CC BY
443. Kafka, G. The rise of co-living / G. Kafka // Elle decoration. -21 Nov., 2021. — URL: https://www.elledecoration.co.uk/design/ a29869893/the-rise-of-co-living-architecture/ (date of access: 30.04.2022).
4. Palumbo, J. These architects believe communal living is the way of the future / Jacqui Palumbo // CNN style. - 28th May 2021. - URL:
https://edition.cnn.com/style/article/cohousing-helen-hard-ven-ice-biennale/index.html (date of access: 25.04.2022). 5. SharedEasy / Coliving (Communal Living): The Definitive Guide. — URL: https://sharedeasy.club/coliving/ (date of access: 25.04.2022).
К. А. Пшеничникова 10.24412/cl-35672-2022-1-0114
K. A. Pshenichnikova
Предпосылки развития цифровых технологий в современной архитектуре Prerequisites for the development of digital technologies in modern architecture
Ключевые слова: цифровая архитектура, вычислительное проектирование, робототезированное производство, биомимитеческая архитектура, морфогенетический дизайн.
Keywords: digital architecture, computational design, robotic manufacturing, biomimetic architecture, morphogenetic design.
Аннотация: Цель статьи состоит в выявлении предпосылок развития цифровых технологий, основанных на интегративных методах вычислительного проектирования и биомимитеческих исследованиях в контексте современной архитектуры. В результате исследования определено, что цифровые технологии предоставляют архитекторам возможность изучить новый архитектурный язык для создания проектов со сложной структурной морфологией. Установлено, что дигитальное проектирование основано на синтезе формы, материала, структуры и производительности - подходе, который состоит в применении принципов естественного морфогенеза и эволюционного развития. Полученные результаты могут быть полезны архитекторам, дизайнерам и инженерам.
Abstract: The purpose of the article is to identify the prerequisites for the development of digital technologies based on integrative methods of computational design and biomimetic studies in the context of modern architecture. As a result of the study, it was determined that digital technologies provide architects with the opportunity to explore a new architectural language to create projects with complex structural morphology. It has been established that digital design is based on the synthesis of form, material, structure and performance - an approach that consists in applying the principles of natural morphogenesis and evolutionary development. The results obtained can be useful to architects, designers and engineers.
В начале XX века развитие технологий затронуло все стороны жизни человека. Компьютер не только упростил работу во многих сферах общества, но и стал архитектурным инструментом. Информационная эпоха, как и предшествовавшая индустриальная, внесла изменения в архитектуру: на смену технологической пришла вычислительная и цифровая архитектура кинетических динамических систем и генетических алгоритмов.
Включение инструментов цифрового проектирования 1 - результат длительного процесса, от появления первых подходов, связанных с вычислениями и информатикой, до их включения в область архитектуры на протяжении 1990-х годов. По мере формирования цифровых инфраструктур появляются новые формы и методы пространственной организации, генеративный и творческий потенциал которых открывает новые возможности в архитектуре. Цель исследования - выявление исторических предпосылок развития дигитальной архитектуры и определение влияния инноваций в циф-
1 Цифровое проектирование включает аспекты архитектуры, в которых применяются цифровые технологии (генеративное и интегративное моделирование), используемые в процессе формообразования, а также на стадии возведения с целью придания объекту соответствующих характеристик.
ровых инструментах для проектирования и производства на восприятие искусственной среды.
Морфологическое мышление
Изменения в постпросвещенческом мышлении, от витализма к эмпиризму в науке XIX века, отмеченные научно-техническим прогрессом, привели к углубленному пониманию поведения и механизмов, лежащих в основе жизни человека, животных и растений [4]. Работы биолога-математика Д'Арси Томпсона и натуралиста-биолога Чарльза Дарвина позволили сделать шаг в понимании влияния окружающей среды и генетики на морфологию объектов [6]. Теория эволюции Дарвина, изложенная в книге «Происхождение видов» (1859), объясняла, что эволюция происходит посредством естественного отбора, вызванного вариациями фенотипов [13]. В работе Томпсона «О росте и форме» (1917) подчеркивалось, что физические и механические факторы, также известные как структурализм, являются ключевыми аспектами, которые необходимо учитывать для понимания поведения и форм видов [2, 14]. Томпсон впервые применил математические модели для понимания того, как условия окружающей среды заставляют виды трансформироваться или адаптироваться.
Труды Дарвина и структуралистское мышление Томпсона вдохновили архитекторов на использование различных аспектов природных структур. Указанный подход, который можно охарактеризовать как «морфологическое мышление», позволил архитекторам исследовать, как принципы природы могут выйти за пределы форм дизайна и понять, что зарождение формы и ее материализация неразрывно связаны друг с другом [10].
