METHODS OF ENSURING FUNCTIONAL QUALITY IN ARCHITECTURAL OBJECTS THROUGH TRADITIONAL AND INNOVATIVE TECHNOLOGIES

Full Text

Архитектурным объектом (искусственным предметом научного познания мира и осмысленного преобразования окружающей материальной среды) можно считать искусственно сформированное целостное произведение, которое характеризуется: конструктивным обособлением по форме, собственным функциональным назначением, художественно-эстетической ценностью и индивидуальными или типовыми качественными признаками. Архитектурное произведение содержит внутреннюю пространственную структуру, которая отражает его социальное назначение и индивидуальный способ решения задачи коммуникации и взаимодействия с существующей естественной (природной) и организованной (искусственной) средой [1, 2]. Генезис архитектурной деятельности по созданию объектов материальной природы в форматах архитектурных объектов осуществляется по двум основным направлениям: - репродуктивная деятельность как форма объективного обеспечения максимального соответствия функционального качества объекта опыту и результатам предыдущих исследований, подтверждённых положительной продол- А. А. Плешивцев 131 Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 жительной практикой применения классических или традиционных видов архитектурных систем; - продуктивная деятельность как форма субъективного способа нетрадиционного, инновационного решения той же традиционной композиционной задачи, с применением инновационных: архитектурно-строительных, ху- Рис. 1. Способы формирования архитектурного малоэтажного объекта с применением традиционной и инновационной архитектурных систем и материалов дожественных и технологических приёмов обеспечения функционального качества. На рис. 1 представлены примеры (результаты) репродуктивной и продуктивной деятельности в области формирования малоэтажных архитектурных объектов с использованием традиционных и нетрадиционных технологических приёмов. малоэтажный объект с применением традиционной (стеновой) архитектурной системы малоэтажный объект с применением инновационной архитектурной системы В таблице представлен системный анализ основных признаков репродуктивного и продуктивного направлений архитектурной деятельности. Традиционные технологические приёмы, применяемые для возведения архитектурных объектов в контексте репродуктивной деятельности, характеризуются ситуативным объединением знаний и возможностей, накопленных в течение каждого из завершившихся периодов исторического и технологического развития (доиндустриального, индустриального, постиндустриального), пригодных для встраивания структурных (конструктивных, художественных, технологических) элементов в необходимый формат архитектурного объекта. Многократное воспроизводство традиционных технологических приемов и архитектурных систем позволяет решать разнообразные архитектурные и градостроительные задачи в рамках репродуктивной деятельности [3, 4]. На рис. 2 представлены основные виды архитектурных (строительных) систем малоэтажных зданий, возводимых с применением традиционных технологических приемов (в рамках репродуктивной архитектурной деятельности). Композиционные и конструктивные особенности формирования архитектурных систем определяют технологический состав или последовательность выполнения необходимых строительных процессов. Возведение объектов (например в форматах малоэтажных зданий, см. рис. 2) с использованием традиционных технологических приемов характеризуется необходимостью привлечения разнообразных строительных материалов, конструктивных элементов, способов их объединения в целостную систему, машин и механизмов, профильных специалистов различных специальностей и уровней квалификации [5-7]. Вместе с тем тектонические и конструктивные особенности традиционных строительных материалов (в особенности искусственной природы происхождения) далеко не исчерпали ресурсов эволюции свойств, параметров и характеристик, применяемых при изготовлении и возведении традиционных архитектурных систем и отдельных конструктивных элементов [8-10]. Принцип преемственности, воспроизводства и эволюции характеризует такую особенность состояния и свойство репродукции архитектурной системы, как возможность Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 132 ТЕОРИЯ И ИСТОРИЯ АРХИТЕКТУРЫ, РЕСТАВРАЦИЯ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИКО-АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ Оценка способов отображения архитектурной деятельности с применением традиционных и инновационных технологий № п/п Наименование признака (показателя) Способы и преимущества отображения архитектурно-строительной деятельности в отношении обеспечения функционального качества репродуктивная продуктивная традиционные приемы нетрадиционные приемы традиционные приемы нетрадиционные приемы 1. Структурный элемент (фактор) архитектурно-строительной деятельности 1.1 Производственный + ± ± + 1.2 Строительный + ± - + 1.3 Управленческий + ± ± ± 1.4 Организационный + ± ± ± 1.5 Экономический + + - + 1.6 Социальный ± + ± + 6/1 6/4 4/6 6/2 2. Направления развития 2.1 Научные исследования ± + ± + 2.2 Новые типы архитектурных систем ± + ± + 2.3 Технологичность изготовления ± + ± ± 2.4 Технологичность возведения ± + ± ± 2.5 Технологичность эксплуатации ± ± ± ± 5/5 5/1 5/5 5/3 3. Масштаб применения 3.1 Местный, малый + ± ± + 3.2 Местный, средний + ± ± + 3.3 Местный, крупный + + ± + 3.4 Региональный ± + - + 3.5 