
книги из ГПНТБ / Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проектирования объектов строительства
.pdfМорфологию проектных решений можно проследить на примерах графоаналитического описания подсистем, приведенных в главе 1 (см .рис.4, 5, 8 ). Точками изображаются компоненты проектного решения по данной подсистеме, а линиями - связи и отношения между компонентами. Например, по подсистеме ЭОЗ (рис.25) компонентами являются единицы технологического оборудования, функциональные, рабочие, зоны , элементы транспорта. Связями являются коммуникации, соединяющие компоненты, а также линии,
т ех н о л о г и ч ес к и е к о м п о н ен т ы |
г р а т св я зей компонентов |
Рис.25. Анализ эксплуатируемой организованности здания мануфактурного центра [1Ы].
70
прослеживающие соподчиненностн, которые архитектор устанавли
вает при |
анализе |
проекта. |
Аналогично |
назначаю тся |
компоненты |
и связи |
подсистем |
ОКП |
и ВОЗ того |
же здания |
(рис.26, 27 ). |
В последующем понятие морфологии |
и соответствующие |
способы |
||
анализа |
этапов |
проектных решений |
используются при |
описании |
проектирования |
одноэтажных промышленных зданий (рис.27-30, |
|||
44-46, |
49-51). |
|
|
|
этапы |
решение |
граты связей |
сложность |
1 |
J 1 |
|
i |
4 |
|
||
Л- (, |
|
|
|
|
ъ |
|
|
этап 1
|
* 6 * |
<j>6 |
л о |
о - - ^ - -о о -- q r -о |
|
6 |
7<*— b s |
29—^6 |
|
6 6 |
<ь ь 6 6 |
= 22
Рис,26. Анализ организованности компонуемого пространства по этапам проекта мануфактурного центра [Ш].
71
этапы решения |
рраты связей |
сложность |
этап \
х . &
к |
Б |
Ь |
= 5 |
этап 2 СЕк
л_П_ |
= 2 |
|
этап v
воз = 9
этап*
этап 5 |
а |
|
Рис.27. Анализ возводимой организованности здания по этапам проект мануфактурного центра
Сложность
Сложность (С ) - еще одно понятие, связанное с морфологи ческим анализом и оценкой подсистем проектного решения. При классификации систем в качестве одного из оснований Ст.Бир предложил использовать степень их сложности [12, с .2 2 -3 6 ]. Возможность определять систему по принципу сложности заклю чена уже в самом понятии системы как познавательного сред
72
ства, характеризующего некоторый идеальный объект. Элементы ,
выделяемые в объекте, |
являются неделимыми единицами анализа. |
|||
Они |
принимаются неизменными на каждом уровне рассмотрения. |
|||
При |
этом |
подразумевается возможность |
иного расчленения того |
|
же объекта с выделением иных элементов |
в рамках системы дру- |
|||
го уровня. |
Это означает, |
что при подходе к |
объекту как к системе |
любое системное представление этого объекта является относи тельным [77].
