Пространственное и математическое моделирование формы здания в зависимости от факторов, определяющих жизненный цикл

IT-моделирование форм с демонстрацией внутренних функциональных и внешних процессов и воздействий на архитектурную форму, влияний природно-климатических циклов, с учетом природных рисков и меняющегося состояния здания на протяжении различных стадий жизненного цикла обеспечит новый уровень решения проектных задач.

Математическое моделирование широко применяется в проектировании и в строительстве. Исследования и программирование архитектурных форм и пространств нуждаются в дальнейшей разработке программного обеспечения и его внедрении. Хотя уже сегодня поиск оптимальных форм объекта, например минимальная площадь поверхности при максимальном объеме (здание мэрии Лондона, архитектор Н. Фостер), практически воплощается в жизнь. Оптимизация формы и ориентации здания с учетом направленного действия наружного климата осуществляется путем математического моделирования, проводимого российскими учеными [11, 12].

Разработка цифровых моделей, учитывающих влияние как отдельных факторов, так и их групп, суточный функциональный и природно-климатические циклы для отдельного здания или фрагмента пространственной среды, может оказать существенное влияние на методику проектного процесса и, как следствие, рождение новых архитектурных форм.

Таким образом, устойчивая архитектура как вектор развития диктует требование интеллектуализации, включения исследовательских процедур и экспертных оценок в традиционное архитектурное и градостроительное проектирование, в котором сценарное прогнозирование с моделированием ситуаций и процессов становится неотъемлемой частью деятельности в условиях применения многокритериальных рейтинговых оценок вариантов решения проектных задач и осуществленных проектов, в использовании итераций для достижения требуемых результатов.

В таком подходе реальны различные варианты сочетаний, возможно выделение неких инвариантов в архитектуре различных направлений (каркас, мобильные оболочки, стационарные формы и мобильное оборудование, самонастраивающиеся системы, учитывающие новации различных видов энергетики) и создание новых материалов и конструкций.

При этом в основе всех разработок  –  поиск философских концепций и сценариев развития, учет названных выше социально-экономических, природно-экологических, инженерно-технологических, художественно-эстетических и других факторов и требований.

Современные версии минимализма в наибольшей степени программно нацелены на воплощение принципов устойчивого развития. Однако поиски архитекторов и представителей других творческих направлений демонстрируют возможные пути рождения архитектурных форм, построенных на сочетании оригинальных пространственно-пластических идей и новаций зеленых технологий. Вероятно, многообразие достижений классической архитектуры различных исторических эпох наряду с традиционными для зодчества факторами «духа места», своеобразия контекста культуры народов, уникальности природы будет способствовать появлению оригинальных региональных архитектурных школ и индивидуализации облика зданий и сооружений в русле развития устойчивой архитектуры. Предложенное определение устойчивой архитектуры и принципы ее формирования могут быть использованы на различных стадиях проектной деятельности, в том числе при разработке стратегии развития устойчивой архитектуры в России [6, 13].

Литература

1. Есаулов Г. В. Устойчивая архитектура как проектная парадигма (к вопросу определения) // «Устойчивая архитектура: настоящее и будущее». Труды международного симпозиума. 17–18 ноября 2011 г. Научные труды Московского архитектурного института (государственной академии) и группы КНАУФ СНГ. М., 2012.

2. greenevolution/evolutionwards2014.

3. «Зеленая энциклопедия» greenevolution.ru/enc/wiki/zelenye-texnologii.

4. «Зеленая энциклопедия» greenevolution.ru/enc/wiki/zelenoe stroitelstvo.

5. Бродач М. М. Бизнесу зеленый свет // АВОК. 2009. № 6.

6. Ремизов А. Н. Стратегия развития экоустойчивой архитектуры в России // «Устойчивая архитектура: настоящее и будущее». Труды международного симпозиума. 17–18 ноября 2011 г. Научные труды Московского архитектурного института (государственной академии) и группы КНАУФ СНГ. М., 2012.

7. Есаулов Г. В. Третий пласт в архитектуре Юга России в XX веке // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 3.

8. Мунен Р., Хайрулина А., Хенсен Я. Биоадаптивная оболочка зданий // Здания высоких технологий. 2014. Лето.

9. Есаулов Г. В. Архитектура в природе. Природа в архитектуре. Парадигмы развития // «Архитектура в природе. Природа в архитектуре». М. –  Кисловодск, 2009.

10. Гридюшко А. Д. Биомиметические принципы в архитектурном проектировании // Автореф. дисс. канд. архит. М.: МАРХИ, 2013.

11. Tabunschikov Y. A. Mathematical models of thermal conditions in buildings. CRC Press, 1993.

12. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002.

