CC BY
72В процессе поиска формы общественного центра (рис. 3) в городе Истра Московской области были выявлены следующие исходные условия и правила:
1. Точками начала формообразования являются потенциальные места возведения здания 3Б принтером или робо-рукой (обходя крупномерные деревья на участке проектирования).
2. Места концентрации агентных систем зависят от расположения реки Истры и ширины ее разлива, формируя участки поверхности будущего здания.
3. Вектором (направлением здания) является ориентация на историческую застройку (Новоиерусалимский монастырь).
На основе исходных данных, алгоритм природной самоорганизации РЬузагиш ро1усерЬа1иш выдал адаптивную геометрию [5, с.4], состоящую из кривых линий и точек. После чего, для дальнейшего развития объемно-планировочных решений автором были выявлены дополнительные правила, которые основывались на полученной геометрии и необходимости архитектора максимально продуктивно адаптировать ее и организовать внутреннее пространство здания. Соответственно, все кривые линии соединяются в единую поверхность, тем самым образуя замкнутые пространства и участки поверхности здания.
Итогом исследования является полученная генеративная модель, которая была выявлена исходя из вышеперечисленных правил и последовательности действий. Объемно-пространственные решения здания были разработаны путем внедрения необходимых ограничений и задач, которые регулировали процесс формообразования на начальных этапах. Можно сказать, что концепция общественного центра в Истре является воплощением адаптивной архитектуры, соответствуя принципам устойчивого развития.
Список цитируемой литературы:
1. Гельфонд А.Л. Архитектурное проектирование общественных зданий: учебник / А.Л. Гельфонд. - Москва: НИЦ ИНФРА-М, 2019 // Znanium.com: электронно-библиотечная система. -URL: https://new.znanium.com/catalog/document?id=327781 (дата обращения: 18.02.2020). - Режим доступа: для авторизованных пользователей.
2. Kokkugia: [official website]. - URL: http://www.rolandsnooks. com/#/kaz-symbol/ (дата обращения: 16.03.2020).
3. Material Computation - Higher Integration in Morphogenetic Design / A. Menges (ed.) // Architectural Design. - Vol. 82. -No. 2. - London: Wiley Academy, 2012. - ISBN: 978 0470973301.
4. Menges, A. Emergence - Morphogenetic Design Strategies / A. Menges // Architectural Design. - Vol. 74. - No. 3. - London: Wiley Academy, 2004. - ISBN: 0-470-86688-8.
5. Tero, A. 2007, A mathematical model for adaptive transport network in path finding by true slime mold / A. Tero // Journal of theoretical biology. - 2007. - No 244(4). - Pp. 553-564.
С.М. Дадашева, С.О. Додонова, М.Д. Налимова, DOI: 10.24411/9999-034A-2020-10053
В.С. Федянина, Э.Д. Минеева, У.В. Сауткина S.M. Dadasheva, S.O. Dodonova, M.D. Nalimova, V.S. Fedyanina, E.D. Mineeva, U.V. Sautkina
Свет. Проблема восприятия Light. Problem of perception
Ключевые слова: естественное освещение, искусственный источник света, классическая архитектура, современная архитектура, криволинейная форма, контраст, светомоделирующий эффект, пластика фасада, отмывка фасада, курсовой проект, эксперимент.
Keywords: natural lighting, artificial light source, classical architecture, modern architecture, curved shape, contrast, light modeling effect, facade plastic, facade washing, course project, experiment.
Аннотация: Статья посвящена роли естественного освещения в классической и современной архитектуре и влиянию искусственного освещения на восприятие архитектуры. Рассматривается зависимость понимания формы в отмывке фасада от источника света.
Abstract: Scientific piece is dedicated to the role of natural lighting in classical and modern architecture and the effect of artificial lighting on the perception of architecture. The dependence of understanding of the form in washing the facade from the light source.
Существует два вида освещения - естественное и искусственное. Они по-разному воспринимаются человеческим глазом, и использовать их можно для художественной выразительности архитектурной формы, однако эффект при достижении будет отличаться. Именно об этом мы хотели бы рассказать в нашей статье.
Признанные лидеры архитектурной науки - Г.М. Гусев и В.Г. Макаревич в своей работе «Свет в архитектуре» на различных архитектурных примерах рассматривали взаимодействие формы, пластики, силуэта
объектов в различных условиях освещения. Исследователями был учтен как прямой солнечный свет, так и рассеянный в пасмурную погоду.
