Эколого-технологические основы формирования визуальной среды крупного города
На правах рукописи
Федосова Светлана Игоревна ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ СРЕДЫ КРУПНОГО ГОРОДА Специальность: 03.00.16 - Экология 18.00.04 - Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 2008 2
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянская государственная инженерно технологическая академия» Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Городков Александр Васильевич Научный консультант - доктор биологических наук, директор Московского центра «Видеоэкология» Филин Василий Антонович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич, Российский университет дружбы народов доктор технических наук, профессор Тетиор Александр Никанорович, Московский государственный университет природообустройства
Ведущая организация:
Управление архитектуры и градостроительства Брянской области
Защита диссертации состоится «27» ноября 2008 г. в «16» часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 в Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо Маклая, 6.
Автореферат диссертации разослан « » _ 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.203. доктор биологических наук, профессор Чернышов В.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Проблема экологии городской среды является областью особого внимания не только ученых, но и всего общества в целом. Однако рассматриваются в основном проблемы физического, химического и других видов загрязнения окружающей человека среды, и не уделяется должного внимания не менее важному экологическому фактору визуальной среде. А между тем ряд исследований, проводимых в развивающемся научном направлении - видеоэкология, свидетельствуют о том, что визуальная среда, характер её насыщенности зрительными элементами оказывает сильное воздействие на психофизиологическое состояние человека, находящегося в современном городе.
Видимая среда крупных городов, в том числе и города Брянска, все больше отличается от естественной природной среды и во многих случаях находится в противоречии с законами зрительного восприятия человека.
Качество визуальной среды ухудшается применением новых строительных материалов в градостроительстве, повышением высотного уровня застройки, нарушением масштабности зданий и окружающего ландшафта, уменьшением площадей озелененных пространств.
Исследователи (А. Вилкинс, В.А. Филин) выделяют в качестве наиболее потенциально опасных для человека видимых сред - агрессивные и гомогенные поля, утверждая, что в современном городе страдает не только эстетика, но и существует реальная угроза физиологическим механизмам зрения, которые не могут полноценно работать в агрессивной и гомогенной средах. Кроме того, агрессивные поля увеличивают вероятность возникновения психических расстройств и появления у жителей городов стрессового состояния, и являются предпосылкой возникновения функциональных и органических заболеваний.
Однако до настоящего времени отсутствуют конкретные указания и рекомендации по проведению исследований и оценки, а также формированию благоприятной визуальной среды для крупных городов. Ранее проводимые исследования были направлены на изучение эстетико-художественых качеств объектов городской видимой среды, оставляя тем самым неизученным экологический аспект проблемы.
В связи с этим, актуальность исследований и разработки рекомендаций по оценке и формированию городской визуальной среды очевидна, и подчеркивается отсутствием подобных исследований на региональном уровне.
Диссертационная работа выполнена в рамках научно-технических программ Федерального агентства по образованию Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области архитектуры, строительных и экологических наук, выполняемых Брянской государственной инженерно технологической академией: тема 1.1.07П «Исследования урбоэкологических закономерностей и разработка теоретической модели обустройства и реабилитации урбанизированных территорий крупного города» (головной совет «Охрана окружающей среды»).
Тема диссертации связана с планом НИР, проведением ОВОС и экологических экспертиз кафедры природообустройства БГИТА (2005…2007гг.), и проектных работ ГУК «Брянский областной центр историко культурного наследия». Работа выполнялась на базе регионального центра «Экология визуальной среды» при кафедре природообустройства БГИТА, при научном консультировании доктора биологических наук, директора Московского центра «Видеоэкология» В.А. Филина, которому автор выражает глубокую благодарность.
Цель диссертационной работы заключается в разработке методов оценки и рекомендаций по оптимизации видимой городской среды.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
- Анализ видимой среды как экологического фактора и выявление возможных критериев и методик проведения её исследований и оценки в условиях крупного города.
- Социологические исследования субъективных оценок состояния видимой среды города Брянска.
- Разработка аналитических расчетных методик оценки агрессивных и гомогенных полей видимой городской среды.
- Разработка принципа зонирования городских территорий по состоянию видимой среды на примере города Брянска.
- Выработка рекомендаций по формированию благоприятной видимой среды крупного города.
Объектом исследования являлись формообразующие элементы видимой среды городской территории улицы, (микрорайоны, внутриквартальные территории, здания и сооружения различной этажности и функционального назначения, элементы благоустройства, озелененные пространства).
Научная новизна диссертационной работы:
- Впервые на региональном уровне проведены научные исследования визуальной среды крупного города как экологического фактора.
- Разработаны и апробированы новые методы проведения исследований и оценки видимой городской среды.
- Разработан принцип зонирования городской территории по состоянию визуальной среды.
- Составлена карта-схема зонирования города Брянска по состоянию видимой среды.
- Разработаны рекомендации по формированию благоприятной визуальной среды, применимые как на стадии предпроектных исследований с целью выработки оптимальных проектных решений, так и в ходе экореконструкции существующих агрессивных и гомогенных полей зданий и сооружений.