Параметрическое мышление
Изучение принципов природы и математики оказало влияние на архитекторов начала и середины XX века. Несмотря на отсутствие технологий цифрового проектирования, архитекторы применяли мор-фогенетическое мышление аналоговым способом, что привело к развитию серии «параметрических» работ, в которых использованы аналоговые средства для вычисления формы на основе параметров. Из указанного следует, что если функция здания описана через набор параметров, то архитекторы используют математические уравнения, относящиеся к перформативным критериям - структурным силам, пространственным или геометрическим отношениям, а также экологическим или эмпирическим качествам [9].
Немецкий архитектор и инженер Ф. Отто применял метод аналоговых вычислений с использованием моделей, экспериментируя с мыльными пузырями, которые иллюстрировали «идеальную» форму: парящие мыльные пузыри, плавающие пузыри, скопления пузырей [1, с. 35; 2]. Он создавал подробные физические модели для анализа, понимания, документирования и расчета того, как эти структуры сформированы. Методы Ф. Отто для поиска форм посредством структурного анализа характеризуются междисциплинарной природой и представляют собой своеобразный язык структурных паттернов [1, с. 35-36].
Важно отметить работы американского архитектора-футуриста Р. Б. Фуллера, который изучал принципы работы вселенной при помощи научных и технических разработок, что привело к созданию проектов геодезических куполов и модульного развертываемого жилья [1, 8]. Теоретические исследования и проекты Ф. Отто и Р. Б. Фуллера стали предпосылками будущей параметрической архитектуры.
Цифровая революция
Развитие цифровых технологий началось с 1784 года -первой революции, которая отмечена открытием механического двигателя ткацкого станка [3]. Позже, в 1870 году произошла вторая цифровая революция, ознаменовавшаяся созданием скотобойни в Цинциннати [11]. В середине XX века, после двух мировых войн, технологический прогресс привел к пониманию того, как люди и «машины» могут взаимодействовать. Это вызвало появление новой области исследований - «кибернетики» (термин, введенный математиком и философом Нор-бертом Винером в 1948 году [17]). Третий этап развития цифровых технологий начался в 1969 году, он отмечен открытием системы компьютерного программирования
на базе ПЛК (программируемого логического контроллера) [16]. В эту эпоху сформировалась автоматизация между компьютерами и электроникой. В результате, кибернетика вдохновила архитекторов и дизайнеров исследовать эти идеи для понимания отношений между людьми и автоматизированными системами. Архитекторы реализовывали эти идеи, проектируя утопические пространства, основанные на постоянной обратной связи от технологий и людей в 1960-70-х годах. Среди архитекторов, исследовавших кибернетику, известен С. Прайс, чьи работы впоследствии вдохновили группу АгсЫ§гаш, Р. Роджерса и Р. Колхаса [6]. Четвертая революция цифровых технологий началась в начале XXI века, отмеченного развитием киберфизических систем, интернета вещей и сетей.
Рис. 1. ICD/ITKE Research Pavilion, 2012 г.
Рис. 2. Павильон Elytra Filament, 2016 г.
Рис. 3. BUGA Fibre Pavilion, 2019 г.
Цифровое производство в архитектуре
Цифровое производство основано на парадигме междисциплинарных исследований и включают 2Б-дизайн, ЗБ-дизайн, использование инструментов и робототехники, а также методы вычислительного проектирования для создания виртуальной модели. Завершающим этапом подготовки является изготовление структур путем контроля параметров производства компонентов на основе данных [15].
Робототехника в архитектуре
В начале 2000-х годов промышленные роботы стали доступны для архитекторов и дизайнеров, так как компании-производители робототехнических установок искали альтернативные отрасли для взаимодействия. Промышленные роботы приводятся в действие архитектором при помощи концевых эффекторов и программирования. Так, Институт вычислительного проектирования и строительства Штутгартского университета и архитектор А. Менгес разработали «киберфизический подход», в котором взаимосвязь между виртуальными и физическими данными основана на использовании как робототехнических, так и сенсорных технологий.
В проектах А. Менгеса (с использованием волокнистых композитов) отражены принципы строительства, найденные в природе, которые отвечают морфогене-тическим и биомиметическим принципам начала XX века и сочетаются с передовыми роботизированными технологиями.
Развитие инструментов для архитектурного проектирования
На сегодняшний день архитекторы используют инструменты, которые взаимодействуют с робототехни-ческими установками, например, AutoCAD, ArchiCAD, Grasshopper, Rhinoceros 3D, REVIT, Blender, FreeCAD, LibreCAD, OpenSCAD, BRL-CAD, Sculptris, Meshmixer и другие. Это автоматизирует процесс создания архитектурных объектов на этапах проектирования, управления проектированием, моделирования и симуляции, цифровых коммуникаций и IT-дизайна.
