Нелинейная архитектура

 

 

РЕФЕРАТ

 

Нелинейная

архитектура

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012 г.

Содержание  :

 

• Вступление
• Геометрия «нелинейки»
• Маркос Новак: архитектура потекла
• Стивен Перелла: гиперповерхность или киберпространство?
• Текучая архитектура: технология параметрического дизайна
• Гиперповерхность. Интерактивная архитектура
• Техническое проектирование
• Параметрическое проектирование
• Виртуальная архитектура
• Заключение
• Источники

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 

Сегодня использование компьютерных программ – основа основ, азбука современной  архитектуры, которую критики стали  называть "безбумажной". Даже если речь идет о зданиях геометрических, минималистских, все в проектировании их – от первых эскизов до уточнения  деталей – рассчитывается на компьютерах.

Компьютеры позволяют  вычерчивать, а затем и выстраивать  самые невероятные кривые, придавать  зданиям самые неожиданные очертания. Можно сказать, что с приходом компьютеров в современной архитектуре  свершилась революция, подобная той, которая  произошла в мире математики с  открытием "неевклидовой" геометрии. Изменились представления о возможностях зодчества, возник новый образ мира.

 В проектной культуре 20-го века появляется совершенно  новое направление — алгоритмические архитектура и дизайн, которые основываются на создании формы посредством алгоритмических изменений, генерируемых через программное обеспечение. Данная архитектура строится в соответствии с законами окружающего пространства и выражает человеческие представления о нем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В 90-е годы на страницах  солидных изданий все чаще появляются странные грибовидные формы, по сравнению  с которыми старый добрый деконструктивизм кажется просто сломанной детской  игрушкой. Вслед за футуристическими проектами следуют фотографии реальных зданий, конструктивные чертежи, и вот  уже архитекторы от мала до велика охвачены этой эпидемией: молодые мечтатели  и вечные архитектурные старцы вроде  Филипа Джонсона продуцируют при  помощи графических станций пузырящиеся  объемы.

 

«Здание в форме губной помады»

- Lipstick Building в Нью-Йорке (1986)

 Филип Джонсон

 

«Отец-основатель» постмодернизма Чарльз Дженкс назвал компьютерные причуды "нелинейными" формами.

Геометрия «нелинейки»

Кратко можно охарактеризовать нелинейную поверхность как чрезвычайно  изогнутую сразу в нескольких направлениях, кривизна таких оболочек превосходит известные конструкции  типа гиперболических параболоидов во много раз.

            Нелинейная поверхность  

  Именно использование мощного  программного обеспечения позволило  свободно оперировать этими формами,  причем, для их построения, как  правило, используются программы  отнюдь не предназначенные для  архитектуры; так хрестоматийным  примером стал музей в Бильбао  Фрэнка Гери.

Музей Гуггенхайма в  Бильбао ( Испания)

При строительстве Музея  Гери одним из первых применил полное компьютерное проектирование архитектурного произведения.

  Первый опыт относится еще  к 1992 году, когда с помощью компьютерных  программ его команда «рассчитала»  криволинейные очертания фигуры  гигантской рыбы, установленной  на Олимпийской набережной Барселоны.  Рыбу детально спроектировали  и изготовили на станках с  ЧПУ. 

Олимпийская набережная Барселоны. Рыба.

                              Френк Гери. 1992 г.

Это была первая ласточка использования  так называемых «СAD» (Computer Aided Programm) — программ, которые до тех пор  применялись только в прикладных, а не в творческих целях.

  В проекте в Бильбао Гери использовал особое программное обеспечение, применяемое в авиастроении при расчете аэродинамических свойств самолета. Именно так архитектор увидел возможность воплотить в зданиях те особые криволинейные, биоморфные очертания, которые легли в основу его стиля.

                                                                                               Музей Гуггенхайма в Бильбао ( Испания)

Конечно, "изогнутое и  кривое" существовало в архитектуре  задолго до появления подобных программ - можно вспомнить знаменитый аэровокзал Сааринена в Нью-Йорке или сиднейский оперный театр Утцона, поэтому  стоит специально оговорить отличия  этих форм от нелинейных.

Фантастические изгибы упомянутых зданий подчинены жестким тектоническим отношениям, следуют логике гравитации.