Методы исследований определены в соответствии с поставленной целью. Решение поставленных задач осуществляется с использованием обобщения практического научного опыта, теоретических работ, экспериментальных и социологических исследований, математического и графоаналитического методов.
Границы исследования включают все функциональные территории города Брянска за исключением территорий специального назначения и ограниченного пользования.
Достоверность и обоснованность результатов и выводов работы подтверждаются данными натурно-экспериментальных исследований, а также трудами ученых в области экологии визуальной среды, архитектуры и градостроительства.
Практическая значимость работы заключается в универсальности разработанных методик количественной оценки качества видимой среды;
в возможности определения степени и масштабов визуального загрязнения, а также зон повышенной потенциальной опасности. Кроме того, результаты исследований позволяют разработать мероприятия по снижению или полной нейтрализации негативного влияния видимых полей на человека, и могут служить основой процесса регулирования и формирования визуальной среды города в соответствии с физиологическими нормами зрения.
Результаты исследований и выполненное на их основе зонирование территории города Брянска могут быть использованы для решения ряда практических задач организациями, осуществляющими контроль за состоянием эстетики городской среды, специалистами, участвующими в процессе его формирования, экспертами в области архитектуры и градостроительства, заинтересованными лицами при выборе жилья и оценке недвижимости, размещении офисов, рекреационных территорий и т.п., отдавая предпочтение здоровой с видеоэкологической точки зрения окружающей среде.
На защиту выносятся следующие положения диссертации:
- Аналитический метод оценки агрессивности визуальных полей городской среды.
- Методика проведения оценки гомогенных полей.
- Результаты видеоэкологической оценки территории города Брянска.
- Рекомендации по формированию благоприятной видимой среды.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы доложены на региональных и межрегиональных научно-практических конференциях: применение нового Российского «Практическое законодательства в сфере сохранения культурного наследия» (г. Карачев, 2004г.), «Исторический город (проблемы сохранения исторических городов и объектов культурного наследия» (г. Брянск, 2006г.), на внутривузовских научно-технических конференциях Брянской государственной инженерно технологической академии (2005…2007гг.), в региональном центре «Экология визуальной среды» при кафедре «Природообустройства» (2005…2007гг.).
Результаты исследований применены ГУК «Брянский областной центр историко-культурного наследия» при проведении визуально-ландшафтного анализа и разработке рекомендаций по параметрам нового строительства в исторической городской среде.
Публикации. Основные результаты научных исследований по теме диссертации изложены в 7 научных работах, в том числе одной монографии.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 190 страниц, в том числе 33 таблицы и 39 рисунков, список литературы из 113 наименований, приложений на страницах.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость.
Первая глава посвящена основным направлениям исследований визуальной городской среды.
На протяжении многих лет исследователи занимались проблемами архитектуры и градостроительства, рассматривая в основном эстетические, композиционные и планировочные аспекты формирования городской среды. С территориальным развитием городов возрастал и интерес к вопросам формирования пространственной среды. Первыми из специалистов, кто обратил на эту проблему внимание, были Р. Арнхейм (1974), Е.Л. Беляева (1977), Г.Г. Азгальдов (1978), В.Д. Дышловой (1978), В.Н. Плехов (1978), М.Г.
Бархин (1979), И.И. Середнюк (1979), К. Линч (1982), O. Denis (1979), O. Flagge (1979).
Понятие видимой среды - как экологического фактора, впервые было рассмотрено и обосновано В.А.Филиным (1989). Под видимой средой, по В.А.
Филину, следует понимать «окружающую среду, которую человек воспринимает через орган зрения во всем ее многообразии». Основываясь на теории автоматии саккад, В.А. Филин исследовал вопросы влияния видимых объектов на зрительное восприятие, и обосновал вредное влияние агрессивных и гомогенных визуальных полей.
В диссертационной работе представлен анализ методик и способов оценки, применяемых для эстетической оценки архитектурной среды и пейзажей, такие как экспертная оценка (Ю.Г. Божко (1990), Г.Г. Азгальдов (1978), R. Wejchert (1978), В.Н. Николаев (2003)), социологический опрос (Ю.Г.
Вешнинский (1994)), психологический метод (С.Э. Габидулина (1990)), анкетирование (М.Ю. Фролова (1994), В.Б. Лебедев (2002)), регистрация движения глаз (А.Л. Ярбус (1965)), структурно-информационный анализ (К.И.
Эрингис, А. Будргонас (1975), Г.Г. Азгальдов (1978)), «экранный» метод и метод архитектурных разверток (И.И. Середнюк (1979)), и частотно спектральный анализ (В.А. Филин, (1997)), являющийся первым видеоэкологическим методом оценки.
Поиском путей повышения архитектурно-художественной выразительности городской застройки занимались многие специалисты. Я.П.
