ПРИМЕНЕНИЕ ФРАКТАЛОВ В АРХИТЕКТУРЕ

APPLICATION OF FRACTALS IN ARCHITECTURE

Polina Bubenina

student, Academy of Architecture and Arts, Southern Federal University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено определение фракталов, описаны основные аспекты фрактальной архитектуры и приведена ее классификация, а также фрактальные модели построения архитектурно-пространственной среды города с позиции характерных свойств фракталов.

ABSTRACT

The article considers the definition of fractals, describes the main aspects of fractal architecture and its classification, as well as fractal models of building the architectural and spatial environment of the city from the perspective of the characteristic properties of fractals.

Ключевые слова: фракталы, архитектура, городская среда, фрактальная архитектура.

Keywords: fractals, architecture, urban environment, fractal architecture.

Фрактал – термин, означающий геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, то есть составленную из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. В более широком смысле под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность, либо метрическую размерность, строго большую топологической.

Архитектура, начиная с фрагментов, деталей и заканчивая пространством города в целом – это система, обладающая фрактальными свойствами, которые нельзя не учитывать при формировании городской среды и проектировании новых объектов внутри неё. Город по своей сути – уникальное явление соединения творческих и технических усилий человека, социальных взаимодействий и воздействий природных процессов.

Применение фрактальных правил построения широко распространено и в архитектуре. Фрактальная архитектура делится на два типа:

1. искусственно созданная: интуитивная и сознательная.

2. естественно сложившаяся.

Следует отметить тенденции органического встраивания сооружений в природное окружение, определяющего интеграцию природного и антропогенного ландшафта (подобие форм в архитектуре, дизайне природным формам). Эта тенденция ярко выражена в стиле модерн и «органической» архитектуре. Исследователями отмечено, что «широко применявшиеся в начале XX века в архитектуре модерна пластичные, «текучие», асимметричные, биоморфные линии, поверхности, «струящийся» растительный декор, рельефные изображения голов придают зданиям сходство с живым развивающимся организмом, имитируют нерегулярность природных форм».

Рассмотрим фрактальные модели построения архитектурно-пространственной среды города с позиции характерных свойств фракталов.

1. Иерархический принцип организации проявляется в подчиненности отдельных элементов целому, сложной пространственной форме, имеющей различные уровни пространственной организации в разных масштабах. Характерные черты (силуэта) данного города, представляющие его индивидуальность, определяются пространственной конфигурацией, внешним обликом и функциональностью элементов города. Рассматривая план города во все большем масштабе, можно видеть (открывать) новые подробности пространственной организации, транспортной сети, социального, архитектурно-художественного и эстетического характера. Меняя точку обзора, поднимаясь (на высоту), можно расширить объемное представление (вид) городского пространства (панораму), открыть новые видовые горизонты.

Иерархическая структура (организация) городского пространства может быть охарактеризована с помощью системы кластеров (кластер в градостроительстве представляет собой территориальное образование внутри мегаполиса, относительно автономная единица, содержащая полный набор городских функций).

2. Непрерывность развития городской среды отражает такое свойство фрактальных структур как способность к развитию. Глобальные процессы, как естественные, так и антропогенные, влияют на все стороны жизни человека, охватывают все сферы деятельности общества. Многочисленные источники воздействия на окружающую среду, их масштабность, стремительная урбанизация обостряют социально-экологические проблемы. В такой ситуации важным является определение характера и тенденций развития как общества в целом, так и каждой составляющей глобальной социосистемы.

Пространственно-временной континуум, внутри которого существует городское пространство, не имеет точно очерченных границ. Хотя можно сказать, что любой город имеет дату основания и физические границы, но здесь ситуация с четкими временными и пространственными границами города оказывается подобной случаю с береговой линией: то, что кажется (в одном масштабе) линией, трансформируется в других масштабах в ломаную. Так и городская среда, непрерывно изменяясь, переходит из одного облика в другой.

Современная городская агломерация представляет собой многокомпонентную динамическую систему с интенсивными производственными, транспортными и культурными связями. Именно архитектурная деятельность (практика) вносит элемент упорядоченности в хаотическое развитие городской среды (принцип динамического хаоса).

3. Анализ закономерностей, определяющих хаотическое развитие городской среды, их учет в модели городского пространства, выполняется на основе такого свойства как многослойность.

Под слоями понимаются определенные аспекты (объекты) рассмотрения архитектурно-пространственной среды города, такие как транспортная сеть города, этажность города, комбинирование в городском ландшафте искусственного и природного, архитектурно- художественные и эстетические элементы и пр.

Многослойность архитектурного пространства всегда связывается с чувственным (эмоциональным, эстетическим) и интеллектуальным (философским, духовным) восприятием. Полноценное восприятие городской среды (пространственный, физический и психологический комфорт, возможность духовно ощущать среду) определяется наличием и гармоническим сочетанием различных слоев, отражающих многофункциональный комплекс составляющих городской инфраструктуры. Отсутствие (полное или частичное) любого из этих слоев, порождает негативные эмоции людей, снижает ценность (субъективную оценку) города.