 

     Эро Сааринен. Аэровокзал компании TWA.                               Сиднейский оперный театр

1960—1962гг. Нью-Йорк                                       датского архитектора Йорна Утцона

Нелинейные же оболочки совершенно атектоничны: если аэропорт-птица Сааринена  все же парит над землей, то "рыба" или "желудок" Гери существуют в  безвоздушном пространстве вне сил  тяготения.

Эти формы не имеют четкого  метафорического наполнения - они  напоминают облака, в которых можно  увидеть самые разные образы.

“Нашу архитектуру  отличает то, что ее характеризует  не конкретный физический план, а психологическое  состояние. Стены больше не существуют. Наши пространства – это пульсирующие воздушные шары. Наше сердцебиение превращается в пространство. Наше лицо – это и есть фасад”.

 Эти смелые слова  принадлежат Вульфу Приксу, знаменитому  австрийскому архитектору, который  в 1968-м году вместе со своими  друзьями Гельмутом Свижинским  и Майклом Холцером создал  архитектурное бюро Coop Himmelb(l)au в Вене, Австрия. Кстати, один из первых  нелинейных проектов Coop Himmelb(l)au так  и называется "Облако ".

 Журнал "Architectural Design" называет этот проект "зданием, которое не хочет быть зданием", то есть не хочет, чтобы его рассматривали как носителя привычных архитектурных кодов, сравнивая со всеми предшествующими домами за всю историю архитектуры. Это стремление безусловно авангардно; ведь "нелинейщики" напрямую выражают свое понимание современного пространства.

«Облако»  1968 г.

Маркос  Новак:  архитектура потекла

Архитектура строится в соответствии с законами окружающего пространства и выражает человеческие представления  о нем. Как же должно выглядеть  здание в зыбком информационном мире? Маркос Новак, профессор университета UCLA, трансархитектор и просто пионер киберпространства считает, что  такая архитектура должна быть "жидкой".

 Этот термин (Liquid Architectures) был предложен им на заре электронной эпохи в далеком 1985 году. Идея "жидких" или "текучих" архитектур появляется в результате соединения двух классов компьютерных программ, существовавших на тот момент: простых прикладных программ для двумерного черчения и гораздо более мощных, способных оперировать пространственными телами. С их помощью Новак создавал в виртуальном пространстве забавные трехмерные объекты, указывая схему их отношений и пропорций. Изменение параметров этой схемы приводило к трансформации всего объекта. Таким образом, были заложены основы того, что через десять лет будет названо параметрическим дизайном.  При помощи компьютера меняется роль архитектора, его взаимоотношения с проектом: творец отныне не изменяет модель, здание изменяется само, архитектор лишь регулирует параметры этих изменений.

                                                                            Цифровая архитектура, Маркос Новак

 Создание изменчивого, многомерного и метафоричного пространства составляет основу новых архитектурно-пространственных изысканий. Технология цифрового алгоритма делает материю самоформирующейся и самотрансформирующейся, где она начинает жить в своем собственном цифровом мире.

 «Нелинейная» архитектура  противопоставлена ее классическим  формам, статичности, симметрии,  точным отношениям и фундаментальности.  Основу ее составляет некий  панцирь-оболочка, однако, сам этот                                                                         Цифровая архитектура,

    Маркос Новак

панцирь тоже уподобляется изменяемым формам: ландшафту, геологическим  образованиям, броне животных, он отражает окружающую его среду, маскируясь под  нее.

Но, несмотря на явные отличия, идеи цифровой архитектуры находят свое отражение и в ее традиционных проявлениях. Известный японский архитектор Кишо Курокава, размышляя над пространством  и формой, часто использует некий  симбиоз традиционного и нового, чувственного и технического.

 Музей Ван Гога в Амстердаме

Одним из примеров данного  симбиоза является здание музея Ван  Гога в Амстердаме. Основные помещения  находятся под землей, полностью  прозрачный наземный этаж не несет  никаких определенных функций, но сливается  с окружением, которое становится видным, будто бы через стеклянную призму. «Его материалы футуристичны, формы современны, но сквозь него видно  и окружающую природу, и исторические постройки». Таким образом, идея проницаемости  пространства находит свое воплощение и в современной архитектуре. 