Виноградов (1983), Б.Р. Рубаненко (1984), В.А. Чистова (1985), А.В. Ефимов (1985), С.Н. Гурьев (1990), В.В. Лебедев (1993), Е.И. Горсткова (1997), В.Т.
Шимко (2006) считали наиболее перспективным методом улучшения архитектурной среды использование полихромии. Особое значение растительности в гармонизации фасадов зданий, сооружений и территорий отмечают Б.В. Заскальков (1965), Б.В. Давыдович (1971), Б.Р. Рубаненко (1984), Л.Н.Киселевич (1984), Б.Ю. Бранденбург (1984), А.В. Сычева (1984), Н.П. Титова (1984), П.И.Лапин (1985), А.Н. Тетиор (1997), В.А. Филин (1997), А.В. Городков (2000), Л.И. Улейская (2001), В.А. Нефедов (2005).
Однако до настоящего времени научно-обоснованных рекомендаций по формированию благоприятной для человека видимой среды, отвечающей физиологическим и психологическим нормам, не разработано.
Выполненный анализ экспериментально-теоретических и натурных исследований видимой среды позволяет сделать следующие выводы:
- в большинстве исследований затронуты проблемы эстетического качества пространственной среды, и не уделено должного внимания вопросу соответствия видимой среды физиологическим нормам зрения человека;
- видимая среда является важным экологическим фактором, поскольку может оказать негативное воздействие на психофизиологическое состояние человека. Особо вредными элементами видимой среды являются агрессивные и гомогенные видимые поля, в различных сочетаниях все чаще появляющиеся в городской среде;
- в связи с новизной проблемы отсутствуют методические рекомендации по проведению исследований, оценке и формированию оптимально комфортной визуальной городской среды. Отсутствуют научно-обоснованные методы оценки видимой среды;
- комплексные исследования видимой среды на региональном уровне, в том числе и в крупных городах, не проводились;
- предлагаемые специалистами пути повышения эстетической выразительности и информативных качеств предметно-пространственной среды содержат лишь общие принципы формирования привлекательной окружающей среды, и не учитывают норм физиологического восприятия ее человеком, а также эффективных приемов экореконструкции визуальной среды.
Вторая глава содержит описание и обоснование разработанных автором графоаналитических методов оценки агрессивности и гомогенности визуальных полей городской среды, а также формы проведения социологического исследования (анкетного опроса) жителей крупного города.
Суть предлагаемого метода оценки агрессивности визуального поля заключается в том, что на плоскость исследуемого объекта, изображенного на фотографии, накладывается сетка и определяется коэффициент агрессивности, зависящий от общего количества ячеек сетки и от числа ячеек, в которых более двух одинаковых видимых элементов. Эти параметры основываются на результатах исследований В.А.Филина, согласно которым при фиксации глазом в области ясного видения, равной 2°, более двух одинаковых объектов человек испытывает затруднения их зрительного восприятия.
Этот методический подход к оценке степени агрессивности видимых полей можно применять для проектируемых объектов, используя виртуальные фотоизображения построенных компьютерных трехмерных моделей.
Методика разработана для горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей.
Первым этапом при проведении оценки степени агрессивности исследуемого объекта является выбор видовых опорных точек, производимый в ходе натурных исследований бассейна видимости данного объекта. Видовые точки определяются в местах массового сосредоточения или прохождения людей, из которых возможно восприятие данного объекта. К примеру, для здания расположенного вдоль улицы это могут быть точки на проезжей части, тротуаре или остановочных комплексах общественного транспорта. Для проектируемых зданий и сооружений видовые точки должны быть реальными, т.е. такими из которых будет возможно восприятие проектируемого объекта после его строительства. Из видовых точек для существующих зданий и сооружений производится фотофиксация, а для проектируемых строится фотоизображение модели проектируемого объекта.
Вторым этапом является определение количества ячеек разбивочной сетки наносимой на фасад из следующих отношений NГ =, (1) Nв =, (2) где - угол обзора исследуемой плоскости по горизонтали для вертикальных и наклонных поверхностей или по ширине - для горизонтальных поверхностей, в градусах;
- угол обзора исследуемой плоскости по вертикали - для вертикальных и наклонных поверхностей, по длине - для горизонтальных, в градусах.
- угловой размер области ясного видения, в градусах.
Углы обзора, в случае отсутствия специальных геодезических приборов (теодолитов, тахеометров), для вертикальных плоскостей, исходя из схем на рисунке 1, следует определять по расчетным формулам.
=arccos ((С12 +С22 –L2ф) / 2*С1 * С2), (3) где С1 и С2 - расстояния от видовой точки до крайних границ плоскости фасада исследуемого объекта, м;
Lф - длина исследуемого фасада, м.
d 2 + L2 Hd = arccos, (4) (d 2 + L2 ) (( H d ) 2 + L2 ) где d - разность высотных отметок уровня горизонта (уровня глаз наблюдателя) и уровня поверхности земли в месте стояния объекта, м;
горизонтальное проложение от видовой точки до L вертикали, проходящей через центр исследуемой плоскости, определяемое по картографическим материалам, м.
