Трехмерные пространственные конструкции из металла

Эволюция взаимодействия конструктивной логики и требований восприятия.

Общеизвестно, что параллельно с архитектурой больших масс и веса возникли сооружения, в которых вес не имел значения. Это были хижины первобытных народов. Они сооружались из легких материалов – веток и тростника, которые соединялись узлами. Исследуя эволюцию таких сооружений, Д.Ж. Эммерих отмечает [14, с. 5], что следующим этапом совершенствования их структуры было соединение гибких элементов с помощью плетения или вязания. В таких структурах соотношение величины полезной нагрузки, работы конструкций на разрыв и их собственного веса, характеризует высокий уровень целесообразности.

Подобными свойствами, по существу, обладала вся архитектура дерева, получившая высокое развитие на севере России и в скандинавских странах. В соединении бревен, в целом, имеет значение не вес, а конструктивные узлы, своеобразное пересечение и переплетение элементов.

Хорошо известны трудности перехода к металлу в архитектуре XIX и начала XX веков. Они связаны с инерцией привычного, что объясняется некоторым консерватизмом восприятия.

С одной стороны металлу придают профили характерные для дерева. Листовое железо, двутавры и уголки только заменяли доски и бруски. Труба как наиболее целесообразный элемент для конструкций из металла появилась намного позднее. Естественно и то, что подобные металлические профили использовались в конструкциях, подобно деревянным. Металлические купола XIX века повторяют радио-концентрическую композицию деревянных и это, вопреки свойствам металла, который как изотропный материал работает и на растяжение и на сжатие одинаково во всех направлениях. По мысли Д.Ж. Эммериха: основной недостаток таких куполов, с точки зрения конструктивной целесообразности в том, что несущие элементы собраны в вершине, где они не нужны, и разрежены в основании, где их не хватает [14, с. 12].

С другой стороны смелые конструктивные решения приобретают традиционнее массивные одежды. Глаз должен поверить прочности новых конструкций, которая связывалась, прежде всего, с весом и массой. Архитектор Лабруст в библиотеке Св. Женевьевы делает свои металлические фермы массивными, чтобы придать им традиционную весомость. Петер Беренс перекрывает цех турбинного завода легкой трехшарнирной аркой. Но классицистический тимпан и балочная система бокового фасада опровергает ее. Понимая природу металла, мастера стиля модерн, пытались найти форму, соответствующую его свойствам. Но освоение природы этого материала идет через аналогию с привычными формами живой природы. Металл в произведениях модерна демонстрирует отсутствие массы, легкость. Графический рисунок стеблей, тонкая графика становятся важным художественным свойством этих конструкций. Выражение работы материала и ее изображение органично сочетаются здесь. В одной из своих работ выдающийся мастер модерна Виктор Орта вплотную приближается к конструктивизму Мис ван дер Роэ. В народном доме в Брюсселе Виктор Орта обнажает металлическую форму.

Современные поиски характерны рационалистичностью, отрицающей всякую интерпретацию и артикуляцию конструкции. Так, Серж Кетов пишет о том, что "необходимо учитывать общеизвестные законы физики и найти оптимальные условия применения строительных материалов в соответствии с их определенными техническими свойствами. Таким образом, подлинная оригинальность заключается в способе использования материалов, в технической правде и, гораздо в меньшей степени, в созданной форме» [4, с. 18].

Рационалистичность тесно связана с проблемой взаимосвязей:

формы - структуры - материала - веса.

Одним из показателей целесообразности служит уменьшение веса. Известны слова Бакминстера Фуллера о том, что: "Для определения степени рациональности здания достаточно его взвесить" [14, с. 6].

Но уменьшение веса должно быть не целью, а следствием поиска новых структур, в которых бы материал работал наиболее целесообразно.

По существу переход от плоских к пространственным конструкциям, явившийся скачком в новое качество на пути рационализации использования материала, снимает проблему веса. Основное значение приобретает построение конструкции, её стереометрия.

В частности в создании сборных куполов огромное значение имело новое открытие геометрического тела высшего порядка – икосаэдра, многогранника с двенадцатью вершинами.

