Критерий оценки уровня развития архитектуры
Оригинал взят у chispa1707 в Критерий оценки уровня развития архитектуры
МОЙ КОММЕНТАРИЙ: автор предложил отличный показатель: отношение объема помещений к объему строительных материалов.
lion_rat Один из законов развития технических систем (в том числе и зданий) - они со временем становятся всё менее материалоёмкими для достижния того же результата. Достигается это как за счёт более совершенной структуры, так и более прочных и лёгких материалов. Великая Пирамида Хеопса из больших каменных блоков при высоте в ~140 метров весит 4 миллиона тонн, и объём внутренних помещений у неё невелик сравнению с объёмом сооружения. А высочайший сегодня небоскрёб "Бурдж-Халифа" из стекла, стали и железобетона при высоте 800+ метров весит 0.5 миллиона тонн, и весь заполнен помещениями.
Вот списки крупнейших куполов.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Купол
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_domes
Из них видно, что в самом начале ХХ века произошёл скачок в размерах и одновременно - переход от камня, кирпичей и бетона к стали, железобетону и предварительно напряжёному бетону. Современные крупнейшие купола в разы превосходят размерами те, что строились до начала ХХ века.
А это геодезический купол диаметром 76 метров - Монреальская Биосфера.
http://omyworld.ru/4059
http://archeyes.com/montreal-biosphere-1967-buckminster-fuller/
Очень ажурный и лёгкий. В эти картинки можно тыкать носом всякого, кто думает, будто древние архитекторы умели строить лучше нынешних. У древних сооружений по большому счёту одно преимущество - долговечность. Которое и вытекает из того, что они представляют собой массивную кучу больших камней. Да, простоит века, и даже обстрел и бомбардировку переживёт, но толку от этого никакого, потому что к тому времени давно устареет, а пользователи помрут.
Объём пирамиды Хеопса при высоте ~140 метров и длине основания ~230 метров составляет приблизительно 2.58 миллиона кубометров, а масса около 4 миллионов тонн, что даёт среднюю плотность 1.55 тонн на кубометр. Объём плотины одной из крупнейших ГЭС, Итайпу, при длине 7235 метров, ширине 400 метров и высоте 196 метров составляет приблизительно 567.2 миллиона кубометров, а масса бетона и грунта приблизительно 75 миллионов тонн, что даёт среднюю плотность 0.132 тонн на кубометр. То есть на ограничение одного кубометра общего объёма сооружения одной из крупнейших плотин тратится в 11 раз меньше материала по массе, чем у пирамиды Хеопса.
Объём известных внутренних помещений пирамиды Хеопса 0.08 миллионов кубометров, что составляет 3% от общего объёма пирамиды, а 97% - это конструкционный материал. На сооружение плотины и здания Итайпу потратили 15 миллионов кубометров грунта и 12.6 миллионов кубометров бетона, что составляет 5% от общего объёма сооружения, и это конструкционный материал, остальные 95% - это полезные внутренности, где стоят турбины, генераторы, течёт вода и лазит персонал.
Нет, он не взят с потолка, а является частным случаем общего закона развития технических систем - чем совершеннее, тем меньше надо вещества по весу и объёму для достижения заданого результата. Частный случай - для ограничения единицы внутреннего объёма. Другой случай - для достижения заданой высоты здания. Третий случай - по плотности размещения жельцов на квадратном метре площади поверхности Земли. В во всех трёх рулить будет не саманный дом и не бытовка, а тонкая полимерная оболочка, наддутая воздухом и разделённая мембранами на помещения, например.
Гипотетически люди вроде нас нынешних могли бы зачем-то построить монумент вроде пирамиды Хеопса, и именно так, как она построена. Но это лишь предположение, вилами на воде писаное. А вот что конструкции при совершенствовании облегчаются, самые разные и из разных областей человеческой деятельности - это факт. И исходя из него, всякие там мегалиты - это скорее архаика, чем нечто сверхпродвинутое и потому непонятое.