В свою очередь, тенденция к отсутствию материальности форм, изменчивость облика архитектурных объектов, прозрачность их границ создают ощущение постоянной трансформации окружения и находят  отражение в концепции «изменяемой» архитектуры.  Урбанистическая среда здесь начинает рассматриваться как динамичное интерактивное пространство. В реальности это могут быть изменения формы архитектурного объекта, цветового решения или даже звукового сопровождения под воздействием жеста человека, потока проходимости, климатических условий.                                      Цифровой фасад, архитектурное

                                                                                                                          бюро "NOX-architecten"

Изначально идея интерактивности  зарождается в недрах цифрового  экранного мира, но исследования в  области определения виртуального пространства становятся опорной точкой в экспериментах пространства физического. Таким образом, сегодня можно  увидеть реализацию идеи интерактивности  в области средового дизайна  на Западе, где достаточно высокий  уровень технического развития.

Одним из реализованных урбанистических  проектов в центре Нью-Йорка 2001 года явилась сетка-площадь, интерактивный  аттракцион, где человек или группа людей могут создавать звуковую и визуальную композицию, анимированную  посредством своих движений.

     Урбан-проект, интерактивная

        площадь, Нью-Йорк, 2001

Проекты данного порядка  трансформируют множественные законы взаимодействия человека и урбанистической  среды. Таким образом, технологии реального  времени, ставшие незаметно частью повседневной практики множества людей, отражаются на способе восприятия пространства и изменяют масштаб человека в  нем. Исчезают территории, расстояния сводятся к нулю, человек рассматривается  как мельчайшая часть глобального  процесса детерриторизации, либо, наоборот, как гигант, шагающий по виртуальной  урбанистической сетке.

Стивен  Перелла: гиперповерхность или киберпространство?

Примерно в то же время, когда Новак разрабатывал свои программы, американский фантаст Уильям Гибсон написал знаменитого "Некроманта", где весьма живописно изобразил  киберпространство - "графическое  представление данных, находящихся  на всех существующих компьютерах". Очень скоро завораживающий термин прижился в самых разных областях, так появилось роковое противопоставление реальности и "виртуальности".

Теория гиперповерхности философа Стивена Перрелла альтернативна  этой модели, она снимает противопоставление реального/виртуального как двух различных  миров. Действительно, модель виртуальной  реальности исходит из целого ряда логических допущений, так, например, в ее основе лежит понимание связи двух различных пространств при помощи некоторого третьего и это понимание накладывается на систему образов, созданных с помощью новейших визуальных технологий. Перрелла замечает, что такое неоправданное наложение происходит из-за невозможности сознания справится с противопоставлением двух сфер - технической сферы инструментов (мира устройств и данных), и визуальной - сферы воспроизведения (мира образов и смыслов). 

Теория гиперповерхности трактует виртуальное не как дополнительное пространство, а как отражение  некоторого высшего измерения, которое  встраивает себя в существующие физические объекты, и след которого запечатлен в архитектуре.

В качестве определения такой  гиперповерхностной архитектуры Перрелла приводит высказывание известного архитектора  Тойо Ито: "возникновение различных  медиа-устройств, придает действительности некоторую `текучесть`. Чем больше архитектурное  и городское пространство подвергается управлению медиа, тем больше оно  становится кинематическим и подвижным.

С одной стороны человеческие тела - примитивные механизмы, перерабатывающие воздух и воду, с другой стороны  существует еще один вид тела, поглощающего информационные потоки и соединенного с миром через медиа. Это утверждение  заставляет нас задуматься над тем, как архитектурно комбинировать  эти два тела в единое третье".

 Примером такой гиперповерхностной  архитектуры может быть проект "Space Module" голландца Каса Устерхьюса, представляющего архитектурное сооружение в виде подвижной, реагирующей на поведение пользователя мембраны, одновременно являющейся экраном, передающим изображения.

