Для определения свойств пространственной циркуляции в архитектурных объектах обратимся к инструментарию графоаналитических теорий, представленному ранее. Мы уже выяснили, что геометрическое построение модели архитектурного объекта предполагает создание некой структуры взаимосвязанных пространственных элементов-локумов. Элементы имеют общие друг с другом границы, будучи в составе компоновочных образований. Каждая такая граница потенциально может быть физически проходимой, обеспечивая возможность проникновения из одного локализованного пространства в другое.
Любое архитектурное образование обладает обязательной связанностью входящих в его состав помещений. Вид этой связанности и определяет форму циркуляционной структуры. Именно эта форма организации циркуляции и интересна нам в качестве предмета исследования. Представим формы циркуляции в графоаналитическом виде.
Для целей количественной оценки этого свойства разработан специальный показатель «контроля доступности». В основу определения этого показателя положено следующее рассуждение. Каждая из ячеек, находясь во взаимосвязи с другими, осуществляет своеобразный контроль их доступности. Чем больше связей приходится на ячейку, тем большим количеством локумов расчетный локум «управляет» и, соответственно, тем меньше степень его зависимости от других.
В связи с этим можно принять допущение, что каждое простраиство-локум определяет свою интенсивность связи с системой в соответствии с общим количеством связей окружающих локумов, т.е. для каждого из этих локумов искомое пространство-локум представлено 1/п своей частью, что и составит его «структурную» долю в общей системе, причем окружающие пространства-локумы также имеют свои степени связанности, и каждое из них будет, в свою очередь, иметь собственную «структурную» долю участия во взаимном контроле доступности.
Третий показатель основан на определении принадлежности той или иной формы циркуляционной организации к циркуляционным типам. Таких типов выделены 5: линейный, гребещковый, ветвистый, ромашковый, сеточный. Работа с этим показателем сводится к процедуре соотнесения конкретной формы циркуляции с тем, или иным типом. Данная процедура осуществляется по определенным методикам, которые будут изложены ниже в разделе экспериментальных методов оценки.
Таким образом, изучение закономерностей структурной организации архитектурного пространства сопряжено с исследованием проблем геометрико-топологического характера и пространственной циркуляционной связанности. Между этими свойствами планировочной формы есть тесная связь. Именно в области исследования закономерностей геометрико- топологических и циркуляционных ограничений пространственной формы заложены основные механизмы архитектурного формообразования.
Среди множества способов физического регулирования архитектурного пространства самым древним и эффективным является обозначение границ пространств-локумов посредством барьеров: стен, изгородей, заборов и т.д. При этом пространственная доступность является важнейшей характеристикой, определяющей возможности управления условиями реализации процессов в пределах заданной территории — будь то отдельное сооружение или целое градостроительное образование. Характеристика доступности в аспекте ее структурного рассмотрения определяет возможность многовариантного перемещения между пространствами-локумами, т.е. наличие выбора маршрута перемещения из одних локумов в другие.
Таким образом, здание в форме куба с длиной стороны 10 м будет иметь объем 1000 м3 и поверхностью 400 м2. Кубическая форма здания является оптимальной с точки зрения заключения максимально большого внутреннего объема при наименьших значениях площади ограждающих поверхностей (сферы и полусферы, как сравнительно редко встречающиеся в качестве форм зданий, мы учитывать не будем).
Интересен тот факт, что обследуемые Р. Боном здания имеют значения отношения площади поверхности к объему большие, чем предлагает кубическая кривая. Это связано с тем, что реальные здания в большинстве случаев имеют удлиненные формы, а контур наружных стен — ломанную конфигурацию. Эта специфическая особенность архитектурных объектов объясняется необходимостью такой планировочной формы, которая бы позволяла большинству помещений иметь окна, обеспечивающие дневной свет, вид и естественную вентиляцию.
Кубическая кривая па графике отмечает значения параметров площади этажа и высоты здания кубической формы. Среди попавших в выборку 40 исследуемых реальных зданий наиболее близкие значения указанных параметров имели здания в 1 — 2 этажа, т.е. здания, которые приближались к форме куба. Одноэтажные здания с большой площадью застройки на графике найдут свое место ниже «кубической» кривой. Большинство зданий имеет форму параллелепипеда с превалированием своей высоты, и на графике, соответственно, они разместились над «кубической» кривой с существенным отклонением.
Эта характерная особенность указывает на то, что здания с увеличением объема начинают принимать форму параллелепипеда, изменяющего свои значения только по двум (из трех) своих параметров: по высоте (этажности) и длине. Параметр ширины сохраняется константным в связи с требованиями инсоляции, освещенности, вентиляции и т.д. Эта особенность строения «контурной» формы архитектурных зданий отражает одну из архитектурных универсалий, определяющих закономерность в построении крупных многокамерных зданий в форме пластины (многоквартирных домов, офисных, больничных, учебных комплексов и т.д.).
Как мы отметили выше, с математической точки зрения кубическая форма оптимальна для здания, поскольку обеспечивает наиболее рациональное соотношение величины внутреннего объема и контурной поверхности, его выгораживающей. Тот факт, что более популярной архитектурной формой стала пластина, подчеркивает значимость для формообразования архитектурных объектов внешних (неморфологических) факторов, определяющих функциональные требования людей к создаваемым оболочкам.
Данная возможность математического выражения соотношения стен и объема для архитектурных сооружений указывает на существование определенной закономерности морфологического характера.
За последние 30 лет, с тех пор как компьютер стал активно входить во все сферы деятельности человека, предпринимались многочисленные попытки разработки математических и компьютерных методов автоматического генерирования архитектурных объектов, в том числе и планировочных форм. Во многих из этих исследований привлекались графоаналитические приемы и геометрические методы.