Кажущаяся "произвольность" выделения элементов системы имеет глубокие основания в физиологии памяти [67] и психологии восприятия [31]. Приемы сокращения количества второстепенных частей объекта, обобщения групп элементов в более крупные компоненты, исключения деталей и усиления наиболее характерных
особенностей изображения известны под названием |
"генерализа |
||||
ции", например |
в |
картографировании |
[30] и теории |
пространства |
|
[107,14]. |
|
|
|
|
|
Сложность системы может |
быть |
определена путем установле |
|||
ния отношений |
и |
связей, но |
не любых, а только |
тех, которые |
являются системообразующими, т. е. обеспечивают целостность
объекта |
как условие относительно обоснованного функциониро |
вания и |
развития системы [77]. |
Сложность отображает объективно складывающуюся структуру проекта. В то же время при выборе компонентов и связей, наз начении их крупности, масштаба проявляется субъективное отно шение архитектора (аналогичное "взвешиванию параметров" и
установлению |
|
'весовы х |
коэффициентов"), |
только |
не |
в цифровом |
|||||
выражении, |
а непосредственно |
в |
морфологическом |
(через гра |
|||||||
фоаналитические структуры ) |
[102]. |
|
|
|
|
|
|||||
В данной |
работе |
под |
сложностью каждой подсистемы ( С .^ ^ ; |
||||||||
с окп; с воз) |
понимается |
количество |
связей, |
устанавливаемое |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
графоаналитическим |
анализом |
структур |
без |
учета |
их физического |
||||||
воплощения |
(рис.25-27, |
44, |
45, 49, |
50). |
Такие схемы |
позволяют |
при оценке проекта отказаться от множества обычно применяемых несоизмеримых друг с другом оценочных показателей и заменить
их |
показателем |
сложности, |
одинаково |
применимым |
для всех под |
||
систем на любом |
уровне их |
рассмотрении. |
|
|
|
||
|
Предлагаемый прием выявления компонентов и |
связен может |
|||||
на |
первый взгляд показаться произвольным, |
не |
основанным |
на |
|||
точных измерениях и научных данных. |
Однако |
фактически мы |
об |
ращаемся к новому научному принципу представления объекта проектирования, достаточно разработанному сегодня в ряде дис
73
циплин, из области теории пространства. Одним из важнейших моментов этой теории является "принцип генерализации", широко применяемый отечественными и зарубежными исследователями
картографирования (Бунге, Х аггет, |
Гамильтон |
и др. ) |
[16]. Этот |
||
принцип |
заклю чается |
в том , что |
выделение компонентов и на |
||
значение |
их крупности |
(масштаба выделяемого |
района) |
осущест |
вляется в зависимости от типа решаемой задачи. Определяющим
является уровень генерализации объекта. Это проявляется в |
про |
||||
ектировании, когда проектировщик назначает тот или иной |
м ас |
||||
штаб |
чертеж а, тот или |
иной |
уровень детализации |
объектов. |
|
В |
нашем случае во |
всех |
трех подсистемах |
должен быть |
вы |
держан единый уровень генерализации, что само по себе пред ставляет проблему из области теории пространства. Однако мы
сознательно обращаемся к ее решению, |
так |
как |
видим здесь |
|||
больше возмож ностей для соизмерения |
оценок |
по |
каждой под |
|||
системе |
и по |
проекту в целом, чем в попытках |
соизмерить явно |
|||
несопоставимые |
характеристики зданий, |
выделяемые |
в существу |
|||
ющих теориях оптимизации. |
|
|
|
|
||
На |
основе |
принципа генерализации, |
при |
соблюдении единого |
уровня по всем трем подсистемам можно легко получить числовую характеристику морфологического строения любой подсистемы, вы раженную в количестве графоаналитических связей. Эту характери стику мы будем назы вать сложностью соответствующей подси стемы проектного решения. Благодаря безразмерности этой ха
рактеристики |
можно |
легко сопоставлять сложности любых под |
|
систем каждого |
этапа проектного решения. |
||
|
|
|
Морфность |
Морфность |
(М ) - |
понятие, производное от "морфологии" и |
|
"ценности". |
В |
нем |
отражена ранее высказанная идея: ценность |
проектного решения может быть установлена косвенным путем - через морфологию проекта.
Как было отмечено при анализе понятия ценности, в отличие от целевой характеристики, которая является абсолютной,ценност ная оценка имеет относительный характер, она обнаруживается
лишь |
в процессе последовательных этапов развертывания объекта |
|||||||
проектирования. |
Поэтому мы |
будем говорить |
о ценности в |
дво |
||||
яком |
смысле: как об |
абсолютной характеристике n p q e K T H o r o |
реше |
|||||
ния |
(в связи с отклонением |
|
компоновки от цели ) и как об от |
|||||
носительной характеристике |
(в связи с осуществлением процесса |
|||||||
компоновки по этапам проектного поиска). |
|
|
|
|||||
В |
первом |
случае |
мы |
будем употреблять |
слово |
"ценность" |
||
в смысле, близком к |
понятию |
"оптимальность", в том |
нестрогом |
74
традиционном |
значении, |
когда |
говорят |
о |
"приближении решения |
к заданной |
ц ели '. Во |
втором |
случае |
мы |
будем использовать |
вводимый нами термин 'относительная эффективность', который характеризует ценность компоновочного решения, полученную в ходе проектного поиска.
