«Мы строили, строили, и, наконец, построили! Ура!». Кому не знаком этот замечательный мультфильм про Чебурашку, представляющий нам наглядный пример строительства дома?
Стройку мы часто видим, и в кино, и в хронике, и в жизни. Из этого, если только мы не являемся профессионалами в области строительства, складывается наше представление о том, как возникают дома. На стройплощадку завозятся стройматериалы; затем, эти материалы складываются, составляются, монтируются – и дом готов! Что происходит в период между принятием решения строить дом и началом самого строительства, а также, что такое проект, мы представляем себе гораздо хуже. Информация о проектировании к нам поступает гораздо реже, нежели о строительстве, и в значительно меньшем объеме, поэтому о проекте и проектировании мы имеем весьма смутное представление. Конечно, мы можем знать о том, что строительству предшествует проектирование, но не всегда ясно понимаем суть проекта, и осознаем его необходимость.
И все же, раз создаются проекты, значит, есть в этом необходимость и какой-то смысл. И не будет вреда в том, чтобы лишний раз вспомнить о проектировании, и поразмышлять о том, как это начиналось, развивалось, к чему пришло, и, главное, какие у этого дела перспективы?
ПРЕДЫСТОРИЯ
Начнем с того, что давным-давно, в былые времена, люди строили свои дома и храмы, практически без проекта. Это понятно, ведь бумага, папирус и пергамин были страшным дефицитом, чертить свои проекты было не на чем, и древним зодчим приходилось все свои планы держать в голове, а в процессе строительства приходилось непосредственно руководить строителями, производя разметку сооружения прямо на месте, показывая, что где устанавливать, и где что вытесывать. Поэтому они и стали называться «архитекторами». Ведь, в переводе с древнегреческого языка архитектон – это главный строитель.
Понятно, что планы и идеи в голове архитекторов возникали не сами по себе, не так, как, например, пчелы в дуплах деревьев (раз ты архитектор, значит, мы в твоей голове поселимся!). Планы и идеи – это результат определенной работы: изучения предыдущего опыта и аналогов, соотнесение этого опыта со злободневными задачами, поиск оптимальных решений. Некоторые из найденных решений становились типовыми, традиционными. Конечно, следование традициям упрощало процесс, ведь апробированные решения не нуждаются в глубоком продумывании, но жизнь так устроена, что далеко на типовых постройках не уедешь; то и дело приходится решать новые задачи, пытаться промыслить сам процесс возведения здания и его (этого процесса) результаты.
Таким образом, потребность в предварительном продумывании сооружений и в обмене информацией все-таки была вполне насущной, особенно, если идея объекта содержала в себе новаторские решения. Ведь, чем лучше представляешь себе конечный результат, тем вероятнее успех в работе. Видимо, древним архитекторам приходилось не только полагаться на свои память и воображение, но и пытаться визуализировать свои замыслы, используя те возможности, которые у них тогда имелись. В первую очередь, конечно, это – макетирование, что представляется вполне естественным. Ведь, используя подножные и подручные материалы (глину, камушки, дерево), всегда можно, при желании, с некоторой степенью достоверности воспроизвести уменьшенную копию будущего сооружения.
Хотя такой способ визуализации представляется естественным и само собой разумеющимся, все же, к сожалению, неоспоримые факты, подтверждающие использование макетирования древними архитекторами в своем творчестве, пока, привести сложно, так как археологами не обнаружено ни одного сохранившегося древнего макета, который мог бы считаться именно архитектурным. Известны только модели домов, которые археологи относят к «трипольской культуре» и к Древнему Египту, но эти модели мало походят на архитектурные макеты, они больше похожи на своеобразные атрибуты какого-то культа, или игрушки, имитирующие некие сооружения, вроде амбаров на сваях и без свай.
Конечно же, древними архитекторами применялся еще и такой метод мышления, как черчение. Ведь для черчения необходима только ровная поверхность, на которой можно оставить след краской, углем, или острым твердым предметом.
