Мета заняття: Опанування методикою аналізу функції об’єкту (на прикладі малої громадської будівлі).
Зміст заняття: Аналіз функції малої громадської будівлі: виконання матриці взаємозв’язків, мережі взаємодії та функціонального графа (графа з мінімумом перетинів).
Вихідні дані: Перелік приміщень малої громадської будівлі, технологічні схеми основних процесів, для яких вона призначена.
Основні завдання:
− побудова матриці взаємозв’язків основних приміщень будівлі з оцінкою потреби у взаємозв’язках за трибальною шкалою;
− на основі побудованої матриці взаємозв’язків побудувати мережу взаємозв’язків;
− якщо кількість приміщень не більше від 10, побудувати функціональний граф (граф з мінімумом перетинів), елементами якого є окремі приміщення;
− якщо кількість приміщень більше від 10, виділити основні функціональні групи приміщень, створити граф функціональних зв’язків (граф з мінімумом перетинів), елементами якого є функціональні групи, далі розвинути цей граф у такий, де елементами є окремі приміщення.
Результат заняття: Виявлення характеру функціональних взаємозв’язків окремих приміщень. Побудова функціонального графа (графа з мінімумом перетинів), який відображує характер функціональних взаємозв’язків окремих приміщень та їх приблизне розташування у просторі відносно одне одного.
Розглянемо послідовність визначення структури необхідних функціональних зв’язків архітектурного об’єкта, коли вже в загальних рисах визначено склад приміщень і їх приблизні площі. Це – найпоширеніша ситуація у проектуванні, тому що для більшості об’єктів склад та мінімальні площі приміщень визначені нормативними документами (а у випадку навчального проектування – задані заздалегідь у завданні на проектування).
Як правило, починають з побудови матриці взаємозв’язків, котра являє собою перелік основних приміщень-елементів з показом взаємозв’язків між кожною їх парою (рис. 7, а). Потреба у зв’язках оцінюється за трибальною шкалою: 2 – суттєві (закономірні), 1 – необов’язкові (бажані), 0 – зайві (небажані) взаємозв’язки. Для кращого уявлення вимог до взаємного розташування приміщень доцільно також оцінювати потребу в зв’язках за трибальною шкалою таким чином: 2 – безпосередні, 1 – опосередковані, 0 – зайві (небажані).
При цьому безпосередній зв’язок передбачає, що приміщення безпосередньо прилягають одне до одного і зв’язані дверима або віконцем. Він існує, як правило, між приміщеннями, котрі потребують інтенсивних і найкоротших взаємозв’язків або за вимогами технології (наприклад, мийка столового посуду і обідній зал у кафе), або виходячи з великих обсягів переміщень між ними людей, товарів, матеріалів тощо (туалети для відвідувачів і вестибюль практично в усіх громадських будинках).
Опосередковані зв’язки між приміщеннями можуть здійснюватися через вертикальні / горизонтальні комунікації (коридор, сходова клітка) або через низку інших приміщень. Наприклад, у кафе між виробничими приміщеннями (холодним, гарячим цехами тощо) і приміщеннями для персоналу існують опосередковані зв’язки.
І безпосередні, й опосередковані зв’язки встановлюються між приміщеннями, між якими, згідно з особливостями функціональних процесів, відбуваються переміщення людей (персоналу та відвідувачів), товарів, матеріалів, сировини, готових виробів тощо. Якщо таких переміщень між двома приміщеннями не відбувається, то зв’язок є зайвим. В окремих випадках (здебільшого це стосується технічних приміщень) зв’язок між ними та іншими приміщеннями є не просто зайвим, а й прямо забороненим. Так, при розміщенні в одноповерховій громадській будівлі автономної газифікованої теплогенераторної, вхід до неї організується безпосередньо ззовні.
Для виявлення потреб у взаємозв’язку між приміщеннями слід чітко уявляти характер функціонування об’єкта. Таким чином, вже на цій стадії аналізу проявляється (поряд із урахуванням об’єктивних закономірностей і нормативних вимог) творча позиція проектувальника. У мережі взаємодії (рис. 7, б) нумерація елементів записується за годинниковою стрілкою і згідно з матрицею зображуються умовними позначками обов’язкові (безпосередні) та бажані (опосередковані) зв’язки. Мережа взаємодії не несе самостійного змістового навантаження, вона лише дозволяє представити у зручнішій для сприйняття (графічній) формі інформацію про взаємозв’язки між приміщеннями, наочно виявити приміщення, які мають найбільшу кількість зв’язків (у першу чергу обов’язкових / безпосередніх).
