Архитектурно конструктивная трансформация зданий. Современные тенденции в архитектурном проектировании: Адаптивная архитектура. Архитектура предприятия: от теории к практике

Жилье должно быть трансформируемой системой, соответствующей динамике самого жизненного уклада семьи. Должна быть найдена такая система планировочной организа­ции квартиры, которая бы позволяла в дальнейшем осуществлять трансформацию внутренних пространств и получать новые варианты, также удовлетворяющие функциональным и эстетическим требова­ниям. Например, в многокомнатных квартирах современной постройки закладывается свободная планировка комнат, реализуемая по согласованию с владельцем.

В общем виде трансформация внутреннего пространства квартиры может быть подразделена на:

Суточную (трансформация детских и спальных комнат);

Кратковременную (трансформация общих комнат при приеме гостей, торжеств и пр.);

Сезонную (например, включение летних помещений в жилую или подсобную площадь);

Демографическую (в связи с вступлением семьи в новый период ста­новления).

В то же время на планировочные решения реконструируемых зданий влияет его конструктивная схема, т.е. расположение в пространстве стен, столбов, колонн. Причем наличие уже существующего остова заставляет принимать при реконструкции обратную новому строительству последовательность планировочных решений, включающую следующие этапы:

Разделение стенового остова на отдельные секции с существующими или вновь устраиваемыми лестничными клетками;

Распределение секций на квартирные ячейки (расположенные в одном или двух уровнях);

Выделение в каждой квартирной ячейке жилой и вспомогательной зоны (при одновременной увязке с размещением инженерного оборудования и вновь организуемых или существующих санитарно-технических коммуникаций).

Возможность выбора схемы размещения квартир (линейной, дву­сторонней, угловой и торцевой), количества, размеров и пропорций комнат, а также обеспечения проветривания и инсоляции определяются величиной и соотношением ширины корпуса и расстояния между лестничными клетками. Особого внимания заслуживает решение кухонно-санитарного блока, что во многом определяет уровень комфортности реконструируемого жилья.

1. Для малокомнатных квартир удобно располагать кухонно-санитарный блок компактной группой при входе в кварти­ру. При этом обеспечивается достаточный уровень изоляции жилых комнат, а также удается избежать необходимости устройства кори­дора.

2. В случае высокой сложности или невозможности переноса существующих санитарно-технических коммуникаций кухонно-санитарный блок может быть расположен в глубине квартиры. При этом связь с прихожей и комнатами осуществляется через коридор.

3. В больших многокомнатных квартирах наибольшие удобства обеспечивает разобщение кухонно-санитарного блока (и, возможно, дублирование его элементов). Например, кухня и туалет с раковиной расположены при входе в квартиру, а ванная комната и второй туалет расположены в глубине квартиры, рядом со спальнями.

Любое преобразование большого объекта — будь то уже упоминавшийся развод мостов, или открывание потайных дверей на циферблате башенных часов, или превращение стены в экран для видео-мэппинга, — это всегда зрелище, всегда аттракцион. Неслучайно больше всего подобные приемы востребованы в зданиях, которые сами так или иначе связаны со зрелищами: театры, музеи, выставочные галереи, спортивные арены.

Например, раздвижные кровли у стадионов стали уже практически общим местом, начиная с нашего сочинского с довольно простым механизмом трансформации и заканчивая олимпийским в Мадриде Доминика Перро (Dominique Perrault), в котором крыша, состоящая из трех подвижных «крышек», может принимать до 27 различных конфигураций. Все зависит от того, что нужно в данный момент — впустить больше солнца и воздуха или, наоборот, защитить корты от ветра и дождя. Бетонные плиты облицованы алюминиевыми панелями, приводятся в движение гидравлическими механизмами, и самая большая «крышка» весит 1200 тонн!

Центр водных видов спорта в Лондоне во время Олимпиады 2012 года. Заха Хадид

Функционально оправданы пространственные трюки и в выставочных центрах и галереях. Хотя бы потому, что организация любой экспозиции сопряжена с необходимостью создавать новые декорации — так же, как в театре. Например, в нью-йоркской Sperone Westwater Gallery сэр Норман Фостер (Norman Foster), решая задачу увеличить выставочные площади вдвое в рамках ограниченного пятна застройки, придумал сделать галерею-лифт. Параллелепипед размером 3,6×6 метров движется внутри «шахты» — вытянутого застекленного вертикального объема — и прекрасно просматривается с улицы благодаря яркому красному цвету. Этот лифт можно использовать как отдельный небольшой зал, через который посетители будут «телепортироваться» на другие уровни здания, либо «припарковать» на одном из этажей и задействовать его площади как продолжение другой экспозиции.

