Строительство и архитектура/ 1. Архитектурные решения объектов строительства и реконструкции

к.т.н., доцент Постернак С.О., к.т.н., доцент Постернак І.М.,

магістр з будівництва Уразманова Н.Ф.,

магістр з будівництва, асистент Постернак О.О.

Одеська державна академія будівництва та архітектури, Україна

ОПТИМІЗАЦІЙНЕ ПРОЕКТУВАННЯ АРХІТЕКТУРНИХ СПОРУД З ФОРМОЮ КРИВОЛІНІЙНОГО ОКРЕСЛЕННЯ

Прагнення до оптимізації –
вроджена людська схильність.

Я. Дідріх

У теорії оптимального проектування розглядаються комплексні ситуації, у яких схрещуються окремі критерії, що виражають вимоги до конструктивних систем. Причому ці вимоги суперечать один одному, а тому при проектуванні конструктивної системи необхідно враховувати кожне з них. У противному випадку сама надійна конструктивна система може виявитися неекономічною, а сама економічна – ненадійною [1].

Архітектурні форми, що виникли у другій половині ХХ століття, типу тонких оболонок, вантових (висячих) покриттів, пневматичних конструкцій, тентів та інших мають у своїй основі криві поверхні й криві лінії. Ці форми, на нашу думку, відрізняються технологічними, функціональними, конструктивними, естетичними й економічними перевагами. Тому за розрахунку та конструювання сучасних архітектурних форм серйозне місце займає геометричний етап проектування. Доцільний спосіб одержання серединних поверхонь недостатній, це тільки початок геометричного етапу. Поверхня повинна задовольняти наперед заданим умовам і вимогам, що нерідко конкурують між собою. Перегляд отриманої поверхні з урахуванням цих вимог є продовженням геометричного етапу проектування [2].

Тобто одним з найважливіших організуючих елементів архітектурної форми є геометрична форма, від її досконалості в значній мірі залежать естетичні надбання споруди. Для об'єктів із граними поверхнями досить добре вивчені закони композиції, встановлені в основному критерії їхньої оцінки. Для форм криволінійного обрису, що все більше використовуються у практиці будівництва, загальноприйняті критерії їхньої характеристики ще не склалися в силу великої розмаїтості, різнотипності й новизни.

Встановлення залежності між геометричними та естетичними характеристиками криволінійної форми припускає знаходження такого співвідношення складових її елементів, що задовольняє естетичні вимоги про композиційну рівновагу, ритм, пропорції інше. Для вивчення якісної характеристики композиції повинен бути встановлений критерій її кількісного визначення – інформаційна ємність композиції за деякими ознаками, що виражені в одиницях виміру кількості інформації. Із цією метою авторами [2] створений алфавіт, що складається з первісних геометричних елементів і деяких аналітичних залежностей, що визначають композицію.

Практика архітектурно-будівельного проектування така, що розробляється кілька варіантів ескізного проекту, вибирається найкращий, котрий після обговорення й коректування затверджується до розробки як остаточний проект. Однак серед розроблених варіантів може не виявитися оптимального. Виявлення найбільш істотних критеріїв, що впливають на форму й визначення коефіцієнтів вагомості кожного критерію, дозволить звести завдання до рішення порівняно простої аналітичної залежності шляхом знаходження її екстремуму. При пошуку оптимальних форм можна йти двома шляхами: конструювати форми чи запозичити форми в живої природи. На основі методу функціональних аналогій уже створені архітектурні об'єкти за зразком природних структур [1,3].

Вони повинні відповідати ряду вимог: функціональні, об’ємно-планувальні, конструктивно-розрахункові, технологічні, світлотехнічні, акустичні, естетичні та психологічні, техніко-економічні. Розглянемо детальніше естетичні та психологічні вимоги.

Оболонки, як правило, покривають унікальні споруди, які вписуються в загальний ансамбль, організований на основі прямолінійних форм. Завдяки протиставленню криволінійної форми оболонки прямолінійним формам навколишньої забудови досягається певний ефект при її сприйнятті. Специфіка сприйняття оболонок – покриттів великих громадських будівель та споруд – ставить ряд психологічних проблем. Тонка оболонка в силу своєї незвичайної форми, малої товщини, візуальної напруженості психологічно не відповідає вимогам укриття й захисту. Але вона може бути ефективно використана для створення в людини почуття піднесеності, емоційного збудження.

Інша психологічна проблема пов'язана з уявною позамасштабністю оболонок, у яких, як правило, відсутні звичні еталони порівняння: вікна, двері, колони, елементи кладки інше. Для додання оболонці бажаної масштабності можливі різні шляхи: розташування оболонки у відповідному оточенні (озеленення, сусідні споруди), додання поверхні оболонки хвилястості, розбивка її поверхні кесонами або світловими прорізами.

Вимоги психологічного й естетичного характеру враховуються архітектором на стадії проектного завдання, коли він моделює форму у вигляді макета або прорисовує найбільш характерні лінії (лінії зрізу, контуру, опорних арок, лінії гребеня інше), що належать поверхні майбутньої оболонки. У першому випадку виникає геометричне завдання апроксимації поверхні макета із прийнятною для практики точністю геометрично закономірною поверхнею, у другому – завдання апроксимації промальованих архітектором кривих ліній і побудови по них просторового обводу.

Тобто засобами прикладної геометрії можна вирішити найважливіші оптимізаційні завдання проектування сучасних архітектурних форм, які дадуть ефект в економії праці, матеріалів, у поліпшенні функціональних, конструктивних і естетичних їхніх характеристик.

Література:

1. Темнов В.Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. – Л.: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1987. – 256с.

2. Михайленко В.Е. Конструирование форм современных архитектурных сооружений. / Михайленко В.Е., Ковалев С.Н. – К.: Будівельник, 1978. – 112с.

3. Азгальдов Г.Г. Квалиметрия в архитектурно-строительном проектировании. – М: Стройиздат, 1989. – 264с.