Семантически каждый архитектурный объект образно окружен «многослойными оболочками» смыслов и значений. Целые зоны становятся своеобразными аттракторами (точками притяжения) внимания людей. На них «наслаиваются» личные воспоминания, настроения, эмоции, и они приобретают своеобразную многоликость. Если объект принадлежит к исторической застройке, то разнообразие значений, связанных с ним, может стать новым источником для дальнейшего семантического определения (смыслового понимания) данного фрагмента среды. Экономическая зона определяет свое решение данного архитектурного пространства, модельное представление которого отражает специфические взаимосвязи, отношения деловой жизни.

Прежде чем начать работу над проектом, создается «сценарий» развития конкретного места. Такой сценарий не пишется от начала до конца, как в кино, где исход событий задан заранее режиссером, сценаристом, находящимися за пределами действия. В сценарии проектирования архитектор существует «внутри» проекта и не может в точности знать, как будут развиваться события. Осуществляя такой сценарий, архитектор открывает новые подробности реальности и, реагируя на это, непрерывно изобретает новые подходы, варьирует возможные комбинации – ведет поиск оптимальных решений проектной задачи во взаимодействии с окружающей средой с конкретной привязкой: «здесь и сейчас». Архитектор вытягивает нити смыслов из всего, так или иначе относящегося к месту и обстоятельствам проекта, и вплетает их в реальные ситуации.

Такой подход к процессу проектирования является, в сущности, фрактальным (отражает принцип динамического хаоса), поскольку исходные условия задачи инициируют ход развития архитектурного пространства (городской среды).

Многослойность невозможно описать с помощью инструментов одного уровня. Каждый вид информации, однородной по структуре и представляющей некоторую качественную характеристику архитектурного пространства, образует в модели свой слой с плотностью распределения этой характеристики, отражающей ее насыщенность функциональными возможностями, размерностями и формами.

Сложная пространственная организация фрактальных структур, количественно измеряемая дробной размерностью, проявляется в таком свойстве построения фрактальной модели среды города как дисперсия формообразующих ее элементов (определяющей меру их рассеивания внутри городского пространства). Говоря о дисперсии структуры городской среды, необходимо отметить, что отношения центра и периферии теряют свою однозначность и линейную иерархичность в зависимости от того, какой участок фрактальной структуры рассматривается, в каком масштабе и на предмет каких качеств. Например, деловым центром Екатеринбурга является район «Атриум-палас» отеля, а административным – «Площадь им. 1905 года». Таким образом, фрактальная модель структуры, не имеющая элемента, доминирующего над остальными, обладает множеством потенциальных центров, существование которых зависит от аспекта рассмотрения и масштаба рассмотрения.

4. Городские модели по своей организации – мультифрактальны, что определяет свойство гибкости модели, отражающего возможность выбирать те слои, которые будут впоследствии объединены и связаны в соответствии с выбранным решением проблем экономического, экологического, планировочного и социального характера, что несомненно повысит архитектурно-художественные и эстетические параметры городского пространства, как его отдельных зон, так и в целом.

Таким образом, гибкость проявляется в возможности организовывать подборки из групп ключевых фрактальных понятий, ограничивая, расширяя и уточняя их спектр (по различным функциональным качествам).

Сам процесс построения модели предполагает творческий подход, включает ассоциативную оценку присутствия ключевых понятий в среде (их смысл), проявление связей, различный характер соединения слоев. Поэтому свойство гибкости модели отражает неоднозначность оценки одного и того же фрагмента среды разными субъектами, а, следовательно, и результат работы не будет обусловлен какими-то жесткими правилами, зависит от задач, поставленных при создании модели, а также личного творчества архитектора.

Понимание естественной фрактальности влияет на архитектурное представление городской среды. Ее анализ с позиций фрактальной теории и последующее моделирование инфраструктуры городского пространства в настоящее время уже выполняется в градостроительной практике. Поэтому осмысление (анализ) существующих методов проектного прогнозирования архитектурно-пространственной среды города (на основе принципов формообразования и организации фрактальных структур) позволит развить градостроительные концепции.

Список литературы:

1. Духно А. Б. Фрактал как язык искусства. Взаимовлияние научного и художественного опыта //Художественная культура. – 2018. – №. 3. – С.16-22.
2. Маркова А. В., Тихонова О. В. Применение фрактальных моделей в архитектуре //Новые технологии в учебном процессе и производстве. – 2017. № 7. – С. 233-237.
3. Силантьева О. А., Мироненко В. П. Фрактальность городской среды //Науковий вісник будівництва. – 2017. – № 2. – С. 65-69.