Это открытие было сделано в 1946 году крупным специалистом в области пространственных конструкций советским инженером М.С. Туполевым [11, с.62]. В пятидесятые годы стало известно об аналогичных достижениях Б. Фуллера в США.

Проблема сборного купола заключалась в сегментации, то есть, в разделении поверхности шара на доли с ограниченным количеством типоразмеров. С помощью икосаэдра сфера была преобразована в многогранник.

Исследуя возможности развития структур, Д.Ж. Эммерих пишет о том, что стереометрические знания могут открыть возможность создания многогранников третьего порядка, которые улучшат соотношение между полезной нагрузкой и собственным весом [14, с. 12].

Новые трехмерные конструкции из металла легко ассимилируются развитым восприятием нашего современника. Оно хорошо подготовлено к этому широкими и тесными контактами архитектуры с изделиями дизайна, взаимодействием и взаимным влиянием их формообразующих принципов.

Такой ассимиляции содействует также читабельность таких конструкций, обеспеченная их открытостью и наличием привычных повторяемых элементов: стержней и узлов.

В традиционной архитектуре конструктивные функции элементов были строго дифференцированы. Необходимость выражения их работы смогла получить разрешение в пластической артикуляции поверхности этих элементов. Внушение представления о работе частей было основой выразительного языка.

В легких ажурных конструкциях из металла работа их основных элементов – стержней не дифференцирована. Стержни и растягиваются, и сжимаются, и изгибаются. Суть сборных трехмерных конструкций из металла определяется способом их построения, стереометрией. Вспомним при этом решение проблемы сегментации сферических поверхностей. Вот почему характер пространственных связей элементов структуры, способов их соединения в целое является основой их выразительного языка.

Трехмерные структуры из металла переживают конструктивистский период, связанный с появлением большого числа новых целесообразных форм. Перцепция новизны облегчается жестким следованием технической правде. Такая дизайнерская трактовка структур сближает их с инженерным оборудованием постройки.

Но можно ли утверждать, что в будущем эти обнаженные структуры смогут удовлетворить наши художественные требования, что будет достаточно их формальной гармонизации, что в их трактовке не найдет отражение пластический опыт прошлого?

Серж Кетов отрицает обращенность формы к человеку [4, с. 16-19]. Но такое ее содержание, связанное лишь с конструкцией является слишком узким. Существует различие между простым целесообразным применением материала и его сознательным художественным выявлением, раскрывающим его красоту и соответствие форме.

Решение проблемы выразительности объемно-блочного метода связана с необходимостью сознательного выявления пространственной и функциональной автономности отдельных блоков. Экспериментальные работы отдельных авторов достаточно ясно обозначили пути эстетического выражения новой технологии.

В пансионате "Ставрополь" архитектор П. Бронников группирует объемные блоки в три яруса. Разрывы между ярусами обнажили несущий сердечник и консоли. Его пансионат – это структура, ясно выражающая способы соединения элементов в целое. Еще интереснее другая его работа – павильон из консольных блоков (выставка "Химия" – 70).

Демонстрацией пластической выразительности и читабельности нового метода явился жилой дом из объемных блоков в Монреале (арх. Сафди, Дэвид, Барро). Свободная пространственная группировка блоков подчеркивает их автономность.

Интересно предложение американского архитектора Дальтона (см. Современная архитектура, 1970, №2).

Объемные элементы он укладывает на открытый стальной каркас, который образует своеобразную этажерку. Торцы блоков, образуя на фасаде разные по величине выступы, демонстрируют автономность ячеек и принцип сборности.

I. Движущей силой эволюции связей материальная оболочка постройки-конструкция выступает развитие способов наиболее целесообразной работы материала.

2. Материализация научно-технических достижений зависит от уровня развития воспринимающей способности человека. Этот уровень программирует в форме определенное соотношение "привычного" и "нового". "Привычное" облегчает перцепцию форм; "новое", напротив, усложняет.

В исторической архитектуре привычное программировалось единством стилеформирующих принципов. Развитое восприятие человека XX века делает ненужным единство "стилистического ключа". Восприятие способно освоить индивидуальную форму. Более того, восприятие нуждается в работе и требует новизны. Источником новизны служит инженерная интуиция архитекторов и инженеров, контролируемая расчетом.