Говоря о цели проектного поиска, мы сформулировали абсолют ное условие в виде взаимного соответствия структур социальных
процессов, |
происходящих в |
здании |
(подсистема |
Э О З) и |
структур |
||||
самого |
здания |
(подсистемы |
ОКП |
и В О З). Это |
условие |
зафикси |
|||
ровано |
в |
виде |
равенства |
(1 ). |
Однако было |
отмечено, |
что, как |
||
правило, |
наблюдается отклонение |
от этого |
равенства, |
так как |
в реальных компоновках невозможно достигнуть полного совпа
дения, полной однородности |
структур |
процесса эксплуатации зд а |
||||
ния |
(ЭО З) |
и структур |
самого здания |
(ОКП |
и В О З). |
|
|
Такое |
отклонение, |
выраженное через |
сложность подсистем, |
||
мы |
и назы ваем морфностью |
(М ): |
|
|
|
|
|
М ” 1С ЭОЗ |
" (сокп + с воз^1 |
|
(2^ |
||||
Одной |
из |
основных особенностей понятия морфности является |
||||||||
его связь |
с |
понятием ценности. |
Эта |
связь особенно явно выра |
||||||
жена |
между |
морфностью |
и |
целевой |
ценностью, |
т.е. ценностью |
||||
в первом смысле - как степенью отклонения от цели. |
После |
|||||||||
определения |
морфности для пяти |
этапов компоновки здания ману |
||||||||
фактурного центра (см .рис.25-27) |
этапы сопоставляются на |
специ |
||||||||
альной |
диаграмме, |
напоминающей мишень для стрельбы |
из лука |
|||||||
(рис.28). Очевидно, |
чем |
больше |
значение М, тем меньше |
целевая |
||||||
ценность |
(Ц ) компоновки. |
Например, для М„=18 |
ценность |
мини |
мальная, так как значение морфности приближает компоновку к
периферии |
'м и ш ен и '. И наоборот, значение |
морфности, |
прибли |
|
женное к |
центру |
('ц е л и ') , соответственно |
увеличивает |
ценность |
(Ц ) компоновки, |
например для М^*1. Это |
аналогично |
тому, как |
фактическое попадание в целевую точку круговой мишени при стрельбе оценивается максимальным баллом, равным наиболь шему возможному отклонению от цели (числу окружностей, обо значающих отклонения от целевой точки ).
Вопрос о взаимосвязи морфности с |
ценностью во втором зна |
|
чении |
(ценность, как 'относительная |
эф ф ективность') освещ ается |
в п.З |
настоящей главы. |
|
75
номиость М = |Сэоз_ (Сокп+ С воз)|
Рис.28. Определение показателя морфности по эшма проект мануфактурного центра
2.Условия инвариантности
Сдревних времен инвариантные закономерности, присущие созидательной деятельности, использовались для ее нормирования, передачи опыта из поколения в поколение и повышения эффектив
ности труда мастеров. В условиях ремесленного способа произ водства было необходимо создание особых канонов деятельности, которые заменяли проекты, нормы и стандарты в их современном понимании.
