8714

29

решений, принимаемых при проектировании жилых пространств. Жилые пространства могут совмещать разнообразные типологические сооружения: жилье для студентов различных курсов и ступеней обучения; жилье для аспирантов, семейных студентов, иностранных студентов (в некоторых страна и университетах они живут отдельно от основного этнически целостного контингента), а также жилье для работников администрации, обслуживающего персонала, преподавателей, приглашенной профессуры и исследователей.

Всвязи с таким разнообразием типов объектов, предназначенных для постоянного проживания людей на территории кампуса, социальные вопросы регламентов территории кампуса научно-образовательного комплекса предполагает решение сложных задач по обеспечению комфортной социальной среды: различные типы жилья, различные принципы расселения (этнический, по комфорту, гендерный), внимание к религиозным и национальным аспектам регламентов (Ситэ Университэр (Париж, Франция), общежитие Тиерагртен (Копенгагаен, Дания), городок Кеетвонен, (Амстердам, Голландия, и другие).

Висследовании установлено, что, в зависимости от условий реализации концепции и образовательной программы, влияния различных факторов, могут применяться разные пространственные схемы: с дифференцированным зонированием, использованием приемов логистики (в том числе и вертикальной). Проведено исследование процесса формирования научно-образовательных объектов в аспекте их архитектурнопространственных характеристик, а также выявлены основные принципы формально-композиционного моделирования объектов.

Эти принципы: блочный (композиция из блоков под каждую функцию), «оболочка-черный ящик» (совмещение функций в одном объеме), уровневый (разделение функций по уровням, с использованием центрального узлового блока), принцип «пространственного ядра» (создание центрального коммуникационного пространства), «центричности», «ландшафтной интеграции».

Предложена дифференциация эффективных архитектурнопространственных моделей объектов научно-образовательных комплексов в соответствии с новыми образовательными стандартами, на основе шести формально-композиционных принципов: принципа трансформации (для обеспечения максимума коммуникационных процессов и изменений программы), принципа синергии функций, принципа компактности структуры, принципа технологичности (обеспечения возможностей для применения современных технологий образования), принципа экологичности и энергоэффективности (при максимальном использовании природных и возобновляемых источников энергии).

Вцелом, основные функциональные объекты комплексов для науки и образования (НОЦ, ИТЦ и МИЦ) сходны по ряду основных принципов: свобода внутреннего устройства и возможность его перепланировки для обеспечения максимума коммуникационных процессов, обеспечение возможностей для разработки и применения современных технологий образования, наличие

30

центрального рекреационно-коммуникационного многофункционального пространства, которое является центром архитектурной композиции.

Впятой главе «Технологии архитектурного проектирования и

методика формирования эффективных проектных решений научнообразовательных комплексов. Теоретическая модель формирования НОК», интегрировав предыдущий анализ и рассмотрев перспективные модели научно-образовательных комплексов, был сделан вывод о том, что на уровне территориальной планировочной схемы размещения комплекса и градостроительного проектирования, практически все крупные современные комплексы в итоге приходят к реализации территориально-пространственной модели кампусов третьего и четвертого типа: интегрированного и распределенного.

Совместные кампусы становятся стратегией создания новых крупнейших научно-образовательных, исследовательских и инновационнопроизводственных комплексов при развитии и освоении территорий. Кроме объединения университетов в единый кампус, важной тенденцией является территориальное сближение с другими экономическими и промышленными структурами, технопарками и технико-внедренческими зонами. Так «кампусная» система трансформируется, на ее основе формируются новые типы градостроительных структур, на основе концепции «умного» города (Масдар, ОАЭ). В данной главе предложены модели в нескольких масштабах проектирования: объектного, градостроительного, территориального, и для каждого предложены принципы методологии.

Врезультате анализа современных трендов сформулированы принципы «интеллектуальной» архитектуры основных научнообразовательных объектов (НОЦ, ИТЦ, МИЦ): современное здание представляет собой сложное инженерное сооружение, включающее в себя конструкции, которые влияют на форму здания, образование комфортного

пространства, на его способность к модификациям, и десятки взаимодействующих между собой инженерных подсистем - таких как cистемы безопасности, системы контроля освещенности, влажности, температуры, системы энергосбережения, системы контроля коммуникаций.

Использование методов проектирования в концепции «умного» города,

с использованием технологий больших данных и параметрического моделирования, позволяет качественно улучшить результаты работы, превратить генплан из статичного объекта в динамический инструмент, при помощи пофакторной модели.

