Critical Review of the morphed folded structure research

Kirichkov Igor' Post-graduate student, the department of Architectural Engineering, School of Architecture and Design of Siberian Federal University; Scientific Associate, Siberian State Institute of Arts named after Dmitri Hvorostovsky 660041, Russia, Krasnoyarskii krai, g. Krasnoyarsk, pr. Svobodnyi, 79, of. R5-07 kiri4kov@mail.ru Other publications by this author

Введение

Возникший в конце ХХ века термин «складчатое формообразование» (англ. «folding morphogenesis») означает процесс образования формы складки в деятельности художника, архитектора, дизайнера в соответствии с общими ценностными установками культуры и требованиями эстетической выразительности будущего объекта, его функции, конструкции и используемых материалов. Под термином «складка» (англ. «fold», фр. «pli») понимается криволинейная поверхность, имеющая одновременно области как положительной, так и отрицательной гауссовой кривизны (G+ и G–).

Формообразование в целом не зависит от стилевого направления дизайна, оно рассматривается в качестве отдельного самодостаточного феномена, свободного от предпочтений, вкусов, наклонностей. Зависит от своих внутренних законов, принципов – условий неразрывности, гибкости, динамичности, прерывности и т. д. Результатом формообразования может быть как абстрактная, так и вполне конкретная форма, совершенно необязательная для практического воплощения. Формы могут рождаться как в процессе компьютерного моделирования, так и в процессе воображения – спонтанного возникновения или преднамеренного построения в сознании образов. (рис. 1)

Рис. 1 Компьютерное моделирование криволинейных форм путем объединения двух поверхностей (функция loft)

Источник: https://www.bingapis.com/images/search?q=Formul+Arch&FORM=RESTAB

Изучению складчатого формообразования в настоящее время посвящено множество научной литературы – исторической, философской, технической. Однако глубокий анализ и систематизация уже имеющихся материалов не проводились. Цель исследования – определить наименее изученные области теории складчатого формообразования. Метод исследования – поэтапное рассмотрение работ зарубежных и отечественных исследователей.

Зарубежный опыт исследования

Мощный посыл к исследованию складчатого формообразования был вызван одним из наиболее авторитетных архитекторов деконструктивистов Питером Эйзенманом в 1993 году, соединивший философские постструктуралистические концепции Жиля Делеза с архитектурной теорией в работе «Складывание во времени. Сингулярность Ребстока». Питер Эйзенман рассматривает складку в качестве пространственного выражения событий, где каждый всплеск потенциальной энергии застывает в виде особой топологической структуры. ^[1] Топология архитектурного произведения выстраивается в серию складок, объект предстает в виде потока трансформаций, где связь между архитектурой и пространством выводится из логической плоскости. Подход Питера Эйзенмана ценен именно тем, что вместо внешнего проявления складки в качестве формы, складка рассматривается в качестве способа передачи энергии, в частности – распределения внутренних усилий в теле складчатой конструкции. Однако конкретные способы передачи энергии (внутренних усилий) с помощью складки в архитектуре Эйзенман не называет, да и в своих практических работах никак не использует. (рис. 2)

Рис. 2 Питер Эйзенман, Город культуры в Галисии модель объемного анализа (2001)

Источник: http://www.eisenmanarchitects.com

Вслед за исследованием Питера Эйзенмана последовали работы представителей более молодого поколения – архитекторов Грега Линна, Джефри Кипниса, Бена ван Беркеля, философа Джона Раджмана.

