Архитектура, или зодчество, окружает человека повсюду в течение всей его жизни: это и жилище, и место работы, общественной деятельности, отдыха, развлечений. Иными словами, это среда, в которой человек существует. Эта искусственно созданная среда одновременно и противостоит природе, изолируя от нее человека, защищая от ее воздействий, и связывает человека с природой. Архитектура удовлетворяет практические нужды человека, она утилитарна и потому должна быть в первую очередь удобной, прочной, соответствующей своему назначению.

Произведение архитектуры - это такое инженерное, конструктивное сооружение, в котором заложен определенный замысел - идея его создателя. Зодчий вкладывает в свое творение не только научные и технические знания, но и свой темперамент, свои мысли, чувства. Это сооружение, помимо утилитарных качеств, несет идейно-образное, художественно-эстетическое начало, воздействуя на наши эмоции, вызывая ответные чувства, определенное настроение.

Древнеримский теоретик искусства Витрувий назвал три основы, на которых зиждется архитектура: «Прочность, Польза, Красота».

Архитектура создает реальное пространство. В этом ее главная отличительная особенность. Если для живописи определяющим является цвет, для скульптуры - объем, то для архитектуры - пространство. Пространство в архитектуре ограничивается конструктивными формами, выполненными из различных материалов.

В создании пространственно-объемной архитектурной формы принимают участие, как и в других видах искусства, такие художественные средства и приемы, как ритм, симметрия и асимметрия, нюанс и контраст, соотношения и пропорции целого и частей.

Ритм - закономерное повторение и чередование однородных элементов или групп форм - пронизывает объемно- пространственную структуру сооружения, сообщая ему гармонию.


Симметрия - одинаковое расположение равных частей по отношению к оси здания - очень действенное средство организации архитектурных форм, вносящее в объемно-пространственную композицию строгую упорядоченность, статичность, покой.

Асимметрия противоположна симметрии; она сообщает композиции гибкость, динамичность, остроту, способствуя единству целого за счет соподчинения частей.

Определенные соотношения и соподчинение всех объемных геометрических элементов, всех частей архитектурного сооружения составляют пропорции.

Контраст в противоположность нюансу - соотношение резко противоположных признаков (формы, элементы легкие и тяжелые, высокие и низкие, вертикальные и горизонтальные, светлые и темные). Контраст подчеркивает, заостряет формы и способствует ощущению динамичности, напряженности движения.

Большое значение для восприятия архитектурного сооружения имеют силуэт и местоположение, связь с окружающей средой - естественной, природной или городской; противопоставление или единение, согласие с ней.

Наконец, существенную роль в создании идейно-художественного архитектурного образа играет содружество пластических искусств - архитектуры, скульптуры и живописи. Ведущей в этом содружестве выступает архитектура: скульптура и живопись становятся композиционными элементами архитектуры, не теряя при этом своего своеобразия.

Архитектура, как и все другие виды искусства, является порождением своей эпохи. В архитектуре отражается социальный строй и уровень развития производительных сил, быт и обычаи людей, господствующая идеология, религиозные и философские представления, эстетические идеалы данного времени. В свою очередь в рамках одного стиля ярко дают себя знать черты национальные, а в каждом отдельном произведении архитектуры - черты индивидуального почерка его создателя.

В Древней Руси строили преимущественно из дерева, самого распространенного, доступного и сравнительно легко обрабатываемого материала. И только сооружения, требующие по своему назначению особой прочности, как оборонные крепости, или имеющие особо важное значение в жизни общества, - храмы, часто сооружались из камня и кирпича.

На Руси очень часто храмы сооружали в память какого-либо знаменательного, важного для государства события. Таким храмом-памятником, построенным в честь победоносного похода Ивана Грозного на Казань в 1552 году, стал знаменитый московский собор Покрова на Рву, впоследствии получивший название храма Василия Блаженного по имени юродивого, похорон енного у его стен. Строили храм в течение 1555-1561 годов русские зодчие Барма и Посник (по некоторым предположениям одно и то же лицо).

Идея прославления русских воинов очень ярко и образно выражена в необычайной сказочно-нарядной, радостной архитектуре собора. Собор состоит из центрального столпа-храма в честь праздника Покрова Богородицы (решающий штурм Казани был начат в день праздника Покрова) и окружающих его восьми столпов-приделов, посвященных святым, на дни празднования которых приходились события Казанского похода. Пестрая расцветка, роспись наружных крылец, галерей, опоясывающих приделы, появились позже, во второй половине ХVII века в противоположность нарядному причудливому внешнему виду внутренние помещения храма скромны. Только стены центрального столпа были украшены декоративной росписью и надписью (летопись) о построении храма. Это действительно храм-памятник, памятник русским людям, отдавшим жизни на благо Родины, и обращен он к самым широким людским массам. Недаром собор был поставлен не в Кремле, а рядом, на Красной площади, самой многолюдной в Москве.

На Руси издревле велось широкое монастырское строительство. Создаваемые часто на окраинах, русского государства, монастыри были не только прибежищем для монахов, но одновременно и важными стратегическими оборонными пунктами. В XVI веке они, как правило, обносились каменными или кирпичными (раньше деревянными) стенами с башнями, которые, подобно кремлям, предназначались для обороны.