Еще более смелый подход к трансформации музейного пространства показал Рем Колхас (Rem Koolhaas, OMA) в своем проекте для Prada в Сеуле. Павильон так и назвали — Prada-трансформер. Он представляет собой сложную пространственную фигуру — стальной каркас, обтянутый тканью, такой же, какую используют для чехлов самолетов, яхт и прочих крупных объектов. Положил фигуру на один бок — и в основании оказался крест, а остальные стены приобрели одну конфигурацию. Положил на другой — и вот уже пол стал круглым, и пространство кардинально изменилось. При этом форма продумана так, чтобы при каждом повороте вход в павильон (на обычной «липучке», которую используют в спортивных куртках или палатках) оставался в зоне досягаемости.

Впрочем, тягу к зрелищам нередко испытывают и проектировщики — на пару с заказчиками — жилых домов. Не так давно archspeech с Дэвидом Фишером (David Fisher, Dynamic Architecture) — автором первого в мире вращающегося небоскреба. Его идея в том, чтобы разместить на каждом этаже ветровые турбины, которые будут не только вращать модули этажей, открывая жителям квартир новые виды, но и вырабатывать энергию, достаточную для самообеспечения здания. Пока реализация проекта под вопросом, но в разговоре Фишер намекнул, что первый такой небоскреб может появиться в Майями, и движением расположенного на самом верху пентхауса его владелец сможет управлять голосом.

Пока же идеи динамической архитектуры в жилом строительстве воплощаются в жизнь в малом масштабе. Летний дом Caja Obscura молодого кинорежиссера в Парагвае, недалеко от Асунсьона, в закрытом виде больше напоминает гараж: цоколь из песчаника увенчан бетонной плитой, на которой покоится «коробка» из листов гальванизированной стали. На деле же «коробка» оказывается крышкой, которая, поднимаясь с одного конца, открывает второй этаж с террасой, гостиной и кухней в глубине. Согласно проекту архитектора Ксавье Колана (Xavier Colan), механизм приводится в действие обычной лебедкой. Кому-то этот процесс может напомнить поднятие флага, но для владельца дома это, скорее, как вращать ручку старого киноаппарата. Тем более, что лебедка расположена на втором этаже, на переднем краю перекрывающей плиты, и по мере поднятия крыши пейзаж разворачивается прямо перед глазами, словно на гигантском экране.

А вот хозяевам дома в графстве Саффолк, Восточная Англия, приходится пользоваться электроприводом — ведь им приходится передвигать по специально спроектированным рельсам модуль с крышей, стенами и окнами длиной 28 метров и весом 50 тонн. Лондонские архитекторы dRMM пошли на смелый эксперимент под кодовым названием Sliding House (скользящий дом). Ловко и почти бесшумно перемещаясь между главным домом, гостевым домом и гаражом, модуль то защищает от непогоды открытый бассейн, то затемняет панорамные окна стеклянной гостиной (и тогда в ней становится возможным смотреть кино даже днем), то прячет от любопытных глаз террасу на крыше с установленной на ней ванной. А может и превратиться в дополнительный навес для автомобилей (хотя хозяин предпочитает мотоциклы) или козырек над входом в дом. Перемещение на самом длинном участке занимает всего 6 минут!

Очень часто ИТ увеличивают эффективность управления на предприятии, но при этом их развитие носит хаотичный характер. Необходим инструмент, обеспечивающий взаимосвязь стратегических целей и задач предприятия, бизнес-процессов и технологий, их поддерживающ

Многие годы считалось, что внедрение ИТ призвано в первую очередь обеспечить более высокую эффективность текущего управления всей организацией, оптимизировать сбор и накопление информации и сократить сроки принятия решений путем более качественного и быстрого доступа к данным и результатам их обработки. Воздействие ИТ на предприятие заключается в том, что система начинает самостоятельно выполнять рутинные операции, а человеку остаются функции принятия решения.

