Перспективы фрактального градостроительства в контексте актуальных проблем городской среды

Образ жизни людей и формы архитектурной среды находятся в многообразных, постоянно меняющихся соотношениях и взаимовлияниях. 

Для внедрения в практику новых идей обустройства среды человеческого обитания, помимо громадных финансовых вложений, всегда требуются значительные политические ресурсы. Так были построены дома-коммуны в СССР в конце 1920-х — начале 1930-х гг., так появился экспериментальный поселок Вайсенхоф в Германии 1920-х гг., так после Второй мировой войны возник жилой комплекс Ле Корбюзье в Марселе, так, наконец, была основана новая столица Бразилии. С наступлением постиндустриальной эпохи, когда пришло время оценить последствия проектных решений прошлого, на первый план вышли принципы энергоэффективности, экологичности, устойчивости. Тем не менее, типизация и стандартизация сооружений, принятые в предыдущую эпоху, все еще кажутся более эффективными с экономической точки зрения. Так появляются мириады типовых больниц, школ, детских садов, ТРК и жилых комплексов, почти не связанных с особенностями местности и с требованиями отдельных людей и общин.

Жизнь в городах базируется на трех «китах» в основе любых ежедневных процессов: затрачиваемом на передвижения времени, скорости такого передвижения и размерах человеческих групп, осуществляющих единовременные перемещения. В статье «Фрактальное градостроительство» М. В. Шубенков ставит вопрос о «неправильной» и с трудом описываемой структуре городов, для анализа которой он предлагает использовать фрактальную геометрию: «В основе фрактальной модели лежит принцип повторения целого в частях и принцип того, что целое больше, чем сумма частей. Итерационных (масштабных) повторений может быть много, но обычному человеку трудно осознавать математические множества. Психологи считают, что человеческий разум удовлетворяется обычно небольшим количеством итераций, лежащим между тремя и семью… Например, планировка города Кахун представлена 5-ю итерациями: помещение — дом — квартал — сектор и сам город» [1, с. 241].

Следует выделить ряд ключевых параметров современной городской застройки. Начиная с малого масштаба – квартиры, – предложенная ниже схема предлагает последовательный анализ факторов, влияющих на восприятие человеком среды, а также помогает выявить структуру связей для создания единой методологии альтернативных концепций городского планирования.

1 – Личная жилая единица – квартира / дом.

Это наименьший масштаб пространств, который сильнее остальных связан с базовыми ежедневными процессами каждого человека:
– неудобная, часто очень маленькая входная зона (не хватает мест для хранения одежды, обуви; путь из спальни в санузел или на кухню пролегает через "грязную зону");
–  нет разделения на личный (находящийся при спальнях) и гостевой санузел, который должен быть расположен ближе к входу;
– движение от входа направлено в случайные области квартиры (в санузел, в кладовку, в спальню), а не в общесемейные пространства;
– нет иерархии пространств, не продумана смена впечатлений при передвижении по квартире и т. д.

Делается акцент на жилье как на месте отдыха после работы (в основном из-за устаревшей типологии «спальных районов»). Часто игнорируется аспект коммуникации между членами семьи внутри квартиры, между соседями (ходить в гости).

2 – Соседство, этаж, подъезд.

Общепринятой является коридорная схема с единственным лестнично-лифтовым узлом посередине. Т.е., оба конца коридора заканчиваются тупиками, что составляет проблему для эвакуации при пожаре. Коридор с обоих концов должен иметь эвакуационные лестницы (и его можно тогда сделать длиннее, изменив и планировку квартир; можно использовать идеи М. Гинзбурга и Ле Корбюзье, которые проектировали двухуровневые квартиры, ориентированные на две стороны, с красивым высоким пространством гостиной).

На коридоры (расположенные на каждом этаже) и прочие коммуникационные и технические пространства тратится до 30% площади (у Ле Корбюзье в «Марсельской жилой единице» — не более 18%). Кроме того, фронт квартиры, выходящий в коридор, часто превышает 9 м (в случае 2- и 3-комнатных квартир), а помещения в квартире расположены вдоль фасада, что также увеличивает длину коридора и снижает плотность использования пространства (для сравнения: в «Марсельской жилой единице» ширина квартиры — примерно 4 м, зато глубина — около 24 м, и на 100 м длины корпуса на этаже расположено 50 квартир, а не 24, как в среднестатистическом российском жилом комплексе).