Примерами реализованных сооружений, основанных на методах цифрового проектирования, служат проекты архитектора А. Менгеса. В 2012 году Институт вычислительного проектирования и Институт строительных конструкций и проектирования Штутгартского университета реализовали проект исследовательского павильона, изготовленного при помощи робототехнической установки из композитов углеродного и стекловолокна [10]. В этом междисциплинарном проекте, проводимом архитекторами и инженерами институтов вместе со студентами факультета и в сотрудничестве с биологами, исследуется возможная взаимосвязь между стратегиями биомиметического моделирования и новыми производственными процессами (рис. 1).
Павильон Elytra Filament (2016), решение которого основано на синергии проектирования, окружающей среды и производства, обладает уникальными пространственными и эстетическими качествами (рис. 2).
Мобильный трансформируемый павильон Elytra Filament был представлен с 2016 по 2018 год в Лондоне в музее Виктории и Альберта, в Германии в кампусе Vitra, а также на набережной в Шанхае в рамках Всемирной конференции по искусственному интеллекту [7].
Павильон BUGA Fibre Pavilion (2019) отражает сочетание передовых вычислительных технологий с конструктивными принципами новой цифровой структуры (рис. 3). Несущая конструкция павильона отличается эффективностью и легкостью, а также включает новые пространственные характеристики [5].
Таким образом, в результате исследования выявлены следующие предпосылки появления цифровых технологий в современной архитектуре: морфологическое мышление, параметрическое мышление, цифровая революция, цифровое производство в архитектуре, робототехника в архитектуре, развитие инструментов для архитектурного проектирования. Определено, что развитие цифровых технологий происходило относительно быстро, поэтому архитекторы стали использовать инновации не только на этапах проектирования, но и в отношении новых программных инструментов, которые позволят поддерживать производительность процесса. Установлено, что цифровые технологии необходимы как на этапе планирования, так и на этапе возведения и требуют синергии междисциплинарных исследований, что позволит создавать адаптивные, энергоэффективные и эстетически выразительные здания и сооружения.
Список цитируемой литературы:
1. Пшеничникова, К. А. Особенности формирования архитектурных объектов на основе пневматических конструкций в XXI веке: специальность 05.23.21: дис. ... кандидата архитектуры / Пшеничникова Кристина Андреевна; Московский архитектурный институт (государственная академия). - Москва, 2019. - 152 с. + Прил. (136 с.: ил.).
2. Пшеничникова, К. А. Особенности формирования пневматической архитектуры в XXI веке / К. А. Пшеничникова // Architecture and Modern Information Technologies. - 2019. - No2(47).-С. 150-170. - URL: https://marhi.ru/AMIT/2019/2kvart19/ PDF/10_pshenichnikova.pdf (дата обращения: 10.03.2022).
3. Станок для промышленной революции // Стимул : журнал об инновациях в России. - (Исторический календарь. 22 августа). - URL: - Режим доступа: https://stimul.online/ historical-dates/stanok-dlya-promyshlennoy-revolyutsii/ (дата обращения: 10.03.2022).
4. Тлостанова, М. В. От философии мультикультурализма к философии транскультурации / М. В. Тлостанова. - Москва : Российский ун-т дружбы народов, 2008. - электрон. опт. диск (CD ROM). - (Приоритетные национальные проекты «Образование») (Инновационная образовательная программа / Российский ун-т дружбы народов).
5. BUGA Fibre Pavilion 2019 // achimmenges.net : [website]. -URL: http://www.achimmenges.net/?p=21027 (date of access: 10.03.2022).
6. Claypool, M. The Digital in Architecture: Then, Now and In the Future / Mollie Claypool // SPACE10. - 2019. - URL: https://space10. com/project/digital-in-architecture/ (date of access: 10.03.2022).
7. Elytra Filament Pavilion 2016 // achimmenges.net : [website]. -URL: http://www.achimmenges.net/?p=5922 (date of access: 10.03.2022).
8. Fuller, R. B. Nine Chains to the Moon. An Adventure Story of Thought / Richard Buckminster Fuller. - Birkhauser, 2019. - (Bauwelt fundamente. Vol. 165).
9. Gallo, G. Luigi Moretti, from History to Parametric Architecture / Giuseppe Gallo, Giuseppe Pellitteri // Short Paper Proceedings of the 23rd International Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia CAADRIA, 2018. - Pp. 209-214.
10. ICD/ITKE Research Pavilion 2012 // University of Stuttgart, Institute for Computational Design and Construction: [website].-URL: https://www.icd.uni-stuttgart.de/projects/icditke-research-pavilion-2012/ (date of access: 10.03.2022).
11. Menges, A. Performative Morphology in Architecture / Achim Menges // SAJ. - 2012. - No 5. - Pp. 92-104. - URL: https://openlab. citytech.cuny.edu/anzalonearch3631spring2015-/files/2011/06/ SAJ-2013-2-A.Menges.pdf (date of access: 10.03.2022).