В книге Сомерса Кларка и Рекса Энгельбаха «Строительство и архитектура в Древнем Египте» в главе, посвященной подготовке к строительству, приводится пример такого древнего чертежа. Это, хранящийся в Университетском колледже в Лондоне, египетский папирус с начерченным на нем по координатной сетке фасадом молельни. Датируется этот папирус примерно XIII – XVIвеками до нашей эры. Чертеж фасада выполнен на папирусе черными чернилами, координатная сетка – красными чернилами.
Египетский папирус с чертежом молельни. (3D визуализация автора по рисунку в книге С. Кларка и Р. Энгельбаха)
Другой пример применения чертежей при строительстве – обнаруженные в 1979 году археологом Лотаром Хазельбергером чертежи различных строительных элементов, нацарапанные на стене храма Аполлона в Дидиме (IV - IIIвека до нашей эры). Следы красной краски, сохранившиеся на стене, указывают на то, что линии процарапывались по поверхности, предварительно покрытой темно красным пигментом. Это придавало четкость чертежу и позволяло корректировать его с помощью того же пигмента.
Строительные чертежи на стене храма Аполлона сохранились, вероятно, по тому, что строительство храма не было завершено и, в связи с этим, стены не подверглись финишной шлифовке.
Но, не только макеты и чертежи являются теми средствами, которые применяются при создании проекта будущего сооружения, чрезвычайно важное значение в проектировании имеют аналитические и графические методы определения параметров конструкций, то есть конструктивные расчеты.
Расчетами и вычислениями люди занимались, так же, как и черчением, с древних времен. Свидетельством тому могут служить древнеегипетские математические папирусы, содержащие примеры математических вычислений, связанных с различными техническими и хозяйственными задачами.
Один из них – папирус Ахмеса – хранится в Британском музее. Он датируется XX – XVIIIвеками до нашей эры и представляет собой древнеегипетское учебное руководство по арифметике и геометрии. В Государственном музее изобразительных искусств имени А.С. Пушкина также хранится математический папирус. Он относится примерно к тому же историческому периоду, что и папирус Ахмеса, и содержит ряд математических примеров по алгебре, геометрии и стереометрии.
Огромный вклад в развитие математики и механики внесли античные ученые и мыслители, среди которых такие известные нам, как Аристотель, Архимед, Пифагор, Эвклид. Античные мыслители не только создали большой объем новых прикладных знаний, но подвели под них теоретические основы.
Распространение в средневековой Европе технологии производства бумаги послужило стимулом для прогресса в тех сферах деятельности, которые сопряжены с информационным обменом. Ведь бумага, это очень удобный носитель информации. Картография, изобразительное искусство, литература, наука, и, конечно же, проектирование – все это получило мощный импульс к развитию. Архитекторы теперь имели гораздо больше возможностей для предварительной прорисовки того, что они собирались построить.
В этот же период в Европе получила распространение десятичная система исчисления и система знаков, которую мы называем арабскими цифрами.
В эпоху возрождения (XV-XVI века) науки и искусства перешли на новый виток в своем развитии. Проектирование, как сфера деятельности, тесно связанная с наукой и искусством, также существенно обогатилось новыми методами и новыми возможностями для архитекторов в успешной реализации своих замыслов.
Большое количество рисунков и чертежей, выполненных великим Леонардо да Винчи, с его, далеко обогнавшими свое время, идеями машин, механизмов и, даже, идеального города, являют собой новые возможности и новый этап проектирования.
Леонардо да Винчи чертеж вращающегося моста (из книги Д. Лауренца М. Таддей Э. Дзанон «Машины Леонардо да Винчи»)
Следующий этап в развитии архитектурного проектирования связан с использованием в черчении методов начертательной и аналитической геометрии, а в конструктивных расчетах – методов науки о сопротивлении материалов.