Обмен звуками между внутренним объёмом здания и внешней средой, а также между объёмами соседних помещений осуществляется через ограничивающие эти объёмы поверхности. При увеличении размеров зданий и помещений объёмы растут в кубе, а площади ограничивающих поверхностей - в квадрате. То есть в большом помещении на кубометр объёма приходится меньше "шумящей" площади стен, полов и потолков. Кроме того, в большом помещении человек находится дальше от этих самых шумящих поверхностей. Форма помещения тоже играет важную роль. Например, у шара соотношение объёма и поверхности лучше чем у прямоугольного объёма, сферическое помещение рассеивает шум снаружи и глушит вутри. Наконец, для прочности мембраны могут быть составлены из пирамидальных элементов (октетная ферма, двуслойные геодезические купола как пример), а именно из пирамид делаются стены, полы и потолки в так называемых безэховых камерах, которые глушат весь шум снаружи и эхо внутри.
>А почему именно ограждение объёма - признак совешенства?
Общий закон развития технических систем - чем совершеннее, тем меньше надо вещества по весу и объёму для достижения заданого результата. У нас это сформулировал Генрих Саулович Альтшуллер, известный автор теории решения изобретательских задач. На западе - Ричард Бакминстер Фуллер, "американский Леонардо", один из отцов геодезического купола.
Частный случай заданого результата - ограничение как можно большего объёма как можно меньшим количеством материала, потому что именно во внутренних объёмах как правило и находится всё то, для чего здание и построено. Если это хранилище чего-то - там это что-то хранится. Если это жилое здание - там живут люди. Если это какая-нибудь промышленная установка - там происходят рабочие процессы и размещается оборудование.
>Да и почему долговечность - не достоинство?
Оно достоинство, но в разумных пределах. Построили, скажем, здание, которое простояло тысячу лет, а использовали по назначению лет двести. И вылилось это в итоге в кратное увеличение затрат материала впустую.
>Простите, но я не совсем понимаю, как здание может устареть?
Стандарты изменились, например. Раньше жить в бараке или избе с удобствами на улице, без водопровода и электричества считалось нормально, а сегодня уже не очень, разве что от крайней нужды. Или требования к сейсмостойкости ужесточаются, а конструкция здания укреплению до них не подлежит - только сносить и строить новое.
Общий закон развития технических систем был сформулирован в ХХ веке в СССР Г.С.Альтшуллером и в США Р.Б.Фуллером. Его можно выразить так: чем совершеннее техническая система, тем меньше материала требуется для получения от неё заданного результата, и в пределе вещества становится не нужно вообще - оно заменяется полями, излучениями, окружающей средой или даже пустотой (вакуумом).
Применительно к строительству это означает, что здания по мере совершенствования становятся всё более ажурными и лёгкими для своих размеров, а сами размеры при этом растут. Потому что при увеличении размеров здания в N раз его объём увеличивается в N в кубе, а ограничивающие этот объём поверхности - только в N в квадрате (закон куба-квадрата). Поэтому для ограничения стенами, полами и потолками кубометра объёма нужно меньше материала, что как раз и соответствует закону. А при увеличении высоты на одном квадратном метре площади Земли помещается больше помещений, людей и оборудования, поскольку их можно разместить на большем количестве этажей. При замене монолитной стены на ферменную конструкцию её прочность не пострадает, а вес уменьшится и, как следствие, уменьшатся и нагрузки, и потребное количество материала. Если же делать ячейки фермы (решётки, сетки) всё более мелкими, то вес будет уменьшаться, а прочность увеличиваться, и в пределе получится почти невесомая прозрачная мембрана, очень прочная.
Отсюда следует, что мегалитические и массивные античные постройки свидетельствуют именно о более низком уровне развития архитектуры в старину, чем сейчас, а вовсе не о противоположном. Реально же здания, соответствующие уровню развития выше нынешнего будут больше похожи на очень большие, тонкие и прочные оболочки.
