Фрактал — это структура, состоящая из частей, которые так или иначе напоминают целое. Одним из основных свойств фракталов является самоподобие.
Объект называется самоподобным, если увеличенные части предмета подобны самому предмету и друг другу, но полностью не копируют свой исходник.
Иначе, в простейшем случае, можно сказать, что небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.
По мнению исследователя В.Н. Бабича, «Фрактал — это сложная структура с искаженной пространственной формой и нерегулярной или регулярной; хаотичной или регулярной и повторяющейся в любом масштабе».
В центре фрактальной фигуры находится ее простейший элемент – равносторонний треугольник, называемый «Фрактал». Затем строятся равносторонние треугольники в среднем отрезке сторон, равных стороне (1/3) исходного Фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-преемниками первого поколения, располагаются треугольники-преемники второго поколения с одной стороной (1/9) от края исходного треугольника расположены.
Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта воспроизводят свойства всего объекта. Получившийся объект называется «Фрактальная фигура». Процесс наследования может продолжаться бесконечно.
Фрактальную архитектуру можно разделить на два типа: интуитивную и сознательную. В первом случае примером может послужить немалое количество архитектурных шедевров прошлого, в которых строители или же сам архитектор неосознанно использовали принцип фрактального строения. Это отражается как в общем облике здания, так и в отдельно взятых деталях фасада. Встречаются такие сооружения и в западной, и в отечественной архитектуре.
Исторический музей в Москве – прекрасный тому пример. Башни пирамидальной формы, являясь самостоятельным элементом, создают общую зигзагообразную линию постройки и в то же время повторяются в мелких деталях, из которых и состоят.
Древние индийские и ацтекские ступенчатые храмы представляют идеальный вариант геометризации объёма.
Следует отметить, что фракталы также отличаются по степени сложности алгоритма, в связи с которым и происходит повторение какого-либо элемента – квазифракталы и мультифракталы. Несмотря на это, все разновидности требуют тщательного расчёта чисел размеров и соотношений.
Современные архитекторы чаще всего прибегают к сознательной и сложной фрактальной архитектуре, создавая новые схемы алгоритмов.
Дополнительной нагрузкой является то, что проекты разрабатываются не для одного здания, а целого комплекса, района и даже нескольких кварталов.
Например, проект Мемориала двухсотлетней независимости Мексики, предложенный местными властями Мехико, включает в себя обширную территорию с парками, жилыми зонами и автострадами.
В индийском городе Ченнаи имеется уже реализованный проект жилого фрактального дома, рассчитанного на богатых жильцов. Всего в нём 6 квартир по 500 квадратных метров каждая, где принцип самоподобия заключается во внутреннем строении.
В Японии за основу свадебной часовни взяли один из наиболее распространенных мотивов – спираль. Именно она является универсальным фракталом, так как в абсолютно любой части подобна самой себе. Мало того, две переплетающиеся спиральные лестницы имеют символическое значение акта бракосочетания.
Японский ресторан Тори-Тори в Мехико – ещё один прекрасный пример типичной фрактальной архитектуры. Фасад, представляющий собой сетку, – самый простой вариант фрактального алгоритма, имеющий неограниченное количество повторений.
В основе Великого Египетского музея – археологического музея в Гизе, – открытого в 2015 году, лежит прямая цитата.
В здании использован треугольник Серпинского для дизайна фасада и внутренних помещений.
Подводя итог, можно заявить, что фрактал – это новое, но совсем не страшное и чужеродное слово в архитектуре. Используя фрактальный принцип строения, современные архитекторы достигают высокого уровня постройки по всем основным пунктам – от необычности и уникальности фасада до практичности и устойчивости в конструкции.
Фрактальная геометрия, с ее повторяющимися, самоподобными структурами, обнаруживает интересное применение в архитектуре, создавая уникальные и визуально захватывающие формы.
Вот несколько аспектов, демонстрирующих оригинальность и глубину проработки объектов фрактальной геометрии в архитектуре:
Самоподобие и Детализация:
Использование фрактальных структур позволяет создавать здания с удивительным уровнем детализации, сохраняя при этом самоподобие на различных масштабах.
Архитекторы могут добиваться гармонии и сложности одновременно, внедряя детали на всех уровнях здания, что создает эффект привлекательности при ближайшем рассмотрении.
Функциональность и Эффективность:
Применение фрактальных принципов в планировке помещений и фасадах может создавать нестандартные, но функциональные формы.
Архитекторы могут использовать фрактальные алгоритмы для оптимизации пространственного планирования, что приводит к эффективному использованию площади и ресурсов.
Динамичность и Инновации:
Фрактальные формы придают архитектуре динамичный и современный вид, отличающийся от традиционных геометрических форм.
Интеграция фрактальных элементов может способствовать инновациям в строительных материалах и технологиях, таких как использование легких и прочных структур.
Экологическая Устойчивость:
Фрактальные принципы могут быть использованы для создания органических, природоподобных форм, что способствует визуальному сочетанию с окружающей природой.
Архитекторы могут применять фрактальные концепции для проектирования зданий с улучшенной энергоэффективностью и использованием экологически чистых материалов.
<Продолжение статьи> Майорова М.М., ИАиД
А также:
