CC BY
246
УДК 72.01
ЗАХАРОВА М. П., КОЛЯСНИКОВ В. А.
Применение принципов фрактальной генетики в градостроительстве
В статье рассматривается фрактальный принцип — генетическая обусловленность с позиции градостроительства. Анализируется существующий опыт использования принципа фрактальной генетики в градостроительстве, предлагается модель генетической преемственности формирования планировки и застройки на примере города Екатеринбурга.
Захарова
Мария
Петровна
аспирантка УралГАХА e-mail:
mariazaharova@ inbox.ru
Колясников
Виктор
Александрович
доктор архитектуры, профессор УралГАХА
Ключевые слова: фрактал, фрактальное моделирование, генетический код, принципы генетической обусловленности и непрерывности формообразования, городская структура.
ZAKHAROVA M. P., KOLYASNIKOV V. A.
APPLICATION OF THE PRINCIPLES OF GENETICS FRACTAL IN URBAN PLANNING
The article deals with the principle of fractal — the genetic conditioning of the position of Urban Development. The author analyzes the existing experience with the principle of fractal Genetics in urban planning. In this article we propose a model of the genetic continuity of the formation of planning and building on the example of the city of Yekaterinburg.
Keywords: fractal, fractal modeling, genetic code, the principles of genetic conditions and continuity of form, urban structure.
Многие исследователи занимаются поиском закономерностей наследственности и изменчивости города (градостроительной генетикой). Городская структура всегда рассматривается как развивающийся, изменяющийся во времени объект. При этом ее изменение без сохранения определенных устойчивых компонентов представляется, как правило, невозможным.
Такую позицию разделяет К. Линч (1960), говоря о времени как об измерении бытия городских структур. Ученый рассматривает город как системный объект, непрерывно изменяющийся в потоке времени с сохранением следов преемственности культуры и единства исторического процесса. При этом городская среда выступает как своеобразный код, которым фиксируется «образ времени» [1]. К. Линч подчеркивает, что сохранение следов прошлого в современных городах необходимо для формирования образа будущего.
И. Груза (1965) утверждает, что градостроители не смогут прийти к какому бы то ни было решению, не учитывая конкретных условий места, его истории и природного окружения [2]. В. А. Лавров говорит о том, что город должен
сочетать «относительно длительно действующие устойчивые части» и «элементы, подверженные быстрым изменениям» [3, 8].
А. Э. Гутнов (1984), говоря о развитии и изменении города во времени, подчеркивает, что изменение должно содержать в себе сохранение стабильных, относительно неизменяемых элементов, именно это обеспечит преемственность в развитии целого, иначе произойдет уничтожение или полная замена объекта [4]. Поэтому возникает естественная необходимость в поиске наиболее устойчивых, стабильных компонентов городской структуры. «Актуальная проблема соотношения старого и нового в городе раскрывается в процессе такой разработки, как часть более фундаментальной теоретической проблемы соотношения устойчивого, стабильного и динамичного, подверженного изменениям», — пишет А. Э. Гутнов [4, 30].
Говоря о градостроительной наследственности, А. Э. Гутнов объясняет понятие генетического кода: «Нити причинно-следственных связей протянулись от наших дней к эмбриональной стадии существования города, когда в начальном, историческом плане впервые обозначились фундаментальные, непреходящие характерис-
Иллюстрация 1. Трансформация радиально-кольцевой структуры в хордовую (из книги З. Н. Яргиной «Основы теории градостроительства», 1986)
Иллюстрация 2. Планы города в периоды различных десятилетий
(из книги Э. Сааринена «Схема органической децентрализации города», 1943)
тики городской структуры, составляющие своего рода генетический код» [4, ^53]. Признаки этого кода транслируются во времени и пространстве на различных этапах развития города.
Новые возможности в поиске генов города открывает исследование фрактальных структур. Одним из фрактальных свойств является способность к развитию и непрерывному движению. С этим свойством связаны принципы непрерывности формообразования, генетической обусловленности, повторяемости формы на различных этапах развития города и масштабных уровнях планировки и застройки.
Градостроители обращаются к исторически сложившейся планировке города в поисках устойчивых, стабильных компонентов городской структуры. Необходимо «определить тот набор пространственно-планировочных элементов городской структуры, который не подлежит изменению как необходимая гарантия преемственности последующего развития» [4, 29]. Ценные элементы историкокультурного наследия, безусловно, являются наиболее устойчивыми элементами. А. Э. Гутнов подчеркивает, что такими элементами выступают «не отдельные участки сложившейся городской среды, а общее пространственное построение исторически сложившейся части города» [4, 30]. Природные данные (акватории, горы, открытые озелененные пространства) являются существенным устойчивым компонентом городской структуры, оказывающим неоспоримое влияние на развитие города. Планировочная сетка города, а именно транспортная инфраструктура значительно влияет на развитие города в целом. В ней исторически сложившиеся тракты — устойчивые элементы — указывают на пути этого развития. «Ни у кого из специалистов не вызывает сомнения тот факт, что активный территориальный рост и развитие городов осуществляются вдоль главных транспортных коммуникаций», — пишет А. Э. Гутнов [4, 35]. Застройка вдоль трактов может
меняться, но основные направления сохраняются (Иллюстрация 1).