Стены и башни должны были не только оградить монастырь, но и защитить его от нападения врага, предоставить, убежище людям, обеспечить их безопасность и создать необходимые условия для жизни внутри монастыря в случае его длительной осады. Они должны были быть очень крепкими, чтобы противостоять вражеским снарядам, и одновременно должны были быть приспособлены к тому, чтобы вести с них обстрел врага. Их сложили из огромных природных камней-валунов, которыми изобилуют Соловецкие острова. Валуны не обтесывали, а лишь подгоняли друг к другу, заполняя между ними пространство кирпичом и известковым раствором.

Башни служили также складами для оружия, снарядов, пороха, были своего рода арсеналами. Кроме того, некоторые башни использовались и как хозяйственные помещения для хранения зерна и других продовольственных товаров. Кремль Соловецкий - военно-оборонительное и одновременно хозяйственное сооружение. Его конструктивно-архитектурное решение целиком отвечает этим функциям.
Шатер - традиционная, излюбленная форма покрытия в русском деревянном культовом и крепостном зодчестве - делал башню еще выше, что было важно и для наблюдения за окрестностью.

Крестьянское народное зодчество на Руси было деревянным. Деревянное зодчество, медленно, постепенно создавая свои формы, сохраняло их неизменными или с небольшими изменениями в течение длительного времени - целых эпох, столетий. Оно было традиционно и донесло формы, рожденные в древнейшие времена, до XVIII, ХIХ и даже ХХ века. Особенно стойко держались традиции в крестьянском жилом строительстве. Издавна в северных русских областях сложился тип деревянного жилого дома-избы, хорошо приспособленного к местным климатическим условиям и образу жизни большой крестьянской семьи.

Русское зодчество ХVIII - первой половины XIX века развивалось в русле общеевропейской архитектуры, где господствовал классицизм.

В ХVIII- XIX веках сооружается много общественных, зданий и жилых домов - загородных усадеб и городских особняков. Одновременно с этим архитекторами решаются градостроительные задачи - организация и планировка ансамблей площадей, улиц, кварталов. Выдающимся произведением русской архитектуры административно-общественного и хозяйственного назначения явилось основательно перестроенное в 1806-1823 годах Андреяном Захаровым здание Адмиралтейства в Петербурге. Адмиралтейство сочетало в себе как производственные помещения - мастерские, склады и. т. д., так и административные - морского ведомства и департамента.

Строгие формы Адмиралтейства становятся мягче, наряднее от светлой двухцветной окраски - сочетания белого и желтого, от многочисленных скульптурно-декоративных деталей, естественно увязанных с конструкцией здания. Это и скульптурные рельефы на главной башне и на фронтонах портиков боковых крыльев, и фигуры летящих слав над аркой входов, и венки на павильонах, выходящих на Неву, и маски над окнами. О богатстве скульптурного убранства и его роли в композиционном построении центральной башни и в раскрытии главной идеи Адмиралтейства уже говорилось в главе, посвященной скульптуре.

Одним из первых замечательных произведений советской архитектуры стал Мавзолей В. И. Ленина, построенный по проекту архитектора Алексея Викторовича Щусева (1873-1949) в 1929-1930 годах на Красной площади. Его формы предельно лаконичны и строги. На невысоком прямоугольном основании спокойно возвышается уступчатая пирамида. В центральной части пирамиды располагаются трибуны, к которым ведут выступающие с боков и обрамляющие вход лестницы. Мавзолей облицован крупными, плотно пригнанными и тщательно отполированными гранитными плитами, что при отсутствии каких-либо деталей придает ему вид монолита. Темно-красный цвет гранита и черный лабрадора, которым выложен массивный блок над входом в Мавзолей с посвятительной надписью из одного слова «Ленин», создают торжественно-траурное звучание. Так немногими, но очень выразительными средствами: строгими формами спокойной, устойчивой пирамиды с ясным, четким силуэтом, цветом, обработкой поверхности - достигнуто мудрое и простое решение двух взаимосвязанных задач, которые были поставлены перед архитектором. Размеры Мавзолея невелики, но он монументален, величествен.

В наше время при огромном размахе строительства, при возведении как грандиозных по масштабу общественных сооружений, так и новых жилых кварталов, на первое место в архитектуре выдвинулись проблемы градостроительства: планировка улиц, частей города, городов, ансамблевость их застройки, создание среди массовых типовых зданий ведущих архитектурных акцентов - доминант, которые являли бы собой композиционный центр, группирующий и организующий вокруг себя все остальные постройки квартала.

Таким композиционным центром нового большого юго-западного района Москвы, возникшего в послевоенные годы, стал новый комплекс Московского государственного университета, построенный по проекту архитекторов Л. В. Руднева, С. Е. Чернышева, П. В. Абросимова, А. Ф. Хрякова, инженера В. Н. Насонова в 1949-1953 годах. Он включает много отдельных учебных и служебных корпусов, спортивные сооружения, ботанический сад, парк. А его главное высотное здание является не только центром самого архитектурного комплекса, но и доминантой всего района. Это здание состоит из многих разновысотных объемов, связанных между собой, группирующихся вокруг самой высокой башнеобразной части, завершающейся шпилем. Боковые объемы постепенно, по мере приближения к ней наращивают высотность, а самые близкие заканчиваются в свою очередь башенками. Новое здание университета выполняет важную роль в панораме современной огромной, раскинувшейся на многие километры Москвы, участвуя в ее традиционной «живописности».