Н - высота здания, м.
УГ - уровень глаз наблюдателя;
УПЗО и УПЗН - уровни поверхности земли в месте стояния объекта и наблюдателя соответственно;
Рисунок 1. Расчетные схемы к определению горизонтальных (а) и вертикальных (б, в, г) углов обзора при оценке агрессивности видимых полей вертикальных поверхностей Для горизонтальных плоскостей (рисунок 2) угол обзора по ширине определяется из выражения 2h 2 + a 2 + c 2 b = arccos, (5) 2 (h 2 + a 2 )(h 2 + c 2 ) где h - высота уровня глаз наблюдателя по отношению к исследуемой поверхности, м;
a и c - горизонтальные проложения крайних лучей угла обзора по ширине исследуемой плоскости в створе, проходящем через центр плоскости и параллельно ее короткой стороне, м;
b - ширина исследуемой поверхности, м.
Угол обзора по длине находится из выражения 2h 2 + d 2 + f 2 l = arccos, (6) 2 (h 2 + d 2 )(h 2 + f 2 ) где h – высота уровня глаз наблюдателя, м;
l – длина исследуемой плоскости, м;
d и f – горизонтальные проложения крайних лучей угла обзора исследуемой плоскости по длине в створе, проходящем через центр плоскости, м. Эти значения определяются в ходе натурных промеров или по картографическим материалам.
Высотный уровень глаз наблюдателя для случая, когда наблюдатель и исследуемая плоскость находятся на разных высотных отметках, следует определять из выражения h=Hн-Но, (7) где Нн – высотная отметка уровня глаз наблюдателя, м;
Но – высотная отметка уровня исследуемой поверхности, м.
Рисунок 2. Расчетные схемы к определению углов обзора при оценке агрессивности видимых горизонтальных поверхностей, при нахождении наблюдателя на исследуемой поверхности (а) и при расположении объекта и наблюдателя на разных высотных отметках (б) В диссертации приведен проработанный автором алгоритм определения углов обзора для наклонных плоскостей.
Третьим этапом оценки является построение разбивочной сетки и ее наложение на исследуемую поверхность с учетом свойств перспективы.
Осуществление данного действия рекомендуется в программе CorelDraw 12, позволяющей по заданным значениям строить сетку в перспективе.
По результатам анализа ячеек находим коэффициент агрессивности визуальной среды Кагр по формуле Кагр= Нп / н, (8) где Нп - количество ячеек, в которых более двух одинаковых видимых объектов;
н- общее количество ячеек.
Численное значение коэффициента агрессивности визуальной среды находится в пределах 0 Кагр 1. При этом агрессивной видимой среде соответствует значение коэффициента Кагр=1, а при приближении значения коэффициента к нулю визуальная среда является не агрессивной.
Разработанный метод оценки гомогенных полей позволяет с учетом градостроительной ситуации и особенностей механизма зрительного восприятия окружающего пространства получить количественную оценку степени вредности гомогенного поля. Предлагаемый метод оценки основывается на следующих методологических установках.
Степень вредности отдельно взятого гомогенного поля зависит не только от его размера, но и от окружающей градостроительной ситуации, определяющей возможности его восприятия. Например, восприятие может быть ограничено растущими деревьями или соседними зданиями. Т.е. степень вредного воздействия видимого поля при этом снижается за счет сокращения области восприятия гомогенной плоскости.
В.А. Филин рассматривает влияние видимой среды на человека исходя из теории автоматии саккад, амплитуда которых варьируется до 15°, следовательно, можно предположить, что этот интервал соответствует оптимальным условиям восприятия, а при больших угловых значениях человек будет испытывать дискомфорт.
Восприятие объектов в большинстве случаев осуществляется в ходе движения, что предопределяет необходимость оценки по выбранным траекториям. Выбор отдельных точек на этих траекториях позволяет проанализировать динамику восприятия пространственной среды.
В городской застройке большинство объектов находится на небольшом расстоянии друг от друга, особенно торцовые фасады, за исключением площадей. Следовательно, направления передвижения потока людей, воспринимающих негативное воздействие гомогенных объектов, расположены в основном на близком расстоянии. При таких условиях восприятие всего объема сооружения по высоте не представляется возможным. Поэтому при анализе гомогенных полей в качестве оцениваемого параметра берем горизонтальный угол обзора.
Таким образом, оценку следует производить по намеченным в зависимости от градостроительной ситуации маршрутам, исходя из длины определяемых отрезков маршрутов с углом обзора плоскости по горизонтали, превышающем критическое для амплитуды саккад значение (15°).
Установлен следующий порядок оценки:
1. Вблизи исследуемого объекта определяются маршруты наиболее важные с точки зрения массового передвижения людей. На каждом маршруте с выбранным интервалом намечаются видовые точки. При этом количество точек должно быть достаточным для оценки динамики восприятия объекта. Крайние видовые точки должны фиксироваться в местах маршрута, в которых начинается и заканчивается обзор объекта (рисунок 3а).