Граф функціональних зв’язків (граф з мінімумом перетинів) будується з метою виявити структуру об’єкта. У графі вершини (приміщення) з’єднуються ребрами – прямолінійними відрізками, котрі виражають суттєві (безпосередні) зв’язки, при цьому слід уникати їх перетинання або мінімізувати кількість таких перетинів. Подібні графи застосовуються також для запису інформації про передбачені в об’єкті процеси, з урахуванням можливого суміщення різних функцій в одному приміщенні.
Слід зауважити, що побудова графа функціональних зв’язків з числом елементів, значно більшим від числа Міллера (7±2 елементи), як правило, є занадто складним завданням. У той же час кількість приміщень в більшості об’єктів є значно більшою.
Є два шляхи побудови графа функціональних взаємозв’язків для об’єктів з великим числом приміщень. Перший полягає у тому, щоб розбити всі приміщення на функціональні групи (загальна кількість груп, а також приміщень у кожній групі має не перевищувати 9) і обмежитися побудовою графа не для окремих приміщень, а для їх груп. Другий шлях передбачає побудову графа у кілька етапів (на практиці двох виявляється достатньо для
Рис. 7. Аналіз функціональних зв’язків між приміщеннями об’єкта:
а – матриця взаємозв’язків (наявність і характер зв’язків представлені числами); б – мережа взаємодії (наявність і характер зв’язків представлені графічно)
Рис. 8. Порядок побудови графа функціональних взаємозв’язків для об’єктів з великим числом приміщень:
а – розподіл приміщень (1 – 20) на функціональні групи (І – V);
б – побудова графа функціональних взаємозв’язків між функціональними групами І – V;
в – побудова фрагментів графа функціональних взаємозвязків між приміщеннями у кожній групі окремо;
г – об’єднання фрагментів у єдиний граф функціональних взаємозв’язків між приміщеннями об’єкта.
Примітка. Опосередковані зв’язки між приміщеннями позначені одиночною лінією, безпосередні – подвійною
переважної більшості об’єктів). При подібному підході до розв’язання проблеми після побудови графа, де елементами виступають функціональні групи приміщень, будується матриця взаємозв’язків (а при потребі – й мережа взаємодії) між окремими приміщеннями, будуються графи функціональних зв’язків усередині кожної з функціональних груп, які потім уключаються до структури первинного графа (рис. 8).
Об’єднання окремих приміщень у функціональні зони (групи) здійснюється за сукупністю двох критеріїв: близькості процесів, для яких ці приміщення призначені, а також включення приміщень (можливо, різних за призначенням) до єдиного функціонального циклу, що обумовлює наявність між ними тісних та інтенсивних взаємозв’язків. У кожному конкретному випадкові один з цих критеріїв може домінувати або ж обидва можуть мати приблизно однакове значення.
Матриці, графи, логічні схеми дозволяють приступити до компонування проектної моделі за ознакою функціональних взаємозв’язків. Оперативна схема дає основу структури об’єкта, але не визначає однозначно її композицію – одній функціональній схемі може відповідати багато композицій.
У загальному випадкові граф функціональних зв’язків, як правило, не може безпосередньо використовуватися як схема просторової побудови об’єкта. Однак, якщо побудову матриці взаємозв’язку здійснювати за ознакою «безпосередній – опосередкований – відсутній зв’язок» між кожною парою приміщень, побудований на її основі граф буде мати важливу особливість: приміщення, розташовані поряд у структурі графа (та з’єднані безпосередніми зв’язками), найчастіше будуть розташовані поряд і в реальному об’єкті.
Використання блок-схем, матриць взаємодії, графів функціональних зв’язків тощо дозволяють систематизувати відому інформацію про об’єкт і визначити його функціональну структуру.
Це, в свою чергу, прискорює процес проектування, дозволивши зосередити творчі зусилля на створенні варіантів композицій, що відповідають визначеному шляхом аналізу графу функціональнихї зв’язків (графу з мінімумом перетинів).