Образ исторических сооружений тесно связан с устоявшимся восприятием человека. Поскольку проектировались такие здания для изучения при дневном свете, то и ассоциируются они непосредственно с классическим освещением.
Форма любой архитектурной детали по-разному воспринимается в зависимости от характера освещения.
Солнечное освещение дает четкое восприятие объемно-пластической формы и понимание глубины пространства что придает архитектурным образам монументальность и устойчивость. Статичная неподвижность, как выражался Червяков М.М., была главным качеством классической архитектуры. Форма любой архитектурной детали по-разному воспринимается в зависимости от характера освещения.
Художественные приемы использования естественного света в архитектуре являются эффективным способом воздействия на чувства человека 2. Этот эффект читается в здании храма Покрова на Нерли, когда фасад ловит яркие лучи солнца и создается ощущение «свечения изнутри», будто церковь ведет некий диалог с солнцем и Богом. Именно эта постройка стала основой исследования в категории исторических сооружений.
При изучении объекта во время курсового проекта, выполненного Додоновой С.О., на кафедре основ архитектурного проектирования, а также при работе над отмывкой, было отмечено, как солнечный свет влияет на восприятие плановости здания. На восприятие глубины пространства сильное влияние оказывает яр-костной контраст композиционных элементов ближнего и дальнего тонов. Природный свет имеет единое направление - сверху вниз. Поэтому основная фасадная плоскость демонстрируется «оттяжкой» тона от светлого к темному по направлению к земле. Глава храма находится дальше от зрителя, нежели основная часть, поэтому контрастность теней ниже, светлые участки более приглушенные. Также глубина пространства достигается за счет антуража. В данном случае использовано контрастно темное окружение для усиления эффекта свечения объекта. Таким образом, передний план выступает, обращая внимание зрителя на объект, тем самым давая ему возможность оценить глубину окружающей среды (рис. 1а).
В архитектуре принципы композиционного формообразования, представления о художественной выразительности сооружений, а также опыт в области проектного творчества основан, прежде всего, на учете восприятия создаваемых искусственных форм при естественном дневном свете. Дневной свет является эффективным инструментом архитектора. Уильям Лам, пионер светового дизайна, в своей книге «Свет как конструктор» одним из первых начал рассматривать дневной свет не только как способ сэкономить на электричестве, но гораздо шире, и сегодня архитекторы знают множество способов реализовать потенциал солнечного света.
При анализе примеров современной архитектуры исследователями был учтен как прямой солнечный свет, так и рассеянный свет в пасмурную погоду.
Дневной свет и его светотеневое моделирующее свойство в условной плоскости зрительной панорамы выявляет визуальную глубину и плановость, позволяющую зрителю оценить планировочную и объемно-пространственную структуру объектов в светлое время суток.
Рис. 1: а - Храм Покрова на Нерли. Отмывка выполнена студенткой МАРХИ Додоновой С.О. Руководители группы:
Дадашева М.М., Скитева Н.Г.; б - светомоделирование с применением цветовых линз на макете Sydney Opera House. Презентация отмывки со светомоделированием с применением
точечной светодиодной LED ленты в соответствии с действительным расположением осветительного оборудования на самом объекте. Эксперимент выполнен студентками МАРХИ Сауткиной У. и Минеевой Э.
1 Батова А.Г. Принципы проектирования наружного освещения архитектурных объектов. - М., 2012. - С. 12.
2 Ильина К.С. Художественные приемы использования естественного света в архитектуре // Молодой ученый. - 2019. -№3. - С. 30-32. - URL https://moluch.ru/archive/241/55845/ (дата обращения: 17.04.2020).
Рис. 2: а - Презентация отмывки и макета отеля Marqués de Riscal студенток МАРХИ Налимовой М. и Федяниной В. Руководители группы: Дадашева М.М., Скитева Н.Г.; б - эксперимент по светомоделированию макета отеля Marqués de Riscal в условиях естественного и искусственного освещения.
Выполнен студентками МАРХИ Налимовой М. и Федяниной В.
Руководители группы: Дадашева М.М., Скитева Н.Г.
Однако в наше время также невозможно представить города без современных архитектурных сооружений с богатой пластикой. Жизнь в городском ритме отнюдь не прекращается после захода солнца, наоборот, она только начинается. С наступлением темноты город начинает сам «светиться», так как все здания подсвечиваются различными прожекторами, лазерами, экранами и прочими устройствами. Исследование архитектуры в условиях искусственного освещения - тема очень актуальная для XXI века. Множество инструментов и технологий помогают архитектору воплотить самые смелые образы, не являющиеся повторением дневных.