2. Из каждой i-той видовой точки определяется горизонтальный угол обзора исследуемой плоскости Гi. Угол можно получить путем натурных промеров, к примеру, электронным тахеометром или нивелиром, либо путем математических вычислений по формуле Г=arccos ((С12 +С22 –L2ф) / 2*С1 * С2), (9) где С1 и С2 - расстояния от видовой точки до крайних границ плоскости фасада исследуемого объекта, м;
Lф - длина исследуемого фасада, м.
Значения С1, С2 и Lф можно определить по картографическим материалам, либо в ходе натурных промеров.
3. По результатам определения горизонтального угла обзора выделяется участок маршрута, в пределах которого значения угла обзора превышают 15°.
4. Степень гомогенности исследуемой плоскости при движении наблюдателя по маршруту К гом определяется по формуле L К гом = отр, (10) Lмарш где Lотр - общая длина отрезков маршрута со значением угла обзора исследуемой плоскости более 15°, м;
Lмарш. - длина исследуемого маршрута, м.
5. Полученные для каждой i-той видовой точки значения угла обзора гомогенного поля наносят на развертку маршрута и соединяют непрерывной линией. Таким образом, получается график, отражающий динамику изменения гомогенности поля по маршруту (рисунок 3б).
Для наглядности рекомендуется строить линейный график у=15, разграничивающий график изменения угла обзора на участки со значениями углов менее и более 15°. Точки пересечения этих двух графиков будут являться границами определяемых отрезков маршрута и будут занимать промежуточное положение на маршруте.
Степень гомогенности объекта изменяется в пределах 0Кгом1. При значениях близких к нулю гомогенную плоскость можно считать не опасной для человека. И, наоборот, при значениях Кгом близких к 1 исследуемое гомогенное поле особо вредно для человека и требует проведения мероприятий по снижению или полному устранению его вредного влияния.
а) б) 1- график изменения горизонтального угла обзора объекта;
2-график линейной функции у=15;
Рисунок 3. Схема исследования (а) и график изменения (б) степени вредности гомогенного поля Предлагаемая методика не только позволяет количественно оценить степень вредности гомогенного видимого поля, но и обозначить зону визуального дискомфорта, в которой гомогенность максимальна.
Следовательно, результаты исследований могут служить основой при определении наиболее эффективных мероприятий по частичному снижению или полному устранению гомогенности видимой среды.
Разработанная форма проведения анкетного опроса жителей крупного города позволяет выяснить их оценку состояния визуальной среды. Жители города непосредственно на себе испытывают негативное влияние окружающей среды, поэтому их мнение весьма важно для получения наиболее полной оценки ее состояния. Вопросы анкеты позволяют проследить зависимость оценки состояния от уровня образования, профессиональной ориентации, возраста, продолжительности проживания в городе. В состав вопросов вошли:
оценка состояния отдельных компонентов визуальной среды, эмоциональная оценка и ранжирование по степени привлекательности зданий, предпочтения по улицам города.
В третьей главе представлены результаты видеоэкологической оценки территории города Брянска: коэффициенты агрессивности, значения степени вредности гомогенных визуальных полей, данные анкетного опроса. Оценка проводилась по разработанным автором методикам.
Коэффициенты агрессивности видимых полей определены для объектов из них 20 вертикальных и 16 горизонтальных поверхностей, выбор которых осуществлялся в ходе натурного обследования территории города Брянска.
На рисунке 4 показаны расчетные схемы к проведению оценки агрессивности административного здания (объект №1), расположенного по проспекту Ленина, 99.
а) б) Рисунок 4. Схемы к определению коэффициента агрессивности административного здания по пр. Ленина, 99: а) схема расположения видовых точек;
б) построение разбивочной сетки (видовая точка №2) Исходные данные к проведению оценки и значения полученных коэффициентов агрессивности вертикальных поверхностей трех объектов представлены в таблице 1.
Таблица Определение коэффициентов агрессивности вертикальных визуальных полей № Исходные данные Расчетные данные вид. С1, С2, Lф, L, H, d, ° ° Nв Нп н К агр.
Nг т-ки м м м м м м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Объект №1. пр. Ленина, 99 (административное здание) 1 117 103 30,6 110 37,6 -1,1 14,2 7 18,8 9 63 63 2 75,5 61,5 30,6 68 37,6 -0,65 23,0 12 28,8 14 148 168 0, 3 44 46 30,6 44 37,6 0,75 39,7 20 40,9 20 206 400 0, 4 81,3 97,5 30,6 89 37,6 2,1 16,8 8 23,1 12 47 96 0, Объект № 5. пр. Ст. Димитрова,15 (административное здание) 1 63 69 35 64 23,5 3,5 30,3 15 20,5 10 82 150 0, 2а 111 95,2 35 103,1 23 3 17,5 9 12,6 6 47 54 0, 2б 95,2 130,4 36 113 23 3 3,9 2 11,6 6 11 12 0, 3а 67 39,5 35 53,25 23 2,4 24,3 12 23,7 12 132 144 0, 3б 39,5 70,6 36 55,05 23 2,4 19,8 10 23,0 12 106 120 0, Объект №18. ул. Калинина/Пионерская (административное здание) 1а 43,1 78,9 42,2 61 14,9 -1,6 22,1 11 13,6 7 71 77 0, Результаты исследований показали, что по степени агрессивности из объектов только два можно отнести к нейтральным;
к неблагоприятным визуальным полям – фасады четырех зданий;
шесть объектов образуют вредную среду;
поверхности фасадов восьми зданий представляют собою особо вредные визуальные поля.