Национальный ± + - + 3.6 Транснациональ-ный ± + - ± 6/3 6/2 3/6 6/1 4. Динамика реализации 4.1 Равномерная + ± ± ± 4.2 Прогрессирующая ± ± - + 4.3 Регрессирующая + ± ± - 4.4 Неравномерная + ± ± ± 4/1 4/4 3/4 3/3 5. Эффективность реализации 5.1 Низкая - + ± ± 5.2 Средняя ± ± - + 5.3 Высокая + ± - + 2/2 3/2 1/3 3/1 Всего: 23/12 24/13 16/24 23/10 Примечание. Знаком «+» отмечена положительная оценка (возможность, свойство) признака; знаком «-» отмечена отрицательная оценка (возможность, свойство) признака. А. А. Плешивцев 133 Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 камень, ручная кладка, стеновая камень, крупные блоки, стеновая железобетон, монолитная, стеновая железобетон, сборная, стеновая дерево, бревенчатая, стеновая дерево, панельная, стеновая Рис. 2. Традиционные приемы формирования архитектурных (строительных) систем малоэтажных зданий функционирования в условиях адаптации к некоторым возможным изменениям или, напротив, сохранения и воспроизводства необходимого функционального качества и количества структурных элементов. Преемственность и воспроизводство свойств и характеристик частей (структурных элементов) и целого (архитектурной системы) определяются признаками функционального и тектонического соответствия историческим приемам реализации композиционных решений. Эволюционные изменения обусловлены изменениями окружающей среды и являются результатом адаптации, приспособления к ней параметров внутреннего пространства. Практическая проблема, состоящая в необходимости сохранения (воспроизводства) или изменения свойств и характеристик в устойчивой (до определенного момента) архитектурной системе для повышения эффективности, в каждом случае должна решаться в соответствии с конкретными условиями функционирования архитектурного объекта [11, 12]. Особенность современного состояния архитектурной науки состоит в постепенном отходе Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 134 ТЕОРИЯ И ИСТОРИЯ АРХИТЕКТУРЫ, РЕСТАВРАЦИЯ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИКО-АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ от непосредственного восстановления преемственности опыта (в рамках репродуктивной деятельности) и переходе к разработке механизмов и инструментов изменения традиционных принципов, навыков знания по отношению к способам и приемам отображения возможностей сложных форм, функций и свойств в соответствующих видах архитектурных систем. Перенос перспективных (инновационных) возможностей технологической составляющей на особенности выражения свойств и особенностей состояний архитектурного объекта позволяет добиться синтезированного отображения тектонического значения и целостности восприятия в пространственной гармонии эволюции новых видов архитектурных форм и композиционных решений. Формирование современных образно-стилевых направлений продуктивной архитектурной деятельности, которые рассматриваются в качестве альтернативных приемов обеспечения геометрической и тектонической соразмерности традиционных форм и композиционных решений, сопровождается эволюцией известных и революционной организацией новых, инновационных свойств строительных материалов, тектонических особенностей архитектурных систем, технологических приемов формообразования архитектурных объектов [13-15]. Одной из наиболее заметных возможностей получения прогрессивных показателей функционального качества строительной продукции различного функционального назначения является применение аддитивных технологий в строительном производстве [16-18]. Применение аддитивных технологий для послойного наращивания («впечатывания», нанесения) конструктивных элементов архитектурных (строительных) конструкций вполне соответствует эпитету «новой эры индустриализации» проектирования, изготовления и возведения инновационных архитектурных систем в контексте продуктивного направления архитектурной деятельности (рис. 3). К числу основных конкурентных преимуществ рассматриваемой инновационной технологии формирования архитектурных объектов (на примере формата малоэтажного здания) можно отнести: - разнообразие применяемых строительных материалов: определяется доступностью приисходная BIM-модель 3D-печать объекта 3D-принтер «возведенный» объект Рис. 3. 3D-печать архитектурного объекта (малоэтажного здания) [19] А. А. Плешивцев 135 Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 менения традиционных (бетон, металл, цемент) и нетрадиционных (полимеры, модифицированные смеси) видов материалов; - функциональное качество строительной продукции: определяется полным отсутствием или минимизацией количества пространственных (геометрических) отклонений, нарушений сплошности и однородности материала, несоответствий установленных параметров и свойств конструктивных элементов архитектурной системы; - расширение архитектурных (композиционных) приёмов формообразования: определяется доступностью возможностей по реализации разнообразных архитектурных образов с использованием традиционных и нетрадиционных систем; - технологичность изготовления и возведения: определяется практической возможностью организационно-технологического объединения процессов изготовления конструктивных элементов и возведения архитектурной системы в условиях строительной площадки; - экономичность строительного производства: определяется снижением трудовых затрат, повышением степени механизации и автоматизации производственных процессов и сокращения продолжительности возведения; - экологичность