Свойства, которыми должна обладать новая архитектура, согласно мнению Грега Линна,– гибкость, мягкость, уступчивость взамен брутальности, безкомпромисности, жесткости. Линн предлагает использовать в складчатом формообразовании, так называемую, стратегию гладкосмешанности (англ. «smooth mixing»), направленную на соединение двух и более разнородных по форме, структуре, роду элементов с последующим приданием сглаженности с целью генерирования совершенно новых форм и образований. Результатом гладкосмешанности должно стать извлечение некоторых случайных состояний из преобразованных систем, которые могут быть полезны для процесса проектирования. Если представители коллажной, деконструктивистской, контрадикционной архитектуры были обеспокоены созданием гетерогенных, фрагментированных, конфликтующих систем и форм, то гладкость (англ. «smoothness» – т. е. плавный переход) пытается избежать диалектически противоположных стратегий – конфликтов, противоречий, споров (англ. «contradictions» – т. е. конфликтов формы). ^[2] Стратегия гладкосмешанности заметно расширяет спектр возможных трансформаций складки, обогащает язык архитектурного общения, дает возможность сочетания сразу нескольких черт, сосуществующих в определенном балансе друг с другом. Однако ввиду функциональных, экономических и некоторых других проблем ее практическая реализация остается весьма затруднительной. Несмотря на необычность идеи, ярко выраженный новаторский характер, данная стратегия в целом остается невостребованной, ограниченной модельными, концептуальными разработками. Вопреки ожиданиям Грега Линна следует признать, что архитектуре в полной мере так и не удалось стать гибкой, мягкой, уступчивой. (рис. 3)

Рис. 3 Реализация стратегии гладкосмешанности путем объединения разлиных структур

Источник: работа автора

Джефри Кипнис рассматривает внедрение складчатого формообразования в качестве обеспечения архитектуры формальной жизнеспособностью и политической значимостью – создание, так называемого, нео-барокко (англ. «neo-baroque»). Новая архитектура, по его словам, должна избегать ошибки утопического модернизма, который из-за устаревших пространственных иерархий пытался создать демократическое, однородное пространство. В противном случае новая архитектура без поиска способов гетерогенности потеряет логику, участвуя в рекомбинациях. В любом случае архитектура не должна диктовать принципиальные основы создания формы, а только предлагать тактику поиска новизны. Неоценимые архитектурные ресурсы, появившиеся в результате новых технологий, пока недостаточно усвоены теорией. И новые значения должны появляться в процессе эксперимента. ^[3] Погоня за новизной Джефри Кипниса вызывает большие опасения, поскольку не всякая новизна полезна, как для общества, так и для самой архитектуры. Если новые значения будут появляться лишь в процессе эксперимента, то сколько неудачных экспериментов потребуется для такой архитектуры.

Голландский архитектор Бен ван Беркель считает одной из самых сложных задач складчатой архитектуры переход от абстракции к материальной форме. Несмотря на то, что чтение и понимание концепций Делеза, Гросса, Линна и Вайдлера достаточно легки, их концепции трудно перевести в определенную форму зданий. Рецепт Бена ван Беркеля гласит: форму здания следует наполнять различными состояниями, сопровождающими дифференцирующую деятельность, связанную с единой структурой: работой, семейной жизнью, общественной жизнью и индивидуальным временем. ^[4] Все функции должны иметь собственные места в структуре цикла. (рис. 4) Движение через структуру цикла определяется распорядком дня. Пространственное качество означает настоящее, как в плане, так и в разрезе, которое отображается в 24-часовом цикле, включающем сон, работу, досуг. Изменяющаяся структура стремится покинуть материальное состояние. Столь абстрактная схема открыта для различных интерпретаций, инициирующая взаимодействие как с материей, так и со временем. Идея Бена ван Беркеля распределить все жизненные процессы внутри единого замкнутого цикла интересна, но лишь в качестве отдельного, частного случая. Вряд ли она когда-нибудь будет иметь массовое применение и большой успех.

Рис. 4 Бен ван Беркель, Концептуальная модель проекта Mebius House (1993 – 1998)