Применение методов начертательной геометрии позволяет вычерчивать различные проекции, сечения, а также трехмерные и перспективные изображения, любых сложных деталей и объектов, и, благодаря этому, гораздо глубже и детальней продумывать процесс возведения будущего сооружения. Основоположником этой науки является французский математик и механик Гаспар Монж, живший в 18 веке.
Наука о сопротивлении материалов, теоретическая механика, математика, физика – все эти науки, без которых немыслимо современное проектирование, развивались благодаря трудам таких великих ученых, как Галилео Галилей, Роберт Гук, Исаак Ньютон и многих, многих других.
СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕНДЫ
Сегодня уже практически любая наука или область знания в той или иной мере влияют на результат проектирования и в самом процессе принимают участие большое количество специалистов различных сфер деятельности.
Мы теперь являемся свидетелями очередного прорыва в деле проектирования. Компьютеры, цифровые технологии, CAD-системы, BIM-модели – новые инструменты проектировщиков, позволяющие в короткие сроки создавать такие проекты зданий и застройки, в которых учитываются множество различных факторов, влияющих на процесс возведения зданий и последующую их эксплуатацию. Современный проект – это не просто «картинка», а многотомная документация, содержащая информацию по различным компонентам и системам, составляющим сооружение.
Представленный выше ретроспективный взгляд на историю проектирования позволяет нам, не только увидеть, сколь велик тот путь, который прошло дело проектирования в своем развитии, но и, уловив тенденции в его эволюции, определить главный тренд современного этапа развития проектирования.
Мы видим, что проектирование развивалось на протяжении веков все нарастающими темпами. Оно прошло путь от рисования схем здания на песке, до комплексного компьютерного моделирования, учитывающего различные аспекты осуществления проекта: архитектурный облик и объемно-планировочное решение; конструкции и инженерное оборудование; санитарные нормы и нормы пожарной безопасности. Архитектурное проектирование выделилось из строительного ремесла в особую сферу деятельности и стало тем компонентом, который определил качественно новый, более высокий уровень строительства.
При этом возникает естественный вопрос: а что дальше? Видимо, рост мощности проектных систем еще не достиг своего предела; тут ведь так называемый искусственный интеллект где-то на подходе. Но самое главное, это то, что возрастание проектных мощностей должно – и, видимо, будет – сопровождаться расширением сферы охвата проектированием актуальных вопросов и различных тем.
Искусственный интеллект подключается к проектированию (3D визуализация автора)
Аналогично тому, как, в свое время, физика и математика повлияли на проектирование своими методами расчетов конструкций, все больше различных наук и сфер знаний будут влиять на процесс проектирования. Социология, биология, экология, экономика и другие науки уже сегодня вносят свой вклад в те решения, которые мы принимаем, продумывая новые объекты и застройку. При достижении определенного количества этих изменений должно произойти и качественное изменение в самом проектировании – трансформация его во что-то качественно иное.
Если экстраполировать в будущее рассмотренную ситуацию с развитием проектирования, то можно сделать следующий вывод о том какие преобразования ждут эту сферу деятельности впереди:
Так же как сам процесс проектирования выделился из строительного ремесла, в результате разделения его на интеллектуальную и техническую составляющие, дальнейшее развитие в этом направлении приведет к дальнейшему разделению уже самого проектирования на составляющие аналогичного характера. Собственно, говоря, такое разделение на этап концептуального проектирования и этап технического проектирования уже происходит, и довольно давно. «Форэскиз», «Эскизный проект», «Предпроект», «Технико-экономическое обоснование», «Архитектурно-градостроительное решение» – все это этапы, в различное периоды в нашей стране предварявшие процесс проектирования.