3. Геометрия в архитектуре

Дом приблизительно имеет вид прямоугольного параллелепипеда. В современной архитектуре смело используются самые разные геометрические формы. Многие жилые дома, общественные здания украшаются колоннами.

Окружность как геометрическая фигура всегда привлекала к себе внимание художников, архитекторов. В неповторимом архитектурном облике Санкт-Петербурга восторг и удивление вызывает "чугунное кружево" - садовые ограды, перила мостов и набережных, балконные решетки и фонари. Четко просматриваемое на фоне фасада зданий летом, в изморози зимой, оно придает особое очарование городу. Особую воздушность придают воротам Таврического дворца (созданного в конце ХIII в. архитектором Ф.И. Волковым) окружности сплетенные в орнамент. Торжественность и устремленность ввысь - такой эффект в архитектуре зданий достигается использованием арок, представляющих дуги окружностей. Это видим на здании Главного штаба. (Санкт-Петербург). Архитектура православных церквей включает в себя как обязательные элементы купола, арки, округлые своды, что зрительно увеличивает пространство, создает эффект полета, легкости.

А как красив Московский Кремль. Прекрасны его башни! Сколько интересных геометрических фигур положено в их основу! Например, Набатная башня. На высоком параллелепипеде стоит параллелепипед поменьше, с проемами для окон, а ещё выше воздвигнута четырехугольная усечённая пирамида. На ней расположены четыре арки, увенчанные восьмиугольной пирамидой. Геометрические фигуры различной формы можно узнать и в других замечательных сооружениях, возведенных русскими зодчими.

Выразительный контраст треугольника и прямоугольника на фасаде привлекает внимание посетителей музея Гронингена (Голландия) Круглая, прямоугольная, квадратная - все эти формы прекрасно уживаются в здании Музея современного искусства в Сан-Франциско (США). Здание Центра современного искусства имени Жоржа Помпиду в Париже - сочетание гигантского прозрачного параллелепипеда с ажурной металлической арматурой. Главные элементы здания больницы в Берлине (Германия) - прямоугольники и окружности. Геометрическая форма железнодорожной станции в аэропорту Лиона (Франция) напоминает древнюю гигантскую птицу и при этом сооружение суперсовременно.

А сколько геометрических фигур можно найти в конструкциях мостов. На парапете моста часто укрепляют спасательные круги. Они по форме очень близки к тору.

Геометрия вокруг нас

Треугольники, квадраты, ромбы, окружности… каждый ученик сталкивается с ними в школе на уроках геометрии. Научная формулировка гласит, что геометрия - это раздел математики, который изучает пространственные фигуры и формы...

Геометрия вокруг нас

Стены, пол и потолок являются прямоугольниками (не будем обращать внимания на проёмы окон и дверей). Комнаты, кирпичи, шкаф, железобетонные блоки, напоминают своей формой прямоугольный параллелепипед. Посмотрим на паркетный пол...

Геометрия вокруг нас

По улице движутся автомобили, трамваи, троллейбусы. Их колеса с геометрической точки зрения - круги. В окружающем нас мире встречается много различных поверхностей, сложных по форме, не имеющих специальных названий...

Дифференциальная геометрия поверхностей Каталана

Известно, что, зная первую квадратичную форму поверхности, можно вычислять длины дуг кривых на поверхности, углы между кривыми и площади областей на поверхности. В самом деле, если рассмотреть формулы, определяющие вышеуказанные величины...

История геометрии

Родиной геометрии считают обыкновенно Вавилон и Египет. Греческие писатели единодушно сходятся па том, что геометрия возникла в Египте и оттуда перенесена в Элладу. Первые шаги культуры всюду, где она возникала, в Китае, в Индии, в Ассирии...

История геометрии

История геометрии

Могло казаться, что развитие, которое новая геометрия получила в трудах французских геометров конца XVIII в., привело к некоторому завершению ее и что для нового толчка остается ждать эпохи нового Возрождения. Этого, однако...

История геометрии

Но многовековые попытки доказательства пятого постулата Евклида привели в конце концов к появлению новой геометрии, отличающейся от евклидовой тем, что в ней V постулат не выполняется. Эта геометрия теперь называется неевклидовой...

История геометрии

Истекшие годы первой четверти XX в. не только подводили итоги всему этому обширному циклу идей, но дали новое их развитие, новые применения, которые до-вели их до расцвета. Прежде всего XX век принес новую ветвь геометрии. Нельзя сказать...

Внеурочное мероприятие по математике

«Геометрия в архитектуре» («Мастер- класс»)

учитель математики,

МКОУ СОШ №24 г. Россошь

Россошанский муниципальный район

Введение.

Идея нашего исследования появилась на уроках геометрии. Проект представляет собой презентацию, предназначенную для использования как на уроках математики в 10 – 11 классах так и «Мастер- классы» по внеурочной деятельности и в дополнительном образовании. В проекте раскрывается роль математики в архитектурном деле. При рассмотрении и выполнении моделей объемных геометрических тел мы заметили, что многие из этих тел, такие как конус, параллелепипед, цилиндр и пирамида мы встречали на улицах нашего города в конструкциях некоторых зданий. Нам захотелось изучить, как геометрия связана с архитектурой.