В этой модели возможно учитывать ландшафтные особенности, социальные явления, историческую ткань и региональную специфику, а также архитектурно-пространственные качества территорий и их взаимодействие в динамике. Параметризация позволяет за короткое время «проиграть» различные схемы с помощью изменения параметров. Имея возможность закладывать в процесс проектирования большее количество данных и ограничений, можно получить проект, максимально учитывающий многие факторы.

31

Таким образом, на уровне территориального планирования (размещения научно-образовательных комплексов) можно наиболее эффективно применять: методы пофакторного анализа контекста, методики процессного анализа, использование алгоритмов больших данных и искусственного интеллекта.

На уровне создания планировочной структуры НОК эффективно применение следующих методик: многоступенчатого проектирования, параметрического моделирования, использования концептов и инвариантов.

На уровне архитектурно-пространственного моделирования отдельных объектов НОК, необходимо отметит важность применения следующих методологических принципов: принципа процессного анализа (проектирование не объектов, а процессов); принципа многоступенчастости проектирования, с акцентом на технологиях образования (использование компетентностного подхода и кейсовых методов обучения); принципа трансформируемости (предполагающего трансформируемое пространство и технологическое оснащения для использования механизмов дистанционного и виртуального обучения); принципа контекстности архитектурного облика; использование технологий «интеллектуального здания» и информационного моделирования (BIM). Информационная модель максимально соответствует сложным программам функционального наполнения и развития научнообразовательных, информационно-технологических и других объектов рассматриваемого профиля.

Модель использует проектирование не формы, а процесса эксплуатации пространства и включает в себя:

-слой функциональный (процесс эксплуатации);

-слой конфигуративный (конфигурации форм и элементов, их сборка);

-слой конструктивный (статика и динамика модели, нагрузки);

-слой биоклиматический (комфорт пребывания при изменении среды);

-слой этапов строительства;

Использование трехмерного моделирования и виртуального пространства позволяет расширить спектр инструментов моделирования.

В итоге была разработана теоретическая модель формирования научно-образовательного комплекса нового поколения, основанная на модели образовательного цикла нового поколения, в единой архитектурнопространственной структуре на трех уровнях: территориальном, градостроительном и объемном. Данная модель графически интегрирует возможные применяемые методы моделирования процессов и форм, а также основные влияющие на эти процессы факторы.

На основе методических рекомендаций концептуального проектирования современных инновационных научно-образовательных объектов и комплексов в стратегии «устойчивого развития» урбанизированных территорий была разработана серия проектов для апробации, проверки и подтверждения теоретических положений и выявленных принципов и закономерностей как основных результатов диссертационной работы, а также

32

для решения стратегических задач и локальных технических, функциональных и пространственно-композиционных вопросов при формировании архитектурной среды научно-образовательных объектов и комплексов.

Результаты исследования

В результате настоящего исследования решена важная для архитектурной науки проблема - сформулированы теоретические основы и принципы формирования научно-образовательных центров и комплексов нового поколения, на основе современных технологий обучения, как фундамент качественной «академической среды». Это позволило сделать следующие выводы:

1.Воссоздана картина генетического (исторического) процесса

формирования архитектуры научно-образовательных комплексов в контексте развития «эпистем» культуры, в русле развития парадигм образовательных технологий. Установлено, что тенденции образовательных технологий в контексте культуры являются основой формирования архитектурнопространственных принципов моделей НОК. Определены основные этапы развития образования (высшего, «третичного» образования) как процесса,

который оказывает влияние на основы формирования и развития архитектурного пространства научно-образовательных комплексов. Установлено, что разным историческим периодам соответствовали различные концепции знания, и предложена авторская периодизация основных периодов (этапов генетического процесса): синкретическая, традиционная доиндустриальная (клерикальная), индустриальная (естественно-научная, включающая возрождение и классическую), постиндустриальная (креативная, самоорганизующаяся), сетевая (современная нам эпистема, в периоде становления). Доказано, что первоначально научно-образовательные объекты не пользовались выделенным специальным обособленным пространством для обучения, но в процессе роста и усложнения социальной структуры обучения и его технологии, возникли специализированные пространства для научнообразовательной и исследовательской деятельности.

2.Выявлены основные архитектурно-пространственные прототипы научно-образовательных комплексов, характеризующих различные исторические периоды:

-синкретический – сакральный комплекс;

-традиционный доиндустриальный (клерикальный) – «колледж»;

-индустриальный (естественно-научный) – «кампус»;

-постиндустриальный (современный, креативный) – «технологическая единица НОЦ»;

-сетевой период – «образовательный офшор», «сетевой» («свободный») университет. Предложена авторская трактовка современного научнообразовательного комплекса «мирового класса» как пространства совместной работы исследователей, преподавателей и студентов, территории с особой

33

комплексной организацией, своим специально разработанным уникальным архитектурно-пространственным обликом.