По мнению аналитиков Gartner, ИТ начинают играть не только роль «технологической подложки», обеспечивающей автоматизацию бизнес-процессов, но и превращаются в элемент его стратегии, необходимый для перехода предприятия на качественно новый уровень функционирования. Информация и компоненты ИТ становятся неотъемлемой частью все большего числа продуктов и услуг.

Высокая стоимость информационных систем привела к необходимости оценивать экономическую эффективность их внедрения. Появилось множество сложных методик количественной оценки результатов внедрения системы. В конце концов оказалось, что проще всего доказать эффективность внедрения недорогих «коробочных решений». Под каждую новую задачу проводился тендер и закупался новый программный продукт. На какое-то время стало «не модно» внедрять «комплексные» информационные системы.

В итоге многие предприятия сделались обладателями большого количества разнообразных информационных систем, решающих отдельные локальные задачи. Некоторые ИТ-подразделения решают проблему их интеграции, другие - пытаются разобраться с большим количеством устаревших приложений, описания которых потеряны после ухода обслуживающих специалистов.

Состояние ИТ-поддержки бизнеса на многих современных крупных предприятиях можно охарактеризовать как «автоматизированный хаос». Не только отсутствует информация о существующих информационных услугах, но часто не документированы функциональные возможности информационных систем и их техническая реализация. В таких компаниях возникают разрозненные команды архитекторов и бизнес-аналитиков, являющихся носителями «сокровенных знаний» о системах и технологиях, обеспечивающих интеграцию разрозненных решений в единое целое.

Основная проблема крупных компаний - это отсутствие корректной информации о существующей ИТ-поддержке бизнеса и стратегии ее дальнейшего развития. Возникает парадоксальная ситуация: ИТ увеличивают эффективность управления предприятием, но при этом их развитие носит хаотичный характер. Нужен инструмент, обеспечивающий взаимосвязь стратегических целей и задач предприятия, бизнес-процессов и технологий, их поддерживающих. Нужна разработка архитектуры предприятия.

Что такое архитектура предприятия?

Под архитектурой предприятия (Enterprise Architecture, EA) обычно понимается полное описание (модель) структуры предприятия как системы, включающее описание ключевых элементов этой системы, связей между ними. Аналитики IBM считают, что «дисциплина Enterprise Architecture определяет и обслуживает архитектурные модели, механизмы управления и инициативы по переходу (от текущего состояния к целевому), необходимые для эффективной координации частично автономных групп при решении бизнес- и (или) ИТ-задач».

Архитектура предприятия определяет общую структуру и функции систем (бизнес- и ИТ) в рамках всей организации (включая партнеров и другие организации, формирующие так называемое предприятие реального времени) и создает общую рамочную модель, стандарты и руководство для архитектуры любого уровня управления. Общее видение, обеспечиваемое архитектурой предприятия, предоставляет возможность единого проектирования систем, адекватных потребностям организации и способных к взаимодействию и интеграции там, где это необходимо.

Архитектура предприятия развивается циклично. При разработке стратегии развития предприятия выявляются изменения в бизнес-архитектуре предприятия, позволяющие оптимизировать его бизнес-процессы, а изменение бизнес-процессов предприятия влечет изменение ИТ-архитектуры. Следующие шаги - разработка плана миграции и переход из текущего состояния в планируемое. Процесс миграции является лишь очередным шагом на пути преобразования предприятия, и его окончание означает переход предприятия на новый виток развития, вновь начинающийся с разработки стратегии.

Один из традиционных вопросов, возникающих при разработке архитектуры предприятия, - о необходимости ее внедрения. Большинство топ-менеджеров предпочитают давать обоснование инвестиций в архитектуру предприятия в виде ROI, но, по мнению аналитиков компании Gartner, ни одно из этих обоснований не являлось правдоподобным. «За десять лет работы с тысячами компаний Gartner не видела ни одного примера надежного обоснования ROI для программы создания EA, - говорит Брайан Бурк, один из ведущих аналитиков Gartner в области построения архитектуры предприятия. - Вывод: этого нельзя сделать - и не начинайте».

Оценка эффективности архитектуры предприятия является одним из важных факторов архитектурного процесса. Но в основу его правильнее закладывать качественные, а не количественные методики оценки.

Чтобы оценить необходимость построения архитектуры предприятия, можно выбрать набор показателей, отражающих влияние архитектуры на затраты и доходы компании. В этих показателях должны содержаться ответы на два основных вопроса:

• Как архитектура предприятия влияет на ИТ?
• Как архитектура предприятия непосредственно влияет на бизнес?