Актуальность нашего исследования в том, что архитектурные объекты являются неотъемлемой частью нашей жизни. Наше настроение, мироощущение зависят от того, какие здания нас окружают. Назрела необходимость исследования того многообразия объектов, которые появились в нашем мире. Если раньше архитектурные конструкции представляли собой однообразные сооружения, то в настоящее время геометрические формы позволили разнообразить архитектурный облик городов.

Цель нашей работы – исследование взаимосвязи геометрии и архитектуры.

Гипотеза: все здания, которые нас окружают – это геометрические фигуры.

Объект исследования: архитектура зданий и пирамид.

Предмет исследования: взаимосвязь архитектуры и геометрии.

Задачи нашего исследования:

Изучить литературу о взаимосвязи геометрии и архитектуры.

Рассмотреть геометрические формы в архитектурных стилях, и как гарант прочности конструкций.

Рассмотреть наиболее интересные архитектурные сооружения, и выяснить, какие геометрические формы в них встречаются.

Методы исследования: наблюдение, фотографии, изучение и анализ теоретических сведений по данному вопросу.

Материал оформлен в виде сообщений, собранный учащимися 10 класса.

Геометрические формы в разных архитектурных стилях.

Архитектурные произведения живут в пространстве, являются его частью, вписываясь в определенные геометрические формы. Кроме того, они состоят из отдельных деталей, каждая из которых также строится на базе определенного геометрического тела.

Часто геометрические формы являются комбинациями различных геометрических тел.

Посмотрите на фотографию, на которой изображено здание клуба имени И.В.Русакова в Москве (см. приложение рис.1). это здание построено в 1929 г. по проекту архитектора К.Мельникова. базовая часть здания представляет собой невыпуклую прямую призму. При этом гигантские нависающие объемы также являются призмами, только выпуклыми.

Некоторые архитектурные сооружения имеют довольно простую форму. Например, на фотографии (см. приложение рис.2), вы видите башню с часами, которая является обязательным атрибутом любого американского университета. Отвлекаясь от некоторых деталей, мы можем сказать, что она имеет форму прямой четырехугольной призмы, которую еще называют прямоугольным параллелепипедом.

Геометрическая форма сооружения настолько важна, что бывают случаи, когда в имени или названии здания закрепляются названия геометрических фигур. Так, здание военного ведомства США носит название Пентагон, что означает пятиугольник. Связано это с тем, что, если посмотреть на это здание с большой высоты, то оно действительно будет иметь вид пятиугольника. На самом деле только контуры этого здания представляют пятиугольник. Само же оно имеет форму многогранника (см. приложение рис.3).

Часто в архитектурном сооружении сочетаются различные геометрические фигуры. Например, в Спасской башне Московского кремля в основании можно увидеть прямой параллелепипед, переходящий в средней части в фигуру, приближающуюся к многогранной призме, завершается же она пирамидой (см. приложение рис.4). При детальном рассмотрении и изучении деталей мы сможем увидеть: круги – циферблаты курантов; шар – основание для крепления рубиновой звезды; полукруги – арки одного из рядов бойниц на фасаде башни и т.д.

Нужно сказать, что у архитекторов есть излюбленные детали, которые являются основными составляющими многих сооружений. Они имеют обычно определенную геометрическую форму. Например, колонны это цилиндры; купола – полусфера или просто часть сферы, ограниченная плоскостью; шпили – либо пирамиды, либо конусы (см. приложение рис.5).

У архитекторов различных эпох были и свои излюбленные детали, которые отражали определенные комбинации геометрических форм. Например, зодчие Древней Руси часто использовали для куполов церквей и колоколен так называемые шатровые покрытия. Это покрытия в виде четырехгранной или многогранной пирамиды. Другой излюбленной формой древнерусского стиля являются купола в форме луковки. Луковка представляет собой часть сферы, плавно переходящую и завершающуюся конусом. На рисунке 6 (см. приложение) вы видите церковь Ильи Пророка в Ярославле. Она была построена в Ярославле в середине XVII века. При ее создании зодчие использовали как шатровые покрытия, так и купола в виде луковок.

Рассмотрим еще один яркий архитектурный стиль – средневековая готика (см. приложение рис.7). готические сооружения были устремлены ввысь, поражали величественностью, главным образом за счет высоты. И в их формах также широко использовались пирамиды и конусы.

Наконец, обратимся к геометрическим формам в современной архитектуре. В архитектурном стиле «Хай Тек», вся конструкция открыта для обозрения. Здесь мы можем видеть геометрию линий, которые идут параллельно или пересекаются, образуя ажурное пространство сооружения. Примером, своеобразной прародительницей этого стиля может служить Эйфелева башня (см. приложение рис.8).

Современный архитектурный стиль, благодаря возможностям современных материалов, использует причудливые формы, которые воспринимаются нами через их сложные, изогнутые (выпуклые и вогнутые) поверхности. Их математическое описание сложно, поэтому здесь мы его не представляем.

Геометрическая форма как гарант прочности сооружений.

Прочность сооружения напрямую связана с той геометрической формой, которая является для него базовой. Математик бы сказал, что здесь очень важна геометрическая форма (тело), в которое вписывается сооружение. Оказывается, что геометрическая форма также определяет прочность архитектурного сооружения. Самым прочным архитектурным сооружением с давних времен считаются египетские пирамиды. Как известно они имеют форму правильных четырехугольных пирамид. Именно эта геометрическая форма обеспечивает наибольшую устойчивость за счет большой площади основания.

