Вопросы теории

Скрытая структура архитектуры
М. В. Шубенков, профессор МАрхИ

Русская линия

№ 4 за 2006  год

портреты мастеров

промышленный  дизайн

новые проекты

Электронная версия научно-популярного журнала "Архитектура и строительство Москвы".
Выходит 6 раз в год.

Архитектура и строительство Москвы №4


Содержание номера:

С. Д. Омельченко
Некоторые аспекты кадровой политики московского Стройкомплекса

Е. В. Фейгина, архитектор
Конструктивные особенности высотных зданий

Я. Ш. Каждан, кандидат исторических наук
Иннокентий Дмитриевич Мельчаков

В. Л. Беляев
Проблемы территориального развития российских мегаполисов

М. Е. Маевская, архитектор
Дом, который построил Джек...

В. А. Соловьев, архитектор
Вокруг Патриарших прудов


"Ангелом и Богом отмеченный..."
К 80-летию со дня рождения Владимира Вениаминовича Милашевского

Е. Ю. Михелева
"Архитектурная сказка" М. Ф. Казакова

М. В. Шубенков, профессор МАрхИ
Скрытая структура архитектуры

 

Мы можем судить об архитектурном объекте и интерпретировать его в соответствии с нашими представлениями, основанными на устоявшихся культурных ценностях. С изменением культурного контекста меняются и эти представления. Однако, при всей их изменчивости, в них есть нечто, не зависящее от нас, но присущее им в силу объективных физических законов. Другими словами, существуют две сферы бытия, о которых Кант сказал: "Принципиально различно то, чем вещи являются для нас и что они представляют сами по себе".Тунис (Северная Африка). Жилище троглодитов – форма архаического поселения людей, сложившаяся в доисторические времена

Археология, например, имеет дело с предметами, в определенный момент выпавшими из сферы человеческой культуры и потерявшими свое социальное содержание. Открытые вновь, они представляют собой "чистые" формы, поскольку никто достоверно не может судить об их истинном назначении. Прежде чем вернуть такие археологические находки в "лоно" культуры, мы должны определить их место в системе наших знаний, дать им имя, что мы и делаем, основываясь на современных представлениях о том, какими бы эти объекты могли быть. Адам дал имена вещам и существам и тем самым ввел их в сферу человеческого бытия. Вещь, лишенная имени, для человека не существует.

Здесь важно отметить, что различные археологические архитектурные объекты, будь то отдельные здания или поселения, в силу исторических обстоятельств потеряли свою преемственную культурологическую связь с обществом и перешли в сферу "внечеловеческого" бытия, в природу. С открытием когда-то утраченного строения мы по определенным отличительным признакам обнаруживаем в нем продукт человеческой культуры и наделяем его содержанием. Подобную судьбу имели древние города, вновь открытые через несколько веков. Это Угарит в Сирии, Чатал-Хююк в Анатолии, Мохенджо-Даро в Индии, Чичен-Ица в Перу и другие. Практически не сохранилось достоверных сведений о том, какая жизнь в них протекала, как регулировались отношения между людьми, как выглядела социальная иерархия, как строилась система предотвращения вражеских вторжений и какими в данной связи были особенности пространственного построения архитектурных объектов. Однако если сопоставить планировочные структуры этих поселений, без труда можно найти в них общего. Практически в каждом случае мы обнаружим то, что привыкли называть улицей: некий протяженный открытый коридор, дающий возможность попасть в группы объединенных крытых помещений - дома. Сами дома "слипаются" в кварталы; помещения имеют преимущественно прямоугольную структуру; в стенах наличествуют дверные и оконные проемы и так далее.

Все это мы имеем и сейчас. Поистине удивительно, что за сто веков цивилизации человек, сделавший множество поразительных открытий, которые изменили до неузнаваемости его предметное окружение, продолжает жить в прежних пространственных системах: те же дома (пусть они и стали повыше), улицы, кварталы (пусть они и стали пошире), площади - с традиционной системой их взаимодействия. Конечно, человек опробовал и другие планировочные приемы членения пространства. Например, в поселениях троглодитов в Северном Китае и в Тунисе (Северная Африка), где люди живут под землей и улиц как таковых не имеют, обходясь сетью тропинок от одной "ямы" к другой (принципиально иная пространственная структура). Или в Библосе (Ливан) и Центральной Америке (пуэбло американских индейцев) - там дома "слипаются" в монолитные блоки, а их обитатели передвигаются по крышам, попадая в жилища через лазы. Существуют и другие системы, однако традиционная пространственная организация - с улицей и кварталами - оказалась наиболее популярной: ей уже более 10 тысяч лет.

Традиционное жилище людей также отличается консервативностью. Мы без труда налаживаем современный быт в зданиях и поселениях, построенных несколько веков назад. Изобретение лифтов, траволаторов, эскалаторов и других мобильных устройств позволило лишь нарастить размеры архитектурных объектов, не внеся качественно новых форм в их пространственную организацию.