Архитектура предприятия: от теории к практике

В различных архитектурных методиках все выглядит очень просто и красиво. Необходимо выбрать одну из понравившихся методологий (TOGAF, Zachman Framework, Gartner Enterprise Architecture Framework, Oracle Enterprise Architecture Framework), на ее основе разработать свой вариант архитектуры, внедрить архитектурный процесс и начать рисовать модели средствами одного из понравившихся архитектурных инструментов. Это в теории.

На практике под построением архитектуры предприятия понимается много различных видов деятельности - от работ, связанных с решением текущих технологических проблем, до ориентированных на интеграцию бизнеса и ИТ. Как правило, разные виды работ выполняют различные группы специалистов.

Аналитики Gartner выделили четыре группы процессов, которые выполняются различными командами специалистов.

Тактическая архитектура (Tactical Architecture) - включает в себя архитектуру локальных проектов, выполняющихся в соответствии с конкретным планом развития информационных систем и бизнес-процессов. Специалисты, занимающиеся такими проектами, как правило, являются профессионалами в конкретных областях, они занимаются главным образом решением текущих задач и часто не могут оценить их влияние на предприятие в целом.

Тактическая архитектура предприятия (Enterprise Tactical Architecture) - координирует все проекты предприятия, обеспечивает интеграцию различных приложений в единое целое. Аналитики, работающие в такой команде, имеют широкое представление о существующих проблемах, могут влиять на выбор того или иного решения. При этом разработка архитектуры происходит только с точки зрения технологий и не затрагивает бизнес.

Стратегическая архитектура (Strategic Architecture) - обеспечивает планирование проектов в масштабах всего предприятия и соответствие между стратегией развития предприятия и изменениями в его архитектуре. При этом работы по стратегическому планированию, как правило, затрагивают исключительно высокоуровневые задачи.

Зрелая архитектура предприятия (Mature Enterprise Architecture) - должна объединять всю основную активность, направленную на разработку архитектуры предприятия, в единое целое, планируя и определяя будущую архитектуру предприятия. Архитектурная команда становится неотъемлемой частью бизнеса, планирует управление финансовой деятельностью и действия по управлению портфелем приложений, консультирует другие рабочие группы по вопросам дальнейшего технологического развития и бизнес-стратегии.

Основным недостатком существующих архитектурных методик является в первую очередь отсутствие связей с реально функционирующей организацией. Необходимо обеспечить контроль за принятием правильных технических решений и оценивать, насколько эти решения соответствуют стратегии развития информационных систем, технологическим стандартам, существующим в компании, современным тенденциям в отрасли. Необходим архитектурный процесс, который неразрывно связан с существующим и функционирующим ИТ-подразделением.

Разработка архитектурного процесса является обязательным условием эффективной архитектуры предприятия и позволяет гибко подходить к изменениям в технологии ведения бизнеса. Архитектурный процесс обеспечивает: быструю разработку и внедрение новых информационных систем (при этом позволяет минимизировать вероятность дублирования их функционала), контроль соответствия стратегии развития предприятия современным тенденциям в отрасли, возможность постоянного сбора корректной информации, описывающей текущую ситуацию в компании.

Одной из основных составляющих проекта разработки архитектурного процесса является создание структур, обеспечивающих управление и контроль за самим процессом.

Инструментом, обеспечивающим управление и контроль за ходом архитектурного процесса, является архитектурный комитет во главе с одним из топ-менеджеров. Функции архитектурного комитета заключаются в отслеживании и одобрении проектов и инициатив, существующих в компании, и оценке целесообразности их проведения. Следует отметить, что вместе с архитектурным комитетом на предприятии создается еще один бюрократический уровень, позволяющий активировать и останавливать проекты. Недостатком может оказаться возможность задержек при рассмотрении комитетом вопросов, требующих быстрого решения.

Архитектура предприятия влияет на все этапы, связанные с разработкой решения, и включает в себя четыре основных направления.

Изучение новых технологий - обеспечивает анализ современных тенденций в отрасли и оценку возможности практического использования инновационных технологий, появившихся на рынке; влияет на целевую архитектуру и обеспечивает выбор оптимальных технологических решений и их тестирование (проведение пилотных проектов). В идеале такая деятельность должна вестись отдельной лабораторией (тестовой зоной).