>А почему объём, а не площадь?
Потому что люди живут в объёме, а не на площади. Для того, чтобы разместить много людей в хороших условиях, нужны большие объёмы. И в объёме можно разместить много площадей, увеличивая этажность.
> Вот тут как бы есть беда: если основа производства вертикальный реактор, то как то глупо ограждать его куполом, ровно так же, если реактор - горизонтальный.
Нет, не глупо, потому что купол позволит поддерживать вокруг него постоянный микроклимат и прикроет от ветра. Он же изолирует протечки из реактора.
> Здание в тысячу лет? Это - музей. Все самые долгоживущие - культовые здания. Они как бы используются по назначению.
Это не значит, что они изначально планировались как музеи и культовые здания, и не во всех служба продолжается. Культы со временем тоже умирают.
> Я видел избу, которой было лет 300. В ней даже окон не было - их при мне прорезали. И что? Так сложно провести водопровод, канализацию, интернет, лепездричество в избе????
Можно провести. Можно также поставить солнечные батареи, теплоизоляцию и шумоизоляцию, солнечные водонагреватели и тёплые полы. Но чем больше наворотов будете устанавливать, тем меньше будет оставаться от изначальной конструкции, как в абсолютном, так и в относительном измерении. А главное, по эффективности использования площадей и объёмов и по комфорту изба проиграет большим многоэтажным зданиям с просторными жилыми помещениями.
> Уж извините, но вот беда: именно архаические здания наиболее устойчивы: вот та же Айя София пережила столько землятресений, что с ней не потягается ни одно сейсмостойкое здание. Изба, фахверк - самые сейсмостойкие здания.
Я уже писал раньше, что у архаики по большому счёту только одно преимущество - долговечность. И то, сойдёт на нет по мере совершенствования конструкций и материалов. Сдаётся мне, что вот это
https://ru.wikipedia.org/wiki/Проект_«Эдем»
выдержит землетрясение и ураган не хуже избы. А то и лучше. Оно не только хорошо обтекается воздухом и перераспределяет нагрузки равномерно на всю конструкцию, но ещё и опирается на нагретую массу воздуха внутри, как аэростат. Изба рискует провалиться в трещину, её может снести ураган. Это останется стоять и над трещиной, и не улетит от урагана.
Этому, что не разрушилось, частенько приписывают небывало высокий уровень строительства, превосходящий нынешний. Что не соответствует тому факту, что материалоёмкость конструкций по мере порогресса уменьшается. О том же что сгнило, можно фантазировать сколько угодно.
К тому же, по мере соершенствования конструкций и материалов, преимущество архаики в долговечности тоже сойдёт на нет.
МОЙ КОММЕНТАРИЙ: автор предложил отличный показатель: отношение объема помещений к объему строительных материалов.
lion_rat Один из законов развития технических систем (в том числе и зданий) - они со временем становятся всё менее материалоёмкими для достижния того же результата. Достигается это как за счёт более совершенной структуры, так и более прочных и лёгких материалов. Великая Пирамида Хеопса из больших каменных блоков при высоте в ~140 метров весит 4 миллиона тонн, и объём внутренних помещений у неё невелик сравнению с объёмом сооружения. А высочайший сегодня небоскрёб "Бурдж-Халифа" из стекла, стали и железобетона при высоте 800+ метров весит 0.5 миллиона тонн, и весь заполнен помещениями.
Вот списки крупнейших куполов.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Купол
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_domes
Из них видно, что в самом начале ХХ века произошёл скачок в размерах и одновременно - переход от камня, кирпичей и бетона к стали, железобетону и предварительно напряжёному бетону. Современные крупнейшие купола в разы превосходят размерами те, что строились до начала ХХ века.