Описывая эволюцию градостроительного мышления, А. Э. Гутнов делает вывод о том, что главная отличительная особенность современного этапа эволюции градостроительного мышления — это «очеловечивание» города как объекта проектирования и исследования. У градостроителей возникает интуитивное ощущение того, что город подобен живому, непрерывно развивающемуся организму: центр города сопоставляется с сердцем, транспортная структура с кровеносной системой. Возможно, и сейчас в продолжение темы города как живого организма для формулировки свойств генетического кода в градостроительстве имеет смысл обратиться к генетике как к первоисточнику, попробовать дать градостроительную интерпретацию свойств генетического кода.
1 Триада (в генетике значащей единицей кода является сочетание трех триплетов) — значащей единицей градостроительного кода является сочетание трех устойчивых компонентов городской структуры (эле-
ментов исторического наследия, природных данных, градостроительной планировки).
2 Непрерывность (в генетике непрерывность характеризуется тем, что между триплетами нет знаков препинания, т. е. информация считывается непрерывно) — в развитии города можно выделить несколько этапов, при этом происходит трансляция гена на длительных временных интервалах. Механизм передачи генетического кода непе-рекрывающийся. Элементы транслируются целиком.
3 Уникальность (в генетике неперекрываемость заключается в том, что один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов; не соблюдается только для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки) — каждый градостроительный объект уникален, является результатом творческой деятельности зодчих, индивидуальным ответом на индивидуаль-
Таблица 1. Элементы развития города
По историческим планам г. Екатеринбурга
По материалам генерального плана г. Екатеринбурга на период до 2025 г.
Элементы историко-культурного наследия, формы плана и планировочной сетки
1726 г
Томас Мор — Амауротум
1804,1845 г г
Э. Говард. Город-сад (1886 г.)
1972 г
• Памятники археологии ■ Исторические зоны
Первый
ген
идеаль-
ного
города — квадрата
Проявление гена — квадрат, формирование гена направления (С-Ю, З-В). Формирование лучей
Ген — квадрат, и зарождается ген радиальнокольцевой сетки
Проявление генов квадрата и радиальнокольцевой сетки
В процессе роста города планировочный каркас трансформируется из прямоугольной формы в радиально-кольцевую, при этом сохраняются элементы прямоугольной сетки. Форма плана преобразовывается из компактной в компактно-рассредоточенную; далее в соответствии с фазами развития города может перейти в компактную
ные обстоятельства. В зависимости от ряда факторов: политических, экономических, социальных, климатических, ландшафтных и иных, может сочетать в себе несколько элементов. Но сегодня стремительное развитие городов порой уничтожает историческое наследие, а следовательно, происходит потеря уникальности места. На этот счет в настоящее время происходит множество дискуссий. Например, на открытии международного форума «Архитектурные сезоны» 26 апреля 2010 г. Ю. К. Митюрев в своем докладе сказал, что «историческая среда города представляет собой сплав, основой которого является природная ситуация, дополняемая социально-экономической и
культурной концепциями. Основным направлением существования современной архитектуры в исторической среде является учет контекста, возможность расшифровать коды исторической застройки и выразить это понимание при создании нового проекта».
4 Многозначность (в генетике определенный триплет соответствует только одной аминокислоте; однако триплет UGA у Euplotes сга88и8 кодирует две аминокислоты — цистеин и селеноцистеин) — элементы генетического кода города информативны в прочтении в разных направлениях, от первого к последующим и наоборот. В городе многозначность проявляется в знаках-символах.
5 Избыточность (в генетике одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько триплетов) — создание градостроительного проекта подразумевает разработку множества вариантов. Как говорит А. Э. Гутнов, авторы на каждом этапе обладают определенной информацией и, исходя из этого, принимают решение. Впоследствии появляется новая информация, и принятое решение может оказаться неактуальным, тогда приходится пересматривать принятое решение [4]. В результате изменяемости форм планировок, пространств возникает многообразие, которое выливается в избыточность. Подобное многообразие обеспечивает устойчивость архи-
Таблица 1. Элементы развития города (продолжение)
По историческим планам г. Екатеринбурга
По материалам генерального плана г. Екатеринбурга на период до 2025 г.