Из-за акцента на хаотическом «нарезании» домов на секции, коридоры и квартиры понятие «добрососедства» было почти утрачено. В новых проектах ЖК нигде не встречаются общедомовые пространства на этажах как площадок для принятия решений, почти исключается возможность совместного времяпровождения соседей по этажу.

3 – Пространство возле дома.

Входные пространства часто не оборудованы для нужд инвалидов (незрячих людей и колясочников). Путь к своей квартире превращается в унизительный процесс, когда требуется позвать кого-нибудь на помощь и подождать. По пандусам зачастую невозможно подняться из-за несоблюдения нормированного уклона или применения неподходящих материалов (к примеру, керамической плитки, которая становится скользкой после дождя или в мороз). Парадные по современным требованиям должны просматриваться насквозь, но на деле закрыты глухими металлическими дверьми, и т. д.

4 – Двор, связи, община.

Двор – это то, что встречает людей, возвращающихся с работы или прогулок по городу. Среди новых жилых комплексов редко встретишь объекты ниже 20 этажей. Дома, возвышающиеся до небес, как бы ни пытались проектировщики украсить фасады, действуют угнетающе на маленького человека из-за колоссальной разницы в масштабах. Огромное количество квартир в домах не позволяет сформировать общины жильцов, которые в случае малоэтажного комплекса могли бы взять в свои руки значительное число вопросов, связанных с благоустройством и решением социальных проблем (как это часто бывает принято в европейских городах). Требования инсоляции «отодвигают» дома друг от друга, предоставляя место для столь же гигантских парковок, тем самым, разобщая и «отодвигая», людей от налаживания взаимных связей. В противовес этому, при малой этажности зданий человек чувствует сомасштабность среды самому себе, единовременно осознавая большее чувство контроля, связи с соседями, особенно когда приходит время для принятия коллективных решений. Во дворах мало зелени и мест для детских игр. Как отмечает урбанист К. Александер, «жизнь в высотных домах отрывает людей от земли и от обычной повседневной жизни общества», при этом «вынужденная изоляция порождает расстройство личности» [2, с. 156].

Во многих жилых комплексах нет подземных парковок, либо в них недостаточно мест (и непомерно высокая арендная плата). Наземные стоянки и подъезды к ним нередко спроектированы так, что пешеходам очень неудобно (и опасно!) передвигаться по придомовой территории. Часто нет удобных тротуаров для подхода к парадным. Подъездные пути отсекают входы в дом от рекреационной зоны во дворе. Маленькие дети, матери с колясками и пожилые люди вынуждены уворачиваться от едущих автомобилей и пробираться через хаотические парковки. Во дворах практически нет места для отдыха и общения жителей. Детские площадки стандартизированы и зачастую безвкусны.

5 – Визуальное восприятие города в целом. Видеоэкология.

Советский и российский биолог, основоположник нового междисциплинарного направления в науке — видеоэкологии, В. А. Филин в статье «Визуальная среда города» описывает еще одну важную проблему, связанную уже не с функциональной организацией городской среды, а с ее воздействием на человеческую психику. Проанализировав различные примеры архитектурных пространств с точки зрения визуального восприятия, он выделил в них поля, не соответствующие автоматии саккад (быстрых непроизвольных движений глаз, как бы «сканирующих» окружающую среду) и другим механизмам зрения [3, с. 45].

Как отмечает Филин, «большую неприятность горожанам доставляют гомогенные и агрессивные видимые поля. Гомогенное поле представляет собой поверхность, на которой либо отсутствуют видимые элементы, либо их число минимально» [3, с. 44]. Прежде всего, это большие гладкие поверхности. С другой стороны, «агрессивное видимое поле — это поле, на котором рассредоточено большое число одних и тех же элементов». К примеру, это — многоэтажные здания с большим количеством однотипных элементов — окон, фасадных панелей, деталей каркаса. Филин утверждает, что «в агрессивной и гомогенной среде не могут полноценно работать фундаментальные механизмы зрения» [3, с. 45].