Источник: https://www.unstudio.com

Философ Джон Раджман полагает, что концепция складки Жиля Делеза слишком устарела, нельзя сказать, что концепция Делеза традиционна для философии, даже используя этимологическое понимание материи. ^[5] На основе «экспликации и импликации», «перплексии» и «комплексии» появилось большое количество концепций. Термин «складка» с префиксами «plic» и «plex» продолжает играть заметную роль в архитектурном дискурсе. «Сложность» ранее не считалась такой центральной концепцией, а также столь важной для ее появления. Другое концептуальное направление – «вне складки», по словам Джона Раджмана, способно предоставить (архитектуре, философии) новые возможности. Импликация и компликация концепции складки могут быть разделены на четыре группы: множественность, случайность, ориентация, манерность. Множественность включает в себя различную степень сложности – сложность расхождения, что означает нахождение единства во взаимоудержании, но не многообразии. Случайность – это определенная амбиция в архитектуре, которая пытается устранить охват развития пространства, виртуальное пространство в планировании. Разный способ ориентации мышления означает неуместность поворота или взгляда на то, чтобы быть выше вещей, видеть вдоль поверхности или через нее. Манеры нашего бытия помогают нам выбрать новый хаосотический мир с определенной степенью сложности. Концепция Джона Раджмана «вне складки», действительно, может стать полезной, но она нуждается в скрупулезной детальной проработке, прежде чем быть использованной в архитектуре.

Через десять лет после внедрения теории складки в архитектуру последовало обобщающее исследование складчатого формообразования на основе уже реализованных проектов итальянского историка архитектуры Марио Карпо – «Десять лет складчатости», охватывающее период с 1993 по 2003 год. Аисторический подход к складке в архитектуре, по словам Марио Карпо, означает, что вся работа еще только в процессе. Тенденции складчатой архитектуры к криволинейности предшествует тенденции к ангулярной форме. В течение нескольких десятилетий архитектурная форма наглядно демонстрировала собственную возможность изменяться от угловатости до криволинейности, от паратаксиса до синтаксиса. Складка избегает перекрытие пробелов, трещин, интерполяций. Несмотря на то, что складчатая архитектура стремится к вневременному состоянию, на самом деле теперь это классика – не вневременная, но, конечно, с конкретным временем. Теория складки сформировала культурный спрос на цифровой дизайн, а также благоприятное окружение. Марио Карпо верно замечает, что не каждая складчатая архитектура содержит в себе складывающиеся формы, особенно это видно во всех проектах Эйзенмана, представленных им в статье 1993 года – смежная структура, проект Ребсток. ^[6] Большая часть зданий не двигается, в лучшем случае архитектурная форма только может символизировать, представлять или каким-то образом вызывать необходимость непрерывности события или морфологического движения.

Основная идея создания складчатых конструкций, по словам сербских исследователей Секуларач Н., Секуларач Д. И. и Товарович Д. С., заключается в стремлении достигнуть большую жесткость конструкции, уменьшив вес конструктивных элементов. ^[7] Термин «складчатая конструкция» определяется как конструкция, имеющая складчатую форму, включая плоские либо стержневые элементы, занимающих определенную позицию в пространстве. Прочность и жесткость складчатой конструкции в первую очередь достигается благодаря оптимальному дизайну конструкции и минимальному увеличению толщины конструктивных элементов. Складчатые конструкции рассматриваются в качестве альтернативы тяжелым каркасным конструкциям, вес которых крайне велик и с точки зрения цены эффективных, когда пролет не превышает 25м. Складчатые конструкции одни из самых эффективных с точки зрения экономических затрат, они используют минимум материала, обладая максимальной несущей способностью. Для сравнения, несущая способность плоских панелей зависит от их толщины и качества конструкционного материала. Складчатые конструкции различны по геометрическим формам, манере подачи, методу возведения, функции, позиции в здании, конструкционному материалу и т. д. Складчатые конструкции могут быть разделены согласно геометрической форме – складчатые плоские поверхности – когда все наиболее высокие и низкие точки элементов находятся ниже двух параллельных поверхностей; складчатые плоские рамы – сегменты могут иметь рамную пространственную форму; пространственные складчатые плоские конструкции – пространственная решетка конструкции образована взаимной комбинацией элементов. Также складчатые конструкции могут быть разделены согласно конструкционному материалу, включая железобетон, дерево, поликарбонат, полиэстер, файберглас и т. д.