Как объяснить явление устойчивой, повторяющейся структурной организации архитектурных объектов и даже целых поселений, принадлежащих разным культурам, эпохам и расположенным в разных частях земного шара? Для ответа на этот вопрос обратимся к другому культурному феномену - языку. В области языкознания ученые сталкиваются с теми же проблемами, что и исследователи архитектурных объектов. Однажды сформировавшийся язык в какой-то момент истории мог быть утрачен. Если он не развился до письменности, с исчезновением его носителей утрата оказывается безвозвратной, в противном же случае язык оставляет материальные следы и при определенных условиях поддается восстановлению (так произошло с ивритом). Феномен письменной речи "мертвого" языка напоминает ситуацию с археологическими памятниками архитектуры.

9b.jpg (67547 bytes)
Пекин (Китай). План Древнего города.
Пример сложнейшей
системы улиц, проходов, тупиков, обеспечивающих функционирование строго иерархического социума

Строение языка, система языковых норм и правил называется грамматикой. Именно грамматике язык обязан тем, что он может со временем. Что мешает архитектуре обрести свою "грамматику", объясняющую особенности пространственного построения архитектурных объемов с единых естественнонаучных позиций?

Любое сооружение характеризуется формой; она не предмет, а способ его существования и складывается из множества физических элементов. Однако архитектор работает не только с элементами, но и с такой категорией, как пространство, которое физическим объектом не является и существование которого опосредовано способом организации взаимодействия материальных элементов. Лучше всех об этом сказал китайский мудрец Лао Цзы: "Пробиваем двери и окна, чтобы сделать дом, но пользование домом зависит от пустоты в нем. Полезность имеющегося зависит от пустоты". Получается, что именно пространство берет на себя "склеивающую" функцию в строении архитектурных объемов.

В основе любой науки лежит представление о структурном элементе и его свойствах, являющихся предметом изучения. Такой элемент может быть выделен и в архитектуре. Здесь в качестве системной единицы предлагается простейшее архитектурное пространство, не подлежащее дальнейшей дифференциации, - комната, камера, локум и так далее. Тем самым описание архитектурного объема как целостной системы окажется связанным с установлением структурных отношений между составляющими его отдельными простейшими пространствами и будет предусматривать исследование морфологических характеристик пространства. Таким образом, "грамматический" разбор пространственного строения объекта предполагал бы определение его (строения) как части некой упорядоченной системы, причем неважно, задумывалась ли эта упорядоченность сознательно или сложилась независимо, эволюционно. Подобное рассмотрение архитектуры позволяет обратить внимание на ее особую функцию - расчленение пространства на определенного вида структурированные составные части с целью обеспечения условий для реализации различных форм деятельности.

При определении роли пространства в архитектурной системе необходимо учитывать три фактора: семантический (каким смысловым и функциональным значением наделялось данное пространство и как это значение менялось), морфологический (какое значение данное пространство имеет в качестве "грамматической" категории, то есть какими объективными отличительными свойствами формы обладает) и синтаксический (какую конкретную структурную роль выполняет пространство в архитектурном объекте).

9c.jpg (34744 bytes)
Островное поселение на склоне потухшего вулкана (Греция).
При всей внешней случайности и хаотичности, в его основе прослеживается традиционная планировочная структура

Для архитектурных пространств характерно то, что большинство из них амонизмично, - иными словами, в одном и том же пространстве можно организовать много разных процессов: проживание, лечение, учеба, производство и так далее. Оно способно иметь массу семантических значений, определяемых его субъективной интерпретацией теми или иными людьми в том или ином культурном контексте. Таким образом, разделив на уровне грамматического разбора объект на то, "что он есть для нас", и на то, "что он есть сам по себе", мы обнаружим, что первое обусловлено семантическим фактором, а второе - морфологическим и синтаксическим. Кстати, морфология как наука сложилась отнюдь не в области языкознания. Этим понятием еще в начале XIX века Гете обозначил универсальное учение о форме и пространственной структуре - правда, имея в виду не архитектуру, а ботанику. НЕ считая нужным в статье, предназначенной для научно-популярного журнала (каким является "АиСМ") излагать специальные подробности, сразу перейдем к сути дела. Важным предвидением Гете двести лет назад стало предположение о возможности формального (математического) описания процесса происхождения многообразия растительных форм. Его работы предопределили поиск неких неизменных синтаксических структур объекта исследования, инвариантами воплощения которого те или иные конкретные растительные формы служат. Он даже высказывал мысль о "перворастении" как об исходной модели строения всех существующих и потенциально возможных форм: "Перворастение будет удивительнейшим существом в мире. Сама природа будет мне завидовать. С этой моделью и ключом к ней можно будет затем изобретать растения до бесконечности <...> которые хотя и не существуют, но могли бы существовать".