Кроме того, по замечанию Филина, архитектура воздействует на человека постоянно и большей частью подсознательно. В частности, «агрессивная среда побуждает человека к агрессивным действиям. Как правило, в новых микрорайонах с противоестественной визуальной средой число правонарушений больше, чем в центральной части города» [3, с. 47]. Монотонная и геометрически примитивная застройка действует на людей угнетающе, что усугубляется недостатком эстетически привлекательных деталей.


Рис. 1. Гомогенные и агрессивные визуальные поля в современной офисной архитектуре

В совокупности, эти и другие факторы формируют соответствующее отношение людей к окружающей среде. Угнетающая обстановка, невозможность нормального общения в комфортных условиях, плохая навигация и просматриваемость дворов, лишь усиливают отторжение, нивелируют «ощущение своего места». Родной дом перестает быть крепостью, где человек чувствовал бы себя в безопасности.

Однако несмотря на неустроенность городской среды во большинстве стран, урбанизация идет все ускоряющимися темпами. По словам американского архитектора Кента Ларсона, «90% роста населения будет проходить в городах, 80% выброса CO2, 75% потребления энергии. Но, с другой стороны, люди всё чаще хотят в города. Более половины населения планеты живёт в городах, и эта тенденция увеличивается» [4]. Города универсальны по своей функциональной составляющей: это и транспорт, и рабочие места, и зоны для досуга. Так что на архитекторах и урбанистах должна лежать самая главная задача – спроектировать не только удобный и визуально привлекательный город, но и способствовать формированию культуры в нем.

Но даже опираясь на мировой опыт проектирования городов, далеко не всегда мы имеем возможность заранее предугадать жизненный цикл того или иного объекта. Помимо функциональности и эргономичности существует еще один фактор, зачастую упускаемый из виду, - внутреннее смысловое содержание зданий, формируемое исключительно пользовательским опытом, как индивидуальным, так и групповым. Стремление к самоорганизации, упорядочению среды обитания; цикличность процессов жизнедеятельности и взаимодействий с другими людьми – это и многие другие аспекты должны быть заложены в процессы проектирования городов.

Касаемо визуального восприятия, дающего нам наиболее быстрое и простое понимание своего местонахождения в той или иной среде, следует выделить то, что является наиболее естественным для человека. Американским социобиологом и экологом Эдвардом О. Уилсоном был введен в научный оборот термин «биофилия», означающий «врожденную связь всех живых существ друг с другом. Люди нуждаются в контакте с естественными формами биологических структур. В обстановке, лишенной природных элементов, снижается уровень социального и умственного здоровья» [5, с. 42]. Биофилическая архитектура наследует принципы органичного проектирования, сформулированные Ф. Л. Райтом, и развивает их в контексте новых знаний в области экологии и биологических систем.


Рис. 2. Фрактальные структуры природных объектов (русла рек, деревья)

Еще французский математик Бенуа Мандельброт, создатель фрактальной геометрии, писал о том, что почти все природные объекты представляют собой фракталы [6, с. 16]. Американский математик Рон Эглэш обнаружил фракталы в традиционной африканской архитектуре [7], а Салингарос писал о фрактальной структуре средневековых европейских городов. Абстрактные формы евклидовой геометрии делают архитектуру бесчеловечной. «До тех пор, пока структура и соединительная иерархия города отсутствует во всех его низших масштабах, город не является фракталом», — утверждает Салингарос [5] (Ил. 5). Возможно, секрет фрактальности средневековой архитектуры связан с преимущественно пешеходным образом жизни – тем самым низшим масштабом в системе «время – скорость – люди».


Рис. 3 Фрактальная структура индийского храма (А), схема фрактальной организации африканского поселения Ба-Ила, Южная Замбия (по Р. Эглэшу, Б)

В архитектурных и природных формах Салингарос выделяет два основных типа фрактальных структур:

– «В перфорированных фракталах (треугольники, губки, сита) из структуры исключаются все более и более мелкие фрагменты;
–  В аккретивных [разрастающихся] фракталах (коралл и реки), наоборот, присоединяются новые и новые фрагменты, которые образуют структуру из мелких частиц». [5, с. 53].