13. Табунщиков Ю. А. Дорожная карта зеленого строительства в России: проблемы и перспективы // АВОК. 2014. № 3.

Вестник ТГАСУ № 6, 2014 9 Ó Есаулов Г.В., 2014 АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО УДК 72 ЕСАУЛОВ ГЕОРГИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, докт. архит., профессор, академик РААСН, заслуженный архитектор России, gvesaulov@raasn.ru Московский архитектурный институт, 107031, г. Москва, ул. Рождественка, д. 11/4, корп. 1, стр. 4 УСТОЙЧИВАЯ АРХИТЕКТУРА – ОТ ПРИНЦИПОВ К СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ Рассмотрено понятие устойчивости (sustainability, die Nachhaltigkeit) в творчестве со- временных архитекторов и градостроителей, инженеров и технологов. Предложены но- вое определение устойчивой архитектуры и принципы ее формирования: гармонизация социальных, экономических, экологических, территориально-пространственных факто- ров развития поселений; выявление оптимального сочетания «стабильного» и «изменя- емого» в программе проектирования объектов; природосообразность и биомиметика; адаптивность к вызовам и рискам природно-климатического и техногенного характера; моделирование пространственное и математическое формы здания в зависимости от факторов, определяющих жизненный цикл. Развернутое содержание принципов дает возможность применить их в исследова- тельской, проектно-экспериментальной и научно-образовательной деятельности. Наме- чены подходы к формированию стратегии развития устойчивой архитектуры. Ключевые слова: устойчивая архитектура; определение; принципы; приро- досообразность; высокие технологии; моделирование; стратегия развития. GEORGII V. ESAULOV, DSс, Professor, RAACS Academician, gvesaulov@raasn.ru Moscow Architectural Institute, 11, Rozhdestvenka Str., 107031, Moscow, Russia SUSTAINABLE ARCHITECTURE: FROM APPROACHES TO STRATEGY OF DEVELOPMENT Sustainability in architecture finds more and more meaning in creative activity of modern architects and town-planners, engineers and technologists who are engaged in different fields of design, construction, and production of advanced materials, structures, and technologies. A new definition of sustainable architecture is suggested in this paper as well as the approaches to its formation: harmonization of social, economic, environmental, and spatial factors of settlement development; detection of the optimum combination of ‘stability’ and 10 Г.В. Есаулов ‘variability’ within the framework of the object design program; natural conformity and biomimetics; adaptability to challenges and risks of climatic condition and man-made origins; mathematical and three-dimensional modeling of building depending on its life cycle. The explanatory content of approaches makes possible to use them in research, experimental design, and education activities. Approaches to a formation of the development strategy of sustainable architecture are shown in this paper. Keywords: sustainable architecture; definition; approach; natural conformity; high technologies; mathematical modeling; development strategy. Введение Понятие устойчивости (sustainability, die Nachhaltigkeit) обретает все большее значение в творчестве современных архитекторов и градостроителей, инженеров и технологов, работающих в различных сферах проектно- строительной деятельности, создания и производства новых материалов, кон- струкций и технологий. С каждым годом растет количество проектов и по- строек, именуемых устойчивыми, «зелеными», экоустойчивыми, экологич- ными, энергоэффективными и другими подобными по сути терминами. Каждое время придает роли архитектуры в жизни человека и природы свое современное толкование. Философские идеи и учения, концепции и тех- нологии проектирования, практика строительства, материалы и конструкции, различные составляющие как самой архитектуры, так и процесса ее создания влияют в той или иной степени на понимание архитектуры и увеличивают терминологическое семейство ее трактовок. На всех этапах истории челове- чества архитектура, ставшая «искусственной средой жизнедеятельности», «второй природой», вбирает в свое существо все новые и новые смыслы, об- ретая характер универсальной составляющей бытия человека. Принятие мировым сообществом концепции устойчивого развития определило обращение человечества к поиску возможностей воплощения его принципов в самых разных сферах деятельности. Парадоксально звучащее словосочетание «устойчивая архитектура» (пока человечество не знало «неустойчивой» архитектуры) – скорее ориентир проектного процесса, нежели собственно архитектура, не ее возможное вре- меннό е или стилевое наименование. Это не тенденция и не направление в ар- хитектуре, а именно вектор развития, система принципов, проектная пара- дигма. Следуя стратегии развития, устойчивая архитектура призвана обеспе- чивать потребности ныне живущих людей на высоком качественном уровне, не лишая будущие поколения таких же возможностей. Будущее невозможно без учета уже имеющихся многочисленных научных и проектных разрабо- ток − «прошлого» устойчивой архитектуры, истории всей архитектуры, учета опыта традиционного народного зодчества. Исключительное значение для развития архитектуры имеет анализ про- исходящих общепланетарных процессов и поиск новых концепций создания пространственной среды с позиций утверждения общечеловеческих ценностей. Именно образ мышления архитектора, градостроителя, строителя − важная со- ставляющая формирования будущего архитектурно-пространственной среды. Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 11 К вопросу определения На симпозиуме, посвященном устойчивой архитектуре, состоявшемся в 2011 г., мною было предложено определение: «Устойчивая архитектура (sustainable architecture) − архитектура, имеющая программой непротиворечивое единство эстетических позиций автора и времени и социально-экономических, инженерно-технологических и природно-экологических требований, базирую- щихся на принципах устойчивого развития, полнота воплощения которых определяется принятыми в мировой практике и практике страны требованиями рейтинговых систем оценки устойчивости среды обитания» [1]. Тенденции применения тех или иных принципов и методов проектиро- вания и строительства, технологий и инженерных систем проявляются в раз- ных названиях самой архитектуры: «устойчивая», «низкозатратная», «изу- мрудная», «экологически дружественная», «зеленая». Проектирование «зеленых зданий» и «зеленое строительство» на прин- ципах устойчивого развития все более ориентированы на аналитические предпроектные процедуры и поиск архитектурного решения в содружестве с инженерами – специалистами в самых разных областях. Поиски нового в архитектуре ведутся на фоне глобальных структурных процессов в культуре, вызванных приходом информационной эпохи, станов- лением постиндустриального общества, общепланетарными природно- климатическими изменениями. Вселенским вызовом человечеству стали климатические аномалии на планете. В глобальный доклад ООН 2011 г. «Города и изменение климата: направления стратегии» включен тезис о том, что «при дальнейшей урбаниза- ции понимание воздействий изменений климата на городскую среду будет приобретать все большее значение». Какова роль технологий и какие технологии используются при создании устойчивой архитектуры? Эти технологии получили название «зеленых» и определяются как экономически безопасные инновационные технологии, позволяющие сократить ресурсопотребление и негативное воздействие на окружающую среду при сохранении их экономической эффективности» [2]. И еще одно определение, связывающее характеристику технологий с устойчивым развитием: «Зеленые технологии − инновации, в основе кото- рых лежат принципы устойчивого развития и повторного использования ре- сурсов» [3]. Как производное от применения «зеленых технологий» определяется и само «зеленое строительство». “Зеленое строительство” − отрасль, включа- ющая в себя строительство и эксплуатацию зданий с минимальным воздей- ствием на окружающую среду. Основной задачей «зеленого строительства» является снижение уровня потребления ресурсов (энергетических и матери- альных) на протяжении всего жизненного цикла здания: выбор участка строи- тельства, проектирование, строительные работы, эксплуатация и снос» [4]. Существуют и другие определения «зеленого строительства» и «зеленых зда- ний», однако они близки по сути [5]. 12 Г.В. Есаулов Анализ практики «зеленого строительства» и устойчивой архитектуры дает основание выделить две основные черты устойчивой архитектуры: эко- логичность и использование высоких технологий. Поэтому и может быть предложено новое, более краткое определение устойчивой архитектуры: «Устойчивая (зеленая) архитектура − экологически ориентированная архитек- тура высоких технологий». При этом экологическая составляющая учитывает общую экологию и экологию культуры. В практическом смысле критериями соответствия объектов требовани- ям устойчивости стали рейтинговые системы оценки. Наибольшее распро- странение получают три международные рейтинговые системы: американская LEED, британская BREEАM и немецкая DGNB. В нашей стране в 2010-е гг. разрабатываются нормативные документы и рейтинговые системы оценки устойчивости зданий и сооружений. Сегодня набор российских «зеленых» стандартов включает: 1. ГОСТ Р 54964–2012 «Оценка соответствия. Экологические требова- ния к объектам недвижимости». 2. СТО НОСТРОЙ 2.35-4–2011 «Зеленое строительство». Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания. 3. СТО НОСТРОЙ 2.35.68–2012 «Зеленое строительство». Здания жи- лые и общественные. Учет региональных особенностей в рейтинговой систе- ме оценки устойчивости среды обитания. 