2.4. Функция и геометрия формы.

Геометрия сама по себе не определяет структуру обитаемой среды, а лишь упорядочивает ее. Эволюция архитектуры в ХХ веке представляет собой, в том числе, постепенный отказ от форм евклидовой геометрии. Это связано как с изменившимся мировоззрением людей, так и с новыми научными теориями и конструктивно-технологическими возможностями. Для сооружения из камня и дерева были характерны простые геометрические формы: куб и параллелепипед, цилиндр, пирамида, конус и полусфера. С появлением прокатной стали и железобетона в архитектурную практику вошли сложные криволинейные формы: гиперболоиды, параболоиды, складчатые своды и купола, а также ажурные вантовые системы.

Организация пространства

Структура средовых объектов и комплексов следует трактовать с точки зрения образа жизни и его пространственно-функционального выражения:

• Вертикальное и горизонтальное развертывание пространственных структур (город как пространственное поселение и деревня как плоское поселение; вертикальные коммуникации в секционных домах и горизонтальные – в коридорных и галерейных), а также диагональные структуры (террасные дома и т. д.);

• Радиально-концентрическое и линейное развертывание пространственных структур («пространство общения» и «пространство обращения»; радиально-концентрический и линейный город; полярная и прямоугольная системы координат); фрактальные структуры («дендриты» и «кластеры») городской застройки.

Эбенизер Говард в проекте «Города-сада» (1902) использует радиально-концентрическое построение как для всей агломерации из культурно-делового центра и 6 производственных городов-спутников, так и в планировке каждого из них (рис. 12).

Рис. 12. Э. Говард. Проект «Города-сада» (1902).

Ле Корбюзье в своей книге «Три типа расселения людей» (1945) выделяет три варианта пространственно-функциональной структуры города:

• сельскохозяйственный производственный комплекс с селитебной территорией;

• линейный промышленный город (обрабатывающая промышленность);

• радиальный город общественных связей (управление, наука, искусство, торговля).

В его проектах городов прослеживается определенная эволюция пространственного мышления: от жестких ортогональных схем ранних проектов («Город на три миллиона жителей», 1922, «План Вуазен», 1925, включающие в себя квартал крестообразных высотных конторских зданий, меандрообразную жилую застройку «социального» типа и прямоугольные блоки вилл) до мягких извилистых линий застройки, следующих структуре ландшафта (проекты для г. Алжира, 1933-1934, и г. Чандигарха, 1952-1959) (рис. 13). Строгий функциональный подход и прямоугольная планировочная сетка характерна также для проекта «Нового города» Людвига Гильберзеймера (1944), где разделение функций в застройке идет не только по горизонтали, но и по вертикали (жилые единицы расположены над офисами) (рис. 14).

Рис. 13. Ле Корбюзье. Проект города на 3 млн жителей (1922, фрагмент плана).

Рис. 14. Л. Гильберзеймер. Проект «Нового города» (1944).

Иван Леонидов разработал концепцию линейного города с ортогональной планировочной сеткой, открытого к дальнейшему росту вдоль основной оси («Социалистическое расселение» при Магнитогорском металлургическом комбинате, 1930). Николаю Ладовскому принадлежит идея развивающегося города-параболы (проект развития Москвы, 1929); сходные мысли можно найти у Констандиноса Доксиадиса в проекте «Динаполиса», 1963) (рис. 15).

а. б.

Рис. 15. а) Н. Ладовский. Проект развития Москвы (1929). б) К. Доксиадис. Проект «Динаполиса» (1963).

Фрэнк Ллойд Райт был одним из апологетов дезурбанизации; тем не менее, именно его проект города-небоскреба «Иллинойс» (1956) открывает эру пространственного градостроительства в ХХ веке. Большое влияние на архитектурную практику второй половины ХХ века оказали также нереализованные проекты городов-башен (архетип вертикального развертывания полифункциональных комплексов) Луиса Кана (основанный на треугольной планировочной сетке «Tomorrow`s City Hall», 1958-1957), Ионы Фридмана («Пространственный город» в виде поднятой над историческими кварталами макрофермы, 1961), Сен-Флориана и др. (рис. 16).

Проекты пространственных городов, основанных на радиально-концентрической схеме, можно найти у Поля Мэймона («города-конусы» с подвешенными к центральной мачте жилыми и общественными комплексами, «плавучие города» и т. п., 1960-е гг.), а также у художников Вальтера Ионаса («города-воронки» со спиральными рампами для автомобилей и гаражами с наружной стороны и террасными жилыми ячейками с внутренней, 1960-е гг.), Шанеака («города-кратеры» с заменяемыми жилыми ячейками, 1963) и Никола Шеффера («кибернетический город», системы жизнеобеспечения и коммуникаций которого управляются компьютером, 1962) (рис. 17). С проектами последнего перекликаются утопические концепции Жака Фреско (проект «Венера», 2000-е гг.).

Рис. 16. И. Фридман. Проект «Пространственного города» (1961).

Рис. 17. В. Ионас. Проект «Города-воронки» (1960-е).