Задачей названных этапов было определение архитектурного облика, параметров будущего объекта и его ориентировочной стоимости, а также подготовка к составлению Задания на проектирование. Теперь, видимо, будет происходить дальнейшее возрастание значения такой предпроектной разработки, наполнение её более существенным содержанием. Она сможет быть проработана более глубоко и, главное, на многовариантной основе. Развитие технологий проектирования влечет генезис новых методов разработки проектов и концепций. Освоение проектировщиками новых специальных методов разработки концепций постепенно выделит предпроектную разработку в особую сферу деятельности – концептуальное проектирование.
Главное, на настоящем этапе развития проектирования – это то, что достигнутый уровень систем проектирования уже позволяет создавать достаточно глубоко проработанные, учитывающие множество условий, различные варианты архитектурных решений объектов и застройки, а дальнейшее развитие проектных систем и инструментария еще более расширит возможности проектировщиков в этом отношении.
Именно необходимость всестороннего предварительного продумывания в сочетании с технической возможностью многовариантной проработки объекта является тем фактором, который послужит триггером для выделения концептуального проектирования в особый (относительно самостоятельный) этап архитектурной деятельности – такой, своего рода, проект проекта.
КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Что же может собой представлять это концептуальное проектирование? Чем оно будет отличаться от нынешних предпроектных разработок? И какие проблемы в этих концепциях будут рассматриваться? Ответы на эти вопросы вытекают из той задачи, которую призвана решить концепция, а именно рассмотреть проектируемый объект в различных аспектах с целью подготовки к проектированию. Примерно такую же задачу решают и современные предпроектные разработки. Поэтому не сразу можно обнаружить отличие между концептуальным проектированием и выполняемыми сегодня предпроектными разработками. Но оно есть. Отличие заключается в более широком круге вопросов и в тематике, а также в гораздо более глубокой продуманности решений, принимаемых в процессе концептуального проектирования. Если на стадии предпроектной разработки рассматривается, практически, только архитектурное решение объекта, то при концептуальном проектировании объект рассматривается всесторонне, с проработкой всех тех вопросов, которые имеют к нему отношение и с рассмотрением различных вариантов концепции.
Задача концептуального проектирования – не только определить параметры и внешний вид проектируемого объекта, но и рассмотреть весь спектр вопросов, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией объекта.
Ниже приводится примерный перечень тех вопросов, ответы на которые целесообразно найти на этапе концептуального проектирования:
1.Что и с какой целью предстоит построить, какие задачи при этом решаются, насколько они важны, и насколько необходим проектируемый объект?
2.Каково социальное значение объекта?
Имеется в виду то, какое количество населения и какие слои населения будет привлекать проектируемый объект. Будет ли это просто жилой дом с «социальными» квартирами, или жилой дом с квартирами иного класса? Будут ли в здании помещения общественного назначения, и какие именно помещения, или это будет целиком здание общественного назначения? На какую демографическую структуру населения планируются квартиры? Какова информационная составляющая объекта – лежит ли в его основе новаторская или иная общественно резонансная идея? Должен ли объект играть особую композиционную роль или иметь особые эстетические свойства?
3.Каковы приоритеты для принятия архитектурных, инженерных и конструктивных решений.
На расстановку приоритетов обычно влияют: основная идея, стиль и экономика.
4.Какие приблизительные параметры проектируемого объекта могут соответствовать решаемым задачам?
5.Какие факторы окружающей среды (природные объекты, инфраструктурные объекты, застройка, транспорт, инженерные сети, промышленность и др.) присутствуют на участке и на прилегающих территориях?
6.Каково взаимовлияние проектируемого объекта и окружающей среды
- Насколько гармонично объект впишется в окружающую застройку?
- Каково время инсоляции и каков уровень освещенности естественным светом проектируемого объекта, и какое влияние окажет строительство объекта на инсоляцию и освещенность окружающей застройки и территории?
- Хотя не существует у нас строительных нормативов, учитывающих влияние архитектуры на эмоционально-психологическое состояние населения, тем не менее, такое влияние имеет место быть, и оно чрезвычайно существенное. Поэтому влияние объекта на эмоционально-психологическое состояние населения также следует учитывать.