строительного производства: определяется минимизацией экологической нагрузки на окружающую среду, прежде всего вследствие значительного сокращения количества отходов строительства. Очевидным достоинством рассмотренной инновационной, информационно-строительной технологии является достижение синергетического эффекта, связанного с повышением производительности и конструктивно-технологического совершенства комплектов производственного оборудования (3D-принтеров) и минимизации рисков снижения функционального качества строительной продукции вследствие проявления ошибок и нарушений технологий проектирований и возведения от человеческого фактора. Современная продуктивная деятельность рассматривается в контексте культурного оппонирования и способа передачи особенностей экспериментального формообразования посредством выражения технологических возможностей и спецификой представления осмысленного замысла архитектурного образа. Развитие строительной области не требует немедленного, безальтернативного и интенсивного внедрения инновационных технологий и способов модификации свойств и параметров традиционных строительных материалов в практическую деятельность. Но в ряде случаев именно инновационные приемы и технологии являются рациональной и практичной возможностью восстановления или повышения параметров функционального качества строительных объектов, в основном для особых природно-климатических и градостроительных условий или при формировании уникальных или технологически сложных систем (например в ходе реновации строительных объектов культурно-исторического наследия). В настоящее время отсутствует научно-обоснованная, критериальная оценка уровня прогрессивности (степени «инновационности», технологичности) технологической составляющей определенной архитектурной системы. При необходимости проведения анализа технологичности строительной (архитектурной) системы, оценка производится по ее одному или нескольким главным параметрам: строительным материалам, возможностям строительного оборудования, уровню механизации и автоматизации строительного производства [20, 21]. Эффективность применения инновационных технологических приемов (одного или нескольких вариантов реализации) характеризуется системой количественных и качественных показателей, по которым и осуществляется оценка преимущества определенного варианта осуществления над другими, а также над традиционными технологическими приемами, доступными для рассматриваемого (проектируемого) архитектурного объекта (архитектурной системы). На рис. 4 представлена общая структурная схема системного анализа, ориентированная на априорное выявление перспективных направлений инновационных технологических приемов и процессов, способствующих достижению показателей функционального качества архитектурного объекта. Концепция системного подхода к анализу условий формирования функционально-технологического качества архитектурных систем предполагает применение обширного количества теоретических и практических методов и приемов, характеризующегося следующими основными принципами [22, 23]: - учет иерархии и особенностей формирования показателей функционального качества в течение всех основных периодов жизненного цикла; - организация исследований условий и особенностей механизма интеграции конструктивных элементов в целостную структуру и их влияние на конечный результат функционирования архитектурного объекта; - ориентация исследований на получение количественного и качественного состава харак- Градостроительство и архитектура | 2021 | Т. 11, № 2 136 ТЕОРИЯ И ИСТОРИЯ АРХИТЕКТУРЫ, РЕСТАВРАЦИЯ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИКО-АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ теристик, наиболее точно и полно отображающих особенности свойств и состояний архитектурной системы. Результатом анализа является сравнительная оценка (по одному, двум или более показателям), которая позволяет определять перспективные направления совершенствования технологических особенностей отображения архитектурных объектов в функциональном, экономическом и художественно-эстетическом отношениях. Выводы. Методика приоритетной мотивации художественно-образного мышления, сопровождающая традиционный подход к разработке проектных (композиционных) решений, неоправданно занижает значимость такого фактора влияния, как технологичность (технологическая составляющая композиции) архитектурной системы. Технологичность формирования архитектурных объектов находится в непосредственном взаимодействии с конструктивной, функциональной и художественно-эстетической составляющими единого и целостного композиционного решения. Равноправное или равнозначное отображение принципа единства технологичности с основными структурными элементами архитектурной композиции представляет интерес как для традиционных, так и нетрадиционных приемов при проектировании и возведении архитектурных объектов. Соответственно потеря качества и масштаба осознания и области применения нетрадиционных (инновационных) приемов и технологий образуют риски отставания как, собственно, в технологическом аспекте, так и в скорости общего, цивилизационного развития общественных, экономических и производственных отношений в современных архитектурных объектах. Рис. 4. Структурная схема анализа возможностей применения инновационных технологических приемов (операций)

About the authors

Alexander A. PLESHIVTSEV

State University of Land Use Planning

References

Supplementary files