Геометрия в архитектуре

Итоговый индивидуальный проект на тему:

“Геометрия в архитектуре”

Выполнил:

Ученик 11 класса Малыхин Максим Дмитриевич Руководитель проекта: Дуняк Ольга Сергеевна

2023 год г. Рязань

Цель проекта:

• Изучить взаимосвязь геометрии и архитектуры.

Задачи:

• Выявить связь между геометрией и архитектурой.
• Изучить историю их взаимосвязи.
• Рассмотреть основные свойства архитектурно-пространственных форм.
• Рассмотреть разнообразие геометрических форм в разных архитектурных стилях.

Геометрия и Архитектура.

Архитектура – искусство, направленное на строительство или проектирование зданий, сооружений, монументов, набережных, и других объектов, оформляющих материально - пространственную среду для жизнедеятельности человека и его мировоззрения. Сегодня искусство архитектуры приобретает черты и качества науки.

Геометрия – наука, изучающая фигуры, их свойства, размер, взаимное расположение, а также пространственные структуры, отношения и их обобщения.

1. Связь Архитектуры и геометрии.

Геометрия и архитектура очень схожи. При слове "Геометрия" нам вспоминаются школьный курс математики. И правда, геометрия играет огромную роль в архитектуре. Их относят к идеальной геометрии. Идеальная геометрия - это геометрия, созданная людской мыслью и существующая в математических понятиях.

Объём строительства в мире просто огромен: ежедневно строятся новые здания, комплексы и даже города. Архитектура должна создавать удобную и красивую, выразительную, комфортную среду. Достижения в строительной механике позволяют создавать шаблоны, соответствующие стандартам архитектуры.

1. Основой архитектуры является фигура или их комбинация. Одним из ярких примеров данной теории является Стоунхендж – останки мегалитического времени. Он сооружен в форме гигантского эллипса из огромных плит.

Также образцом сооружения простой формы считают Египетскую пирамиду, имеющую форму геометрической пирамиды.

2. От основы фундамента зависит прочность объекта. Соблюдение стандартов архитектуры зависит устойчивость и надёжность строения. Геометрия и архитектура неразделимы. Архитектор должен продумывать чертёж так, чтобы здание соответствовало всем существующим стандартам и отличалось практичностью и устойчивостью.

Геометрические фигуры в архитектурных сооружениях.

Здания строят либо для практического применения, либо для того чтобы они были творениями искусства.

1. История геометрии и архитектуры.

Первые геометрические определения появились еще в доисторическом периоде. Древние люди впервые находили геометрические формы в природе, но они старались не только созидать и изучать их, но и воспроизводить в своих постройках и жизни. По ходу эволюции человек копил знания о геометрии и её формах. Материальные нужны сподвигали человека использовать геометрические фигуры в своём быту.

Изначально архитектура имела религиозный характер. У древнейших племен для обрядов использовались обелиски, монолиты:

1. Менгиры (от бретонского "мен" - камень и "хир" - длинный) - одиноко стоящие вертикальные столбы-глыбы высотой 20 с лишним метров.

Менгир Шан-Долан (Франция, Бретань)

2. Кромлехи (от бретонского "кром" - круг и "лех" - камень) - самый сложный тип мегалитических сооружений. (к нему относится Стоунхендж).

Кромлех (Крым, Симферополь)

3. Дольмены (от бретонского "тол" - стол и "мен" - камень) - объем из трех или четырех камней в виде стола или погребальной камеры.

Дольмен (Россия, Геленджик)

Отсюда мы можем судить, что эволюция помогала человеку продвигаться в изучении простейшей геометрии.

Изначально геометрию использовали для землемерения и вычисления объёмов. Именно в то время образовалось понятие геометрической фигуры.

Геометрия, как наука, использовалась египтянами для земледелия или возведения тех же пирамид м сфинксов. Эволюция архитектуры протекала очень медленно, т.к. человеку нужно было подбирать новые материалы и формы для достижения грандиозного результата.

2. Основные свойства архитектурно-пространственных форм.

Здания строятся из отдельных частей, которые в свою очередь являются геометрическими фигурами или их сочетанием. Архитектура использует все известные человеку геометрические формы.