3.Разработана система принципов формирования научнообразовательных комплексов на трех уровнях: территориального планирования (в аспекте размещения НОК), градостроительного проектирования НОК (планировочная структура), объектного моделирования (архитектурно-пространственные структуры композиции). Определены глобальные социально-экономические и культурные тренды, влияющие на локальный контекст проектирования: сотрудничество различных отраслей экономики и отдельных вузов, непрерывность процесса образования, развитие цифровых технологий, искусственного интеллекта, виртуальной реальности, геймификация образования, индивидуализация обучения. Выявлены основы развития образования на современном этапе, влияющие на пространственные характеристики объектов НОК:

-индивидуализация траекторий обучения с установлением междисциплинарных связей,

-повышение роли дистанционного и виртуального обучения с сохранением необходимости межличностного и профессионального контакта,

-сосуществование стратегий виртуализации и акцентуализации пространствавремени обучения, разделения на индивидуальные и командные подходы. При этом развитие дистанционного обучения оставляет необходимость прямого и непосредственного общения участников процессов в едином архитектурном пространстве, для сохранения высокого качества обучения и уровня исследований.

4.Определена система факторов, воздействующих на функциональную схему и пространственную структуру научнообразовательных комплексов. Определены внешние и внутренние факторы, внутренние процессы и актуальные явления, оказывающие влияние на академическую среду.

Внутренние факторы – совокупность элементов идеологии, методологии, технологий образования, дополненные социокультурными особенностями и функциональными ограничениями.

Внешние факторы - природно-климатические особенности среды проектирования и строительства, ландшафтно-пространственные факторы территории размещения, специфические свойства окружающей урбанизированной среды, социальной среды и урбанистического контекста, пространственно-композиционные и технико-конструктивные инварианты, экологические и санитарно-технологические требования, законодательные требования, финансовые ограничения и ресурсы, действующие в общем социально-культурном контексте. Данные факторы определяют особенности разработки диверсифицированной структуры инновационных пространств, объединяющих функции образования, исследований, опытного производства.

34

5.Установлены теоретические основы формирования пространственной структуры научно-образовательных комплексов в соответствии с моделями образовательных циклов. Выявлено несколько условных моделей академической среды («мастерская», «лаборатория», «класс», «портал» и др.), которые продолжают функционирование на сегодняшнем этапе, в целом характеризуемом превалированием новых технологий, разделяющих пространство и время (дистанционные, виртуальные

ит.д.). Сделан вывод, что концептуальной основой «генетического» аспекта формирования научно-образовательных комплексов является понятие «академической среды» (с определенными виртуальными и физическими параметрами), как отражения образовательного цикла.

Разработана модель образовательного цикла нового поколения,

включающая взаимосвязь исследований, образования и производства. Эта модель является концептуальной основой теоретической модели НОК нового поколения. Данная модель подразумевает территориально-

пространственное и функциональное взаимодействие пространств для обучения (передачи знаний), накопления и хранения информации, исследований (производства знаний), выставочной деятельности, конгрессной (конференсной) деятельности, опытно-внедренческой деятельности (бизнесинкубаторов, технопарков, опытных производств). Применение модели подтверждено на примерах: на макроуровне территориального планирования (Парк Научного треугольника в Северной Каролине, США), на уровне градостроительного проектирования (инновационная зона Сколково, Москва, Институт Масдар, ОАЭ), на уровне архитектурно-пространственного моделирования отдельных объектов (Институт Аалто в Хельсинки, Финляндия

идр.). Установлено, что территориально-пространственное объединение исследовательской и образовательной деятельности различных университетов, разной направленности, разной историей, различным набором дисциплин, обеспечивает конкурентные преимущества в долгосрочной перспективе, экономии при аутсорсинге социальных функций, по сравнению с традиционными университетами и научными центрами, что делает эффективной стратегию формирования образовательных офшоров и «свободных» университетов.

6.Предложена авторская система классификации НОК по типам территориального планирования и размещения в урбанистическом контексте (городской, загородный, распределенный и интегрированный типы),

архитектурно-градостроительным подходам и композиционно-

планировочным принципам (моноблочный, моноцентрический, квартальный, линейный и полицентрический тип градостроительной планировки). Сформулированы эффективные стратегии применения типов территориального развития университетов в тандеме с городами-«донорами» и особыми индустриальными и экономическими зонами:

- моноблочная и моноцентрическая модель микрокампуса (для городского локального размещения),

35

-квартальная модель (характерная для макрокампусов интегрированного типа, в смешанной городской застройке, новых градоформирующих кампусов),

-линейная модель для загородных локальных комплексов,

-полицентрическая модель, характерная для макро и мегакомплексов загородного и интегрированного типа.