Анализ архаических построек убеждает в следующем: устойчивые формы жилищ, сложившись исторически, репродуцировались тысячелетиями в совершенно разных географических и историко-культурных ситуациях: эскимосская иглу, индейский вигвам, монгольская юрта, африканский глинобитный дом, доколумбово пуэбло, традиционная камерунская деревня, русский пятистенок, дома троглодитов. Знаменательно то, что эти объекты, существуя тысячелетия, не совершенствовались, не развивались от поколения к поколению. Однажды достигнув своей "грамматической" нормы, они в дальнейшем архетипически воспроизводились, неуклонно следуя правилам (морфологии и синтаксиса - что брать и как складывать), определявшим их репродукцию.

Структура пространственного членения и геометрия формы, его обеспечивающая, выполняют роль своеобразного универсального каркаса для содержания (функции, деятельности), которым архитектурная форма наделяется. Предметом исследования становится исходный структурно-геометрический пространственный каркас архитектурных объемов, определяющий физическую возможность существования последних. В архитектуре может быть выделен свой "грамматический" строй, базирующийся на неких универсальных константных отношениях людей друг к другу и к окружающей среде, с одной стороны, и на структурно-геометрических условиях пространственного формообразования - с другой. Сама постановка задачи изучения "строевой" основы архитектуры требует предварительного вскрытия причин появления фактов родства в геометрико-пространственном строении различных объектов, установления сущностных свойств такого рода явлений и выявления закономерных связей между данными фактами.

Все рассуждения о морфологической истории зданий следует вести на основе изучения своеобразных геометрических, технологических и других "принуждений", определяющих сам процесс формообразования. Морфологические свойства архитектурных объектов имеют свою специфику проявления, и их продуктивнее выявлять в сопоставлении с форма не только языковыми, но и живых организмов, и механизмов. Проектировщик должен быть заинтересован в том, чтобы при решении конкретной пространственной задачи он мог предварительно получить некие специфические исходные данные о структурно-морфологических условиях реализации будущего объекта - подобно тому, как для продуктивного использования языка необходимо знание его грамматики.

9d.jpg (53229 bytes)
Городок Альберобелла (Италия). Поселение как «живой организм

Проектирование различного рода "организмов" и механизмов, практикуемое в самых разных естественнонаучных областях, заключается в "структурной инженерии" этих объектов с учетом естественно сложившихся организационных форм их строения. Здесь напрашивается аналогия с проектированием архитектурных объемов, поскольку решаемые и там, и тут задачи имеют общую природу. Например, на первый взгляд кажется очевидным, что с увеличением размеров организмов форма должна сохраняться, пропорционально увеличиваясь. Большое целое предполагает и большие части. Но в реальности подобного не происходит. Крупное и мелкое существо одного вида не становятся копиями в разном масштабе (детеныша или недоразвитый организм можно отличить от стандартной взрослой особи). При этом размеры составных элементов - клеток -всегда примерно одинаковы и не зависят от величины целого. Возникает эффект определенной переструктуризации организма с изменением его размеров. Указанному явлению есть свое физическое объяснение. Дело в следующем: с возрастанием размеров тела площадь его поверхности возрастает в квадрате, а объем - в кубе, что исключает линейные зависимости между данными параметрами. Увеличение живого организма, допустим, вдвое влечет за собой увеличение его объема - а значит, и веса - в несколько раз. Для того, чтобы нести этот вес, конструкция скелета должна соответствующим образом приспособиться. Возникают так называемые "композиционные" изменения формы.

Получается, что отличие больших животных от маленьких определяется лишь количеством, но отнюдь не размерами клеток, из которых состоят органы. Одни клетки умирают, на смену им приходят другие, но организм остается самим собой. Ученые объясняют сей феномен существованием некой заданной структуры, не позволяющей организму безгранично "разрастись" и утратить форму. Биологам до сих пор не ясен механизм этой динамической стабильности организмов, благодаря которому они всегда сохраняет индивидуальную структуру - наличие же последней никем не оспаривается.

Архитектурные объекты сродни живым существам. Они тоже могут рассматриваться как целостные пространственные образования, все части которых связаны друг с другом. В составе архитектурных объектов типологически выделяются различные по своим размерам помещения: малые (санузлы, ванные, тамбуры, коридоры, кабинеты) и большие (спортивные залы, холлы, атриумы). Структура гигантского комплекса будет отличаться от структуры крошечного здания прежде всего количеством помещений, а не пропорционально увеличенными размерами этих помещений, типология которых масштабом объектов не обусловлена. Таким образом, свойство зданий и сооружений с возрастанием физических размеров сохранять метрический состав внутренних пространственных элементов является одной из архитектурных универсалий. При увеличении архитектурного объема происходят главным образом структурные изменения: наращивается количество пространственных составляющих и усложняется форма связей между ними.