7 6
'Д остаточно |
было зн ать канон . . . , модуль и главную рабо |
чую операцию, |
соответствующую принципу разверты вания модуля |
в каноны, чтобы иметь полное представление об объекте, который
нужно получить. |
Такими канонами являлись и ордерные |
системь. |
|
древних гр ек о в ' |
[50, с. 10 3. |
|
|
Одновременно |
ордер выполнял роль меры , |
так как |
позволял |
соизмерять различные по назначению здания |
и сооружения на |
||
основе общности |
их структурных признаков. С |
помощью |
ордерной |
системы архитектор имел возможность получать все многообра зие возможных в то время архитектонических форм, заранее увя
занных |
в |
единой |
стройной системе. Ордер, как |
язы к, |
позволял |
|||||
архитектору |
античности |
ассимилировать |
и успешно использовать |
|||||||
в соответствии с |
практическими |
нуждами сам ы е разнохарактерные |
||||||||
знания (о материалах, |
о машинах, |
о |
строительных |
работах, о |
||||||
жизни |
человека, |
об и скусстве), |
помогал |
анализировать |
сведения |
|||||
об окружающем |
мире, рассм атривать их сквозь профессиональную |
|||||||||
призму своей конкретной деятельности [22]. |
|
|
||||||||
В месте |
с |
формированием типовых |
требований |
к качеству ар |
||||||
хитектурного |
сооружения |
(триада - прочность, польза, |
красота) |
Витрувий создал своего рода опосредованный метод логического
мышления, инвариантном которого |
и |
была 'ордерная |
с и с т е м а '[50]. |
В ходе дальнейшего развития |
архитектурного проектирования |
||
наметился и становится все более |
явным разры в |
между разра |
боткой типологических норм, требований и условий, предъявляемых
к 'о б ъ е к т у ' |
(будущему |
зданию ), и разработкой м етодов, способов |
|||||
и приемов, |
адресованных непосредственно |
'с у б ъ е к т у ' |
(мышлению |
||||
архитектора). При этом |
неудержимо р астет объем всевозможных |
||||||
знаний, |
основанных на выводах 'сопутствую щ их' дисциплин |
(эконо |
|||||
метрии, |
социометрии, искусствоведения, |
психологии, |
эргономики |
||||
и др. ). В |
этих выводах рекомендуется, |
что необходимо |
учиты |
||||
вать архитектору при организации того или иного |
типа |
среды, |
|||||
окружающей |
человека, |
какие способы |
и |
средства |
организации |
являются наиболее экономичными. Архитектору становится трудно ориентироваться в этих знаниях, поступающих 'и звн е* .
Дело в том , что проектная деятельность имеет свою, осо бую природу. В процессе проектирования архитектор работает
совсем с |
иными |
'ш калами |
п оказателей ', нежели 'ш к ал ы ' эконо |
|||
мической, |
социологической, |
технологической, антропологической, |
||||
эстетической |
и |
других оценок. Причем ни одна из этих оценок |
||||
не может |
быть |
признана |
'абсолю тно истинной': прогнозирующая |
|||
сила |
их |
невелика. Какими бы красивыми и точными ни оказы ва |
||||
лись |
эталоны |
и |
идеалы, они |
всегда берутся из прошлого и по- |
||
отношению |
к данному проекту |
представляют собой 'внеш ню ю ' меру |
||||
[47]. |
|
|
|
|
|
|
77
В рекомендациях, поступающих со |
стороны наук, сопутству |
|||||||
ющих |
архитектуре, |
содерж атся |
лишь |
абсолютные |
целевые уста |
|||
новки. |
С оответственно, на |
их |
основе |
может |
быть |
определена |
||
'ц елевая ц енность' |
проектного |
решения, близкая |
по |
значению |
||||
к 'оп ти м альности '. |
Однако, |
как мы |
пытались |
показать выше, |
определения такой абсолютной ценности недостаточно. Необходи мо рассм отреть этапы проектного поиска с тем , чтобы устано вить относительную ценность, или 'относительную эффективность' проектного решения.
