится альтернатива картезианской решетке. Предлагаемые новыми методами «сплавы различий» - это симбиоз концептуально разноосновных пространственных структур, к примеру, иррациональной геометрии с рациональной, либо индифферентной модернистской сетки с иерархической формальной структурой классики, либо «хаотической спирали» с гомогенной сеткой и классической структурой и т.п. Но в эти же 90-е годы произошло смещение внимания архитектурной теории от постструктуралистской семиотики к рассмотрению последних достижений в области геометрии, математики, физики, биологии и даже к трансформации экономического и политического пространства на основе глобализации. В философии культуры и архитектуры смещение к новому часто обозначается как «движение от дерридеанства к дискурсу Делёза». Новая эстетика, основанная на нелинейности, прошла стадию эксперимента. Несмотря на громадную популярность нелинейной (дигитальной) архитектуры, моделируемой с помощью компьютера, в 90-е она образует лишь остров в океане эстетик. В целом же мы и здесь наблюдаем тенденцию к увеличению числа языков. Периодичность смены стратегии художественного поиска составляет примерно восемь-десять лет, и ритм этот, на наш взгляд, может нарастать. И «стилистическая» разноголосица в архитектуре, и гетерогенность как внутреннее свойство самого произведения не только не исчезают, но, напротив, культивируются. Гетерогенность заложена в методе морфогенеза, в приемах морфинга, характерных для нелинейной архитектуры 90-х. За тридцатилетний период использованы три стратегии поиска нового, устойчивого и универсального, метода, способного, подобно модернизму, надолго интегрировать архитектурный процесс. Однако контуры универсальной модели в прежнем, классическом, смысле в середине 90-х не просматривались, и вряд ли она будет востребована обществом. Поиск нового в наше время способен лишь увеличить число языков. Однако он необходим для эволюции профессии»
Подведем итог данного подраздела. Синергетика в архитектурном формообразовании, несмотря на первоначальную эйфорию архитекторов по поводу новых эффектных, и в общем-то эффективных, методов компьютерного моделирования, не может пока выступить как генератор единого цельного метода, принципиально и повсеместно меняющего морфологию нового зодчества.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что сегодня в архитектурной практике пока рано говорить о полноформатном синергетическом моделировании и конкретном синергетическом подходе в проектировании. Здесь синергетическая методология, как таковая размывается, - остаются лишь фрагменты, а отдельные методы еще не значат принадлежность к определенной методологии. Однако в фундаментальных архитектурно-градостроительных исследованиях теоретические модели сложных образований с «человекоразмерностью» уже могут довольно успешно изучаться в синергетическом ключе, не противореча целостности самой методологии теории самоорганизации.
Список литературы
1. Курдюмова С.П. Синергетика
. Хакен Г. «Синергетика»
. Шубенков М.В. Структурные закономерности архитектурного формообразования
. Котельников Г.А. Теоретическая и прикладная синергетика
. Курдюмов С.П., Князева Е.Н. Синергетика: начало нелинейного мышления
. Анисимов А. Потенциал синергетического метода в проектировании
. Жуйков С. Синергетический подход к изучению архитектурного процесса
. Иконников А.В. Пространство и форма в архитектуре и градостроительстве
. Бархин М.Г. Архитектура и человек. Проблемы градостроительства будущего
. Синергетический подход к изучению архитектурного процесса. С. Жуйков. 2011