Moskva, Moscow, Russian Federation
The approaches used for research under the Russian Science Foundation Project No. 24-28-00960 “Innovative approaches to modeling prefabricated architectural objects in conditions of multifactorial risks” are presented. A comprehensive multi-level approach to the formation of modern prefabricated architectural objects is proposed. The features of creating prefabricated facilities depending on the category of multifactorial global risks have been identified. The development of principles for compiling a consolidated interactive spatial model of prefabricated objects depending on multifactor levels of modeling in design processes is substantiated.
prefabricated buildings, anthropogenic, natural and man-made factors, innovative technologies, dynamic adaptation, multifactorial risks, information modeling
Фундаментальное научное исследование «Инновационные подходы к моделированию быстровозводимых архитектурных объектов в условиях многофакторных рисков», выполняемое в рамках конкурса РНФ по Проекту № 24-28-00960, направлено на разработку и внедрение принципиально нового подхода к созданию проектов быстровозводимых архитектурных объектов. Исследование предполагает решение проблемы путем использования динамических свойств формообразования быстровозводимых архитектурных объектов при решении проблемы адаптации пространства обитания. Это позволит осуществить выявление их новых свойств и прийти к разработке целостной системы моделирования в контексте социальной динамики развития общества. На базе проведенного исследования будут разработаны новые принципы формирования пространственной среды обитания, основанные на динамической адаптации, трансформации и гибкости, где непрерывное во времени преобразование становится одним из видов существования быстровозводимых объектов [5].
Целью настоящего исследования является получение новых знаний в теории и практике архитектуры при формировании проектов быстровозводимых архитектурных объектов, в которых для обеспечения безопасности существования используются технические инновации будущего. В настоящем исследовании осуществляется попытка выявления новых подходов и методов формирования современных быстровозводимых архитектурных объектов в условиях многофакторных рисков на территориях, подвергшихся воздействию антропогенных, природных, техногенных и других факторов, что позволит снизить последствия разрушительных событий и эффективно отвечать на непредсказуемые вызовы.
Для исследования характерен системный подход к решению рассматриваемой фундаментальной научной проблемы, на основе которого принят комплексный алгоритмический метод для устойчивого развития системы. Данный метод является важной частью теории адаптивного проектирования. В качестве основной линии конкретизации метода, исследование предлагается проводить послойно по трем уровням: концептуального и логического моделирования, а также уровня физических данных, с последующим составлением сводной интерактивной модели, основанной на принципах интеллектуального выбора. В отличие от принятых методов моделирования пространства обитания, в научном исследовании впервые предлагается использовать технологию проектного прогнозирования – футуродизайна как метода проектирования, используемого для перспективной разработки новых изделий и предметной среды будущего [4].
Современные исследования, посвященные быстровозводимым архитектурным объектам различной функциональности, рассматривают разрозненные аспекты организации, композиционных и образных решений, технологического оснащения и экологического воздействия данных объектов, но пока они не объединены в целостную систему, которая станет научной основой и руководством для прикладных исследований и практических разработок.
Фундаментальной научной задачей, на решение которой направлено настоящее исследование, является разработка принципов составления сводной интерактивной пространственной модели быстровозводимых объектов в зависимости от многофакторных уровней моделирования в процессах проектирования :
1. Разработка концептуальной модели данных наиболее общего вида и практически не привязанной к реалиям на основе создания проблемно-целевого блока прогнозирования быстровозводимых жилых зданий, где основной операцией является анализ исходной ситуации (социально-культурной, производственно-экономической, структурно-типологической).
На этом этапе необходимо будет рассмотреть общие технические и социальные подходы к организации пространственной среды обитания. Первый тип отталкивается от технических разработок по организации среды, от их возможностей и конкретных особенностей каждого способа. У социальных концепций основным фактором формирования являются человеческие потребности и проблемы, в зависимости от которых происходит подбор необходимых технических средств.