7.Определены теоретические принципы проектного моделирования

НОК на основе современных образовательных тенденций, на уровне

территориального планирования и градостроительного проектирования

комплексов в структуре урбанизированной среды, с учетом различных стратегий формирования генеральных планов городов и собственно научнообразовательных комплексов:

-на уровне территориального планирования: автономия, территориальная \

технологическая связность, безопасность территории, (социальная, технологическая, экологическая, террористическая безопасность), энергоэффективность, интеграция в природное окружение.

-на уровне градостроительного проектирования: идентичность, социальная инфраструктура, человеческий масштаб застройки, высокие качества архитектуры, наличие общественных пространств и наличие общественной «публичной» зоны.

Сформулированы угрозы эффективного функционирования научно-

образовательного комплекса, которые заключаются в стратегических решениях, принимаемых на уровне территориального планирования и градостроительного проектирования: размещение в соседстве с социальным «гетто»; высокая плотность застройки; отсутствие качественной природной и культурной среды; разделение единой территории (улицами и дорогами); чрезмерная удаленность от города; отсутствие территориальной связности комплекса; отсутствие центрального общественного пространства кампуса; «нерепрезентативность» облика основных объектов и общественных пространств НОК.

8.Разработана теоретическая функционально-пространственная модель НОК, которая отражает основные функциональные зоны научнообразовательного комплекса:

-зона учебных процессов;

-зона научно-исследовательских процессов;

-технико-внедренческая зона; жилая зона (с объектами вспомогательных функций и объектов социальной инфраструктуры);

-административно-хозяйственная зона;

-рекреационная зона;

-информационно-выставочная зона;

-специальная зона. Данная модель также включает основные категории пространства научно-образовательного комплекса кампусного типа: публичное (общественное), приватное, коммуникационное, резервное. Сформулированы ключевые качества общественного пространства научно-образовательных комплексов:

-доступность пространства,

36

-безопасность пространства,

-оборудованность пространства,

-возможность наблюдения действия,

-возможность саморепрезентации в пространстве,

-мультифункциональность,

-сомасштабность пространства общим размерам комплекса. Установлено, что одна из основных идей современного научно-образовательного комплекса – сформировать комфортную среду, в которой будут доступны объекты и пространства учебного, социального, профилей, в которой публичное пространство имеет объединяющие функции. Это пространство усиливает эффект позитивных социальных взаимодействий, продуцирует рост социального капитала.

9.Определены типологические и функциональные единицы научнообразовательных комплексов, объекты, имеющие ключевое значение в структуре НОК:

-НОЦ (научно-образовательные центры как основные технологические единицы нового образовательного цикла),

-ИТЦ (информационно-технологические центры - исследовательские центры и бизнес-инкубаторы),

-МИЦ (медиа-информационные центры, медиатеки, библиотеки),

-жилые комплексы (включающие общежития, жилье для профессорскопреподавательского состава, визит-профессуры, а также интегрированные объекты социального обслуживания).

10.Разработана теоретическая модель НОЦ, как основной технологической и структурной единицы современного НОК - многофункционального сооружения, структура пространств которого дает синергетический эффект в процессе обучения и проведения исследований. В дополнение к основным функциональным пространствам в структуре НОЦ создаются коммуникационные и рекреационные пространства, а также центральное смысловое рекреационно-коммуникационного пространство. С использованием данной модели сформулированы основные принципы композиционного моделирования НОЦев и других ключевых объектов научно-образовательного комплекса, которые включают: принципы формально-композиционного моделирования (блочный, «черный ящик», ярусный, «пространственного ядра», центричности, ландшафтной интеграции); принцип адаптационной и трансформационной свободы внутреннего устройства; принцип технологичности (соответствия основным технологиям образовательного процесса); экологичность и эмпатичность пространства, с использованием экологичных материалов, утилизация выбросов; энергоэффективность, экономия ресурсов и использование природных возобновляемых источников энергии (солнца, ветра и т.д.).

Определены композиционные решения, наиболее часто применяемые в современной практике архитектуры объектов НОК. На основе анализа примеров профессиональных архитектурных научно-образовательных центров

37

(как специфических и характерных отраслевых НОЦев) установлено, что применяемые композиционные решения имеют основной целью

формирование эстетически качественной среды как основы

«академической». Выделено три основных подхода к организации пространственной структуры НОЦ: традиционный подход (выделение функциональных групп пространств); формирование основного многофункционального пространства; выстраивание специфической планировочной организации на основе специфики образовательной программы.