- Какова акустическая среда на территории участка, и как проектируемый объект может повлиять на нее?
- Как проектируемый объект повлияет на ветровой режим?
- Как может осуществляться подъезд спецтехники к объекту в процессе строительства и в период последующей его эксплуатации
- Какое примерное количество энергии потребуется объекту при его эксплуатации, и какие источники энергии имеются поблизости?
- Какое ожидается потребление воды объектом, и каков объем стоков?
- Как будет производиться очистка стоков?
- Каков объем мусора ожидается в процессе строительства и в процессе последующей эксплуатации объекта? Где и как этот мусор будет накапливаться и куда вывозиться для утилизации?
- Какие инженерные сети может потребоваться проложить или реконструировать?
- Как может быть организовано хранение личного автотранспорта при объекте?
7.Какие грунты составляют основание участка, и какова гидрогеологическая обстановка?
8.Каков рельеф участка, и как это отразится на объемно-пространственном решении объекта и на благоустройстве территории?
9.Какие варианты архитектурного решения объекта, наилучшим образом соответствуют ситуации.
10.Какова будет степень капитальности здания и его физическая долговечность? Какие имеются возможности продления его моральной долговечности путем своевременной реконструкции.
11.Какие конструктивные решения целесообразны при строительстве объекта?
12.Какое инженерное оборудование потребуется объекту?
13.Какие особенности свойственны организации строительства данного объекта, и каков состав очередей строительства?
Также здесь можно проработать вопрос о том, какие организации могут быть привлечены к строительству в качестве подрядчиков и субподрядчиков.
14.Финансовая модель строительства объекта
На каком этапе, какие финансовые средства потребуется расходовать, а также когда и в каком объеме (с каким профитом) ожидается их возврат?
Какие финансовые риски имеются, и каковы пути их компенсации?
15.Какие могут быть маркетинговые планы и подходы к реализации объекта на коммерческой основе?
Например, можно варьировать стоимость квартир в зависимости от того, на каком этаже они находятся. Для более успешной продажи квартир на верхних этажах высотных зданий, можно предлагать покупателям квартир жилье на каждом из этажей выше четвертого по цене на один процент дешевле, чем в нижележащем этаже. Таким образом, получится: на 5 этаже – на 1% дешевле, чем на 4; на 6 этаже – на 2% дешевле, чем на 4; на 7 этаже – на 3% дешевле, чем на 4; на 30 этаже – на 26% дешевле, чем на 4.
Такой маркетинговый ход следует учитывать при составлении финансовой модели строительства.
16.Какие могут возникнуть юридические вопросы в процессе проектирования, строительства, реализации и эксплуатации объекта?
Понятно, что данный список вопросов может быть расширен. Реальная практика может еще добавить в него какое-то количество задач.
Пока, вроде бы, ничего нового. Многие из перечисленных выше вопросов хорошо знакомы проектировщикам, строителям и застройщикам. Однако в большей части, они остаются, либо без должной проработки, либо вовсе без ответов.
Одна из причин этого имеет психологический характер. Для нас любая проблема будет выглядеть надуманной, пока она не случится в реальной ситуации. Другую причину можно назвать технологической, так как она связана с постоянным стремлением сократить сроки проектирования. Все это приводит к тому, что многие очень важные вопросы опускаются, и не находят своего решения в процессе проектирования, или же удостаиваются всего нескольких общих фраз в пояснительной записке проекта.
Та причина изъяна в проектах, которую мы назвали технологической, может быть устранена предварительной проработкой всех важных вопросов до начала разработки технической части проекта. Очевидно, что выполнять чертежи, составлять спецификации с экспликациями на стадии технического проекта гораздо более сподручно, если все принципиально важные вопросы уже решены на стадии концептуального проектирования.