На смену пирамидам пришла стоечно – балочная система. Которая представляет собой один прямоугольный параллелепипед, опирающийся на два прямоугольных параллелепипеда. С появлением арочно – сводчатой конструкции в архитектуру прямых линий и плоскостей, вошли окружности, круги, сферы и круговые цилиндры. Первоначально в архитектуре использовались полусферические купола. Это означает, что граница арки представляла собой полуокружность, а купол – половину сферы. Например, именно полусферический купол имеет Пантеон – храм всех богов – в Риме (см.приложение рис.9 и рис.10).

Арочная конструкция послужила прототипом каркасной конструкции, которая сегодня используется в качестве основной при возведении современных сооружений из металла, стекла и бетона. Телебашня на Шаболовке (см. приложение рис.11) состоит из нескольких поставленных друг на друга частей гиперболоидов. Причем каждая часть сделана из двух прямолинейных балок. Эта башня построена по проекту замечательного инженера В.Г.Шухова.

Симметрия – царица архитектурного совершенства.

Вам хорошо знакомо слово симметрия. Наверное, когда вы его произносите, то вспоминаете бабочку или кленовый лист, в которых мысленно можно провести прямую ось и части, которые будут расположены по разные стороны от этой прямой и будут практически одинаковыми. Это представление – правильное. Но это только один из видов симметрии, которую изучает математика, так называемая осевая симметрия. Кроме того, существует более общее понятие симметрии.

Рассматривая симметрию в архитектуре, нас будет интересовать геометрическая симметрия – симметрия формы, как соразмерность частей целого. замечено, что при выполнении определенных преобразований над геометрическими фигурами, их части, переместившись в новое положение, вновь будут образовывать первоначальную фигуру.

Архитектурные сооружения, созданные человеком, в большей своей части симметричны. Они приятны для глаз, их люди считают красивыми. Соблюдение симметрии является первым правилом архитектора при проектировании любого сооружения.

Стоит только посмотреть на великолепное произведение А.Н.Воронихина Казанский собор в Санкт – Петербурге (см. приложение рис.12), чтобы убедиться в этом. Если мы мысленно проведем вертикальную линию через шпиль на куполе и вершину фронтона, то увидим, что с двух сторон от нее абсолютно одинаковые части сооружения колоннады и здания собора.

Кроме симметрии в архитектуре можно рассматривать антисимметрию и диссимметрию. Антисимметрия – это противоположность симметрии, ее отсутствие. Примером антисимметрии в архитектуре является Собор Василия Блаженного в Москве (см. приложение рис.13), где симметрия отсутствует полностью в сооружении в целом.

Диссимметрия – это частичное отсутствие симметрии, расстройство симметрии, выраженное в наличии одних симметричных свойств и отсутствии других. Примером диссимметрии в архитектурном сооружении может служить Екатериновский дворец в Царском селе под Санкт – Петербургом.

В современной архитектуре все чаще используются приемы как антисимметрии, так и диссимметрии. Эти поиски часто приводят к весьма интересным результатам. Появляется новая эстетика градостроительства.

Вывод.

Принципы симметрии являются основополагающими для любого архитектора, но вопрос о соотношении между симметрией и асимметрией каждый архитектор решает по-разному. Асимметричное в целом сооружение может являть собой гармоническую композицию симметричных элементов.

Удачное решение определяется талантом зодчего, его художественным вкусом и его пониманием прекрасного. Прогуляйтесь по нашему городу и убедитесь, что удачных решений может быть очень много, но неизменным остается одно – стремление архитектора к гармонии, а это в той или иной степени связано с симметрией.

Заключение.

Итак, мы окунулись в мир архитектуры, изучили некоторые ее формы, конструкции, композиции. Рассмотрев множество ее объектов, мы убедились в том, что геометрия играет важную, если не главную роль в архитектуре.

Введение Актуальность нашей работы в том, что архитектурные объекты являются неотъемлемой частью нашей жизни. Наше настроение, мироощущение зависят от того, какие здания нас окружают. Назрела необходимость исследования того многообразия объектов, которые появились в нашем мире. Цель: исследование взаимосвязи геометрии и архитектуры. Гипотеза: все здания, которые нас окружают – это геометрические фигуры. Объект исследования: архитектура зданий. Предмет исследования: взаимосвязь архитектуры и геометрии.

Задачи: 1. Изучить литературу о взаимосвязи геометрии и архитектуры. 2. Рассмотреть геометрические формы в разных архитектурных стилях, и как гарант прочности конструкций. 3. Рассмотреть наиболее интересные архитектурные сооружения и выяснить, какие геометрические формы в них встречаются. Методы исследования: наблюдение, фотографии, изучение и анализ теоретических сведений по данному вопросу.

«Прошли века, но роль геометрии не изменилась. Она по-прежнему остается грамматикой архитектора» Ле Корбюзье Архитектурные произведения состоят из отдельных деталей, каждая из которых также строится на базе определенного геометрического тела. Здание клуба имени И.В.Русакова в Москве. Базовая часть здания представляет собой невыпуклую прямую призму. Геометрические формы в разных архитектурных стилях.

На данной фотографии вы видите башню с часами, которая является обязательным атрибутом любого американского университета. Можно сказать, что она имеет форму прямой четырехугольной призмы, которую еще называют прямоугольным параллелепипедом. Геометрическая форма сооружения настолько важна, что бывают случаи, когда в имени или названии здания закрепляются названия геометрических фигур. Так, здание военного ведомства США носит название Пентагон, что означает пятиугольник.