Архитектура решений - процесс разработки прикладных систем, включающий в себя анализ бизнес-требований, подготовку архитектурной концепции и плана интеграции в рамках конкретного проекта.

Целевая архитектура - описывает желаемое будущее состояние предприятия. Целевую архитектуру можно назвать идеальной моделью предприятия, в основу которой заложены: стратегические требования к бизнес-процессам и ИТ, информация о выявленных «узких местах» и путях их устранения, анализ технологических тенденций и среды бизнес-деятельности предприятия.

Текущая архитектура - это процесс документирования и поддержания в актуальном виде информации о состоянии предприятия, включающий в себя ведение базы данных по архитектурным объектам, управленческий учет и учет состояния.

Архитектура предприятия и ITIL

В настоящее время наиболее популярный способ документирования состояния информационных систем и ИТ-инфраструктуры - это внедрение процесса управления конфигурациями (Configuration Management). Процесс ориентирован в первую очередь на хранение данных по объектам ИТ-инфраструктуры в форме конфигурационных единиц и связей между ними, но его часто используют для хранения любой документации по существующим приложениям.

В ITIL версии 3 появляется система управления знаниями по услугам (Service Knowledge Management System, SKMS) с которой взаимодействуют процессы управления ИТ. Система SKMS может хранить в себе не только стандартную информацию о конфигурационных единицах, но и «заявки на предоставление доступа к услугам, инциденты, проблемы, ошибки, изменения, релизы».

Пользователь CMDB (Configuration Management Data Base) нуждается в интеграции ИТ-сервисов и их компонентов для оптимизации оперативных изменений. Цель процесса управления конфигурациями - оптимизировать работу ИТ для бизнеса.

Миссия архитектуры предприятия заключается в поддержке бизнес-стратегии. Для ее достижения необходима интеграция информации и управление информацией, касающейся бизнеса, технологий, приложений. В рамках построения архитектуры предприятия возникает необходимость связать в единое целое такие разнородные элементы, как потребности клиентов, поведение конкурентов, технологических тенденций в отрасли. При этом необходимо понять, как бизнес, информация и технологии будут работать через несколько лет.

Сейчас появился отдельной класс инструментов, обеспечивающих не только моделирование архитектуры предприятия, но и автоматизацию архитектурного процесса (Enterprise Architecture Management). Архитектурные инструменты имеют собственный репозиторий, где хранится необходимая информация. Эту информацию, как правило, делят на четыре основные группы:

• бизнес-архитектура (стратегия, цели, задачи, требования, планы, процессы, продукты, услуги, организационная структура, бюджеты);
• архитектура информации (данные, информационные потоки, интерфейсы);
• архитектура приложений (приложения, версии, компоненты, сервисы);
• технологическая архитектура (экземпляры приложений, платформы, базы данных, серверы).

Архитектурные инструменты включают в себя информацию, хранящуюся в CMDB, и, соответственно, должны быть интегрированы с ними. Некоторые производители программного обеспечения считают, что система, обеспечивающая автоматизацию архитектурного процесса, должна обеспечивать автоматизацию и других процессов ИТ-подразделения (управление портфелем программ, релизами, соответствием лучшим практикам и стандартам). Кроме того, некоторые архитектурные инструменты позволяют автоматизировать создание моделей в соответствии с информацией, хранящейся в репозитории.

Многие современные компании начинают разработку архитектуры предприятия с внедрения архитектурных инструментов и построения моделей. По мнению аналитиков компании Gartner, это является одной из самых распространенных ошибок, так как моделирование обеспечивает лишь детализацию и документирование информации, собранной на предыдущих этапах архитектурного процесса.

Акцентировать внимание нужно в первую очередь на построении эффективно работающего архитектурного процесса. А как будет документироваться и моделироваться архитектура предприятия, не имеет существенного значения при условии, что информация является легкодоступной и хранится в наглядном виде.

Алексей Сизов - эксперт по системной архитектуре компании «Вымпелком»;

Е.И. Панькова

Руководители: НИРС – проф. Ю.С. Янковская ,
арх. проект – доц. В.В. Громада

ТРАНСФОРМИРУЕМЫЕ МОДУЛЬНЫЕ СЕТКИ В АРХИТЕКТУРЕ

Динамика современной жизни часто требует создания трансформируемых, многофункциональных архитектурных форм и пространств. Для решения этих задач можно использовать трансформируемые модульные сетки, которые с легкостью накладываются на любые поверхности, такие как фасад, план и другие элементы зданий и сооружений.

