Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Представлены подходы, используемые при проведении исследований по Проекту РНФ № 24-28-00960 «Инновационные подходы к моделированию быстровозводимых архитектурных объектов в условиях многофакторных рисков». Предлагается комплексный многоуровневый подход к формированию современных быстровозводимых архитектурных объектов. Выявлены особенности создания быстровозводимых объектов в зависимости от категории многофакторных глобальных рисков. Обоснована разработка принципов составления сводной интерактивной пространственной модели быстровозводимых объектов в зависимости от многофакторных уровней моделирования в процессах проектирования.
быстровозводимые здания, антропогенные, природные и техногенные факторы, инновационные технологии, динамическая адаптация, многофакторные риски, информационное моделирование
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. Галеев, С. А. Адаптация архитектурных систем к экстремальным условиям окружающей среды / С. А. Галеев // АПРИОРИ. Серия: Естественные и технические науки. – 2015. – № 4. – URL: http://www.apriori-journal.ru/index.php/journal-estesvennienauki/id/769 (дата обращения: 10.05.2024).
2. Лекарева, Н. А. Моделирование как творческий метод в высшем образовании архитектора / Н. А. Лекарева // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 7. – С. 97-99. – URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3345 (дата обращения: 13.05.2024).
3. Некоторые аспекты применения имитационных моделей с интерфейсом «Виртуальная реальность» / В. И. Алешин, В. О. Афанасьев, Н. В. Макаров-Землянский [и др.] // Вопросы кибернетики. – 1995. – № 181. – С. 5-20.
4. Сайфуллин, Ф. Принципы футуродизайна / Ф. Сайфуллин // SUBSCRIBE.RU – URL: http://subscribe.ru/group/futurodizajn-poisk-reshenij-adekvatnyih-buduschemu/137303/ (дата обращения: 10.05.2024).
5. Сапрыкина, Н. А. Основы динамического формообразования в архитектуре / Н. А. Сапрыкина. – Москва : КУРС, 2021.