Решение поставленных задач потребует выявления элементов и структурных связей, которые должны быть преобразованы для формирования качественно новых быстровозводимых объектов. Кроме того, целесообразно рассмотрение общих подходов к организации среды обитания, социальных факторов, технических разработок и их возможностей, что, в свою очередь, дает возможность обосновать недостатки исходной ситуации и наметить пути их устранения.
Проблемно-целевой блок, создаваемый в контексте методов прогнозного проектирования футуродизайна, задает общую цель и объект прогнозирования. На данной стадии предфорсайта (Pre-foresight Stage) участники проведения форсайта (Stakeholders) и пользователи результатами его проведения (Users) определяются с целями и задачами организации предвидения и с источниками финансирования [4].
2. Разработка логической модели данных, раскрывающей конкретные архитектурные и конструктивные приемы формирования быстровозводимых жилых зданий, где логическое проектирование сводится к тому, чтобы правильно сформировать объекты, их атрибуты и взаимосвязи.
Здесь необходимо будет раскрыть конкретные архитектурные и конструктивные приемы формирования модели пространственной среды. Окончательное решение может включать комбинацию уже созданных на сегодняшний день технических приспособлений, а также разного рода «ноу-хау» и отдельные разработки, не имеющие развернутой концептуальной базы. Основополагающим тезисом логической страты становится синергетический подход, и архитектурные концепции могут быть объединены универсальным термином «синерго-архитектурное» пространство обитания.
Логическая модель данных, в отличие от концептуальной модели, несет в себе сравнительно малую семантическую нагрузку и должна иметь четко выраженную структуру, предметное наполнение и систему связей, изменение которых ведет к изменению функций и структуры объекта в целом. Здесь необходимо раскрыть конкретные архитектурные и конструктивные приемы формирования модели пространственной среды. Основополагающим тезисом логической страты становится выявление закономерных тенденций развития быстровозводимых объектов на территориях, подвергшихся воздействию антропогенных, природных и техногенных факторов, и на их основе предвидеть возможные изменения на ближайших и перспективных этапах.
Созданный на этой стадии концептуально-моделирующий блок формирует и представляет логическую модель объекта разработки. Здесь на стадии форсайта (Foresight Stage) задействованы все сформированные организационные институты, работают эксперты, ведутся проработки в этой области и готовятся промежуточные и итоговые документы в виде обсуждений, проведения семинаров, обобщения проводимых исследований и докладов [4].
3. Разработка физической модели быстровозводимых объектов, которая непосредственно учитывает такие аспекты, как технологическое решение, безопасность, эффективность функционирования среды и другие проблемы, обусловленные технологическими факторами.
Определение критериев оценки здесь осуществляется с точки зрения технических решений. Классификация подобных решений базируется на принципах энергосбережения, а также необходимости применения инновационных технологий. Заключительным этапом становится оценка степеней уязвимости, в данном случае – различных технических решений, обусловленных технологическими факторами (например, связанными с крупномасштабными техногенными катастрофами, быстрым и плохо контролируемым развитием технологий гражданского и военного назначения) [1].
Проведение проектно-экспериментальных разработок, фиксирующих преобразование объекта на ближайших и перспективных этапах, а его содержание характеризует наполнение модели объекта предметно-морфологическими свойствами и характеристиками, обусловленными информационными факторами. Происходит перевод логических понятий и определений в наглядные образы, представленные в проектной форме, а также определение новых функций и структуры быстровозводимых объектов в процессе прогноза. Созданный на этой стадии прогнозно-концептуальный блок характеризует закономерности и тенденции развития во времени разработки объекта.
Этап завершается представлением прогнозно-проектных разработок с приложением научных и социально-экономических обоснований, обусловленных информационными факторами (связанными с распространением веб-угроз и кибер-атак, незащищенностью персональных данных в виртуальном пространстве, цифровыми правами, информационными войнами).