Привычное в форме может программироваться не только статическим, но и скульптурно-пластическим опытом прошлого. Его субъективная трактовка, сочетающаяся с целесообразностью, также рождает новизну, в содержании которой содержится и определенная подсказка для ее перцепции.

Стремление к рационалистичности и скульптурной выразительности, основанной на творческом использовании прошлого опыта и отвечающей психологической потребности человека – более высокий уровень связи формы с конструкцией. Отвечая потребности развитого восприятия, архитектура должна обогащать свой словарь, не уходя при этом слишком далеко от принципа прямого соотношения между средствами и целью.

3. Перевод конструктивно-технического содержания архитектурной формы на язык "восприятия", что формирует читабельность формы, возможность ее перцепции потребителем, связан с изменяющимся соотношением двух художественных подсистем: выразительной и изобразительной. Пропорция выразительного и изобразительного в этом сочетании определяется не только уровнем социального, технического и культурного развития, но и спецификой конструктивно-технического содержания.

4. Суть массивных каменных конструкций, в основном, выражалась артикуляцией их поверхности, изображающей работу материала.

5. Каркасные конструкции из камня, пластика которых выражает их структуру, сокращает количество изобразительных элементов.

6. Конструктивная целесообразность – основа выразительного языка современных тонкостенных оболочек из железобетона. Вот почему, главное условие их читабельности – точное следование их форм технической правде. Частная проблема раскрытия конструктивной толщины применяемых структур разрешается с помощью членения непрерывных поверхностей на части, введением проемов.

7. Ажурность трехмерных конструкций из металла снимает проблему их читабельности. Расширение возможностей их выразительного языка связано с поисками новых стереометрических схем их построения. Возможна сознательная артикуляция узлов, подчеркивающая функции элементов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зигель К.Л. Структура и форма в современной архитектуре / К.Л. Зигель. – М.: Стройиздат, 1965.– 267 с.

2. Иванова Е.К. Цитирование по книге / Е.К. Иванова, Р.А. Канельсон, П.Л. Нерви. – М., 1968.– 127 с.: ил.

3. Иконников А.В. В лабиринте школ и направлений / А.В. Иконников // Строительство и архитектура Ленинграда.– 1969.– №7.– С. 23–27.

4. Кетов С.В. Равновесие / Кетов С.В. // Современная архитектура.– 1969.– №1.– С. 16–19.

5. Маркс К. и Энгельс Ф. Экономическо-философские рукописи 1844 года / К. Маркс и Ф. Энгельс: соч.; 2-е изд. – М., 1974. Т.42.–С. 41–174.

6. Маркузон В.Ф. О закономерностях развития и семантике архитектурного языка / В.Ф. Маркузон // Архитектура СССР.– 1970.– №1.– С. 46–53.

7. Петерсон В.Е. К вопросу об архитектурно-строительных свойствах аркбутанов XII-XIII вв. Проблемы синтеза искусств и архитектуры: сообщение о свойствах аркбутанов на VI науч. конф. ЛИСИ, февр. 1948г // Академия Художеств СССР.– Л., 1971.

8. Познер Д.Ж. Архитектура или конструкция / Д.Ж. Познер // Современная архитектура.– 1971.– №6.– С. 42– 48. : ил.

9. Райт Ф. Л. Будущее архитектуры / Ф. Л. Райт. – М., 1960.– 247 с.: ил.

10. Ричардсон Д.М. Различные стили современной архитектуры / Д.М. Ричардсон // Современная архитектура.– 1971.– №6.– С. 49–57.

11. Туполев М.С. Сферическая геометрия и строительство сборных куполов / М.С. Туполев // Современная архитектура.– 1969.– №1. – 62 с.

12. Хайт В.Л. Оскар Нимейер / В.Л. Хайт. – М,: Стройиздат, 1963.– 156 с.: ил.

13. Шуази Огюст Система передачи распора / Огюст Шуази; перевод с фр.: История архитектуры, 4-е изд., Т.2. С. 272–288.

14. Эммерих Д.Ж. Структуры / Д.Ж Эммерих // Современная архитектура.– 1969.– №1.– С. 4–15. : ил.