Исследование с помощью разработанной нами методики 16 вариантов плиточного мощения, позволило установить, что применяемые в городе типы тротуарных покрытий, в большинстве случаев носят агрессивный характер.
Коэффициент агрессивности варьируется от 1 до 0,1. Максимальные значения имеют варианты с одинаковой по форме, размеру и цветовому решению плиткой. Минимальные значения характерны для типов мощения, основанных на разнообразных комбинациях плиток (по цвету, форме и размеру), а также для плитки усложненной формы.
Ряд исследованных типов тротуарных покрытий и значения коэффициентов агрессивности приведены в таблице 2.
Таблица Коэффициенты агрессивности вариантов тротуарного мощения Тип тротуарного покрытия Кагр 1 1 0,42 0,26 0, Разработанная методика оценки степени вредности гомогенной видимой среды апробирована на двух объектах города Брянска. Результаты исследований объекта №2 сведены в таблицу 3, а расчетная схема и фотофиксация объекта представлена на рисунке 5.
Таблица Изменение угла перекрытия поля зрения торцовым гомогенным фасадом здания по проспекту Московскому, № точки измерения Lотр Кгом 1 2 3 4 5 6 7 Lмарш, м Длина маршрута, м 0 5 10 15 20 25 № маршрута Угол обзора, град.
1 29 33 36 33 0 - - 20 17,72 0, 2 36 59 75 66 43 25 15 30 30 3 30 78 110 95 43 18 9 30 26,67 0, а) б) Рисунок 5. Определение степени гомогенности объекта по проспекту Московскому, 23:
а- расчетная схема;
б- фотофиксация объекта а) б) в) 80 Угол перекрытия, градусы Угол перекрытия, градусы Угол перекрытия, градусы 70 30 25 20 15 0 10 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Длина маршрута, м Длина маршрута, м Длина маршрута, м Рисунок 6. Превышение угла перекрытия поля зрения объектом №2:
а- по маршруту №1, б- по маршруту №2, в- по маршруту № Из полученных результатов видно, что данный фасад имеет высокие значения степени гомогенности и нуждается в оздоровлении.
В рамках диссертации был проведен анкетный опрос 1200 человек, в результате которого получены сведения о видеоэкологической ситуации в городе, видеопрестижности отдельных улиц и зданий. В частности, исследования подтвердили, что такие видимые элементы городской среды, как архитектура здания, озеленение, элементы благоустройства, рекламные носители довольно часто привлекают к себе внимание респондентов и находятся, по мнению респондентов, чаще в удовлетворительном состоянии (рисунок 7).
40 Архитектура здания относительное число респондентов, % Озеленение Элементы благоустройства Рекламные носители 1 2 3 4 субъективная оценка, баллы Рисунок 7. Диаграмма, отражающая оценку состояния видимых элементов в целом по городу Брянску возрастной группой «до 25 лет» а) б) относительное число относительное число 50 респондентов, % респондентов, % 20 1 2 3 4 1 2 3 4 раздражение умиротворение уныние восторг в) г) относительное число респондентов, % относительное число респондентов, % 10 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 угнетенность душевный чувстсво страха радость подъем Рисунок 8. Диаграммы, отражающие эмоциональную оценку здания по проспекту Ленина, 99, респондентами возрастом старше 25 лет По результатам анкетирования получена субъективная эмоциональная оценка зданий, представляющих собой по видеоэкологическим параметрам 47,2% агрессивное и неагрессивное видимые поля. Так, например, у респондентов возникают близкие к раздражению ощущения, при взгляде на здание агрессивного характера по пр. Ленина, 99 (рисунок 4).
Распределение респондентов по категориям эмоциональной оценки данного здания представлено на рисунке 8.
Оценка зданий по степени привлекательности показала, что респонденты возрастной группы «старше 25 лет» отдают предпочтение историческим зданиям с богатым архитектурным декором (3,9 балла) и современной застройке, в решении которой используется колористика (4, балла). Серые, безликие, протяженные многоэтажные дома респондентами оценены как непривлекательные (1,75 балла).
Полученные перечни «красивых» и «некрасивых» улиц города упоминаемых опрашиваемыми, а также ранжирование зданий по степени привлекательности, отбор которых происходил с учетом распространенных в городе типов зданий, стали хорошим дополнением к результатам натурных исследований территории города на предмет выявления зон визуального «загрязнения».