В названии усыпальниц египетских фараонов тоже используется название пространственной геометрической фигуры – пирамиды. Чаcто в архитектурном сооружении сочетаются различные геометрические фигуры. Например, в Спасской башне Московского кремля в основании можно увидеть прямой параллелепипед, переходящий в средней части в фигуру, приближающуюся к многогранной призме, завершается же она пирамидой.

У архитекторов различных эпох были и свои излюбленные детали, которые отражали определенные комбинации геометрических форм. Например, зодчие Древней Руси часто использовали для куполов церквей и колоколен так называемые шатровые покрытия. Другой излюбленной формой древнерусского стиля являются купола в форме луковки. Киево – Николаевский Новодевичий монастырь.

Готические сооружения были устремлены ввысь, поражали величественностью, главным образом за счет высоты. И в их формах также широко использовались пирамиды и конусы. Конструкция в стиле «Хай Тек» открыта для обозрения. Примером, своеобразной прародительницей этого стиля может служить Эйфелева башня.

Геометрическая форма как гарант прочности сооржений. Прочность сооружения напрямую связана с той геометрической формой, которая является для него базовой. Самым прочным архитектурным сооружением с давних времен считаются египетские пирамиды. Как известно они имеют форму правильных четырехугольных пирамид.

На смену пирамидам пришла стоечно-балочная система. С появлением арочно-сводчатой конструкции в архитектуру прямых линий и плоскостей, вошли окружности, круги, сферы и круговые цилиндры. Первоначально в архитектуре использовались только полуциркульные арки или полусферические купола. Например, именно полусферический купол имеет Пантеон – храм всех богов - в Риме.

На смену полуциркульным аркам приходят стрельчатые, которые с точки зрения геометрии являются более сложными. Арочная конструкция послужила прототипом каркасной конструкции, которая сегодня используется в качестве основной при возведении современных сооружений из металла, стекла и бетона. Телебашня на Шаболовке Эта башня построена по проекту замечательного инженера В.Г.Шухова.

Симметрия – царица архитектурного совершенства. Соблюдение симметрии является первым правилом архитектора при проектировании любого сооружения. Казанский собор в Санкт-Петербурге. Если мысленно провести вертикальную линию через шпиль на куполе и вершину фронтона, то можно увидеть, что с двух сторон от нее абсолютно одинаковые части сооружения колоннады и здания собора.

Кроме симметрии в архитектуре можно рассматривать антисимметрию и диссимметрию. Антисимметрия - это противоположность симметрии, ее отсутствие. Примером антисимметрии в архитектуре является Собор Василия Блаженного в Москве, где симметрия отсутствует полностью в сооружении в целом. Диссимметрия – это частичное отсутствие симметрии, расстройство симметрии, выраженное в наличии одних симметричных свойств и отсутствии других. Примером диссимметрии в архитектурном сооружении может служить Екатерининский дворец в Царском селе под Санкт- Петербургом.

Пятая лицейская научно-практическая конференция «Познание и творчество»

Физика-математика

Тема: «Архитектура в геометрических фигурах»

Исследовательский проект

Ученица 9 «А» класса МАОУ

« Лицей №21»

Руководитель:

Кротова Ирина Леонидовна,

учитель математики

Оглавление

Актуальность

В наше время города и страны все более застраиваются. Появляются новые сооружения. Появляются новые архитекторы, появляться новые направления в архитектуре. Как говорил Луис Генри Салливан: «Архитектура - это искусство, которое воздействует на человека наиболее медленно, зато наиболее прочно». Наше мировоззрение и настроение зависит от того, что происходит в городе и как он выглядит. И мне кажется, что любое здание или сооружение строиться на основе геометрических фигур и комбинаций геометрических тел. И не один из видов искусств так тесно не связан с геометрией как архитектура. Понимать архитектуру должен каждый, ведь она окружает и сопровождает нас всю жизнь.

Гипотеза

Все здания, которые нас окружают – это геометрические фигуры, они, с одной стороны, являются абстракциями от реальных объектов, а, с другой, являются прообразами, моделями формы тех объектов, которые создает архитектор.

Цели и задачи:

Цель:

Рассмотреть какие бывают здания, и из каких геометрических фигур они состоят

Задачи:

Изучить историю появления геометрии и архитектуры

Найти геометрические фигуры в зданиях:

В России;
В своем городе

Найти современных российских архитекторов

Создать свое здание в геометрических фигурах

Теоретическая часть

«Окружающий нас мир – это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах. Все вокруг – геометрия.» Ле Корбюзье

Геометрия - раздел математики, изучающий пространственные отношения и формы, а также другие отношений и формы, сходные с пространственными по своей структуре.

Архитектура - это искусство моделирования среды обитания человека и проектирования поведения людей в этой среде, путем особой функциональной и художественной организации пространства и формы, художественной работы с пластикой элементов, цветов.

История

Традиционно считается, что родоначальниками геометрии как систематической науки являются древние греки, перенявшие у египтян ремесло землемерия и измерения объёмов тел, и превратившие его в строгую научную дисциплину. Греческие ученые на основе открытия множества геометрических свойств смогли создать стройную систему знаний по геометрии. В основу геометрической науки были положены простейшие геометрические свойства, взятые из опыта. Остальные положения науки выводились из простейших геометрических свойств с помощью рассуждений. Вся эта система была опубликована в завершенном виде в «Началах» Евклида около 300 годах до нашей эры. Первые же доказательства геометрических утверждений появились в работах Фалеса и использовали, по всей видимости, принцип наложения, когда фигуры, равенство которых необходимо доказать, накладывались друг на друга.

