В настоящее время широкое развитие получили программные продукты, позволяющие весьма точно моделировать самые различные физические процессы. Это привело к тому, что компьютерное моделирование стало важнейшим средством проектирования и формообразования во многих сферах промышленного производства. При этом, так называемое автоматизированное оптимизационное конструирование дало возможность получать результаты, имеющие высокую эстетическую значимость.

В архитектуре подобный подход фрагментарно и эпизодически можно обнаружить в творчестве некоторых авторов, которые ориентируются на формы, основанные на закономерностях архитектоники и бионики. В подавляющем большинстве случаев, авторы данного направления ориентируются на интуитивные ощущения, но в некоторых случаях, поиск формы осуществляется на основе точного моделирования реальных физических процессов. В частности, известно, что архитектор К. Рен (1632-1723), изобрел конструкцию купола собора Св. Павла, опираясь на идею «цепных линий», механические свойства которых, были замечены другим ученым, Р.Гуком (1635-1703) [1]. Известно также, что метод формообразования на основе «цепных линий» широко использовал в своем творчестве каталонский архитектор Антонио Гауди (1852-1926).

Во второй половине прошлого века научные методы расчетов, точно моделирующих физические процессы нашли широкое применение в бионической архитектуре. Наряду с копированием природных форм, архитекторы в сотрудничестве с конструкторами получили возможность нахождения форм, имеющих оптимальные конструктивные характеристики [2]. Разумеется, следует отметить, что «чистый» конструктивные расчет, даже самый изощренный, не может полностью исключить творческий поиск архитектора, в результате которого рождается, неизмеримый никакими расчетами, художественный образ архитектурного произведения.

В своей книге «Теория архитектуры» [3], А.И. Некрасов (1885-1950), отечественный искусствовед, историк и теоретик архитектуры, описывает восприятие архитектуры через образ, где основой для воображения является знания и понимание реального пространства, формы и материала. По его утверждению, архитектурный образ не является чем-то абстрактным, это высокоорганизованная структура управляемая сознанием. В эту структуру входят множество различных типов представлений, часто индивидуальных и зависящих от конкретной исторической эпохи.

Большое внимание в своей фундаментальной работе А.И. Некрасов уделяет понятию «Архитектоника», и предлагает наиболее интересное определение и близкое данному понятию, через определение тектоники: «тектоника есть образ действия скрытых сил, картина их взаимодействия». Таким образом, «тектонические» представления непосредственно участвуют в формировании архитектурного образа. С приобретением жизненного опыта, в человеческом сознании формируются, тектонические представления о взаимодействии пространства, формы и материала.

Поэтому нельзя утверждать, что архитектурное формообразование может быть основано только на точных конструктивных расчетах. Тем не менее, знание основ оптимизационного конструирования может много дать архитектору как в технологическом, так и в эстетическом планах. Можно предположить, что конструктивно-оптимальная форма всегда будет иметь высокую эстетическую значимость, так как подсознание человека, по всей видимости, «умеет» производить «конструктивный расчет» воспринимаемой формы. И, следовательно, можно предположить, что архитектоничные формы будут красивыми, а также рациональными с конструктивной и экономической точек зрения. Для проверки этого предположения были объединены расчетные программные системы с трехмерным редактором, что позволило создать искусственную среду моделирования, в которой появилась возможность получения показателей, приближенных к реальным. В качестве инструмента были использованы конструкторские расчетные программы SCAD, Cosmos-M GeoStar, а также графический редактор 3DsMax. В ходе исследования, был поставлен виртуальный эксперимент. Была разработана исходная пространственная модель (см. таб.1), представляющая структуру, состоящую из элементов обладающих свойствами определенного материала и разделяющих пространство в зависимости от функциональных требований. К исходной модели была приложена распределенная нагрузка сверху, установлена гравитационная нагрузка и создано защемление у основания. На данной модели был опробован метод, который можно назвать «методом отрицательных перемещений».

В результате компьютерного моделирования была получена форма,  производная от исходной элементарной формы, как некий ответ на внешние физические воздействия. Визуально полученная форма напоминает природные формы, находящиеся в аналогичных механических условиях. Данный результат дает некую основу для дальнейших исследований в данном направлении с целью разработки архитектонических основ формообразования с помощью САПР. Особый интерес для дальнейших исследований представляет автоматизация построения исходных пространственных моделей, в зависимости от функциональных, композиционных и других требований, а также различные методы искусственной адаптации и оптимизации производных форм при различных физико-механических воздействиях.

Список использованной литературы:

1. Мастера строительного искусства.: История проектирования сооружений и среды обитания со времен Древ. Египта до XI X в. / Генри Дж. Коуэн ; 240 с. М. Стройиздат. 1982.

2. Архитектурная бионика / Ю.С.Лебедев, В.И. Рабинович, Е.Д. Положай и др.; Под ред. Ю.С. Лебедева. - М: Стройиздат, 1990. - 269с.

3. Некрасов А.И. Теория архитектуры.: М.: Стройиздат; 480 страниц; 1994 г.