А это геодезический купол диаметром 76 метров - Монреальская Биосфера.
http://omyworld.ru/4059
http://archeyes.com/montreal-biosphere-1967-buckminster-fuller/
Очень ажурный и лёгкий. В эти картинки можно тыкать носом всякого, кто думает, будто древние архитекторы умели строить лучше нынешних. У древних сооружений по большому счёту одно преимущество - долговечность. Которое и вытекает из того, что они представляют собой массивную кучу больших камней. Да, простоит века, и даже обстрел и бомбардировку переживёт, но толку от этого никакого, потому что к тому времени давно устареет, а пользователи помрут.
Объём пирамиды Хеопса при высоте ~140 метров и длине основания ~230 метров составляет приблизительно 2.58 миллиона кубометров, а масса около 4 миллионов тонн, что даёт среднюю плотность 1.55 тонн на кубометр. Объём плотины одной из крупнейших ГЭС, Итайпу, при длине 7235 метров, ширине 400 метров и высоте 196 метров составляет приблизительно 567.2 миллиона кубометров, а масса бетона и грунта приблизительно 75 миллионов тонн, что даёт среднюю плотность 0.132 тонн на кубометр. То есть на ограничение одного кубометра общего объёма сооружения одной из крупнейших плотин тратится в 11 раз меньше материала по массе, чем у пирамиды Хеопса.
Объём известных внутренних помещений пирамиды Хеопса 0.08 миллионов кубометров, что составляет 3% от общего объёма пирамиды, а 97% - это конструкционный материал. На сооружение плотины и здания Итайпу потратили 15 миллионов кубометров грунта и 12.6 миллионов кубометров бетона, что составляет 5% от общего объёма сооружения, и это конструкционный материал, остальные 95% - это полезные внутренности, где стоят турбины, генераторы, течёт вода и лазит персонал.
Нет, он не взят с потолка, а является частным случаем общего закона развития технических систем - чем совершеннее, тем меньше надо вещества по весу и объёму для достижения заданого результата. Частный случай - для ограничения единицы внутреннего объёма. Другой случай - для достижения заданой высоты здания. Третий случай - по плотности размещения жельцов на квадратном метре площади поверхности Земли. В во всех трёх рулить будет не саманный дом и не бытовка, а тонкая полимерная оболочка, наддутая воздухом и разделённая мембранами на помещения, например.
Гипотетически люди вроде нас нынешних могли бы зачем-то построить монумент вроде пирамиды Хеопса, и именно так, как она построена. Но это лишь предположение, вилами на воде писаное. А вот что конструкции при совершенствовании облегчаются, самые разные и из разных областей человеческой деятельности - это факт. И исходя из него, всякие там мегалиты - это скорее архаика, чем нечто сверхпродвинутое и потому непонятое.
Обмен звуками между внутренним объёмом здания и внешней средой, а также между объёмами соседних помещений осуществляется через ограничивающие эти объёмы поверхности. При увеличении размеров зданий и помещений объёмы растут в кубе, а площади ограничивающих поверхностей - в квадрате. То есть в большом помещении на кубометр объёма приходится меньше "шумящей" площади стен, полов и потолков. Кроме того, в большом помещении человек находится дальше от этих самых шумящих поверхностей. Форма помещения тоже играет важную роль. Например, у шара соотношение объёма и поверхности лучше чем у прямоугольного объёма, сферическое помещение рассеивает шум снаружи и глушит вутри. Наконец, для прочности мембраны могут быть составлены из пирамидальных элементов (октетная ферма, двуслойные геодезические купола как пример), а именно из пирамид делаются стены, полы и потолки в так называемых безэховых камерах, которые глушат весь шум снаружи и эхо внутри.
>А почему именно ограждение объёма - признак совешенства?
Общий закон развития технических систем - чем совершеннее, тем меньше надо вещества по весу и объёму для достижения заданого результата. У нас это сформулировал Генрих Саулович Альтшуллер, известный автор теории решения изобретательских задач. На западе - Ричард Бакминстер Фуллер, "американский Леонардо", один из отцов геодезического купола.