Благодаря великому Архимеду, который смог вычислит число Пи, а также смог определить способы вычисления поверхности шара, задача, которую до него никто решить не мог. Архимед просил выбить на своей могиле шар, вписанный в цилиндр. Архимед сумел установить, что объёмы конуса и шара, вписанных в цилиндр, и самого цилиндра соотносятся как 1:2:3. Система, разработанная Евклидом, считалась непреложной более двух тысяч лет. Однако в дальнейшем история развития геометрии получила неожиданный поворот, когда в 1826 году гениальный русский математик Н.И. Лобачевский смог создать совершенно новую геометрическую систему, названную его именем. Аксиома Лобачевского гласит, что через точку, не лежащую на прямой можно провести более одной прямой, параллельной данной. Фактически основные положения его системы отличаются от положений геометрии Евклида только в одном пункте, но именно из этого пункта вытекают основные особенности системы Лобачевского. Это положение о том, что сумма углов треугольника в геометрии Лобачевского всегда меньше 180 градусов. На первый взгляд может показаться, что это утверждение неверно, однако при маленьких размерах треугольников современные средства измерения не дают правильно измерить сумму его углов. Дальнейшая история развития геометрии доказала правильность гениальных идей Лобачевского и показала, что система Евклида просто неспособна решить многие вопросы.

Таким образом, геометрия с момента зарождения изучала некоторые свойства реального мира.

Первые архитектурные сооружения имели религиозное назначение. У древних языческих племен для обрядов использовались обелиски. Основной проблемой была вертикальная неустойчивость, тогда наука была еще не сильна развита. Затем считается, что начали строить египетские пирамиды.

Греки сделали темой архитектуры как искусства саму архитектуру, точнее, рассказ о работе ее конструкций. С этого момента опоры стоечно-балочной системы не просто украшают здание, но и показывают, что они что-то поддерживают и что им тяжело. Они просят сочувствия зрителей и для убедительности подражают строению и пропорциям человеческой фигуры - мужской, женской или девичьей.

Римляне начинают широко применять арки и арочные конструкции (своды и купола). Горизонтальная балка может треснуть, если она слишком длинная; клиновидные же части в арочной дуге при нагрузке не переламываются, а сжимаются, а разрушить камень давлением непросто. Поэтому арочными конструкциями можно перекрывать гораздо большие пространства и нагружать их значительно смелее.

Технологический прорыв византийской архитектуры - постановка изобретенного еще в Древнем Риме купола не на круглые стены, замыкающие внутреннее пространство, а на четыре арки - соответственно, всего с четырьмя точками опоры. Между арками и подкупольным кольцом образовывались двояковогнутые треугольники - паруса.

К началу второго тысячелетия нашей эры в Европе стали складываться могущественные империи, и каждая считала себя наследницей Рима. Возродились и традиции римского зодчества. Величественные романские соборы снова перекрывались арочными конструкциями, похожими на античные, - каменными и кирпичными сводами.

Эпоха Возрождения дала миру величайшие купола, но с этого момента большие стили возникали уже не столько благодаря строительным новшествам, сколько в результате изменения самой картины мира. Ренессанс, маньеризм, барокко, рококо, классицизм и ампир родились скорее благодаря философам, теологам, математикам и историкам (и в какой-то степени тем, кто ввел в моду галантные манеры), чем изобретателям новых конструкций перекрытий. Вплоть до эпохи промышленной революции новшества в строительных технологиях перестают быть определяющим фактором в смене стилей.

В 1850 году фабричное производство оконного стекла больших размеров позволило отработать технологии строительства сначала больших оранжерей, а затем и грандиозных зданий иного назначения, в которых либо все стены, либо крыши делались стеклянными. Сказочные «хрустальные дворцы» начали воплощаться в реальности.

История архитектуры является наукой одновременно исторического и теоретического профиля. Эта её особенность обусловлена спецификой предмета - истории возникновения и развития архитектуры, теоретических знаний об архитектуре, архитектурного языка, архитектурной композиции, а также наблюдение таких общих черт и признаков архитектуры определённого времени и места, которые позволяют выделить архитектурные стили.

Архитектура как метод художественного творчества возникает от того, что человеческий разум имеет врожденную от Бога потребность, познавая мир, выражать себя, свои чувства, мысли, представления о Бесконечности, слагающиеся из конечных форм. Поэтому строительная конструкция - функциональный тип структуры, а архитектурная композиция - художественно-образная целостность.

Архитектура в геометрических фигурах

В России есть много фонтанов, которые состоят из разных геометрических фигур. Рассмотрим фонтан в Москве «Каменный цветок». Если посмотреть на него, сверху можно увидеть окружности. Так же есть детали, которые состоят из сферы и кубов. По периметру есть фигуры, которые тоже состоят из геометрических фигур.

Рассмотрим еще один фонтан «Голуби» в Казани. Здесь можем так же увидеть окружности, можно увидеть цилиндры и усечённые конусы.