Современный подход к архитектуре предполагает не только создание благоприятных условий для человеческих потребностей, но и решение экологических проблем. Поэтому трансформируемые модульные сетки могут основываться на использовании идеи обратимых трансформаций растений и их реакции на воздействие внешней среды. Воплощение принципов природной целесообразности в архитектуре приводит к сближению и объединению естественной и искусственной среды.

Сетки, как и растения, реагируют на изменение различных факторов внешней среды, например, освещенности, температуры воздуха, влажности и т. п. В архитектуре это - движение конструктивных элементов: ограждающих поверхностей, кровли, систем жалюзи, что используется для поддержания микроклимата помещения.

А.О. Шилкова

Руководители: НИРС – проф. Ю.С. Янковская ,
арх. проект – доц. В.В. Громада

ПРИЕМЫ ТРАНСФОРМАЦИИ В АРХИТЕКТУРЕ

(на примере архитектуры многофункционального жилого комплекса)

Отличительной чертой нашего времени является все возрастающая динамичность жизни общества. Меняется мир вокруг нас, и современный человек, не замечая этого, ежедневно сталкивается с преобразованиями окружения. Архитектура должна соответствовать всем требованиям человека и также динамично меняться вместе с ним.

Рассматривая архитектуру как живой организм, чутко реагирующий на потребности людей, формируется понимание архитектуры как изменяющейся искусственной среды, приспособленной к динамическим процессам действительности и отвечающей требованиям общества.

В связи с этим возникает необходимость преобразования пространства человеческой жизнедеятельности.

Основной идеей научно-исследовательской работы является разработка гибких трансформируемых изменяемых объемно-планировочных и конструктивных систем структуры многофункционального жилого комплекса, способных удовлетворить потребностям людей.

Среди задач и особенностей применения трансформации в структуре жилых домов можно выделить следующие:

1. Многофункциональность использования пространства. С помощью мобильных конструкций решается задача оптимизации статических элементов и параметров зданий, трансформируемое пространство создает среду «без границ». Структуры, формируемые с использованием трансформации, должны сочетать максимальное количество функций: «дом-отдых», «дом-общение», «дом-работа», «дом-учеба», одновременно обеспечивая динамическое развитие самой жилой ячейки;

2. Регуляция микроклимата за счет обратимых движений конструктивных элементов. Трансформируемые фасадные системы призваны регулировать параметры микроклимата в помещении, постоянно изменяясь под воздействием окружающей среды: солнца, ветра, осадков и т.д.;

3. Изменение пространственных характеристик объекта: открытость/закрытость по отношению к окружающей среде, изменение уровня естественной освещенности и др., что способствует созданию более комфортной среды пребывания человека.

4. Эстетический аспект. И дея меняющегося пространства, сложные концептуальные структуры мобильной формы, возможность ее видоизменения, в зависимости от конкретных условий, приобретают неожиданные эффекты и создают выразительные архитектурные решения.

В.С. Бердникова

Руководители: НИРС – проф. Н.С. Акчурина ,
арх. проект – проф. Н.С. Акчурина, проф. А.А. Раевский

МОБИЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА, КАК СПОСОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ И ПРИНЦИП ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СО СРЕДОЙ

Состояние среды обитания человека на планете определяется экологическими показателями. И влияние архитектуры, как одной из важнейших сфер жизнедеятельности человека, в этой области очень значимо.

Все взаимосвязано в мире, так же, как и в природе. Изобилие возможностей и ресурсов неисчерпаемо, при правильном использовании.

МОБИЛЬНАЯ архитектура является решением вопроса о взаимодействии глобальных стихий - АРХИТЕКТУРА и СРЕДА.

Рассмотрим несколько принципов внедрения нанотехнологий, обеспечивающих максимальное взаимодействие архитектуры и природной среды:

Принцип сохранения энергии,

Принцип «сотрудничества» с солнцем,

Принцип уважения к обитателю,

Принцип уважения к месту,

Принцип целостности.