Складка в качестве концептуальной структуры в архитектуре постмодернизма была исследована Тавасоли Ф. Д.. Концепции и определения теории архитектуры были изменены в соответствии с временем постмодернизма. Если модернизм представлял «кубицескую дисциплину», определяемой порядком и правилами, то постмодернизм характеризуется спонтанным мышлением и различным прочтением. ^[8] Тавасоли Ф. Д. полагает, что роль концепции в архитектуре заключается в построении идейной структуры в соответствии с проектированием объекта в реальном мире. Таким образом, складка как концептуальная структура, последняя нота, пришедшая в результате постмодернистского теоретического тренда, испытывает состояние аффекта от интерпретаций исследователей, вовлеченных в теорию. Все правила и порядки, приложенные к процессу концептуализации, ведут к виртуальной реальности и проходят через фильтры, создавая актуальную реальность. Архитектура это трехмерная иллюстрация мышления дизайнера. Концептуальная структура может быть определена в качестве промежутка между актуальным и виртуальным. Это есть виденье становящегося процесса, система, которая имеет специфические характеристики, но не ограничена. Актуальное не есть зеркало виртуального, таким образом, невозможно продемонстрировать точный виртуальный мир. Виртуальные объекты представляют физическое пространство как невидимые элементы, что не является особенностью реальности. Природа элементов множественности заранее не определяется аксиомой или определяющим свойством. Скорее, эти элементы являются чистой виртуальностью, не имеющими идентичности, чувственной формы, концептуального подтекста или назначаемой функции. С постмодернистской точки зрения множественность и различия, восприятие и идеи – все зависит от интерпретации человеком процесса виртуального переноса в реальный мир.

Большой интерес к изучению складчатого формообразования в начале 2000-х проявили и китайские исследователи, которым удалось не только сформировали достаточно полное понимание этого явления, но и выработать по отношении к нему свою особую позицию. Складчатое формообразование в целом успешно влилось в китайскую культуру, представляющей собой достаточно необычный симбиоз древних традиций с новомодными веяниями.

Чжуан Пэн Тао и Чжоу Лу Пин отмечают, что архитектурным конструкциям совершенно необязательно быть жесткими, они могут быть мягкими подобно складкам на ткани. Гибкость конструктивных систем зданий будет способствовать развитию складки во внешнем пространстве извиваясь, скручиваясь, раскрываясь, свертываясь с возможностью возвращения в первоначальное состояние. ^[9] Благодаря гладкости и гибкости процесса складчатого формообразования ничего не устраняется, и ничего не создается кардинально нового, поскольку все вещи, выраженные в складке, есть лишь результат непрерывного процесса изменения материи. Таким образом, складчатая архитектура может рассматриваться как цельное и изменяемое разнообразие форм.

Ян Чжоу видитскладку не только в качестве техники проектирования, но и понимания плоского однородного материала. ^[10] Исходя из основной формы материала, решение достигается благодаря природе. Анализ основных морфологических свойств материала и его исследование имеет непосредственное отношение к поиску современной архитектурной выразительности. Большинство внешних форм не создается из-за внутренних функций или структурных требований, но в основном из-за влияния визуальных и культурных факторов. Стиль моделирования здания напрямую связан с выбором и использованием материала. Плоские гомогенные материалы являются наиболее часто используемыми материалами для современных зданий. В складках зданий обычно используются линейные наклонные сгибы и изогнутые складки, прямые скошенные складки образуют треугольники, создающие пространственные структуры. Активная складка должна удовлетворять требованиям формы, пассивная складка должна удовлетворять требованиям внутренних сил, образованных явной силой. Каким образом обеспечить удовлетворение требований к активным и пассивным складкам, оптимально организовать их работу Ян Чжоу не сообщает.