Стоит отметить важность взаимодействия архитектурного образа и искусственного освещения. Бато-ва А.Н. 1 в своей диссертации высказывается об этом следующим образом: «...Направление искусственного света может быть любым, <...> каждое новое направление светового потока влечет за собой свое направление падающих теней, где распределение яркостей и характер контрастов часто неожиданны для наблюдателя» и могут изменить поверхность «до неузнаваемости». Это говорит о силе влияния искусственного освещения. Значит, архитектор может выступать в роли скульптора своего здания, меняя лишь направление освещения.
Весенний семестр 2019 года для 1 курса на кафедре Основ архитектурного проектирования МАРХИ начался с курсового проекта «Отмывка фасада». В группе под руководством кандидата архитектуры доцента МАРХИ Дадашевой М.М. и доцента МАРХИ Скитевой Н.Г был впервые проведен эксперимент по выполнению данного задания в условиях искусственного освещения совместно с кафедрой архитектурной физики МАРХИ при научной поддержке заведующего кафедрой Щепетко-ва Н.И. Были рассмотрены два объекта: здание Сиднейской Оперы архитектора Йорна Утзона и отель Marqués de Riscal архитектора Фрэнка Гери.
В учебнике Н.И. Щепеткова «Световой дизайн города» мы узнали, что освещенность поверхности от точечного источника света подчиняется закону квадрата расстояния по формуле:
E=Icos(a)/d:2(rK),
где: I - сила света, d - расстояние от источника до поверхности, (a) - угол между направлением I и нормалью к освещаемой поверхности.
Минеевой Э.Д. и Сауткиной У.В. были произведены исследования по выявлению пластики сооружения в условиях вечернего освещения. Для эксперимента было взято здание Сиднейской Оперы архитектора Йорна Утзона и сделан макет по чертежам. Макет был подсвечен специальным комплексным осветительным устройством, дающим возможность имитировать реальный прожектор, который светил бы на Дом Оперы в жизни, создавая условия ночного искусственного освещения,
1 Батова А.Г. Принципы проектирования наружного освещения архитектурных объектов: специальность 05.23.21: диссертация ... кандидата архитектуры: / Батова Анастасия Геннадьевна; Моск. архитектур. ин-т. - Москва, 2012.
и исследовали характер архитектурной формы и принцип «передвижения» теней по форме (рис. 1б).
Также, меняя цвет линз и комбинируя их между собой, была получена возможность не только менять направления прожектора на здание, но и его цвет. Меняя источник света, цвет, интенсивность и направление, раскрывается множество способов выявления преимуществ архитектурной формы.
Исследования Червякова М.М. подтверждают наши выводы: «Искусственным освещением возможна также и метафорическая передача эмоций, где направленностью освещения формируется сама эмоция, а интенсивность света отвечает за силу эмоции, за ее интонацию». Соответственно, управлять эмоциями зрителя можно и через световое моделирование.
Определение роли искусственного освещения в языке архитектуры и нахождение общих связей с языком формообразования оптимизирует процесс создания образа архитектурного объекта. На восприятие пространственного окружения помимо физиологических и визуально весовых характеристик влияют языковые структурно-организационные принципы мышления.
Отмывка выполнена студенткой МАРХИ Калашниковой Натальей Преподаватель: Дадашева Сюзанна Михайловна
Рис. 3. Эксперимент по светомоделированию архитектурного объема музея Louis Vuitton Фрэнка Гери в условиях естественного и искусственного освещения. Отмывка выполнена студенткой МАРХИ Калашниковой Н. под руководством Дадашевой С.М.
Для наглядности результата исследований искусственного освещения во взаимодействии с архитектурной формой, в макете к курсовому проекту мы осуществили подсветку при помощи монтажа, осветив макет Оперы архитектора Уотсона точечной светодиодной LED лентой в соответствии с действительным расположением осветительного оборудования на самом объекте в Сиднее.