4. Система добровольной сертификации объектов недвижимости – «зе- леные стандарты» (www.greenstand.ru/watch/sistema.html). 5. Система добровольной сертификации «Рейтинговая система оценки экоустойчивой среды обитания САР− СПЗС». Экологический стандарт для оценки малоэтажной недвижимости и индивидуальных жилых домов (www.rsabc.ru/ru/o-sovete/klassifikatsiya/). 6. Российская гильдия управляющих и девелоперов GREEN ZOOM (www.greenzoom.ru/#about). В связи с этим возникает необходимость координации подходов в раз- рабатываемых документах и возможностях их применения. Вместе с тем наряду с названными подходами к инженерным, техноло- гическим разработкам и оценке успешности этой деятельности рейтинговыми системами все большее значение приобретает воплощение процессов устой- чивого развития в архитектурной форме. Именно она, интегрируя усилия ар- хитектора и инженера, формирует облик среды жизнедеятельности. Под архитектурной формой понимается структурно и функционально организованная, символически значимая, ориентированная на эстетическое и повседневное (бытовое) восприятие материальная субстанция. Что же определяет архитектурную форму как интегратор проявления и воплощения принципов устойчивого развития? Обозначим сферы рождения устойчивой архитектуры: − научные исследования; − экспериментальное проектирование; − нормативное сопровождение − регулирование; − образовательная деятельность; Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 13 − проектирование и строительство; − мониторинг жизненного цикла. Именно в многообразии этих областей деятельности различных специа- листов и осуществляется процесс рождения и бытия устойчивой архитектуры. Каждая из сфер обладает своей методологией реализации целей деятельности и задач создания устойчивой архитектуры. Отметим, что последовательность сфер условна. На данном этапе развития устойчивой архитектуры уровни решения за- дач внутри сфер в нашей стране различны и не синхронны. Это характеризует состояние процессов в целом и определяет стратегические подходы. В осно- ве − два подхода, которые выделяют архитекторы и инженеры, например, два подхода к развитию экоустойчивой архитектуры: «Первый подход − активное включение в архитектуру всех новейших технологических разработок по энергоэффективности, умному управлению зданием, использованию новей- ших материалов. Другой подход заключается в применении объемно- пространственных, архитектурных методов, влияющих на энергопотребление и ресурсосбережение, а также в максимальном использовании естественных, а не механических способов работы инженерных систем» [6, с. 45]. Фактически, как показывают тенденции развития устойчивой архитек- туры, происходит соединение этих двух подходов. Вероятно, синтез и опреде- лит их будущее. Процессы во всех названных сферах рождения устойчивой архитектуры протекают в условиях, определяемых рядом факторов, характеризующих со- временную ситуацию и сценарии развития. Три из них представляются важнейшими при определении принципов создания устойчивой архитектуры: − сложность социально-функциональных, в том числе производствен- но-технологических процессов и связей, межсистемного взаимодействия и соответствующей им среды жизнедеятельности; − неопределенность процессов формирования среды жизнедеятельно- сти, урбанизации и интеграции архитектурно-градостроительных систем с природной средой; − нестабильность экономических процессов, природно-климатических условий, рост природных и техногенных рисков. Принципы Исходя из опыта и тенденций создания устойчивых архитектурных ре- шений, были предложены следующие принципы формирования устойчивой архитектуры, применение которых может быть рассмотрено в каждой выше- названной сфере: − гармонизация социальных, экономических, экологических, террито- риально-пространственных факторов развития поселений; − выявление оптимального сочетания «стабильного» и «изменяемого» в программе проектирования объектов; − природосообразность и биомиметика; 14 Г.В. Есаулов − адаптивность к вызовам и рискам природно-климатического и техно- генного характера; − моделирование пространственное и математическое формы здания в зависимости от факторов, определяющих жизненный цикл. Рассмотрим последовательно влияние предложенных принципов на ар- хитектурную форму. Гармонизация факторов развития поселений В рамках развития триединства экономических, социальных и экологи- ческих составляющих устойчивого развития вырабатываются требования к стратегии формирования и реконструкции среды жизнедеятельности и, в свою очередь, к архитектуре и градостроительным системам. Полномас- штабное проектирование на уровне нового города с учетом гармонизации всех факторов предпринимается в настоящее время на моделях smart-citу: Masdar (ОАЭ) (рис. 1, 2, 3, 4) и Songdo (Южная Корея): от общей стратегии, увязывающей процессы жизнедеятельности