Каркас доминант и пространств
Проявляется признак идеального города — квадрат. Часть доминант в ходе развития города исчезали, потом проявлялись снова
Прогностическая модель развития формы генерального плана г. Екатеринбурга
Схема территориального планирования Свердловской области на отдаленную перспективу (авторы: Г. В. Мазаев, А. Г. Захаров, В. А. Колясников, В. Ю. Спиридонов, 2008)
Градостроительная концепция развития Свердловской области в XXI в. (автор Г. В. Мазаев)
Концепция композиционного развития г Свердловска (дипл. работа М. Стекольщук, рук. Г. Заики н,
В. Колясников, М. Падерин, 1989)
тектурно-планировочной структуры, адаптацию ее к различным ландшафтным, экономическим, демографическим и другим условиям.
6 Универсальность (в генетике генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности, от вирусов до человека) — генетический код по фрактальному свойству работает одинаково в планировочных системах разного уровня сложности — от небольшого населенного пункта до систем расселения разного уровня (например, характерная американская решетчатая или европейская звездчатая системы расселения). Взглянув
на систему расселения даже впервые, можно предположить, где она имеет место быть. Небольшие изменения возможны в процессе развития градостроительной системы под влиянием непреодолимых условий.
7 Помехоустойчивость (в генетике мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными) — в процессе урбанизации многие природные массивы исчезают. Это неотъемлемая плата человечества
за развитие, но также существуют устойчивые природные элементы, неподвластные человеку. Если застройка поглощает природные территории, то такое проникновение можно назвать радикальным, в противном случае — консервативным.
Градостроительная система в ходе своего развития проходит определенное количество этапов, при этом происходит постоянная трансляция генетического кода с этапа на этап (Иллюстрации 2, 3). На промежуточных этапах ген может явно не проявляться, а обнаружиться через несколько десятилетий или даже столетий. Этот факт может демонстрировать
Таблица 1. Элементы развития города (окончание)
По историческим планам г. Екатеринбурга По материалам генерального плана г. Екатеринбурга на период до 2025 г.
Природные данные
Акватории, горы (пунктиром показаны скрытые реки)
Наиболее устойчивые элементы
Открытые озелененные пространства
Менее устойчивые элементы. В связи с разрастанием города «зеленые клинья» отступают, оставляя на своих местах знаки присутствия генетического признака — зеленые зоны в виде садов, лесопарков, парков
концепция смены фаз развития города: интенсивная фаза — экстенсивная фаза (по Г. В. Мазаеву).
Фрактальную генетику можно проиллюстрировать на примере города Екатеринбурга, который в своем развитии проходит определенные этапы [5]. При этом происходит трансляция генов города по временной оси, проявившихся в устойчивых элементах развития города: историческом наследии, природных данных, градостроительной планировке (см. Таблицу 1). Первоначальным геном, определившим форму города, следует считать квадрат. Идея была навеяна проектами идеальных городов эпохи Возрождения (город Амауротум Томаса Мора). Город Екатеринбург представлял собой город-крепость с регулярной планировочной структурой и главными композиционными осями север — юг, запад — восток.
С течением времени территориальные размеры города увеличились,
а первоначальный ген идеального города проявился в сохранившейся прямоугольной сетке. Небольшие отклонения от идеальной квадратной формы были связаны с природными факторами. Несмотря на то, что в ХХ в. под влиянием идеи города-сада Э. Говарда планировочная сетка трансформируется в радиально-кольцевую (что, в свою очередь, можно считать вторым ключевым геном), на следующем этапе первичный ген идеального города вновь проявляется в виде хордовой структуры.
В дальнейшем можно прогнозировать усиление хордовых направлений планировочной структуры «Большого Екатеринбурга» и его ядра с сохранением «зеленых клиньев» и компактно-рассредоточенной формы плана города, что необходимо для поддержания баланса между экономическими и экологическими условиями, обеспечивающими его устойчивое развитие.
Заключение
Применение принципов фрактальной генетики в градостроительстве позволяет предугадывать возможные пути развития городской структуры, транслировать из прошлого в будущее лучший накопленный опыт, обосновать градостроительное и социальноэкономическое значение историко-архитектурного наследия.
Список использованной литературы
1 Линч К. Образ города. М., 1982.
2 Груза И. Теория города. М., 1972.
3 Лавров В. А. Реконструкция крупных городов. М., 1972.
4 Гутнов А. Э. Эволюция градостроительства. М., 1984.
5 Колясников В. А., Захарова М. П. Градостроительные гены Екатеринбурга // Стройкомплекс Среднего Урала. 2011. № 1—2 (145).
С. 45—46.