Фрактальная геометрия в архитектуре

Понятие «фракталы» было введено французским математиком Бенуа Мандельбротом в 1960-х годах для обозначения открытого им класса математических объектов, обладающих дробной размерностью. К ним относятся не только геометрические абстракции, но и формы живой и неживой природы, такие, как деревья, кровеносные сосуды, речные системы и береговые линии. Множество таких фигур рассмотрено Мандельбротом в книге «Фрактальная геометрия природы» (1977) [5]. Использование фракталов в архитектуре и дизайне является перспективным направлением в формообразовании, имеющим как функциональные, так и эстетические достоинства.

С точки зрения архитектоники, наиболее значимыми свойствами, как природных объектов, так и фрактальных множеств являются самоподобие и самоинверсность, при которых часть объекта в той или иной мере подобна целому, а сами объекты генерируются путем применения группы линейных (в случае самоподобных фракталов) или нелинейных (в случае самоинверсных, самоквадрируемых и других разновидностей фракталов) преобразований к простым геометрическим структурам (линиям, прямоугольникам, кругам и т. д.) [5]. Структурам жилых комплексов, построенных по органическим законам, также свойственно самоподобие. В каждой пространственно-функциональной единице, вне зависимости от ее масштаба, есть группы коммуникационных, обслуживающий и обслуживаемых пространств, зоны для работы и для отдыха и т. д.

Применение фрактальной геометрии в дизайне среды дает следующие преимущества:

• иерархия коммуникаций (аналогия с фрактальными системами коммуникаций у живых организмов – кровеносной, дыхательной, нервной системами и др.) прослеживается в градостроительных проектах Ж. Кандилиса и др. (проекты г. Кан-Герувиль, и г. Тулуз-Мирай, 1961) (рис. 18, a-d);

• повышение плотности освоения пространства (в самоинверсных структурах, например, в Аполлониевой сети или мыльной пене, более мелкие элементы заполняют пустоты между более крупными, что дает более плотную упаковку, нежели в случае элементов с одинаковыми параметрами) можно отметить в проектах Ж. Кандилиса (жилой квартал в Экс-ен-Провансе, 1960-е, университет Тулуз-Мирай, 1967-1975), М. Сафди (жилой комплекс «Habitat» в Монреале, 1967), С. Холла (общежитие Массачусетского университета, 1999-2002) (рис. 18, e-i);

• обогащение функциональной структуры пространства, новые возможности функционального зонирования (негладкие границы между пространствами позволяют различить оттенки внутри самой функции, которой посвящено пространство, обогатить ее новыми «звучаниями») характерно для органической архитектуры, в т. ч. для проектов Ф. Л. Райта («Дом над водопадом», 1936-1939, и др.).

Рис. 18. Примеры использования фрактальных принципов в архитектуре ХХ века. а) проект г. Кан-Герувиль (Франция, арх. Ж. Кандилис и др., 1961 г.), b) проект г. Тулуз-Мирай (Франция, арх. Ж. Кандилис и др., 1961 г.); c) множество Жюлиа, d) «дерево Коха»; e) проект университета (Тулуз-Мирай, Франция, арх. Ж. Кандилис и др., 1967-1975 гг.), f) проект социального жилья (Экс-ен-Прованс, Франция, арх. Ж. Кандилис и др., 1960-е гг.); g) квадратичный «остров Коха»; h) проект общежития Массачусеттского университета (Кембридж, Массачусеттс, США, арх. С. Холл, 1999-2002 гг.); i) «губка Менгера».

Фрактальная геометрия часто используется архитекторами как художественный прием, элемент «языка форм». Яркий пример – ранние проекты П. Эйзенмана («House 11a», 1978, «Romeo and Juliet Castles», 1985), в которых формальные поиски замещают собой жизненное содержание. Между тем именно фрактальные структуры, как наиболее близкие природным объектам, могут использоваться в дизайне среды и градостроительстве для организации пространства для многообразных жизненных процессов. Их возможности для создания удобной и эстетически привлекательной городской среды гораздо богаче, нежели у традиционных линейных структур.

Деформация объектов архитектурной среды

Новое понимание архитектурного формообразования нашло отражение в книге французских архитекторов Алена Бори, Пьера Мишелони и Пьера Пинона «Форма и деформация архитектурных и градостроительных объектов» (1978), еще не переведенной на русский язык и потому малоизвестной среди российских исследователей архитектуры. Бессмысленно изучать форму «в себе», вне ее связей с окружением (как функциональных, так и информационных) [13]. Деформация понимается авторами как соподчинение: формы – контексту и контекста – форме; они выделяют три рода форм:

• форма как производное контекста (в этом случае «формы полагаются как оболочки пространства, а само пространство определяется социальными или экономическими условиями»);

• форма как воспроизведение некой идеальной модели (или архетипа);

• форма как знак.

Архитектурная форма, с одной стороны, понимается как организация материи, с другой – как организация пространства. Одно от другого отделить невозможно. Имеются два семейства архитектурных форм: геометрические и органические. Деформация является переходом от одного семейства к другому; ее условие – наличие внутреннего конфликта. «Деформация – это действие, которое видоизменяет реальную или виртуальную форму… Ее функция – достичь равновесия между необходимостью адаптации к противоречивому окружению и соотнесением с конкретной или идеальной формой, которая служит основой или моделью» [13].