"Space Module" Каса Устерхьюса

 

Интересен в этом смысле проект "Дом Мебиус" (голландская группа UN Studio), построенный по принципу ленты Мебиуса. Дом возведен в 1992-1998 годах в Голландии с учетом пожелания его хозяев – двух человек, каждый из которых не только живет здесь, но и работает. Поэтому дом представляет собой сосуществование двух параллельных миров (в каждом – офис и спальня), соединяющихся в некоторых общих точках и вновь расходящихся.                                                            "Дом Мебиус"

В 2003 году на архитектурном  конкурсе журнала Wall Paper Magazine победил  проект «Гидра Хаус» (Hydra House). Его автор, архитектор Дженифер Сигаль, разработала модели подводных сооружений, весьма похожих по внешнему виду на гидру. Такие дома, подобно животному-прототипу способны «присасываться» друг к другу, образуя колонии.

Но пока этот проект остается на бумаге, другой под названием «Hydropolis» уже находится на стадии реализации. Гидрополис – это великолепный десятизвездочный отель, который планируют (и уже начаты работы) возвести под водой на дне Персидского залива недалеко от пляжа Джумейра в Дубае.

               «Hydropolis»

Подводная конструкция будет  напоминать огромную медузу. Второй, волнообразный  элемент сооружения, площадью 30000 кв.м., возвысится над поверхностью воды.

Все приведенные теории описывают  мир, в котором зарождается нелинейная архитектура, многие абстрактные образы, например образ капли-пузыря (Blob), замкнутой  фигуры, которая представляет собой  криволинейной объем, свободно парящий в пространстве. Пузырь существует вне прямоугольных координат, не имеет верха и низа, он просто форма, которая реагирует на окружающие силы.   

Наиболее точно этот образ выражен  в проекте штаб-квартиры Нидерландского Национального Банка в Будапеште  архитектора Эрика ван Эгераата: в перекрытие внутреннего колодца  вставлен объем зала совещаний, который  зависает над пропастью. Его форма  лишена прямых углов и предельно  атектонична. Часть этого объема находится внутри здания, а часть  возвышается над кровлей, таким  образом, "пузырь" как бы проходит сквозь здание, нарушая основную границу  отделяющую внешнее от внутреннего.

Текучая архитектура: технология параметрического дизайна

 Технология параметрического  дизайна, предложенная архитектурно-дизайнерской  группой Decoi, во главе с Марком  Голтропом, пожалуй, наиболее  ясно выражает эту идею Liquid Architectures, которая возникла на основе  опытов и рассуждений Новака.

 В конкурсном проекте ворот для культурного центра Южного Банка в Лондоне при помощи специального алгоритма был создан параморф. Это слово заимствовано архитекторами из минералогии, где параморфоз означает процесс трансформации минерала без изменений его химического состава.

 Что-то подобное происходит  с объемной формой, развивающейся  в электронном виде: два параморфа  могут выглядеть по-разному, хотя  геометрически они идентичны и выращены из одной формулы. Подобная проектная тактика дает принципиально новое использование CAD (Computer Aided Design) -систем: архитекторы работают не столько над собственно формой объекта, сколько с возможностями развития форм.

 Криволинейная форма объекта  была сгенерирована на основе  данных о движении и звуке,  зарегистрированных на участке  строительства: металлическая лента  соединяет "медленное" пространство  городской площади и "быстрое"  пространство проезжей части.  Эта "скорость" двух пространств  отразилась на пластике объекта.

 Таким образом, архитектурная  форма проявляет условия города, ощущаемые, но остающиеся виртуальными  для человека.

Дальнейшее развитие идеи параметрического дизайна предложил  американский архитектор Грег Линн, который  создал проект универсального типового жилья, используя анимационное программное  обеспечение.

  В основе проектирования домов-эмбрионов,  предложенных архитектором Линном, лежит система геометрических  ограничений, в рамках которых  можно создавать бесконечные  вариации. Таким образом, все эти  объекты родственны друг другу,  но двух одинаковых не существует. Линн считает, что такого рода  продукт весьма актуален для  условий глобального рынка: каждая  отдельная "особь" имеет  индивидуальную форму, но при  этом легко идентифицируется  как брэнд, как часть "популяции"; так возникает неожиданное для  типового проекта сочетание индивидуальности  и узнаваемости типажа. Кроме  того, каждая вариация может быть  приспособлена к различным материалам, функциональным нуждам, климатическим  условиям и даже разным методам  конструирования. В качестве примеров  Линном были разработаны шесть основных прототипов, которые отвечают разным эстетическим и функциональным требованиям.

