WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Витюк Екатерина Юрьевна

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД

К РЕШЕНИЮ АРХИТЕКТУРНЫХ ЗАДАЧ

18.00.01 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата архитектуры

Нижний Новгород – 2009

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ГОУ ВПО «УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Научный руководитель

доктор архитектуры, профессор

Холодова Людмила Петровна

кандидат технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор философских наук, профессор

Норенков Сергей Владимирович,

кандидат архитектуры, профессор

Иовлев Валерий Иванович

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Новосибирская государственная

архитектурно-художественная академия»

Защита состоится 15 декабря 2009 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.162.07 при ГОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан ___ ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат архитектуры, доцент Н.А. Гоголева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Устойчивая тенденция к территориальному росту и ускоряющиеся темпы урбанизации превращают крупные города в плотно застроенные образования, сложные для восприятия и ориентации в них. В мегаполисах процесс развития и приобретения новых городских функций и внедрения новых архитектурных организмов достигает колоссальных размеров и протекает с огромной скоростью. В результате происходящих метаморфоз архитектурное пространство превращается в сложно регулируемый организм, заполнение которого основано на «случайных» включениях элементов в ткань. С точки зрения синергетики существуют внутренние законы развития объекта, иначе говоря, отбор работает лишь на поле предзаданных возможностей, отбору доступны только те формы, которые заложены в самой нелинейной среде.

Таким образом, в сложившейся ситуации возникает необходимость в разработке методов архитектурного проектирования, позволяющих рационально использовать территории под застройку с учетом всех влияющих на нее факторов, прогнозировать дальнейшее развитие урбанизированной структуры и внедрение в неё новых архитектурных форм. Вследствие этого необходимо применять синергетический подход к изучению диссипативной структуры «Город», позволяющий решать поставленную задачу на трансдисциплинарном уровне. Одним из инструментов синергетики является математика – наука, с древних времен сопутствующая архитектуре. Её средства и методы способствуют рациональной организации архитектурного пространства, упорядочиванию его элементов, систематизации накопленных эмпирических знаний в сфере архитектуры. Синергетический подход к изучению феномена архитектурных и урбанизированных структур подразумевает непременную математизацию данной отрасли знания с применением таких методов, как моделирование, формализация и аксиоматизация. Формализации способствуют современные компьютерные программы (например, AutoCAD, ArchiCAD, 3dsMAX и др.), позволяющие исследовать объект посредствам компьютерного моделирования (визуализации творческой задачи архитектора с использованием геометрических построений, модуля, фрактальной геометрии, теории ритмокаскадов). Поэтому вопрос синергетического подхода и применения математических методов в архитектуре актуален и требует тщательного изучения.

Теоретической базой исследования послужили работы, раскрывающие основные аспекты оптимизации городской структуры с использованием математических методов и моделей, содержащие информацию об истории теории и практики архитектуры и градостроительства, а также разработки в области синергетики.

Уровень разработки темы. В настоящее время существует большое количество исследований, касающихся каждой из следующих областей:

  • изучению объекта исследования – структуре исторического города – посвящен ряд научных работ, статей, монографий таких авторов, как Гутнов А.Э., Иконников А.В., Пискунов В.А., Холодова Л.П., Смоляр И.М., Норенков, Алексеев Ю.В. и др.;
  • изучению механизмов математики посвящены работы Вейля Г., Пойа Д., Пидоу Д., Рыбакова А.Н., трактаты Декарта, Фибоначчи, Фреге и др.;
  • вопросы использования математических моделей в архитектуре и градостроительстве раскрыты в работах таких теоретиков архитектуры, как Гутнова А.Э. (описание существующих математических моделей), Мерлена П. (количественные модели), Фридмана И. и Зейтуна Ж. (вопросы комбинаторики), Сосновского В.А. и др.;
  • суть и методы синергетики, возможность ее использования при изучении окружающего мира изложены в работах Курдюмова С.П., Пригожина И.Р., Князевой Е.Н., Бабича В.Н., Титова С.С. и др.

В результате изучения литературных источников выяснилось, что спектр работ по вопросу использования математических методов в архитектуре достаточно обширен. Однако в раскрытии данной темы большинство из них опирается на узкоспециализированные знания частных научных теорий либо не позволяет увидеть глубокую суть направления исследований. Существующие математические модели включают в себя лишь те элементы и процессы, которые допускают числовое (количественное) выражение, хотя математика имеет в арсенале более эффективные методы описания и анализа объектов и явлений, а также позволяет абстрагироваться от конкретного предмета исследования, выделяя лишь его существенные свойства и характеристики. Это свойство математики в контексте архитектуры не раскрыто.

Целью данной работы является создание нового метода изучения архитектурных и урбанизированных структур на базе математического знания с точки зрения синергетики.

Задачи научной работы.

  1. Исследовать исторический аспект взаимодействия математического знания с архитектурой.
  2. Создать новый понятийный аппарат, на базе которого в дальнейшем будет произведена формализация архитектурной и градостроительной науки.
  3. Выявить механизмы формирования архитектурного пространства и сформулировать законы его организации и развития с позиции синергетики.
  4. Разработать метод архитектурного и градостроительного проектирования на основе синтетических методов научного познания.

Объект исследования: структура исторически сложившегося города.

Предмет исследования: синергетические принципы организации и развития архитектурных и урбанизированных структур с использованием математических методов.

Границы исследования можно определить границами дисциплин, применяемых в исследовании: синергетики, математики, градостроительства и архитектуры.

Методы исследования включают обобщение и анализ теории и практики моделирования для решения архитектурных и градостроительных задач. При решении поставленных задач используется историко-генетический анализ, графоаналитический метод и системный подход.

