Когда математика становится архитектурой. Что такое параметризм?

Удивительно, как компьютерные технологии заменили человеческое воображение. Сегодня даже искусство проходит через провода вычислительной техники, а не напряжённые нейронные связи в нашей голове. Современные BIM-технологии и параметризм превратились из далёкого архитектурного будущего в привычную методику разработки строительных проектов. Теперь, чтобы построить здание, нужны не чертежи, а правильная математическая формула, по которой создаются стены, интерьер и внешние конструкции. Так работает параметризм – одно из самых современных направлений в архитектуре, в сути которого мы и попытаемся сегодня разобраться.

Как работает параметризм

В самом простом смысле параметрическая архитектура или, проще говоря, параметризм – способ проектирования, при котором форма определяется не заранее нарисованной геометрией, а набором параметров (отсюда, собственно, и название) и связей между ними. Меняется один параметр – например, высота, радиус, плотность или направление ветров – и вслед за ним меняется весь концепт. Архитектор не столько рисует конечную форму, сколько задаёт правила её поведения. Благодаря чему заказчик может сэкономить значительные миллионы на отоплении, например, или освещении, а также спрогнозировать всю будущую жизнь здания.

Поэтому параметрическую архитектуру можно представить как уравнение, которое при правильном использовании превращается в здание. В качестве переменных здесь могут быть солнечный свет, движение людей, конструктивная нагрузка, стоимость материала, климат или размер участка – компьютер позволяет одновременно учитывать эти переменные и получать формы, которые практически невозможно рассчитать и нарисовать вручную. Но параметрическая архитектура не появилась благодаря компьютеру: актуальная техника лишь сделала вычисление настолько быстрым, что сам метод перестал быть экспериментом и превратился в полноценный инструмент архитектурного проектирования. История этого подхода начинается гораздо раньше цифровой эпохи.

До компьютеров

Одним из очевидных предшественников эпохи параметризма был Антонио Гауди. Проектируя сложные конструкции, он использовал физические модели: подвешенные цепи и грузики помогали ему находить естественные формы, в которых силы распределялись наиболее эффективно. Так, например, испанский архитектор отказался от несущих стен, распределив нагрузку между колоннами, которые не просто образовывали прочную основу, но и позволяли дневному свету застилать собой всё жилое пространство. В XX веке похожий принцип получил уже более осознанное теоретическое развитие. Итальянский архитектор Луиджи Моретти одним из первых использовал само понятие архитектурных параметров. В 1940 году он писал о функциональных параметрах как об основе «выразительной игры» архитектора, а в 1958-м основал Институт математических и оперативных исследований в урбанизме, где исследовал связь математики, архитектуры и городского планирования. Другой важной фигурой стал немецкий архитектор и инженер Фрай Отто. Его эксперименты с мембранами, сетками и подвесными конструкциями позволяли вычислять оптимальную форму будущего здания. Вместо того чтобы сначала придумывать внешнюю декоративную оболочку, а потом проверять, выдержит ли она собственный вес, Отто создавал условия, в которых материал сам находил оптимальное состояние.

Заха Хадид и цифровой поворот

Настоящий перелом произошёл в 1990-е, когда архитекторы получили доступ к инструментам цифрового моделирования, пришедшим в том числе из индустрии компьютерной анимации. Сложные поверхности, которые прежде существовали скорее как математическая теория или физическая модель, теперь можно было строить в цифровой среде и быстро изменять. И здесь засверкала звезда Захи Хадид, идеи которой некогда казались слишком смелыми – просто потому, что не хватало технологий, способных их реализовать. Хотя ранние работы Хадид вообще трудно назвать параметрическими в современном смысле. Её архитектура выросла из авангарда, супрематизма и экспериментов с пространством. Постепенно цифровые инструменты позволили перевести её «невозможные» здания в новую систему проектирования. Архитектура Хадид стала уходить от отдельных геометрических объектов к непрерывным поверхностям, образующим космические плоскости.

Рядом с Хадид всё это время работал архитектор и теоретик Патрик Шумахер. Именно он в 2008 году предложил называть новый подход параметризмом и даже представил на Венецианской архитектурной биеннале так называемый «Манифест параметризма». Год спустя в журнале Architectural Design вышла его статья, где параметризм был представлен уже как новый глобальный стиль архитектуры и городского дизайна.

Кто автор – человек или алгоритм?

И здесь начинается самое интересное. Если форму придумал алгоритм, кто тогда архитектор? Параметрическая архитектура отчасти ставит под сомнение то, что только архитектор может быть автором формы.

В традиционном представлении архитектор сначала придумывает здание, а после ищет способы воплотить его в бетоне. В параметрической модели последовательность уже несколько иная: архитектор задаёт отношения между объектами, ограничения и прочие параметры, после чего система производит множество вариантов. Это не обязательно означает, что человек исчезает из процесса. Напротив, его роль становится более сложной. Архитектор теперь решает не только, как должно выглядеть здание, но и по каким законам оно должно меняться. Получается парадокс: чем больше свободы получает компьютер, тем важнее становятся первоначальные решения человека – алгоритм может предложить тысячи форм, но он не знает, зачем одна из них должна существовать. Поэтому уравнение не способно заменить живое человеческое воображение – оно лишь переносит его на другой уровень.