Рис.4 Проект Oceanix City (арх. бюро BIG) как разрастающийся фрактал на основе треугольных модулей

Характерные черты градостроительного фрактала, по Шубенкову, примерно соответствуют классификации Салингароса (древовидные и перфорированные фракталы в архитектурных и природных формах):

–  «Часть градостроительного фрактального образования неким образом подобна целому… Кроме того, часто повторяется ветвеобразная структура пространственных связей: в жилье, в связях дворовых пространств, в сетке улиц, переулков и тупиков, в системе размещения населенных мест [здесь автор ссылается на книгу Rudolfsky B. Architecture without Architects. N. Y., 1964.]. В качестве иллюстрации первого приема приводится «система ветвеобразного развития уличной сети, представленная следующим образом: ветвь с главной улицей, затем следует ветвь с второстепенной улицей, после — ветвь внешних пространств частного владения и ветвь внутренних пространств самих жилищ» (что характерно для «некоторых исламских городов Средней Азии и Северной Африки»).

– Городская ткань представлена разными приемами совмещения итераций. Это может быть последовательная (линейная) итерация, подобно древовидной структуре, когда смена итераций происходит по мере удаления от исходной точки. Второй прием относится, в частности, к средневековым европейским городам: «периметр крепостной стены, внутри периметра — блоки кварталов, внутри кварталов — блоки домов, внутри домов — блоки жилищ, внутри жилищ — блоки помещений» [1, с. 242].

Применительно к архитектурно-дизайнерскому проектированию «использование математических алгоритмов, по которым строится так называемый "странный аттрактор", позволяет формировать оболочку зданий, сооружений и их комплексов в соответствии с предполагаемым перемещением людских и транспортных потоков на разных уровнях, соединяющихся между собой в пределах общей структуры. Это позволяет отойти от традиционных ортогональных форм и расширить возможности формообразования, что одновременно оптимизирует геометрию и функциональность зданий».

Как отмечает Н. В. Касьянов в статье «Фрактальная геометрия: морфогенетический параллелизм природы и архитектуры», фрактальная геометрия «устанавливает универсальные закономерности, которые оказываются общими для столь разных систем, как живая и неживая природа и творческие произведения человека, включая архитектуру» [8, с. 111].

Современное градостроительство должно рассматривать «организацию пространства как сеть коммуникаций и одновременно как целостный живой организм, который растет и изменяется» [9, с. 199]. Дороги, коммуникации – есть «стволовые связи» между сообществами, между людьми, обеспечивающие непрерывный обмен ресурсами и культурным опытом. Следовательно, одной из первостепенных задач городского дизайна является приведение коммуникаций в порядок в соответствии с выполняемыми задачами и ожидаемыми сроками эксплуатации. Советский и российский архитектор, профессор СПбГУПТД Б. Г. Устинов, «коммуникации — важные структурные элементы города, а их чистота — показатель здоровья или нездоровья городского организма» [10, с. 26]. Он предложил выделить три типа дорог: «стволовые» транзитные, «ветвевые» локальные и «веточные» подъездные, что также соответствует иерархии масштабов и напоминает ветвистый фрактал.

Фракталы заложены в основу существования человеческого организма. Однако в контексте существующего состояния городов годами наработанные системы организации пространств, благоустройства территорий и возможностей инфраструктуре лишь отдаленно напоминают фракталы. Ключевая ошибка состоит в том, что сейчас фрактальные системы рассматриваются либо как визуальный ориентир в сторону экологичности, либо как эффектное решение фасадов. Для полноценного внедрения фрактального градостроительства требуется разработать единую методологию, охватывающую все задействованные в городских процессах компоненты:

– 2 типа структур: коммуникации и кластеры (места скопления человеческих взаимодействий);
– иерархию структур по базовым параметрам ежедневных процессов (предложенная выше автором система «время – скорость – персонаж»);
– иерархию по масштабам: жилая ячейка (квартира/дом) – этаж/соседство – придомовая территория – двор и ближайшие дома – район – город;
– классификацию общественных пространств на основе потребностей людей (как быстро и как часто будет поступать запрос человека на закрытие той или иной потребности? На каком расстоянии должны находиться объекты? Как будут происходить передвижения между объектами?)