Функция в архитектуре реализуется в объёмно - планировочном решении здания или сооружения. По объёмно - планировочному типу постройки делят на зрелищные и незрелищные.

Геометрическая модель архитектурной формы приобретает смысл, если её структура отвечает условиям рациональной работы конструкций создаваемого сооружения.Прочность - самое важное качество в архитектуре. Она зависит от качества материалов и их особенностей. Прочность зависит от геометрической формы строения. Самым устойчивым "фундаментом" построек древности является правильная пирамида, именно эта геометрическая фигура обеспечивает наилучшую устойчивость из-за внушительной площади основания:

Пирамида Хефрена (Египет, плато Гиза)

В настоящее время максимальной прочностью обладают каркасные конструкции, которые используются при возведении современных сооружений из металла, стекла и бетона. Примерами таких сооружений могут послужить известные башни: Эйфелева башня в Париже и телебашня на Шаболовке в Москве.

Однополостный гиперболоид– это поверхность, образованная вращением в пространстве гиперболы, расположенной симметрично относительно одной из осей координат в прямоугольной системе координат. На рисунке ниже выделена гипербола, которая симметрична относительно оси у и вращается относительно оси z. Таким образом, получается однополостный гиперболоид.

Гиперболический параболоид –поверхность, напоминающая седло. Она образуется при таком движении параболы с ветвями вниз, что её вершина скользит по другой, неподвижной параболе с ветвями вверх.Его архитекторы кратко называют гипар. Именно гипар использовал Ф. Кандела при строительстве Вечернего зала в Акапулько (Мексика):

Вечерний зал (Мексика, Акапулько)

Однополостный гиперболоид и гиперболический параболоид могут быть образованы перемещением двух прямых. Самые простые неплоские поверхности – цилиндрическую и коническую можно построить перемещением одной прямой.

3. Разнообразие геометрических форм в разных архитектурных стилях.

X–XII Век - Романский стиль.

Этот стиль появился в Средневековье в 10 веке и просуществовал как основной два века.Название романского стиля появилось в 19 веке. Ведь стиль впервые применили при строительстве церквей, соборов, базилик.

Для романских построек характерно сочетание ясного архитектурного силуэта и лаконичности наружной отделки — здание гармонично вписывалось в окружающую природу, и поэтому выглядело особенно прочным и основательным. Этому способствовали массивные стены с узкими проёмами окон и «перспективными порталами» (с последовательно углублёнными архивольтами и колонками). Мощные стены имели прежде всего оборонительное назначение .

XII–XV Век - Готика.

Архитектура данного периода средневековья формировалась под влиянием церкви, что привело к созданию зданий со стрельчатыми сводами и арками, высокими шпилями башен, использованием резьбы как декора стен, установке витражных окон. Готическая архитектура — это точное следование вертикали.Готические здания отличаются обилием ажурных кружевных деталей в форме цилиндров, пирамид, конусов. Они как снаружи, так и внутри производят впечатление легкости и воздушности. Окна, порталы, своды имеют характерную стрельчатую форму. Фасады сооружений обладают осевой симметрией .

Начало XV — XVI Век - Ренессанс.

Ренессанс- так называется стиль, созданный архитекторами Эпохи Возрождения. Наследие античного искусства в этом стиле применяется более свободно, с отступлением от канонов, в других пропорциях и размерах, в сочетании с другими архитектурными элементами.Из античной архитектуры была взята ордерная система, этажи подчинены строгой горизонтальности, основные геометрические формы — квадрат, куб и прямоугольник. Стиль Возрождения — многообразие орнаментного декора.Здания Ренессанса строгие по форме, с четкими прямыми линиями и с сохраненной симметрией фасадов .

XVI — середина XVIII Века - Барокко.

Он отличается обилием криволинейных форм. Грандиозные архитектурные ансамбли (группа зданий, объединенных общим замыслом) дворцов и вилл, построенных в стиле барокко, поражают обилием украшений на фасадах и внутри зданий. Прямые линии почти отсутствуют. Архитектурные формы, создавая впечатление постоянной подвижности, изгибаются, громоздятся друг на друга и переплетаются с узорами, украшениями, скульптурами.