Не существует идеального дома-эмбриона: каждый образец совершенен в своих мутациях. В каждом конкретном проекте варьируются абрис, размер, изменения определенных частей здания, которые являются своеобразными  родовыми признаками или органами. Подобная стратегия противопоставляется  Линном модернистской технике монтажа: вместо сборки конструктора он предлагает более пластичную модель эмбриологической эволюции.

Основу каждого дома-эмбриона составляют 2048 панелей, 9 стальных ферм и 72 алюминиевые, все они связаны  друг с другом и образуют его изменяемую оболочку. Все элементы разного размера  и имеют уникальную форму. Изменения  отдельной панели передаются всем остальным. Используя гибкую технологию изготовления, которая применяется в автомобильной  промышленности, при изготовлении кораблей и самолетов, можно довольно просто создавать совершенно разные дома в  больших количествах.

Процесс проектирования криволинейной  поверхности контролируется при  помощи специальных управляющих  точек. Наборы таких управляющих  точек расположенных над поверхностью оболочки позволяют развивать прямо  из нее необходимые формы. Двери  и окна не вырезаются в поверхности, а скорее развиваются из нее.

Цифровая модель связана с механизированными  станками, которые управляются компьютером. Поэтому, как считает автор, создание подобных домов, несмотря на всю экстравагантность  их форм, и индивидуальные отличия  каждого проекта, должно быть не только технически несложным, но коммерчески  весьма выгодным.

 

 

 

Гиперповерхность. Интерактивная архитектура

Наиболее известным проектом, в  котором достижения информационных технологий используются для создания нового архитектурного пространства, являются павильоны Пресной и  Соленой Воды голландских архитекторов Ларса Спайброека и Каса Устерхьюса.

Задание спроектировать выставочные  пространства для музея Воды привело  архитекторов к воплощению идей Маркоса  Новака о текучей архитектуре (Liquid Architectures). В основу проекта было положено представление о здании как о  динамической системе. Однако каждый из авторов интерпретировал это  по-своему.

 

Павильон Соленой Воды Каса Устерхьюса

Устерхьюс воплотил свое понимание  постройки как живого организма, который существует в информационной среде: его павильон, находящийся  частично на земле, частично в воде представляет собой зооморфный панцирь, внутри которого находится "гидра" - сложная скульптурная форма; интерьер этой постройки постоянно изменяется: реальное пространство сочетается с  образами виртуального трехмерного  мира, которые проецируются на внутреннюю поверхность павильона, зрители  могут управлять этими проекциями и взаимодействовать с ними, как  бы передвигаясь внутри иллюзорного  пространства. Кроме того, это сооружение "ощущает" изменение внешней  среды: оно имеет свою метеорологическую  станцию и переводит ее данные о состоянии погоды в музыкальные  звуки и световые импульсы, трансформирующие внутреннюю среду здания.

Другой подход к идее динамики демонстрирует  павильон Пресной Воды: его автор  исследует взаимодействие здания и  его обитателей: цвет, интенсивность  и другие параметры освещения, а  также ритм и тембр звука определяются поведением и количеством людей  внутри помещения, посетители определяют "биоритм" здания, причем сложность  задействованных медиа-систем настолько  велика, что изменения становятся совершенно непредсказуемыми, это позволяет  воспринимать сооружение не как аттракцион с ограниченными возможностями  трансформации, а как активную среду  взаимодействия реальных тел и цифровых данных.

Павильон Пресной Воды Ларса Спайброека

Пластическая форма павильона  представляет собой коридор или  искаженную трубу - его пространство направлено и изменчиво - это поток, в который вовлекается зритель. Геометрия интерьера воссоздает образы виртуальности: потолок и  пол не параллельны друг другу, понятие  стены отсутствует как таковое, поскольку внутренность здания формируется  единой поверхностью, так создается  образ гомогенного и дезориентированного  пространства.