Только совмещение обоих видов ценности решения может при вести к определению действительной ценности проекта. При этом мы не отрицаем того , что архитекторы , участвующие в конкурсе или представляющие на обсуждение свои промежуточные поиски,
стрем ятся |
к тем или |
иным |
идеалам. Мы |
лишь утверждаем |
(вслед |
||||||
за |
Э .В .И льенковы м ), |
что |
идеал 'н ел ь зя |
зад ать человеку |
как |
го |
|||||
товый чертеж , |
как икону, как |
'внешнюю |
м ер у ' |
и эталон. Наоборот, |
|||||||
все |
иконы |
и |
эталоны надо |
мерить |
мерой |
совершенства живого |
|||||
человека, |
постоянно |
развертывающ его |
свои |
возмож ности' |
[47, |
с .65]. В данном случае проектные критерии нужно выводить из самого процесса проектирования, мерить результат мерой мыш
ления, |
шагами творческого |
поиска, осущ ествляемого |
архитекто |
|||||||||||||||
ром. Сам идеал мож ет быть |
|
задан не в виде чувственно-созер- |
||||||||||||||||
цаемой |
'м одели |
|
соверш ен ства', |
а |
только |
в виде |
направления |
|||||||||||
к |
соверш енству; |
в |
виде |
'регулятивного принципа дей ствий ', |
а |
не |
||||||||||||
в |
виде |
'контура |
результата |
дей ствий ', контура законченного |
про |
|||||||||||||
дукта |
|
[47, с.80]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
То, что истина коренится |
в |
процессе |
деятельности, а |
не |
в |
||||||||||||
результате, |
взятом |
без |
пути, |
к |
нему ведущего, прекрасно показал |
|||||||||||||
в своей 'Феноменологии д у х а ' |
классик |
диалектики |
Гегель. Р езуль |
|||||||||||||||
тат без процесса, его породившего, Гегель |
назвал трупом. |
'Ибо |
||||||||||||||||
суть |
дела, — как |
он |
пишет, |
- |
исчерпывается не своей целью, |
а |
||||||||||||
своим |
|
осущ ествлением, и не результат |
есть действительное целое, |
|||||||||||||||
а |
результат |
вм есте |
со |
своим |
становлением; цель сама по себе |
|||||||||||||
есть |
безжизненное |
всеобщ ее, |
|
подобно |
тому, |
как |
тенденция |
есть |
простое влечение, которое не превратилось еше в действитель ность; а голый результат есть труп, оставивший позади себя
тенденцию ' |
[29, с.2 ] . |
Если бы |
'н ар а б о тк у ' решений можно было интерпретировать |
как движение проектного мышления, то, по-видимому, изменилось бы и отношение к способам опенки вариантов решений. Ведь мо жно было бы считать, что в процессе проектирования осуществ ляется непрерывное изменение некоторого объекта (объекта про
7 8
ектирования), который при этом остается тождественным самому
себе.
Теория инвариантов*, обобщившая философскую идею тождест
венности |
преобразуемого |
предмета |
самому |
себе, |
была м атем а |
тически оформлена в середине XIX в. Дальнейшая разработка |
|||||
принципа |
инвариантности |
в первой |
половине |
XX в. |
привела к от |
крытиям во многих областях науки: геометрии, физике,, киберне тике, психологии, химии, биологии и пр. [55, с. 17]. Особенно ценным нам представляется синтез психологических и логических воззрений, который нашел отражение в принципе возрастания инвариантности знаний субъекта об объекте под влиянием изме нения условий опыта [68]. Инвариантность служит логической характеристикой высокого уровня конкретно-операционального мышления, с помощью которого все разнообразие предметного мира' может быть развернуто в сознании человека на основании сравнительно небольшого числа закономерностей [62 ].
Условия инвариантности, о которых идет речь в книге, отно сятся к внутренней динамике проектного поиска на стадии компо новки. Соответственно двум смыслам ценности проектного реше ния мы утверждаем два принципиальных условия инвариантности
проектного |
поиска. |
|
|
|
|
|
|
Первое |
условие |
инвариантности (ри с.29) |
вы текает из совпа |
||||
дения |
максимальных значений |
морфности |
( |
) и |
ценности |
||
( |
) для |
каждой |
серии этапов |
компоновки. |
Мы |
уже |
подчерки |
вали в предыдущем пункте настоящей главы , что морфность как мера отклонения от цели одновременно является количественным выражением ценности (в первом, 'ц е л е в о м ' смы сле этого понятия].
Морфность |
является |
наглядным 'п р ед стави тел ем ' |
ценности |
|
решения, причем эти понятия дополняют друг друга |
по своим |
|||
величинам, |
так |
что сумма их числовых значений сохраняется |
||
постоянной |
для |
каждого |
этапа данной серии проектного поиска: |
|
|
|
|
М + Ц = c o n s t |
( 3 ) |
*Поняше инварианта (от лат in- "не" и varian - "изменяющийся") употреб лялось немецким математиком 0 .Гесса в 1844 г.; но систематическое развитие теория инвариантов пдлучила у английского математика Дж. Сильвестра (1851-1852 гг.), и предложившего .термин "инварианты". В ходе развития этой классической теории к концу XIX в. было получено доказательство для проектив ных инвариантов, данное немецким математиком Д. Гильбертом.
79