Ван Кунь, Сьон Хуа Си и Чжан Ян пишут, что авангардно настроенные архитекторы пытаются использовать новые рациональные методы и философскую теорию для разрыва с традиционной концепцией пространства, стремятся подорвать и внедрить рациональные законы, прорваться сквозь присущую ему форму и интерфейс традиционной современной архитектуры. ^[11] Складки были первоначально получены из «теории монадологии» Лейбница. Монадология представляла собой плюралистический мир, в котором мы живем. Это один из видов простого единства комплексов, образующих разнообразие, но монадология не может использоваться для численного описания его правил. Можно сказать, что все в мире состоит из этих объективных духовных сущностей. Он бесконечен и не может быть разделен в целом на части. Монадология внутренняя, закрытая, она может быть косвенной только как зеркало. Однако следует заметить, что монадологическое представление о мире существует уже более четырех тысяч лет – с момента появления буддизма. Обращение к монадологии в традиционном понимании исторического контекста скорее есть шаг назад, чем шаг вперед. Научность такого подхода вызывает много сомнений.

Ли Цзян Цюнь связывает складки, узлы и их возможные многообразия в архитектуре с топологической геометрией. Складка часто используется в архитектуре, материалах и пространствах, расширяя континуум, создавая новую реальность и новое понимание законов гравитации. ^[12] Современные пластичные материалы позволяют образовывать складки. Так называемое непрерывное преобразование топологии происходит из-за изгибания, растяжения, сжатия, скручивания геометрических объектов или любой их комбинации. Топология допускает очень общие типы преобразований, это означает, что большая часть известной природы геометрии больше не будет применяться. Общая концепция классической геометрии, включающая прямые линии, круги, углы, длины, области и т. д., все это потеряло смысл в топологии, поскольку она может стать неузнаваемой в непрерывном преобразовании.

Ли Юань Цян, У Сян Фэн и Сунь Цин Цзюнь отмечают, что формы складки рассматривались художниками как способ выражения чувств с древнейших времен. ^[13] Складки можно интерпретировать как сгибы, волны, образующиеся в результате внешних сил. Жиль Делез описывал мир, как полный складками, в котором время и пространство образовано раскрытием и свертыванием складчатой материи. Инфлекция – необходимое условие для формирования складок. Став архитектурной формой, распространяющейся, как на структуру, так и характеристики материала, складка может заменить пространственные конструкции, рассматриваясь в качестве самой архитектуры, а также быть доминирующей в пространстве и времени. Существование складок относится к присущей Вселенной природе и внутреннему примитиву, имеет креативность, изменчивость, разнообразие и процессуальность.

Хань Гуй Лин считает, что взаимная природа складок и окружающей среды открыла окно возможностей для творчества. ^[14] Творчество – это продукт сложной системы, в которой любой отдельный фактор не может объяснить это явление. Складка содержит принцип непринужденности в себе, который помогает инициировать остроумие людей. Реальное творчество исходит из случайности, все, что происходит в жизни, уникально, свежо, никогда не повторяет возможности, и в нашем научном строительстве есть исключение беспорядка, случайного, нечеткого любого такого примитивного спонтанного поведения. Иллюзия складки является наиболее продуктивным катализатором процесса творчества. Все люди не могут жить только в одном виде сверхчувственного чистого на основе рациональности. Внутренний мир человека имеет нечто более сложное, чем внешний рациональный мир. Это воображение и иллюзия как ядро чувств людей. Подход Хань Гуй Лин интересен именно тем, что в нем складка фигурирует не только как сама форма, а как иллюзия формы, воздействующая на сознание людей.

Отечественный опыт исследования

Активное исследование складчатого формообразования в России началось в конце 1990-х годов. Авторитетный российский искусствовед Добрицына И. А. отмечает, что качества нежесткости, уступчивости, большой надежности и жизнеспособности топологических систем оказались привлекательными для новой архитектуры, уместными для принятия новых доктрин, ориентированных на отказ от универсальности и однозначности. ^[15] Концепт свободной формы поначалу был ориентирован на освоение понятия складки, заимствованного из топологической геометрии. Работа Жиля Делеза кардинально повлияла на сознание архитекторов, настроенных на инновации. Метафорически преломляясь концепция складки в архитектуре стала основой новой поэтики. Категория складки означает использование нового метода – бесшовного соединения различий — противоположных по своей природе образов, структур, фигур, что рождает ассоциации с генетикой, с природными и виртуальными мутационными процессами. Математическая формула заменяет материальный исток архитектурной формы. Фактически он отменен. Меняется и тип архитектора. Работа архитектора начинает напоминать труд золотоискателя у некой реки формообразования. Новая форма не постигается в порыве творческого озарения. Она как бы отбирается из обильно струящегося потока виртуальных образов. Полезность «нового» метода формообразования, образно описанного Добрицыной И. А. вызывает много сомнений. Отрицается творческое озарение, труд архитектора сводится лишь к машинальным шаблонным действиям, да и форма становится еще более оторванной от содержания. Ненужность такой «нелинейной» архитектуры совершенно очевидна.