города, к отдельному объекту, что обеспечивает возможность его оптимального программирования и учета всех факторов, определяющих функционально-типологические, архитектурно-ху- дожественные и типологические характеристики. Рис. 1. Масдар-Сити. Общий вид Рис. 2. Масдар. Фрагмент застройки Рис. 3. Масдар. Общественное пространство улицы Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 15 Рис. 4. Масдар. Сочетание традиционных форм архитектуры и «новых технологий». Фрагмент Выявление оптимального сочетания «стабильного» и «изменяемого» Позиция устойчивого развития заставляет иначе оценить соотношение «стабильного» и «изменяемого» в архитектуре. Их динамический баланс и должен обеспечить воплощение «принципа устойчивости». При этом «эле- менты устойчивости» − это и «стабильное», и «изменяемое». Стабильное име- ет духовную и материальную составляющие. Сохранение недвижимых памят- ников историко-культурного наследия общепризнано составляющей устойчи- вости среды, материальной основой культурной идентичности народов. Временные лаги влияют на ценностные характеристики произведений архитектуры, выявляя в корпусе объектов прошедших периодов уникаль- ное, типичное, характерное всем трем пластам [7] и придавая отдельным по- стройкам статус памятника, осуществляя процесс «вменения ценностей». Стабильность системно характеризуется физико-механической прочно- стью, инженерно-технической надежностью и «живучестью» (способностью к сохранению свойств) конструктивных и инженерных систем, инерционно- стью свойств объекта, а также сохранением ценностных характеристик архи- тектурных объектов, интегрированных в понятии «памятник архитектуры». «Стабильное» и «изменяемое» в современной архитектуре имеют свое воплощение и в прямом смысле. Характерными примерами «стабильного» и «изменяемого» в отношениях оболочки формы и пространства архитектуры и природы являются три типа: – стационарная форма (обеспечивающая микроклимат за счет инженер- ных систем и частично − изменения формы оболочки) – многофункциональ- ный комплекс River View, Peli Clarke, Peli Architects, Ухань, Китай; сертифи- цировано по BREEAM; − передвигающаяся (динамичная) форма (архитектура, чувствительная к погодным изменениям за счет движения оболочек форм постройки: раскры- тия-закрытия, перемещения форм, изменения углов наклона козырьков, жа- люзи, навесов) – «Скользящий дом» (dRMM), Суффолк, Великобритания 16 Г.В. Есаулов (рис. 5). Эти работы осуществляются в рамках исследования биоадаптивных оболочек здания [8]; − пространство формы (содержащее фрагменты природной среды, вли- яющие на микроклимат объекта) – Cibertecture Egg, James Law Company, Мумбаи, Индия (рис. 6). Стационарные системы (каркас, стены, оборудование) сочетаются с мо- бильными (оболочки, покрытия, оборудование). Рис. 5. «Скользящий дом». Суффолк Рис. 6. Cibertecture Egg, Мумбаи Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 17 Таким образом, входящее в «стабильное», ценностное имеет вектором в устойчивом развитии сохранение и транслирование. Устойчивость проявля- ется и в «изменяемом», как адекватно воплощающем вызовы времени, транс- формации климата и т. п. Изменяемость проявляется, прежде всего, в следующих свойствах архи- тектурной формы − новационности (как способности к восприятию достиже- ний технического прогресса), адекватности (как возможности реагировать на меняющиеся внешние факторы), эволюционности (как реакции на внутренние потребности саморазвития и внешние факторы) [1]. Учет воздействия ветра, влияние влажности, солнечный свет во многом определяют новые оригиналь- ные формы зданий (ветроустойчивость постройки, возможность «улавлива- ния» света зданиями, например, в работах московского архитектора С.В. Непомнящего и др.). В свою очередь, новационность, адаптивность, эволюционность пред- определяют трансформации и преобразования архитектурной формы, ее стро- ения (морфологии), назначения (функциональности) и значения (семантики). Непрерывность обновления «изменяемого» приводит к его трансформа- ции в «стабильное», превращению архитектурных форм в устойчивые эле- менты среды жизнедеятельности. Таким образом, архитектура как составляющая материальной среды жизнедеятельности, состоящая из различных объектов, элементы которых и она сама (архитектура) в целом, находясь в непрерывном процессе развития (как сбалансированного сочетания «стабильного» и «изменяемого»), обеспе- чивает реализацию принципов устойчивости. Вопросы же выделения элементов «стабильного» и «изменяемого», сво- его рода «каркаса» и «ткани» архитектурной формы, нуждаются в постоянном исследовании. Природосообразность и биомиметика От стремления приспособиться к природным условиям человечество прошло путь к возможности преодоления воздействия природы в архитектуре, а затем и симбиозу природных и искусственных систем (рис. 7). Рис. 7.