Может показаться, что это какие-то лишние «навороты». Мол, проектируем же без этих грандиозных концепций и бесконечных списков вопросов! К тому же и жизнь – штука настолько заковыристая, что все предусмотреть не возможно. Все равно что-то непредвиденное всплывет.
Но ведь когда-то и строили без проекта. Однако оказалось, что все же лучше с проектом. А невозможность все предусмотреть вовсе не означает того, что не стоит совсем смотреть вперед. А что касается возможностей (методов, технологий и технических средств), то ведь, как показывает практика, это дело наживное. Научно-технический прогресс продолжает нам их поставлять. В частности, нейросети, которые активно теперь внедряются во все сферы деятельности человека, могут оказать очень существенную помощь в деле разработки различных вариантов концепций объектов и застройки. Сопоставление и анализ разработанных с помощью искусственного интеллекта различных вариантов концепций позволят выбрать наиболее оптимальный из них, таким образом, сводя до минимума вероятность принципиальных ошибок, и повышая качество архитектуры.
При этом, для нахождения комплексных решений всех обозначенных вопросов, разработка концепции может быть организована на основе межотраслевого взаимодействия с привлечением специалистов из разных сфер знаний, с использованием программных комплексов и специализированной нейросети.
Концептуальное проектирование (нейросеть и Фотошоп)
Концепция объекта или застройки может иметь внутреннюю структуру, то есть, может быть разбита на разделы. Так часть вопросов, посвященных окружающей среде, может быть выделена в раздел под названием «Архитектурно-градостроительный анализ территории». Вопросы, имеющие отношение к архитектурному решению объекта, к конструкциям и к организации строительства, также могут быть объединены в разделе «Архитектурное решение», а те вопросы, которые касаются финансов, маркетинга и права – в разделе «Бизнес-модель».
Особо стоит отметить то, что разработка концепции требует особого внимания именно потому, что она является начальным этапом всего процесса проектирования и строительства объекта и, образно выражаясь, определяет генетику всех последующих процессов. Так же как отсутствие проекта или изъяны в нем обычно становятся причиной проблем при строительстве и эксплуатации современного здания (и тому есть множество примеров), отсутствие или недостаточная проработка предпроектной концепции могут стать причиной проблем на всех последующих этапах осуществления проекта. А при тех масштабах строительства которые мы наблюдаем, при тех затратах ресурсов и при том эффекте, который получается в результате современного домостроения, ошибки могут очень дорого стоить. Например, в средствах массовой информации порой появляются материалы о недостроенных объектах и обманутых дольщиках, что, вполне вероятно, может быть результатом недостаточной проработки экономической и организационной сторон дела на предпроектной и проектной стадиях.
Как государству, так и тем инвесторам, которые заинтересованы в плодотворности своих инвестиций в капитальное строительство, уже сегодня необходимо уделять достаточное внимание концептуальному проектированию и не стараться экономить средства путем упрощения этого этапа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключение можно еще немного поразмыслить о профессии архитектора. Изменится ли роль и функция архитектора в результате эволюции проектирования?
Так как архитектура, это наша искусственная среда обитания, которую мы формируем, а она, в свою очередь, влияет на нас, на наш образ жизни и судьбу, практика проектирования зданий постепенно трансформируется в практику проектирования жизни. Это повышает роль и ответственность проектировщиков вообще и архитектора (как главного проектировщика) в частности. При этом сам процесс проектирования все больше становится «делом техники», а на долю архитектора выпадает миссия формулирования задач и алгоритмов.
Стало быть, на современном этапе развития проектирования роль и значение архитектора также будет приобретать новое качество. Архитектор постепенно должен превратиться из «главного строителя» в «мудрого мыслителя», проникающего силой своей мысли в будущее и формирующего ту среду, в которой мы вершим свой путь в это наше будущее.
Усов Сергей Михайлович
Комментарии (0)