Так же начали появляться новые торгово-развлекательные центры. В Екатеринбурге есть такие центры, к примеру, «Алатырь». Мы можем увидеть куб, но он находиться в срезе. В этом срезе мы можем увидеть часть цилиндра.

Так же есть такой центр «Фан-Фан», там же в Екатеринбурге. Он в форме куба, но его грани имеют форму цилиндра и поэтому его ребра не острые, а закругленные.

Так же мы можем еще найти архитектуру в геометрических фигурах. Это инновационно-культурные центры: в Сколково, в Первоуральске- «Шайба» (такие как в Первоуральске планируются во Владивостоке и в Калуге)

В 2015 году в Москве было построено здание, бизнес-центр, его создала замечательная женщина Заха Хадид. Это было ее последнее здание. 31 марта 2016 года она умерла, но оставила за собой очень много интересных, разнообразных зданий.

Например, это здание находиться в Баку, было построено в 2012 году.

Хадид много что создала: сделала проект Экспоцентр в Москве; создавала дизайн мебели, обуви и т.д. для разных компаний, в том числе и российских. Но самое необычное это бизнес-центр в Москве. Снаружи это здание из несколько кубов разной толщины и размера. Они все расположены по-разному. Но внутри это здание смотрится еще необычней и создается иллюзия. С разных сторон и углов это смотрится по-разному.

Конечно, у Хадид есть еще здания, но все они так же состоят из различных геометрических фигур.

Современные российские архитекторы

Архитектурная студия «МЕЛ»

Федор Дубинников и Павел Чаунин. Год основания – 2009. Проект доступного жилья Checkers в 2009 году принес награду Международной архитектурной биеннале в Роттердаме (IABR), премию «Авангард» и звание «Лучшего молодого архитектора России» в рамках кураторской программы «АРХ Москва NEXT!».

«Мы создаем новую типологию архитектуры с помощью простых и функциональных решений. Стилистическая основа наших проектов – минимализм и контраст. Мы ищем необычное применение обычным материалам и стараемся подчеркнуть архитектурную самобытность контекста», - говорят основатели «Мел».

Архитектурная мастерская ZA BOR

Арсений Борисенко и Петр Зайцев. Год основания – 2003. Их клиенты – крупные компании и бизнесмены, интересные и неординарные люди. На сегодняшний день ZA BOR успешно ведет международную практику. Портфолио бюро отличается разнообразием и включает как частные дома и интерьеры, так и офисы, офисные комплексы, проекты развития территории, градостроительные концепции. Оригинальные проекты и концепции мастерской отмечены десятками наград, входят в тренд-буки международных рекламных агентств и представлены в каталогах мебели ведущих производителей офисной мебели.

Архитектурное бюро FORM

Ольга Трейвас и Вера Одынь. Год основания – 2011. Среди объектов – выставочное пространство в новом павильоне ЦСК «Гараж», павильон России на Международной книжной ярмарке в Турине, конференц-зал Onexim Hall, переделанный из старого сталинского кинотеатра. В FORM умеют работать с пространством, делая его там, где нужно, в меру незаметным и, напротив, заставляя деликатно подчеркивать самое себя, когда того требует ситуация. Как будто архитектура вдруг «принимает форму» того искусства, которое призвана демонстрировать, а не просто содержит его в себе, как инородное тело.

Конечно это не все компании, но при просматривании проектов эти ребята мне больше всего понравились. В их проектах есть изюминка, которая где-то спрятана, но ты ей восхищаешься. Просматривая некоторые проекты, я удивлялась, почему они такие простые, но смотря на них, они мне все больше нравились.

Практическая часть

Я решила сама попробовать нарисовать здание из геометрических фигур. Я рисовала здание состоящее из кубов, пирамид, цилиндров и сфер. Здания можно разделить на части. Первая часть это вход в форме куба и сам куб с прямоугольными и овальными окнами. Вторая часть тоже куб, но он очень тонкий и в нем сделан срез. У него большие прямоугольные панорамные окна. Между этими частями находиться еще один куб с прямоугольными окнами, а вот из него уже выходят различные фигуры. Есть пирамида с треугольным окном и окнами трапециями. К пирамиде присоединяется шар с квадратными окнами. Кроме пирамид есть еще одна фигура выходящие из куба – это шестигранный цилиндр, у которого окна в форме окружности.

Думаю, это здание может быть как торгово-развлекательным центром, так и бизнес центром, а может даже и инновационно-культурным, научным и т.д.

При постройке такого здания нужно внимательно отнестись к выбору материала, правильно просчитать, чтобы оно не упало от порывов ветра. Так же надо выбрать подходящую территорию для постройки.

Вывод из практической части: создавать здания и сооружения очень тяжело, ведь надо рассчитать практичность, выбрать правильный материал и цвет.

Вывод

Мы рассмотрели, где встречаются геометрические фигуры в зданиях Екатеринбурга и Первоуральска. Рассмотрели несколько проектов архитектурных мастерских. Познакомились с их целями и планами на будущее. Так же доказали нашу гипотезу, что все сооружения и здания начинаться с конструирования и выстраивания геометрических тел, а затем начинаться расчёты. Увидев сегодня эти постройки, мы осознали, что важность в выборе использовании геометрических фигур и их постановке, а так же правильность выбора материала и цвета, очень сильно влияет на настроение и мысли человека. 14.12.2016 21.17 http://zabor.net/ 14.12.2016 22.09

Первоуральск

2017