По результатам исследований определена территориальная структура города Брянска по состоянию видимой среды и составлена схема зонирования.
Были выделены зоны с благоприятной (озелененные территории, участки с естественным ландшафтом, садовые участки, историческая застройка), нейтральной (территории занятые застройкой усадебного типа (с приусадебными участками) и хорошо озелененные кварталы с застройкой не более 5 этажей) и неблагоприятной видимой средой (многоэтажную застройку, производственные и складские территории, зоны повышенного визуального дискомфорта) (рисунок 8).
Остановимся на критериях, по которым зоны исторической застройки были отнесены к благоприятной среде: соразмерные масштабу человека высотные параметры застройки - не более 4-х этажей;
наличие архитектурного декора фасадов;
сложность архитектурной и пространственной композиции;
наличие зеленых насаждений;
отсутствие агрессивных и гомогенных полей.
И наоборот, многоэтажную (6 и более этажей) застройку можно считать неблагоприятной видимой средой. Поскольку застройка немасштабна человеку, имеет однообразное метрическое решение фасадов и их вертикального и горизонтального членения (расположение одинаковых по форме окон прямоугольной формы, балконов и лоджий, применение рустов), однообразие горизонтального завершения крыш, отсутствие цвета, неразвитость, а часто полное отсутствие, озеленения и благоустройства. Т.е. в данной зоне преобладают признаки агрессивной видимой среды, воздействие которых никак не нейтрализуется.
Выделение зон повышенного дискомфорта осуществлялось в пределах бассейна видимости агрессивных визуальных полей, для которых были определены большие значения коэффициентов агрессивности.
Рисунок 8. Схема зонирования территории города Брянска по состоянию видимой среды Результаты видеоэкологической оценки территории города Брянска показывают наличие проблемных зон и негативных видимых объектов, для которых необходима разработка мероприятий по их оздоровлению.
Четвертая глава посвящена проработанным рекомендациям по формированию благоприятной видимой среды крупного города, учитывать которые необходимо на стадии проектирования. Снизить эффект монотонности застройки, насытить визуальную среду «реперными» точками для фиксации взгляда и тем самым снять утомляемость от её восприятия, можно за счет усложнения объемно-пространственной композиции застройки путем проектирования зданий и сооружений более сложной конфигурации в плане и силуэта, а также группировки разнообразных по высоте зданий. С учетом видеоэкологических принципов организации визуальной среды в проектных решениях следует применять разнообразные варианты форм и размеров видимых элементов и в первую очередь окон, балконов, лоджий и их остеклений. Грамотное применение средств архитектурной колористки также может не только повысить художественную выразительность зданий и сооружений, что немаловажно, но и стать решением видеоэкологических проблем - создать цветовые акценты, откорректировать и даже изменить первоначальное решение (увеличить или уменьшить, объединить или расчленить плоскость, форму и пространство).
В диссертации проработаны принципы экореконструкции агрессивных и гомогенных полей, реализуемые за счет применения архитектурной колористики и различных способов озеленения. Использование данных возможностей может полностью устранить гомогенность поверхностей и значительно снизить агрессивность среды.
При разработке колоризации агрессивных поверхностей следует:
- укрупнять видимые элементы, путем объединения нескольких мелких однотипных объектов в единое цветовое пятно;
- подчеркивать цветом отдельные неповторяющиеся элементы, преобразовывая их в акценты;
- окрашивать в разные цвета повторяющиеся элементы и их группы.
Например, поле стены в пределах четырех окон можно выделить одним цветом, а следующую группу другим и т.д.
При этом не следует подчеркивать агрессивность поля, ярким контрастным двухцветным выделением чередующихся одинаковых видимых объектов.
Мы предлагаем использовать приемы вертикального озеленения для устранения гомогенности и агрессивности видимых поверхностей.
В поле зрения человека чаще оказывается партерная часть. Поэтому для снижения негатива этой части видимого поля весьма действенным мероприятием будет размещение полос или отдельных групп зеленых насаждений, что благоприятно скажется не только на визуальных характеристиках визуальной среды, но и в целом на качестве окружающей среды. Насыщение среды малыми архитектурными формами значительно повысит уровень комфорта видимой среды крупного города.
Основные выводы и результаты исследования 1. Разработан, теоретически обоснован и апробирован новый графоаналитический метод оценки агрессивности визуальных полей, в основу которого положены физиологические параметры зрительного восприятия окружающей среды и условия градостроительной ситуации. Метод позволил для ряда зданий города Брянска определить коэффициент агрессивности.
Анализ полученных значений коэффициента, изменяющихся в пределах от 0, до 1, свидетельствует о различной степени агрессивности и о наличии объектов в городе с высокой степенью вредности.
2. Установлено, что применяемые в большинстве случаев типы плиточного мощения тротуарных зон пешеходного движения носят агрессивный характер. Коэффициент агрессивности варьируется от 1 до 0,1.