Подводя итог, следует отметить, что применение фрактальных структур в дизайне среды и градостроительстве, вкупе с проектными методами органичной архитектуры, может сделать городскую застройку более гармоничной и создать ряд преимуществ:

– иерархия коммуникаций и повышение связности частей города;
– более высокая плотность застройки по сравнению с традиционными геометрическими построениями генеральных планов жилых комплексов;
– обогащение функциональной структуры зданий;
– упрощение навигации в городе за счет понятных и четко структурированных паттернов;
– высокая вариативность планировок в жилых и общественных зданиях;
– эстетическая привлекательность застройки и ее близость к природным формам.

Литература

1. Шубенков М.В. Фрактальное градостроительство // Архитектурное формообразование и геометрия: сборник научных трудов / отв. ред. Н.В. Касянов. М.: Ленанд, 2010. С. 237–245.
2. Александер К., Исикава С., Силверстайн М. Язык шаблонов. Города. Здания. Строительство / пер. с англ. И. Сыровой. М.: Студия Артемия Лебедева, 2014. 1096 с.
3. Филин В.А. Визуальная среда города // Вестник Международной академии наук. Русская секция. 2006. № 2. С. 43–50.
4. Larson K. Brilliant designs to fit more people in every city. 2012 // TED. URL(дата обращения 10.09.2022).
5. Salingaros, N.A. Connecting the Fractal City, Nikos Angelos Salingaros (Online) Available from (accessed 9 September 2022)
6. Мандельброт Б.Б. Фрактальная геометрия природы / пер. с англ. А.Р. Логунова. М.: Интернет компьютерных исследований, 2002. 656 с.
7. Eglash 1999. Eglash R. African Fractals: Modern Computing and Indigenous Design. New Jersey: Rutgers University Press, 1999. 258 p.
8. Касьянов Н.В. Фрактальная геометрия: морфогенетический параллелизм природы и архитектуры // Архитектурное формообразование и геометрия: сборник научных трудов / отв. ред. Н.В. Касьянов. М.: Ленанд, 2010. С. 110–129.
9. Кензо Танге. 1949–1969. Архитектура и градостроительство / сост. У. Культерман; пер. с нем Т.А. Трояновской. М.: Стройиздат, 1978. 256 с.
10. Устинов Б.Г. Кризис архитектуры и современного градостроения: взгляд из Санкт-Петербурга // Территория и планирование. 2010. № 3 (27). С. 22–27.

Текст: © Евгений Лобанов. Доцент кафедры дизайна оборудования в средовых объектах СПБГУПТД, член Санкт-Петербургского Союза дизайнеров, почетный член Международной академии современных искусств / Софья Шаманова. Магистр дизайна, ассистент кафедры дизайна пространственной среды СПБГУПТД, преподаватель Колледжа технологии, моделирования и управления. 2022.

Лекция Евгения Лобанова: Градостроительные идеи ХХ века и их влияние на современный дизайн среды.

Лекция посвящена рассмотрению основных градостроительных концепций ХХ века, среди которых идеи Э. Говарда, Ле Корбюзье, Ф.Л. Райта, И. Фридмана и других зарубежных и отечественных архитекторов-градостроителей. Особое внимание уделяется авангардным советским проектам, в том числе разработкам Эль Лисицкого, Н. Ладовского, Г. Крутикова, концепции НЭР, а также идеям Б. Устинова. Речь пойдет и о проблемах модернистских микрорайонов, и о критике концепций Ле Корбюзье со стороны современных урбанистов. Кроме того, будут показаны примеры переосмысления градостроительных идей ХХ века в проектах современных архитекторов и дизайнеров.

Ждем Вас на «Мойке-8»!

07.12.2022 | среда | 19:00
Адрес: Санкт-Петербург, наб. Реки Мойки, 8
Вход свободный.
Необходима регистрация!
Количество мест ограничено. 
Зарегистрироваться