И.С. Попова

Руководители: НИРС – доц. М.В. Винницкий,
арх. проект – доц. М.В. Винницкий

ТРАНСФОРМИРУЕМЫЕ ФАСАДЫ КАК СРЕДСТВО ВЫРАЗИТЕЛЬНОСТИ АРХИТЕКТУРЫ

Трансформируемая архитектура является следующим шагом в эволюции зодчества. В век высоких технологий и инновационных материалов на второй план начинает отходить представление об архитектуре, как о статичной, твердой и тяжелой. Потребность нашего окружения в способности меняться, обусловленная тем, что изменение является постоянным процессом нашего времени, приводит к появлению возможности архитектуры приобретать способность физически адаптироваться к потребностям человека.

Для кинетического объекта движение является самой существенной частью замысла. Даже если конструкция может существовать и в статичном состоянии, только в движении замысел ее создателя раскрывается полностью. При проектировании зданий с трансформируемыми фасадами необходимо учитывать взаимосвязь утилитарных и декоративных функций в кинетических зданиях, а также влияние трансформируемых фасадов на восприятие архитектуры человеком, выявление средств выразительности таких фасадов. Технические элементы кинетической архитектуры нуждаются в архитектурном переосмыслении и выявлении их роли в создании художественно-образного решения архитектурных объектов. По изученным материалам выработан ряд критериев, позволяющих структурировать проблему применения трансформируемой архитектуры в местных условиях. Имеет значение градостроительный аспект, вариантность постановки здания с элементами трансформации (постановка в качестве доминанты в композиции застройки или вписывание в существующую статичную застройку). В художественно-образном решении кинетических зданий проявляется степень участия трансформируемого элемента в общем композиционном решении, его самостоятельность или подчинение общему композиционному строю. Типы конструктивного устройства динамики здания включают в себя трансформацию фасадных систем, динамику кровли, вращение этажей, а также движение всего здания. Наиболее распространенной целью всех видов трансформации архитектурного сооружения является необходимость создания нужных микроклиматических характеристик внутри объекта, а также причины экономии энергии. Помимо экологического аспекта динамика зданий наделяет их определенными эстетическими свойствами. Вид динамики здания обуславливает его объемно-планировочную структуру, в которой проявляются сложность объема, характер построения планировочной композиции, а также функциональное наполнение. Специфика конструктивного устройства динамики здания также определяет его художественно-образное решение.

Алексей А. Новиков

Трудно сказать, кому и когда первому пришла в голову идея использовать механические системы в архитектуре и интерьерном дизайне. До недавнего времени конструкции, способные к изменению своей геометрической формы, можно было увидеть только в космической или военной отраслях: солнечные батареи искусственных спутников, самораскрывающиеся палатки и спасательные плоты и пр. Осознание того, что меняющийся объем может стать элементом архитектурного приема, пришло, пожалуй, только в самом конце ХХ века.
Динамичная статика

Принципиальных схем устройства трансформируемых объемов столь же много, сколько и различных механизмов, придуманных человечеством за всю свою историю. Поэтому в этой области открывается бескрайнее поле для конструктивного творчества. Пока наиболее распространены два основных направления разработки трансформируемых конструкций. Первое - трансформация объема путем его расчленения на несколько типовых составных частей. Эти составные части крепятся к несущему каркасу или друг к другу с помощью специальных шарниров. В результате эти элементы могут приводиться в движение какими либо механизмами (лебедками или поршневыми системами) и изменять форму общего объема. По такому принципу построено уже довольно много конструкций, которые, как правило, использовались в выставочной архитектуре.

Так, например, выставочный павильон Кувейта на Expo-92 в Барселоне, спроектированный знаменитым Сантьяго Калатравой, состоял из нескольких элементов, напоминавших рыбьи кости. Каждая такая "кость" внизу была шарнирно прикреплена к основанию павильона и раскрывалась с помощью поршневой системы. В результате внешне довольно простой объем павильона периодически превращался в футуристический объект, привлекавший внимание множества посетителей. По такому же пути пошел и коллектив английской компании Happold Engineering во время работы над павильоном Венесуэлы на выставке Expo_2000 в Ганновере. Огромные лепестки шарнирно крепились на стальной каркас "стебля" и с помощью поршневых систем приводились движение. А павильон, решенный в виде цветка, время от времени то "закрывался" то вновь "распускался". Второе направление в технологии трансформируемых конструкций - это применение сетчатых поверхностей. Возможностей создать трансформируемую "сетку" - множество. Можно сделать шарнирными узловые соединения несущих элементов, причем сами элементы остаются геометрически неизменяемыми (жесткими). Можно, вдобавок к этому, ввести шарниры в сами элементы (тем самым количество степеней свободы "сетки" в целом увеличивается). Есть и другой путь - наоборот, сделать узлы жесткими, а элементы (стержни) гибкими. Чаще всего все подобные конструкции изготавливают из металла: стали или алюминия. Хотя в "шарнирных сетках" в качестве несущих элементов не исключено и применение дерева.
Экзерсисы Чака Хобермана