12. Specht, J. Red Meat Republic: A Hoof-to-Table History of How Beef Changed America / Joshua Specht. - Princeton, N, J.: Princeton University Press, 2020.
13. The World of Darwin: Darwin's Observations // BIOdotEDU. Brooklyn College. - URL: http://www.brooklyn.cuny.edu/bc/ahp/ LAD/C20/C20_DarwinOb.html (date of access: 03.10.2019).
14. Thompson, D'Arcy W. On Growth and Form / D'Arcy Wentworth Thompson. - Cambridge: Cambridge University Press, 1968.
15. Tri Susetyo Andadari. Study of digital architecture technology: theory and Development / Tri Susetyo Andadari, LMF Purwant, Prasasto Satwiko, Ridwan Sanjaya // Journal of Architectural Research and Education. - 2021. - Vol. 3(1). - Pp. 14-21.
16. Walker, M. The PLC: a logical development / Mark Walker, Christopher Bissell, John Monk // Measurement + Control. -2010. - Vol. 43(9). - Pp. 280-284.
17. Wiener, N. Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine / Norbert Wiener. - Norbert Cambridge, MA: The MIT Press, 2019.
Е. Ю. Стрельникова 10.24412/cl-35672-2022-1-0115
E. Yu. Strelnikova
Изменения архитектуры школьных зданий Екатеринодара к началу ХХ века Changes in the architecture of Ekaterinodar school buildings to the XX century
Ключевые слова: архитектура школьных зданий, образовательные учреждения, архитектура Екатеринодара, Кубанская область.
Keywords: architecture of school buildings, educational institutions, architecture of Yekaterinodar, Kuban region. Аннотация. В статье приведены исторические описания, характеристики и анализ архитектурно-планировочных решений первых учебных учреждений Екатеринодара в XIX веке. Сделаны выводы о характерных чертах зданий и усовершенствованиях планировочных решений учреждений образования.
Abstract. The article presents historical descriptions, characteristics and analysis of architectural and planning solutions of the first educational institutions in Ekaterinodar in XIX century. There are conclusions about the characteristic features of buildings and improvements in the planning solutions of educational institutions.
Основание Екатеринодара - заслуга атамана Захария Чепеги. В июле 1793 года в своем письме, адресованном войсковому судье Головатому, Чепега сообщил, что уже отыскал место, где будет заложен «войсковой град». Основание Екатеринодара имело главную цель -обеспечить черноморским казакам постоянное место жительства. Город должен был стать военным и административным центром для Черноморского казачьего войска.
Начало организации школьного дела на Кубани связано с ходатайством известного просветителя К. В. Рос-синского, протоиерея Черноморского казачьего войска, и относится к 1803 году, когда была создана первая школа для детей казаков. Уже через три года ее реорганизовали в первое Екатеринодарское уездное училище, которое оставалось единственным образовательным учреждением до 1812 года [1, с. 2]. Уездное училище находилось на территории нынешнего городского парка им. Горького. Рядом с училищем в 30-е годы XIX века находилась поисковая канцелярия, суд, острог, правление, архив, позже перестроенный в общественный клуб, то есть все «войсковые присутственные места». Оно занимало отдельный деревянный дом крестообразной формы, имевший круглый мезонин, увенчанный надстройкой в виде фонаря, где помещался 20-фунтовый «колокольчик». Железная крыша училища, окрашенная
красной масляной краской, издали привлекала взор, сияя между зеленых дубовых ветвей, и была единственной тогда во всем Екатеринодаре.
Первая Черноморская войсковая гимназия была основана в Екатеринодаре 17 мая 1820 года также по инициативе К. В. Россинского [9, с. 51]. Первые шаги для осуществления этого были предприняты им еще в 1811 году: сформировали отдельные гимназические классы математики и словесности. Для создания гимназии и «при ней строений для помещения штаб- и оберо-фицерских детей-сирот» Россинский организовал сбор пожертвований, и в 1819 году она обосновалась в помещении Екатеринодарского уездного училища. Собственным зданием гимназия так и не обзавелась, переехав в дом бывшего атамана З. А. Чепеги. Учитель математики И. Сбитнев так описывает этот дом: «по огромности своей и хорошей отделке есть первый в Ека-теринодаре. В нем прежде живал кошевой атаман Чи-пига, потом уже обращен сий дом в учебное заведение. Купол колокольни, наверху сделанный, был обит свинцом». Он упоминает наличие большой библиотеки и минералогического кабинета [6]. В ней преподавали грамматику, географию, Закон Божий, историю, статистику, математику, физику, латинский, французский, немецкий языки, черчение, рисование. Однако менее чем через 10 лет гимназия была закрыта. Главными причинами