XVII — начало XIX Век - Классицизм.

Отточенная симметрия, ясная геометрия пространственных решений и обязательное наличие колонн — непременные условия для архитектуры классицизма. В качестве идеальных форм и линий — образцы античного наследия. Все здания, построенные в этом стиле, имеют четкие прямолинейные формы и симметричные композиции. Простота и в то же время монументальность, утверждавшие мощь и силу государства, ценность человеческой личности с удивительной гармонией сочетаются в этом стиле.

XVIII–XIX Век - Ампир.

Отличается сочетанием массивной геометрии простых архитектурных форм и повсеместным использованием в оформлении интерьеров и экстерьеров символов военной атрибутики.Стиль заимствовал элементы римского зодчества: мощные портики, фронтоны с барельефами. Из декора ампир перенял рельефные изображения орлов, львов, копья, щиты, топоры, венки. Вместе с тем, в ампире присутствовали и элементы романтизма, они выражались в древнеегипетских мотивах, которые украсили архитектурные элементы строений .

Конец XVIII — начало XIX Века Романтизм.

На развитие данного стилевого направления огромное влияние оказала эпоха Просвещения. Именно в этот период архитектурных стилей происходит переоценка доктрин архитектуры прошлого, активно используются декоративные элементы из восточных культур и наследие готики, появляются первые металлические конструкции из чугуна, железа и стали. Дом рассматривается как возможность индивидуализации частной жизни и полная свобода ее выражения в архитектуре .

Церковь Александра Невского (Россия, Петергоф)

1890- 1910 г.г. Модерн.

Сформировался в Европе в конце XIX века. В модерне прослеживается отказ от прямых форм, углов, отсутствие симметрии. Предпочтение отдается естественным линиям, эстетической функциональности помещений. Большое внимание уделяется проработке общей архитектурной концепции всех элементов и единому художественному оформлению.Поиск новых форм и освоение новых материалов привели к новым видам композиций. Стиль не имеет строгих симметричных конструкций .

Начало XX Век - Конструктивизм.

Возник в СССР в результате резкого противоречия между требованиями общества и существующими условиями среды обитания. Конструктивизм предполагает создание функциональных зданий, где любые конструкции и формы определены исключительно структурой его назначения. Архитектура данного периода становится типовой, геометрия предельно лаконичной и лишенной утилитарного значения .

Вторая половина XX Век - Хай-тек.

Основы стиля были заложены архитектором еще в 30-х годах прошлого столетия. Отличительная особенность хай-тека - максимальное использование технологических достижений и четкость пространственных решений, обилие материалов со стеклянной и зеркальной поверхностью, отсутствие декора, задействование в качестве функциональных украшений элементов инженерных систем .

Био-тек

Направление в архитектуре, которое, в противоположность хай-теку, обращается не к элементам конструктивизма и кубизма, а к природным формам. Последователи этого стиля стремятся воплотить в необычном дизайне принципы «зеленого» строительства. Стиль био-тек развился из бионики — прикладной науки, сторонники которой для решения сложных технических задач ищут вдохновения в природе.

Список источников и литературы

1. Супрун Л. И., Супрун Е. Г., Игошева Е.Д. - Геометрия и архитектура.

(2019 г.)

2. Горшкова Г. Ф. - геометрия пространственных отношений. (2007 г.)

3. Горшкова Г. Ф - Объективная геометрия архитектурного пространства. (2015 г.)

4. Улюмджиева Г. В., Гельманова M. О. – Применение геометрических форм в архитектуре зданий и сооружений. (2016 г.)

5. Кононова Т. А., Белоенко Е. В. -Геометрия в архитектуре. (2014 г.)

6. Городова М. Н. – Число и геометрия в теории архитектуры. К истории термина. (2010 г.)

7. Матвеева В. А. – Использование геометрических решений при проектировании зданий. Статика и динамика в архитектуре. (2018 г.)

8. Варданян Р. В. – Мировая художественная культура. Архитектура.

(2004 г.)

9. Гольдштейн А. Ф. – Зодчество. (1979 г.)