«Дом-кактус». Исх. Architects. Роттердам 18 Г.В. Есаулов Современное понимание влияния природы на архитектуру состоит в изучении природных форм как прошедших длительную эволюцию по выжи- ванию в различных природных условиях посредством приспособления и сим- биоза [9] (рис. 8). Рис. 8. Проект городского центра Gwanggyo. Компания MVRDV, Южная Корея Природные формы, формы животного и растительного мира, прошед- шие тысячелетнюю эволюцию, являют собой примеры адаптации к постоянно меняющимся природно-климатическим условиям (рис. 9). Рис. 9. Формы природы как воплощение в одном целом «стационарного» и «динамичного» Многочисленны примеры стационарных каркасов и динамических обо- лочек, меняющихся форм на протяжении жизненного цикла растительных ор- ганизмов и мира животных и птиц, рыб и насекомых. Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 19 От подражания во внешнем облике и строении архитектурных объектов бионики к глубинному осмыслению жизненного цикла форм в биомиметике. При этом «биомиметические принципы, то есть применение единых подходов к развитию природной и архитектурной сред» [10, с. 3], рассматриваются как принципы архитектурного проектирования. Широкий спектр возобновляемых источников энергии (солнечной, вет- ровой, приливной, геотермальной) окажет значительное влияние на построе- ние архитектурных форм и объемно-планировочные решения жилых и обще- ственных зданий и сооружений инженерной инфраструктуры, интегрирован- ных с системами преобразования этих пока еще нетрадиционных источников энергии. Проектные поиски новых форм архитектуры ожидаются прежде все- го в регионах наибольшего влияния нетрадиционных источников энергии на территории страны с учетом изучения опыта материально-пространственного оформления жизнедеятельности природных организмов. В основу разработок положены карты ресурсов солнечной, ветровой, геотермальной энергии на территории России [11]. Адаптивность к вызовам и рискам природно-климатического и технологического характера Изменения климата, все более резкие колебания температурных циклов, повышение температуры, жара и засуха, ливни и наводнения, другие экстре- мальные природные воздействия и техногенные катастрофы − все это диктует новые требования к «живучести», сохраняемости и устойчивости в прямом смысле градостроительных образований и архитектурных объектов. Отсюда и появление двух направлений преодоления катастрофических воздействий: ужесточение требований к искусственной среде, обеспечивающих ее сохран- ность и защиту человека. Второе направление состоит в возможности осу- ществления новых способов существования искусственной среды (плаваю- щие, летающие здания и города) и др. На ЭКСПО-2012 «Живой океан и побе- режье» в южно-корейском городе Иосу (Ёсу) были представлены подходы к решению проблемы океана в условиях глобального потепления. Новые формы проживания человека в контакте с водной стихией рас- крыли проекты швейцарца В. Колебо (рис. 10). Рис. 10. «Плавающий город». В. Колебо 20 Г.В. Есаулов Стационарные формы на водной глади представлены и в проектах мос- ковского архитектора А. Асадова (рис. 11, 12). Рис. 11. Концептуальный проект для г. Сочи. План. Арх. А. Асадов Рис. 12. Концептуальный проект для г. Сочи. Общий вид. Арх. А. Асадов Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 21 Моделирование пространственное и математическое формы здания в зависимости от факторов, определяющих жизненный цикл ИТ-моделирование форм с демонстрацией функциональных процессов, природно-климатических циклов, природных рисков и состояния здания, его систем в периоды различных жизненных циклов обеспечивает новый уровень решения проектных задач. Математическое моделирование широко применяется в проектировании и строительстве. Исследования и программирование архитектурных форм и пространств нуждаются в дальнейшей разработке программного обеспече- ния и его внедрения в исследования и проектирование. Хотя уже сегодня по- иск оптимальных форм объекта, например, минимальная площадь поверхно- сти при максимальном объеме (здание мэрии г. Лондона, арх. Н. Фостер) практически воплощается в жизнь. Оптимизация формы и ориентации здания с учетом направленного действия наружного климата осуществляется путем математического моделирования [12, 13]. Разработка цифровых моделей, учитывающих влияние как отдельных факторов, так и их групп для отдельного здания или фрагмента простран- ственной среды может оказать существенное влияние на рождение новых ар- хитектурных форм. Таким образом, устойчивая архитектура как проектная парадигма дик- тует требование интеллектуализации, включения исследовательских процедур и экспертных оценок в традиционное архитектурное и градостроительное проектирование, в котором прогнозирование с моделированием становится неотъемлемой частью деятельности в условиях применения