Емельянова О. И. и Маленко М. А. в исследованииструктуры зарождения теории складки и ее воплощения в современных архитектурных концепциях приходят к выводу, что теория складки перенесла центр внимания проектного искусства архитектуры с готового объекта на стадию созревания архитектурной формы, предложив идею топологического непрерывного изменения становящегося объекта. ^[16] Благодаря теории складки укрепились онтологические основания новой нелинейной архитектуры, которая в отличие от механистической линейной теории, предлагает рассматривать окружающий мир как множество самоорганизующихся систем, переживающих периоды стабильности и скачкообразные переходы в иные состояния. Категория складки, с точки зрения концепций нелинейной архитектуры, преломляется метафорически и весьма упрощенно. Осознаются метафорически "силовые поля", рождающие "кванты" энергии, которые следует искать в сплетении несопоставимых образов, преобразуемых синтезирующим воображением. В целом искреннее желание Емельяновой О. И. и Маленко М. А. соединить нелинейную теорию с теорией складки не представляется ясным. Обе теории, основанные на идее самоорганизующихся систем, не противоречат друг другу, так же как друг друга и не дополняют.

В качестве перспективы развития складчатых оболочек Коротич А. В. видит раскрытие художественно-эстетического потенциала плоскогранных складчатых оболочек, трансформируемых из плоскости, разработку теоретических основ формообразования и создание новых типов складчатых оболочек с фрактальной структурой, с определением их композиционного потенциала, исследование аэродинамического, акустического аспекта формообразования складок, разработку теоретических основ композиционного моделирования куполообразных оболочек на основе изоэдральных сферических разбиений, разработку теоретических основ моделирования иррегулярных складчатых структур. ^[17] Нельзя не согласиться с замечанием автора, что понятие «складчатая оболочка» традиционно и ошибочно большинством архитекторов и конструкторов трактуется очень узко – лишь в качестве определенной разновидности несущих покрытий и стен зданий и сооружений. Спектр перспективных направлений использования новых форм эстетически выразительных и технически эффективных складчатых систем существенно расширился.

Заключение

В целом весьма разнородные работы исследователей достаточно глубоко рассматривают взаимосвязь складчатого формообразования с топологией, монадологией, нелинейной теорией, постмодернизмом, постструктурализмом и т. д. Однако, вопросы, касающиеся эстетики складчатого формообразования, повышения художественной выразительности, взаимосвязи складчатой формы с конструкцией зданий, формирования диалога между внешнем и внутреннем пространством, развитие особого архитектурного мышления, социокультурного воздействия, функциональных, объемно-планировочных решений, экономических затрат, либо рассмотрены поверхностно, либо не изучены совсем. Нерешенность вышеперечисленных вопросов явно прослеживается и в практической реализации складчатых сооружений, среди которых Город культуры в Галисии, Культурный центр Гейдара Алиева в Баку, Харбинский оперный театр, Оперный театр в Гуанчжоу. Складывается впечатление, что практика в погоне за новизной значительно опережает теорию. Масштабное исследование развития формы складки в архитектуре, охватывающее многовековой культурный опыт, не проводилось, труды исследователей в целом ограничены жесткими временными рамками, в связи с чем, причины обращения к складчатому формообразованию полностью не ясны. Чуть ли не каждый исследователь видит проблемы складчатого формообразования по-своему, что зачастую создает путаницу.

Несмотря на отсутствие успеха в попытках наполнить делезианские тезисы новым смысловым содержанием, исследователям все же удалось наметить вектор будущего концептуального развития складки.