Компьютерные технологии приносят в процесс проектирования изменчивость, гибкость и бесконечность  превращений. Кажется, созданная таким  образом архитектура становится чистым воплощением того, что Кулхас называет Skin - "кожурой"; как и  образы его утиль-пространства (junkspace) нелинейная архитектура создается  бессознательно, получается полуавтоматически  при помощи машины, а ее формы  также ускользают, не оставляя в  памяти четкого представления.

Их авторы далеки от трактовки  архитектуры как "жизнестроительства", - они не организуют пространство, а  как бы "смазывают" его.

Иллюстрацией этого могут быть все те же криволинейные складки  Гери: обшитые металлом, они превращаются в гигантские кривые зеркала, в которых  случайные фрагменты окружающего  мира перетекают друг в друга, нелинейная архитектура отражает наше пространство - разъятое и вновь соединенное  телекоммуникациями.

 

 

 

 

 

 

 

       Концертный зал им. Уолта Диснея в Лос-Анджелесе. Фрэнк Гери

Техническое проектирование

Существующие сегодня  компьютерные методы изготовления строительных деталей позволяют создавать  чрезвычайно сложные формы и  конструкции, а это, в свою очередь, требует применения новых технологий проектирования, ведь со всеми участниками  процесса уже невозможно взаимодействовать  с помощью привычной эвклидовой геометрии -то есть посредством разрезов и планов. Такие проекты, как, например, спортивный центр в Люберцах (+аар architekten, Москва/Гамбург/Копенгаген), нуждаются  в ином «языке общения».

В реальную архитектуру проектные (а не презентационные) 3D-программы  и связанные с ними проектные  техники внедряются очень медленно - при том, что сложные архитектурные  формы без них сегодня не мыслимы. В этом плане показателен автовокзал, строящийся на севере Гамбурга (Blunk Morgan Architects совместно с +аар и Мартином Тамке, а также WTM Engineers). Проект реконструкции  главного городского пересадочного  узла включает два основных архитектурных  элемента: массивное крыло, фланкирующее сильно загруженную автомагистраль, и стеклянную крышу - навес для  пассажиров. Здание является доминантой, которая не только служит ориентиром, но и придает индивидуальность безликой периферийной застройке. 

 

Объект длиной 70 метров был  создан на основе совмещения различных  параметров -контекстуальных, градостроительных, функциональных - с помощью различных  анимационных и симуляционных техник и окончательно разработан в программе  свободного моделирования форм. Комплексный, основанный на быстром воспроизведении  моделей процесс способствовал  решению таких задач, как построение объема здания, выбор конструктивной схемы, адаптация под эту схему  архитектурной формы, определение  бюджета строительства и проч. В итоге авторы проекта остановились на конструкции в виде ромбовидной  сетки как одной из самых технологически простых и финансово незатратных.

В процессе проектирования все данные, поступающие от архитекторов, конструкторов  и смежников были «собраны» в  зd-модель, на основе которой велась подготовка рабочей документации и  составление спецификаций, включавших множесто нестандартных деталей, в  том числе 7000 различных треугольников, составляющих поверхность здания.

   Коммуникация между участниками проектного процесса Хотя пример с реконструкцией автовокзала в Гамбурге демонстрирует еще слишком большую сконцентрированность на объекте, в результате чего использование новых дигитальных технологий ограничивается контролем за реализацией здания сложной геометрии, он показывает, насколько велик потенциал проектного процесса, полностью переведенного в трехмерность. Поскольку сегодня все разделы и стадии проекта осуществляются если не в 3D, то во всяком случае с помощью компьютера, за счет условленного обменного стандарта и подходящего программного обеспечения они могут координироваться друг с другом. Это нужно для того, чтобы участники работы над проектом имели возможность получать прямой доступ к актуальной информации и, исходя из нее, корректировать свои разделы.

Подобные системы коммуникации разрабатываются во всем мире. Так, в 2007 году должна быть введена единая европейская система интеграции данных, получаемых в процессе проектирования, в упорядоченные модели - так называемая Building Integrated Modelling (BIM). В Дании такие  модели были введены в обязательном порядке для проектов стоимостью свыше 5 млн евро. В этих моделях содержатся все данные, касающиеся геометрии здания, функции, материалов, технического обслуживания и многого другого. Таким образом, модели позволяют составить полное представление об объекте.