многокритери- альных рейтинговых оценок вариантов решения проектных задач и осуществ- ленных проектов. В таком подходе реальны различные варианты сочетаний, а возможно, выделение неких инвариантов в архитектуре разных направлений, тенденций и уникальных объектов различных типов или неких универсалий: каркас, мо- бильные оболочки, стационарные формы и мобильное оборудование, самона- страивающиеся системы, учитывающие новации различных видов энергетики, и создание новых материалов и конструкций. При этом в основе всех разработок − поиск философских концепций и сценариев развития, учет социально-экономических, природно-экологичес- ких, инженерно-технологических, художественно-эстетических и других фак- торов и требований. Современные версии минимализма в наибольшей степени программно нацелены на воплощение принципов устойчивого развития. Однако поиски архитекторов и других творческих направлений демонстрируют возможные пути рождения архитектурных форм, построенных на сочетании оригиналь- ных пространственно-пластических идей и новаций «зеленых» технологий. Вероятно, многообразие последних наряду с традиционными для архитектуры факторами духа места, своеобразия контекста, традиционных форм народного зодчества, уникальности природы и прочих будут способствовать появлению 22 Г.В. Есаулов оригинальных региональных архитектурных школ и индивидуализации обли- ка зданий и сооружений. О стратегии развития устойчивой архитектуры Проблема формирования стратегии рассматривается в работах отече- ственных практиков и ученых [6, 14]. Стратегия развития устойчивой архитектуры в нашей стране на нынеш- нем этапе представляет собой последовательную и параллельную реализацию задач во всех сферах рождения архитектуры. С учетом различного уровня их развития важная, может, даже определяющая роль в стратегии принадлежит координации этой деятельности в сфере НИР, проектирования, строительства, управления, законодательно-нормативной деятельности, мониторинга жизнен- ного цикла зданий, градостроительных систем во взаимодействии с природой. Координация на государственном уровне будет способствовать эффек- тивной реализации принципов устойчивого развития в целом в архитектурно- строительной сфере. Базой реализации задач координации может стать техно- логическая платформа «Строительство и архитектура», а механизмом внедре- ния устойчивой архитектуры в практику строительства − взаимодействие субъектов на основе модели «тройной спирали» [15]. Модель университеты − предприятия − государство может быть использована и для реализации прин- ципов устойчивого развития в формировании и реконструкции среды жизне- деятельности. С учетом многообразия природно-климатических условий нашей стра- ны и различных технологических возможностей территорий, их культурных традиций роль университетов в процессе этой деятельности исключительно важна и актуальна. Они, по существу, являются базой научных разработок наряду с отраслевыми и академическими НИИ, а также структурой, в которой осуществляется экспериментальное поисковое архитектурное проектирование на концептуальном уровне. Апробация же различных вариантов решения про- ектных задач с учетом моделирования процессов и соответствующих им про- странств и форм, прогнозирования сценариев развития становится целеуста- новкой деятельности архитектурных школ России в современных условиях. Заключение Предложенные автором определения устойчивой архитектуры и пять принципов ее формирования могут быть использованы при разработке страте- гии развития устойчивой архитектуры в России. Развернутое содержание принципов формирования устойчивой архи- тектуры определяет возможность их применения в исследовательской, про- ектно-экспериментальной и научно-образовательной деятельности на разных этапах выполнения работ по схеме «от общего к частному». Выделение в качестве принципа «природосообразности» и «биомимети- ки» обеспечит их включение в программу проектирования как составляющей анализа взаимодействия и взаимовлияния природных и искусственных систем на всех этапах жизненного цикла искусственной среды. Устойчивая архитектура – от принципов к стратегии развития 23 Особое значение придается пространственному и математическому мо- делированию в архитектурном проектировании, которое будут способство- вать полноте и эффективности решения проектных задач на принципах устой- чивого развития. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Есаулов, Г.В. Устойчивая архитектура как проектная парадигма (к вопросу определе- ния) / Г.В. Есаулов // Устойчивая архитектура: настоящее и будущее: тр. Международ- ного симпозиума. 17− 18 ноября 2011 г. Научные труды Московского архитектурного института (государственной академии) и группы КНАУФ СНГ. − М., 2012. − С. 76− 79. 