Минимальные значения характерны для вариантов мощения, основанных на разнообразных комбинациях плиток (по цвету, форме и размеру), а также для типов тротуарного покрытия плиткой усложненной формы.
3. Разработана расчетная методика проведения оценки гомогенных видимых полей, которая позволила установить, что гомогенность является величиной не постоянной, и ее значение зависит не только от площади видимого поля, но и от градостроительной ситуации. Для исследованных в работе объектов степень гомогенности составила 0,68..0,89. Методика позволяет определить зоны повышенной вредности, в которых крайне необходимы мероприятия по устранению гомогенности.
4. Предложен принцип зонирования территории крупного города по состоянию визуальной среды с выделением следующих зон: с благоприятной (озелененные территории, участки с естественным ландшафтом, садовые участки, историческая застройка), нейтральной (территории занятые застройкой усадебного типа с приусадебными участками и хорошо озелененные кварталы с застройкой не более 5 этажей) и неблагоприятной видимой средой (многоэтажная застройка, производственные и складские территории, зоны повышенного визуального дискомфорта, каждой из которых соответствует определенный диапазон степени агрессивности и гомогенности).
5. Результаты натурных и социологических исследований, данные анкетного опроса и проведенной оценки агрессивности объектов позволили определить зонально-территориальную структуру города Брянска по фактору визуального комфорта и составить карту-схему зонирования города (М 1:20000).
6. Разработанный комплекс практических рекомендаций будет способствовать формированию экологически безопасной визуальной среды в городе, в том числе снижению агрессивности и гомогенности видимых объектов, улучшению эстетического, психологического и физического комфорта населения.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Федосова С.И. и др. Предпроектные исследования по природообустройству рекреационных и исторических территорий г.
Брянска [Текст]/ А.В. Городков, В.Н. Егорова, С.А. Камышникова, С.И.
Федосова // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику:
Материалы науч.-техн. конф.– Брянск, 2003.- С. 161-163.
2. Федосова С.И. Методика исследования и задачи оптимизации визуальной среды крупного города [Текст]/ С.И. Федосова, А.В. Городков// Вестник МАНЭБ, СПб, 2005.- т. 10.- № 3.- С. 32-37.
3. Федосова С.И. Программы и направления научных исследований регионального центра «Экология визуальной среды» при кафедре природообустройства БГИТА [Текст]/ С.И. Федосова, А.В. Городков// Актуальные проблемы лесного комплекса: Сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-техн. конф./ Брян. гос. инженер.-технол. акад./ Под. общ.
ред. Е.А. Памфилова. – Брянск, 2006. - Вып. 13.- С. 154-157.
4. Федосова С.И. Методика оценки агрессивности визуальных полей городской среды [Текст]/ С.И. Федосова, А.В. Городков// Вестник МАНЭБ, СПб, 2006.- т. 11. № 3.- С. 30-35.
5. Федосова С.И. Совершенствование методики исследования и оценки городской визуальной среды [Текст]/ С.И. Федосова, А.В. Городков// Изв.
вузов. Строительство.- 2007.- №8.- С. 101-108.
6. Федосова С.И. Оценка степени вредности гомогенных визуальных полей городской среды [Текст]/ С.И. Федосова // Вестник МАНЭБ, СПб, 2008.- т.
13.- № 2.- С. 100-103.
7. Федосова С.И. Рекомендации по оценке и формированию визуальной среды крупного города [Текст]/ С.И. Федосова;
Брян. гос. инженер. технол. акад.- Брянск, 2008.- 128с.
Федосова Светлана Игоревна (Россия) Эколого-технологические основы формирования визуальной среды крупного города В диссертационной работе проведены комплексные исследования проблемы экологического загрязнения визуальной среды крупного города.
Автором разработаны, научно обоснованы и апробированы методы количественной оценки объектов видимой среды, в частности агрессивных и гомогенных видимых полей градостроительной среды. Показаны принципы проведения и результаты анкетного опроса населения о состоянии видимой среды в городе.
Впервые выявлены принципы зонирования территории крупного города по фактору визуального комфорта.
Разработаны рекомендации по формированию благоприятной визуальной среды в городе, в частности мероприятия по снижению вредного воздействия агрессивных и гомогенных объектов.
Fedosova Svetlana Igorevna (Russia) Ecology-technological foundation for building visual environment of large city The problems of ecological pollution of the visual environment in a large city are comprehensively studied in the dissertation work.
The scientifically proved and tested techniques of the quantitative estimation of the object of the visual environment, in particular aggressive and homogeneous visible margins of the urban development surroundings are developed by the author.The principles of conduction and results of the population questioning on the visual environment condition are presented.
The principles of the zone allocating in a large city according to the factor of visual comfort are faund out for the first time.
The recommendations for building favourable visual environment in the city, in particular the measures concerning the reduction of the harmful influence of the aggressive and homogeneous objects are developed.