11.Предложена теоретическая модель процессов формирования научно-образовательного комплекса нового поколения, интегрирующая методы формирования НОК и внешние/внутренние факторы, на основании которой предложены рекомендации использования методов формирования НОК и их объектов для трех уровней проектирования:

-на уровне территориального планирования научно-образовательных комплексов рекомендуется применять: методы пофакторного анализа контекста, методики процессного анализа, использование алгоритмов больших данных и искусственного интеллекта.

-на уровне градостроительного проектирования: многоступенчатое проектирование, параметрическое моделирование, использование концептов и инвариантов.

-на уровне архитектурно-пространственного моделирования: принцип процессного анализа, принцип многоступенчатости проектирования, с акцентом на технологиях образования, принцип трансформируемости, принцип контекстности архитектурного облика. Сформулированы теоретические основы «интеллектуальной» архитектуры основных научно-образовательных объектов (НОЦ, ИТЦ, МИЦ) и жилых комплексов:

-свобода внутреннего устройства, которое соответствует необходимым требованиям по трансформации, а также для обеспечения максимума коммуникационных процессов;

-обеспечение применения современных технологий образования, включая использование дистанционных, виртуальных, кейсовых и других методов в образовательном процессе.

12.На основе установленных теоретических принципов формирования эффективных моделей НОК разработаны несколько экспериментальных проектов комплексов (проекты территориального размещения, градостроительного планирования и архитектурные проекты отдельных объектов) для апробации и подтверждения теоретических основ, для формулирования эффективных подходов к решению стратегических, а также локальных технических, функциональных и пространственно-композиционных вопросов при формировании архитектурной среды научно-образовательных комплексов и объектов. Установлено, что для новых университетов эффективны синергетические модели, начиная от совместных кампусов или участия в образовательных офшорах, тесного взаимодействия с технопарками, до «городов-университетов» и «свободных»/сетевых университетов.

38

СПИСОК публикаций автора по теме исследования

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов научных исследований:

1.Пучков М.В. Генетические аспекты формирования архитектурных прототипов и пространственных моделей научно-образовательных комплексов [Электронный ресурс] / М.В.Пучков // Архитектон: известия вузов. - 2021. - №2 (74). – Режим доступа: www.archvuz.ru/2021-2/4.

2.Пучков М.В. Основы формирования архитектурно-пространственной структуры основных объектов научно-образовательных комплексов нового поколения [Электронный ресурс] / М.В.Пучков // Архитектон: известия вузов. - 2020. - №4.(72). - Режим доступа: http://archvuz.ru/2020- 4/2/.

3.Пучков М.В. Бутенко А.А. Параметрическое моделирование архитектурно-пространственной среды города на основе информационных технологий [Электронный ресурс] / М.В.Пучков // Архитектон: известия вузов. - 2015. - №2 (49). – www.archvuz.ru/2015_1/6

4.Пучков М.В. Город и горожане: общественное пространство как модератор поведения людей [Электронный ресурс] / М.В.Пучков // Архитектон. Известия вузов. – 2014. URL www.archvuz\2014_4\1.

5.Пучков М. В. Глобализация и идентичность в архитектуре современных городов / М. В. Пучков // Известия Уральского федерального университета. Сер. 1. Проблемы образования, науки и культуры. — 2013. — № 3 (116).

— С. 140-147.

6.Пучков М.В. Архитектурная идентичность организации: пространственные схемы кампусов [Электронный ресурс] / М.В.Пучков // Архитектон: известия вузов. - 2012. – № 2 (38). - Режим доступа: http://archvuz.ru/2012_2/3

7.Пучков М.В. Университет мирового класса: архитектурнопространственное воплощение «третичного образования» / М.В.Пучков // Известия Уральского государственного федерального университета. Серия 1. Проблемы образования, науки и культуры. - 2012. -№4(107). - С.150-157.

8.Пучков М.В. Архитектурно-градостроительные качества научно-

образовательных пространств / М.В.Пучков // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2011. - № 3. - С. 60-63.

9. Пучков М.В. Интерфейсная модель архитектуры / М.В.Пучков // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2011. - № 2. - С. 70-73.

10.Пучков М.В. Принципы проектирования научно-образовательных центров нового поколения: архитектура современных технологий обучения / М.В.Пучков // Академия. – 2011. - № 2. - С. 48-51.

11.Пучков М.В. Университетский кампус. Принципы создания пространства современных университетских комплексов. / М.В.Пучков // ТГАСУ вестник. – 2011. - №3. - С. 79-88.