2. Экологичное развитие – Evolution Awards 2014. Всероссийская премия. – Условия до- ступа: greenevolution/evolutionwards2014/ 3. «Зеленая энциклопедия». – Условия доступа: greenevolution.ru/enc/wiki/zelenye-texnologii 4. «Зеленая энциклопедия». – Условия доступа: greenevolution.ru/enc/wiki/zelenoe stroitelstvo 5. Бродач, М.М. Бизнесу зеленый свет / М.М. Бродач // АВОК. – 2009. – № 6. − С. 6. 6. Ремизов, А.Н. Стратегия развития экоустойчивой архитектуры в России / А.Н. Ремизов // Устойчивая архитектура: настоящее и будущее: тр. Международного симпозиума. 17− 18 ноября 2011 г. Научные труды Московского архитектурного института (государ- ственной академии) и группы КНАУФ СНГ. − М., 2012. − С. 40− 50. 7. Есаулов, Г.В. Третий пласт в архитектуре Юга России в XX веке / Г.В. Есаулов. − Academia. Архитектура и строительство. – 2009. – № 3. − С. 36− 38. 8. Мунен, Р. Биоадаптивная оболочка зданий / Р. Мунен, А. Хайрулина, Я. Хенсен // Зда- ния высоких технологий. − М.: АВОК-ПРЕСС. – 2014. 9. Есаулов, Г.В. Архитектура в природе. Природа в архитектуре. Парадигмы развития / Г.В. Есаулов // Архитектура в природе. Природа в архитектуре. – Москва; Кисловодск, 2009. − С. 30− 58. 10. Гридюшко, А.Д. Биомиметические принципы в архитектурном проектировании: авто- реф. дис. … канд. архит. − М.: МАРХИ, 2013. 11. Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России / О.С. Попель [и др.]. − М., 2010. 12. Tabunschikov, Y.A. Mathematical models of thermal conditions in buildings / Y.A. Tabunschikov. – CRC Press, 1993. – P. 141− 154. 13. Табунщиков, Ю.А. Математическое моделирвоание и оптимизация тепловой эффективно- сти зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач. − М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. − С. 124− 161. 14. Табунщиков, Ю.А. Дорожная карта зеленого строительства в России: проблемы и пер- спективы / Ю.А. Табунщиков. – АВОК. – 2014. – № 3. − С. 4− 10. 15. Ицковиц, Генри. Тройная спираль. Университеты – предприятия − государство. Иннова- ции в действии / Генри Ицковиц; пер. с англ. под ред. А.Ф. Уварова. − Томск: Изд-во Том. гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 2010. − 238 с. REFERENCES 1. Esaulov G.V. Ustoichivaya arkhitektura kak proektnaya paradigma (k voprosu opredeleniya) [Sustainable architecture as project paradigm]. Ustoichivaya arkhitektura: nastoyashchee i budushchee. Proc. Int. Sci. Conf., Proc. Moscow Institute of Architecture (State Academy) and KNAUF CIS group. Moscow, 2012. Pp. 76− 79. (rus) 2. Information on: greenevolution/evolutionwards2014/ 3. Zelenaya entsiklopediya [Green encyclopedia]. Information on: greenevolution.ru/enc/wiki/zelenye-texnologii 4. Zelenaya entsiklopediya [Green encyclopedia]. Information on: greenevolution.ru/enc/wiki/zelenoe stroitelstvo 5. Brodach M.M. Biznesu zelenyi svet [Green light to business]. AVOK Publ., 2009, No. 6. P. 6. (rus) 24 Г.В. Есаулов 6. Remizov A.N. Strategiya razvitiya ekoustoichivoi arkhitektury v Rossii [Development strategy of sustainable architecture in Russia]. Ustoichivaya arkhitektura: nastoyashchee i budushchee. Proc. Int. Sci. Conf., Proc. Moscow Institute of Architecture (State Academy) and KNAUF CIS group. Moscow, 2012. Pp. 40− 50. (rus) 7. Esaulov G.V. Tretii plast v arkhitekture Yuga Rossii v XX veke [A third formation in Russian architecture in 20th century]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo, 2009, No. 3. Pp. 36− 38. (rus) 8. Munen R., Khairulina A., Khensen Ya. Bioadaptivnaya obolochka zdanii [Bioadaptable building envelopes]. Zdaniya vysokikh tekhnologii. Moscow: 2014. AVOK-PRESS. (rus) 9. Esaulov G.V. Arkhitektura v prirode. Priroda v arkhitekture. Paradigmy razvitiya [Architecture in nature. Nature in architecture. Paradigms of development]. Arkhitektura v prirode. Priroda v arkhitekture. Moscow − Kislovodsk, 2009. Pp. 30− 58. (rus) 10. Gridyushko A.D. Biomimeticheskie printsipy v arkhitekturnom proektirovanii [Biomimetic principles of design architecture. PhD thesis abstract]. Moscow: MARKHI Publ., 2013. (rus) 11. Popel' O.S. et al. Atlas resursov solnechnoi energii na territorii Rossii [Atlas of solar energy resources in Russia]. Moscow, 2010. (rus) 12. Tabunschikov Yu.A. Mathematical models of thermal conditions in buildings. CRC Press, 1993. Pp. 141− 154. 13. Tabunshchikov Yu.A., Brodach M.M. Matematicheskoe modelirvoanie i optimizatsiya teplovoi effektivnosti zdanii [Mathematical simulation and optimization of thermal effectiveness of buildings]. Moscow: AVOK-PRESS, 2002. Pp. 124− 161. (rus) 14. Tabunshchikov Yu.A. Dorozhnaya karta zelenogo stroitel'stva v Rossii: problemy i perspektivy [Road map of green construction in Russia]. AVOK Publ., 2014, No. 3. Pp. 4− 10. (rus) 15. Etzkowitz H. Triple helix. Universitety− predpriyatiya− gosudarstvo. Innovatsii v deistvii Tomsk: Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics Publ., 2010. 238 p. (transl. from Engl.)