Аллометрия - наука, изучающая морфологические закономерности роста живых организмов. Некоторые аллометрические методы были заимствованы для исследования архитектурных объектов (работы Кр. Александера, Р. Бона, Ф. Стидмана, Л. Марча). В частности, американец Р. Бон на примере 40 зданий (жилых домов, гостиниц и офисов) определил, что форма внешнего корпуса главным образом обусловлена решением задачи "обращенности" помещений к естественным свету, воздуху и видам. Он измерял объемы и площади поверхностей анализируемых объектов и соотносил полученные значения с соответствующими параметрами объектов условной кубической формы (представим себе здание в форме куба с ребром А. Объем такого здания составит А?, а площадь поверхности стен - 6А?). Кубическая форма здания является оптимальной с смысле достижения максимального внутреннего объема при минимальной совокупной площади ограждающих поверхностей (сферы и полусферы мы здесь учитывать не будем как сравнительно редкие). Интересен тот факт, что в большинстве обследуемых Р. Боном объектах отношение площади поверхности к объему существенно отличались от "оптимальных": ведь реальные здания имеют удлиненные формы, а контур их наружных стен зачастую - ломаные очертания, что связано с необходимостью выбора таких конфигураций, которые позволяли бы обеспечить большую часть помещений дневным светом и естественной вентиляцией. Исходя из этого, наиболее распространенная форма сооружения - параллелепипед. Ширины корпуса, как правило, сохраняется константной (12-14 метров), обеспечивающей достаточную глубину освещенности внутри здания. Указанная особенность является еще одной архитектурной универсалией, определяющей построение крупных многокамерных объектов (жилых домов, офисных, больничных, учебных комплексов и так далее) в виде пластин. Хотя, как отмечалось выше, с математической точки зрения кубическая форма оптимальна для здания, поскольку обеспечивает наиболее рациональное соотношение величины объема и площади контурной поверхности, его выгораживающей, в современной мировой практике более популярной формой стала пластина или ее производные, что подчеркивает значимость для формообразования архитектурных объектов внешних факторов, определяющих функционально-технологические требования людей к формируемым пространствам.

* * *

Галилей верил, что Природа подчиняется математическим законам - их надо только суметь распознать, человеку же часто не хватает этого умения. Возможно, нам тоже следует внимательнее отнестись к тому, какие скрытые механизмы определяют пространственное формообразование объектов окружающей нас искусственной среды. Заявления по поводу существования здесь "грамматических" закономерностей открытием не являются: каждый опытный архитектор хорошо знает о коридорных, галерейных и секционных жилых домах, о "сетчатой" (триангуляционной, ортогональной, гексагональной) основе планировочной структуры зданий и поселений и так далее. Однако до сих пор эти знания были "имплицитно" сосредоточены в рамках индивидуального (и преимущественно интуитивного) практического опыта того или иного зодчего. Общая теория, построенная на естественнонаучной основе и объясняющая указанные закономерности на сегодняшний день пока отсутствует.

Литература:

Глазычев В. Л. Энциклопедия. Архитектура. М., 2002.

Линч К. Совершенная форма в градостроительстве. М., 1985.

Шевелев И. Ш. Золотое пространство. Основы гармонии. М, 2006.

Bon. P. Allometry in the topologic structure of architectural spatial systems. Ekistics 215 October issue, 1973.

Rudofsky B. Architecture without Architects. New-York, 1964.

Steadman Ph. Architectural Morphology. London, 1986.

1.Тунис (Северная Африка). Жилище троглодитов - форма архаического поселения людей, сложившаяся в доисторические времена.

2.Пуэбло индейцев в каньоне де Чако в Нью Мехико (Америка). Пример оригинальной системы пространственной организации поселения.

3. Реконструкция квартала в древнем Библосе (Ливан). Уникальная система "слипшейся" структуры жилищ.

4. Пекин (Китай). План Древнего города. Пример сложнейшей упорядоченной системы улиц, проходов, тупиков, обеспечивающих циркуляцию и функционирование строго иерархического социума.

5. Поселение в Марокко (Северная Африка). Пример "случайного" формирования поселения по мере появления его элементов, которая по мере уплотнения неизбежно "кристаллизуется" в определенную структуру пространственной организации.

6. Островное поселение на крутом склоне потухшего вулкана (Греция). При всей внешней случайности и хаотичности поселения в его основе прослеживается традиционная планировочная структура.

7. Городок Альберобелла (Италия). Поселение как "живой" организм.

8. План китайского города, записанный при помощи симфолов Фен Шуй. Сам факт продуктивной записи такого рода указывает на наличие структурных признаков у предмета описания.