Американская компания Hoberman Associates - пожалуй, одна из наиболее заметных компаний на мировом рынке трансформируемых конструкций. Основанная инженером и бакалавром изящных искусств Чаком Хоберманом в 1990 году компания с самого начала сделала ставку на разработку и внедрение кинетических конструкций в области архитектуры и малых архитектурных форм. Параллельно был создан дивизион по производству детских игрушек, в виде моделей конструкций, разработанных Чаком Хоберманом.

Трансформируемый икосаэдр Explorer of the seas ("Покоритель морей") был разработан компанией Hoberman Associates для инсталляций на круизном лайнере (фото: Joe Dore). Завораживающие конструктивно-световое шоу время от времени вносит оживление в интерьер центрального холла, успевающего изрядно "приесться" за долгие дни путешествия.

В объектах Чака Хобермана используется описанный выше принцип шарнирного соединения жестких элементов, а также введение в них дополнительных шарниров. С 1992 года, когда была реализована первая конструкция Хобермана в виде сферы (выставлена в Liberty Science Center в Джерсисити, штат Нью_Джерси, США), в Hoberman Associates было разработано около десятка различных кинетических объектов. Большая часть из них нашла применение в оформлении крупных научных выставок в США, Японии и Чили.

Трансформирующиеся сферы, икосаэдры и гипары (гиперболические параболоиды) становились центральными элементами выставочных инсталляций, сопровождающихся прогрессивной электронной музыкой и световыми шоу. Усилия, трансформирующие все эти объекты, обычно вызываются тросами, наматывающимися на специальные лебедки, которые, в свою очередь, управляются компьютерами.

Однако просто занятными интерьерными безделушками сфера применения конструкций Hoberman Associates не ограничивается. В последние годы этот коллектив продвигает на архитектурный рынок очередную свою новинку - раскрывающийся купол Iris Dome. Его прототип для кинетической инсталляции был построен на выставке Expo_2000 возле павильона Германии, посвященного реконструкции дрезденского собора Frauenkirche. Этот купол способен "складываться" и "раскладываться", закрывая или открывая при этом внутреннее пространство здания для внешнего мира. Такая конструкция, по мнению разработчиков из Hoberman Associates, может стать удачным решением покрытий спортивных залов или стадионов, где требуется максимальный доступ свежего воздуха и солнечного света и вместе с тем необходимо время от времени защищать спортсменов и зрителей от атмосферных осадков.

Трансформируемый гипар (гиперболический параболоид), установленный в калифорнийском научном центре в Лос_Анджелесе. Вся конструкция приводится в движение четырьмя тягами, наматываемыми на управляемые компьютерами лебедки. В этой конструкции Чаком Хоберманом применен тот же принцип, что и в трансформируемых сферах и куполах - шарнирное соединение всех стержневых элементов в точках их пересечения. Кроме того, все стержни сконструированы складывающимися по принципу "гармошки". Это позволяет менять длину элементов пропорционально прикладываемому к ним усилию, что делает всю конструкцию еще более подвижной (фото: Brian West).

В целом, трансформируемые конструкции как элементы кинетических объектов дизайна и городской среды имеют большое будущее. По мере внедрения компьютерного моделирования в проектное дело, проблемы, связанные с разработкой динамических моделей будущих построек, становятся не столь сложными, как при "ручной" методике. А проникновение высоких технологий в строительство - уже свершившийся факт, правда, к сожалению, не в нашей стране.

Трансформирующийся купол над макетом дрезденского собора Frauenkirche на выставке Eхро2000 в Ганновере. Этот собор был разрушен во время второй мировой войны английской авиацией. В настоящее время объединенная Германия усиленно работает над его восстановлением. Инсталляция с использованием трансформируемой конструкции, разработанной Hoberman Associates, была призвана привлечь внимание общественности к этому проекту. Купол имел диаметр 6 м и высоту в момент "закрытия" 4,2 м. Он приводился в действие четырьмя гидравлическими поршнями и управлялся системой компьютеров.