Перейдем к следующему объекту, выбранному для изучения и научного анализа, - отелю Marqués de Riscal, архитектора Фрэнка Гери. Курсовой проект был выполнен Налимовой М.Д. и Федяниной В.С. Данное архитектурное решение имеет фасад из криволинейных пластин, которые расположены над землей и подсвечены снизу прожекторами. При сравнении здания в светлое и темное время суток, то есть при различных условиях освещения - таких, как скалярное направление солнца и искусственное освещение прожекторами, - световые потоки создают разные направления падающих теней, поэтому фасад отеля читается по-разному. Управление мощностью, направлением, цветностью и кинетикой света дает много возможностей по изменению визуального восприятия фасадов и форм зданий. Как писал Червяков М.М в своем автореферате, «для решения композиционных вопросов важно, что ночью при искусственном освещении архитектурного сооружения силуэт несет наибольшую образную нагрузку, поскольку затруднено восприятие объемной формы, ее пластики и цвета, телесная масса во тьме растворяется, становится иллюзорной, теряется логика конструктивного формирования объекта» '.
Была смоделирована точная копия сооружения по чертежам в уменьшенном масштабе, точно повторяющая пропорции и пластику здания, и был проведен анализ по восприятию формы в условиях вечернего освещения (рис. 2).
Были выявлены следующие особенности:
На восприятие плановости и глубины пространства сильное влияние оказывает яркостной контраст композиционных элементов ближнего и дальнего тонов. Контраст может быть положительным (объект светлее фона) и отрицательным (объект темнее фона). Тип контраста дает различное восприятие плановости. «Природное освещение научило нас оценивать глубину рельефа или пространства при положительном и отрицательном контрасте, т.е. когда "выступающей" является большая яркость (при диффузном освещении) и когда "выступающей" становится меньшая яркость (при солнечном освещении)» 2. Так, формы и плоскости выбранного нами объекта, которые были ближе к прожектору, освещены были ярче, а тени от них были насыщеннее. Глубину выступов криволинейных лент от
1 Червяков М.М. Тектонический образ архитектурного объекта в условиях искусственного освещения: специальность 05.23.20: диссертация ... кандидата архитектуры: / Червяков Михаил Михайлович; Моск. архитектур. ин-т. - Москва, 2012. - 180 с.: ил.
2 Гусев Н.М. Свет в архитектуре: учебное пособие / Н.М. Гусев, В.Г. Макаревич. - М.; Л.: Главная редакция строительной лите-
ратуры, 1937. - С. 155.
тела ортогональной части фасада также можно было проследить за счет интенсивности теней.
Естественное освещение в помещении определяется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой выраженное в процентах отношение освещенности какой-либо точки помещения к точке на горизонтальной плоскости вне помещения, освещенной рассеянным светом всего небосвода, в тот же самый момент времени:
КЕО=Евн/Бнарх100,
где: Евн - освещенность точки внутри помещения, Енар - освещенность точки вне помещения.
При «естественном» освещении пластины фасада освещаются только сверху, поэтому здание становится массивным, а при «вечернем» освещении объем, создаваемый «лентами», то есть криволинейная форма, сохраняется, но прописывается новая система взаимоотношений главных и второстепенных элементов здания. И в ходе исследования удалось выяснить, что при искусственном освещении здание выглядит более художественно привлекательно, так как криволинейные формы больше выделяются искусственным боковым скользящим освещением и появляются блики на металле. Поэтому было принято решение в итоге выбрать концепцию вечернего освещения на отмывке фасада отеля Marqués de Riscal.
Для эксперимента был использован световой прожектор, привлекая разные цветные стекла для имитации вечернего освещения с подсветкой (рис. 2). При искусственном освещении здания отеля криволинейные лепестки работают как отражающие стекла, приумножая световые потоки, которые работают как маяки, фокусируя на себе внимание ближнего окружения. При монотонном природном солнечном свете такой эффект выявить не удалось.
То есть, если ставить источники освещения на расстоянии от фасада, будет происходить равномерное и мягкое освещение пластики, а тени уменьшаются. И наоборот, если светильники расположить в непосредственной близости от фасада, появятся резкие тени, выделятся пластины или их части, которые при «дневном» освещении попадали в тень, а динамика завитков становится более выраженной.
Цель проведения данного эксперимента заключалась в выявлении разности восприятия одного и того же образа в условиях различных концепций постановки света 3. Н.М. Гусев в работе «Световая архитектура» разъясняет важность процесса восприятия форм в условиях различных световых условий, акцентируя внимание на неразрывной связи античных форм в архитектуре с солнечным светом: «Свет - вечный материал, применение которого насчитывает столько лет, сколько лет архитектуре. Термин "световая архитектура" применительно
3 Дадашева М.М. Художественный язык архитектуры конца XX - начала XXI века в категориях объемно-пространственной композиции: специальность 05.23.20: автореф. дис. ... канд. архитектуры: / Марианна Михайловна Дадашева; Московский архитектурный институт. - Москва, 2016.