Научная новизна работы. В диссертации разработаны основы формирования пространственной структуры города с позиции синергетического подхода. Научную новизну составляют:

  • методика анализа и изучения архитектурных и урбанизированных структур с позиции синергетики;
  • методика проектирования структуры города с применением математических методов обработки информации;
  • синергетический подход к анализу развития архитектурной среды;
  • конструктивная модель структуры современного города.

Практическая ценность исследования заключается в разработке новых методов постановки и решения архитектурных и градостроительных задач: метод поэтапного решения проектной задачи, метод идеализации творческой задачи, метод геометрической формализации градостроительной и архитектурной композиции, метод алгебраической формализации творческой задачи. В исследовании раскрывается понятия «точки бифуркации» (ветвления) и «флуктуации» (отклонения от средних показателей) в контексте архитектуры, что позволяет моделировать процесс развития городской среды: возникновение критических моментов и новых гомеостазов. Данная работа расширяет границы применения математических методов обработки информации в области архитектуры и градостроительства, разъясняя их принципы и подходы, которые дают возможность иначе взглянуть на проблемы мегаполисов, что позволяет структурировать процессы развития города и архитектурных объектов и использовать предложенную методику в практической деятельности архитектора.

Гипотеза: город является многослойной открытой структурой, интегрирующей разобщенные элементы и лакуны (пустоты) и обладающей внутренними скрытыми механизмами самоорганизации и саморазвития, носящими нелинейный характер.

На защиту выносится:

  • синергетический подход к изучению развития архитектурных и урбанизированных пространств;
  • методы архитектурного проектирования, основанные на математических методах обработки информации;
  • модель пространственной структуры города.

Апробация работы. С научными докладами, раскрывающими основные результаты работы, автор принимала участие:

  • в межвузовской конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы архитектуры и дизайна», проходившей 5 - 7 апреля 2006 г. в УралГАХА;
  • в выездной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы архитектуры и дизайна», проходившей 14 -16 апреля 2006 г.;
  • в межвузовской конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы архитектуры и дизайна», проходившей 2 - 4 апреля 2007 г. в УралГАХА;
  • в международном смотре-конкурсе дипломных проектов и работ по архитектуре – премия и диплом МОО САО первой степени за дипломный проект, 2008 г.

По данной теме автором сделано 9 научных публикаций в различных изданиях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 102 наименований, трех приложений, 53 иллюстраций, словаря, изложена на 218 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ

Во введении определяется актуальность выбранной темы, раскрывается уровень разработки проблемы, формулируются цель, задачи и методы исследования, устанавливаются его границы, обосновывается научная новизна и практическая ценность работы.

Первая глава «Междисциплинарный подход к изучению архитектурной и урбанизированной среды» состоит из трех параграфов: «Феномен мегаполиса с позиции синергетики»; «Анализ развития теорий идеальной структуры урбанизированного пространства»; «Модель коэволюции городской структуры как диссипативной системы (на примере города Екатеринбурга)».

В этой главе раскрыты суть и методы синергетики, возможность их применения при изучении полиса. Система «Город» рассмотрена в двух вариантах ее существования: как идеальная (идеализированная) структура и как динамическая диссипативная структура. Разработана модель коэволюции города на примере Екатеринбурга.

Слово «синергетика» переводится с греческого языка как «энергия совместного действия». Основным объектом внимания этой науки о самоорганизации являются самопроизвольно возникающие образования или диссипативные структуры структуры, существующие исключительно благодаря обмену информацией, веществом или энергией с внешней средой. На основе градостроительной практики можно говорить о том, что город имеет возможность расти и развиваться лишь тогда, когда он способен к обмену ресурсами (люди, деньги, товары и пр.) и информацией с внешней средой, действие которых, подобно катализатору, усиливает процессы, происходящие внутри городского организма. Следовательно, город есть не что иное, как диссипативная структура с возникающими в ней диффузиями.

С позиции синергетики город можно определить как сложный структурированный объект, обладающий границами, которые постоянно пронизываются разнонаправленными потоками субстанции разной природы (автомобили, информация, деньги, метеоявления и т.д.). Мегаполис остается структурированной субстанцией до тех пор, пока влияние этих потоков остается в определенных пределах и соотношениях. Их отсутствие приводит к увяданию города, повышенная активность – к резким изменениям структуры. Когда параметры порядка (порядок, возникающий при спонтанном нарушении симметрии при фазовом переходе) теряют свои функции, возникает новое устойчивое состояние системы, но с элементами предыдущего. Другими словами, полис переходит в состояние хаоса или из одного структурированного состояния в другое «случайным» образом и определяется возникновением и взаимодействием флуктуаций - отклонений неких локальных параметров системы от средних постоянных значений.

Урбанизированная структура находится в состоянии постоянной борьбы с вновь возникшими и уже существующими какое-то время флуктуациями. В случае, когда эти отклонения, взаимодействуя друг с другом и со структурой в целом, усиливаются, они способны подавить сопротивление архитектурной субстанции. Это приводит к обновлению структурных и количественных параметров системы. Если какая-либо флуктуация начинает доминировать над остальными, то она перерастает в новую структуру. Примером доминирующей флуктуации может служить строительство элитного жилья и снос ветхих строений. В определенный исторический момент одной из норм строительства считалось возведение «дешевого» жилья – так называемых «хрущевок». При изменении некоторых потоков (метаморфозы в политической, экономической, социальной сферах) произошла смена потребностей населения, повлекшая за собой качественные изменения в проектировании и строительстве жилого фонда. Данная флуктуация привела к возникновению новых жилых микрорайонов, т.е. переросла в новую структуру.

Таким образом, регулируя силы потоков, можно управлять возникновением и развитием необходимых флуктуаций, что приведет, в свою очередь, к качественным изменениям всей структуры.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»