В результате проведенного исследования после выявления структуры и элементов производится разработка принципов составления сводной интерактивной пространственной модели быстровозводимых объектов на различных уровнях. Станет возможным соединить полученные результаты в единую индуктивную и адаптивную цифровую модель. Такая модель предполагает интерактивное функционирование при помощи компьютерной обработки, для чего полученные результаты переносятся на электронный носитель, и формируется многомерная матрица, основанная на принципах интеллектуального выбора [2].
Появление глобальной компьютерной сети Интернет сделало возможным разработку новых принципов имитационного моделирования социальных систем, когда каждый участник представляет собой только часть системы, а в совокупности множество независимых стратегий приводит к появлению сложной иерархической системы. Имитационное моделирование в широком смысле связано с изучением и предсказанием поведения модели сложной системы, когда эксперимент над этой системой невозможен или нежелателен в реальных условиях ее существования. В целом ряде случаев, имитационная модель является единственной альтернативой получения информации о поведении объекта и его характеристиках. Возникновение и развитие имитационного моделирования как научной дисциплины тесно связано с развитием и ростом мощности вычислительной техники, которая играет важную роль в одном из направлений его дальнейшего развития – появлении интерфейса «виртуальная реальность» [3].
Теоретически виртуальная реальность – абсолютный интерфейс пользователя и компьютера, в котором используются все или почти все системы взаимодействия с внешним миром (зрительные, слуховые, тактильные, гравитационные и т.д.) в системе «человек – компьютер». В данном случае взаимодействие осуществляется между человеком и фантомом-моделью, обладающим чертами реального мира, но с ним физически не связанным.
Рассмотренные аспекты создания, развития и применения технологий стратегического прогнозирования и моделирования среды – форсайта и имитационного моделирования (применения моделей с интерфейсом «виртуальная реальность»), далеко не исчерпывают всех возможных приложений. Стратегическое прогнозирование и моделирование глубоко проникает в теоретическое мышление, применяясь в органическом единстве с другими методами познания, а их важная познавательная и креативная функция состоит в том, чтобы служить импульсом и источником новых теорий.
Решение поставленных задач исследования по разработке научных основ проектирования быстровозводимых жилых зданий в условиях многофакторных рисков потребует тщательного рассмотрения с позиций поставленной проблемы. Это позволит выявить новые подходы к исследованиям, а также даст направление поискам по созданию подобных объектов, откроет перспективу использования оригинальных средств в архитектурной формации.
1. Galeev, S. A. Adaptaciya arhitekturnyh sistem k ekstremal'nym usloviyam okruzhayuschey sredy / S. A. Galeev // APRIORI. Seriya: Estestvennye i tehnicheskie nauki. – 2015. – № 4. – URL: http://www.apriori-journal.ru/index.php/journal-estesvennienauki/id/769 (data obrascheniya: 10.05.2024).
2. Lekareva, N. A. Modelirovanie kak tvorcheskiy metod v vysshem obrazovanii arhitektora / N. A. Lekareva // Fundamental'nye issledovaniya. – 2007. – № 7. – S. 97-99. – URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3345 (data obrascheniya: 13.05.2024).
3. Nekotorye aspekty primeneniya imitacionnyh modeley s interfeysom «Virtual'naya real'nost'» / V. I. Aleshin, V. O. Afanas'ev, N. V. Makarov-Zemlyanskiy [i dr.] // Voprosy kibernetiki. – 1995. – № 181. – S. 5-20.
4. Sayfullin, F. Principy futurodizayna / F. Sayfullin // SUBSCRIBE.RU – URL: http://subscribe.ru/group/futurodizajn-poisk-reshenij-adekvatnyih-buduschemu/137303/ (data obrascheniya: 10.05.2024).
5. Saprykina, N. A. Osnovy dinamicheskogo formoobrazovaniya v arhitekture / N. A. Saprykina. – Moskva : KURS, 2021.