к архитектуре Древней Греции означает проблему зависимости архитектуры, ее формы и пластики от солнечного освещения»
Свет и форма тесно взаимосвязаны. Язык форм образует передний край в системе обмена информацией в среде различных видов искусств, будь то скульптура, живопись или промышленный дизайн. Ситуация в области развития архитектурной композиции во многом стала более привлекательной для широкой общественности благодаря поддержке прессы, где с завидной регулярностью красуются шокирующие архитектурные образы в духе «Haute couture», вроде музея Louis Vuitton архитектора Фрэнка Гери.
Именно данный объект и был выбран Калашниковой Н. - студенткой МАРХИ дневного отделения для проведения эксперимента по отмывке фасада в условиях искусственного освещения в проектной группе под руководством Дадашевой С.М. Студентка 1 курса 11 группы Калашникова Н. взялась проанализировать разницу между восприятием одной и той же с точки зрения формальной эстетики композиции в условиях искусственного и естественного освещений. Эксперимент показал, что наиболее выразительно пластика воспринимается зрителем в условиях искусственного освещения, когда архитектурная форма начинает работать плотно силуэтом, сливаясь с антуражем и растворяясь по тону в небе, а свет, наоборот, призван здесь снять завесу тайны с тех пространств, которые скрыты при свете дня за счет плотных теней при скалярном направлении солнечного светового потока (рис. 3).
Отследить это возможно преимущественно при подсветке основания сооружения, одетого в стеклянные навесные фасады, сквозь которые ночью струится теплый оранжевый свет, проникая в холодные оттенки синих мягких криволинейных поверхностей, словно лепестков цветка, в котором как в зеркале отражается бескрайняя красота ночного неба.
Итак, мы рассмотрели разницу естественного и искусственного освещения, их отличия в восприятии че-
1 Гусев Н.М. Свет в архитектуре: учеб. пособие / Н.М. Гусев. - М.; Л.: Главная редакция строительной литературы, 1937. - С. 7.
ловеческим глазом. Оба вида освещения можно использовать для художественной выразительности архитектурной формы, однако итоговый эффект будет отличаться. Поэтому при выборе источника света необходимо учитывать особенности подсвечиваемого объекта, его тектонику, ведь, как мы уже отметили, классическая и современная архитектура имеют свои нюансы в понимании формы.
Список цитируемой литературы:
1. Батова А.Г. Принципы проектирования наружного освещения архитектурных объектов: специальность 05.23.21: Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности: диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры: / Батова Анастасия Геннадьевна; Моск. архитектур. ин-т. - Москва, 2012.
2. Гусев Н.М. Свет в архитектуре: учебное пособие / Н.М. Гусев, В.Г. Макаревич. - Москва; Ленинград: Главная редакция строительной литературы, 1937.
3. Дадашева М.М. Художественный язык архитектуры конца XX - начала XXI века в категориях объемно-пространственной композиции: специальность 05.23.2о: Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры / Марианна Михайловна Дадашева; Московский архитектурный институт. - Москва, 2016. - 35 с.: ил.
4. Карпенко В.Е. Световое проектирование городской среды / В.Е. Карпенко // Вестник Инженерной школы Дальневост. федеральн. ун-та. - 2016. - № 1(26). - С. 78-93.
5. Коробкова Е.А. Светопластическое моделирование в архитектуре / Е.А. Коробкова. - Текст: электронный // Молодежь и наука: Сборник материалов VIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 155-летию со дня рождения К.Э. Циолковского. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2012. - URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2012/section02.html (дата обращения: 17.04.2020).
6. Червяков М.М. Тектонический образ архитектурного объекта в условиях искусственного освещения: специальность 05.23.2о: Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры / Червяков Михаил Михайлович; Моск. архитектур. ин-т. - Москва, 2012. - 180 с.: ил.
7. Schielke Т. The Language of Lighting: Applying Semiotics in the Evaluation of Lighting Design / Thomas Schielke // LEUKOS. - 2019. - Vol. 15. - Issue 2/3. - Pp. 227-248. - DOI: 10.1080/15502724.2018.1518715.