Частный случай заданого результата - ограничение как можно большего объёма как можно меньшим количеством материала, потому что именно во внутренних объёмах как правило и находится всё то, для чего здание и построено. Если это хранилище чего-то - там это что-то хранится. Если это жилое здание - там живут люди. Если это какая-нибудь промышленная установка - там происходят рабочие процессы и размещается оборудование.
>Да и почему долговечность - не достоинство?
Оно достоинство, но в разумных пределах. Построили, скажем, здание, которое простояло тысячу лет, а использовали по назначению лет двести. И вылилось это в итоге в кратное увеличение затрат материала впустую.
>Простите, но я не совсем понимаю, как здание может устареть?
Стандарты изменились, например. Раньше жить в бараке или избе с удобствами на улице, без водопровода и электричества считалось нормально, а сегодня уже не очень, разве что от крайней нужды. Или требования к сейсмостойкости ужесточаются, а конструкция здания укреплению до них не подлежит - только сносить и строить новое.
Общий закон развития технических систем был сформулирован в ХХ веке в СССР Г.С.Альтшуллером и в США Р.Б.Фуллером. Его можно выразить так: чем совершеннее техническая система, тем меньше материала требуется для получения от неё заданного результата, и в пределе вещества становится не нужно вообще - оно заменяется полями, излучениями, окружающей средой или даже пустотой (вакуумом).
Применительно к строительству это означает, что здания по мере совершенствования становятся всё более ажурными и лёгкими для своих размеров, а сами размеры при этом растут. Потому что при увеличении размеров здания в N раз его объём увеличивается в N в кубе, а ограничивающие этот объём поверхности - только в N в квадрате (закон куба-квадрата). Поэтому для ограничения стенами, полами и потолками кубометра объёма нужно меньше материала, что как раз и соответствует закону. А при увеличении высоты на одном квадратном метре площади Земли помещается больше помещений, людей и оборудования, поскольку их можно разместить на большем количестве этажей. При замене монолитной стены на ферменную конструкцию её прочность не пострадает, а вес уменьшится и, как следствие, уменьшатся и нагрузки, и потребное количество материала. Если же делать ячейки фермы (решётки, сетки) всё более мелкими, то вес будет уменьшаться, а прочность увеличиваться, и в пределе получится почти невесомая прозрачная мембрана, очень прочная.
Отсюда следует, что мегалитические и массивные античные постройки свидетельствуют именно о более низком уровне развития архитектуры в старину, чем сейчас, а вовсе не о противоположном. Реально же здания, соответствующие уровню развития выше нынешнего будут больше похожи на очень большие, тонкие и прочные оболочки.
>А почему объём, а не площадь?
Потому что люди живут в объёме, а не на площади. Для того, чтобы разместить много людей в хороших условиях, нужны большие объёмы. И в объёме можно разместить много площадей, увеличивая этажность.
> Вот тут как бы есть беда: если основа производства вертикальный реактор, то как то глупо ограждать его куполом, ровно так же, если реактор - горизонтальный.
Нет, не глупо, потому что купол позволит поддерживать вокруг него постоянный микроклимат и прикроет от ветра. Он же изолирует протечки из реактора.
> Здание в тысячу лет? Это - музей. Все самые долгоживущие - культовые здания. Они как бы используются по назначению.
Это не значит, что они изначально планировались как музеи и культовые здания, и не во всех служба продолжается. Культы со временем тоже умирают.
> Я видел избу, которой было лет 300. В ней даже окон не было - их при мне прорезали. И что? Так сложно провести водопровод, канализацию, интернет, лепездричество в избе????
Можно провести. Можно также поставить солнечные батареи, теплоизоляцию и шумоизоляцию, солнечные водонагреватели и тёплые полы. Но чем больше наворотов будете устанавливать, тем меньше будет оставаться от изначальной конструкции, как в абсолютном, так и в относительном измерении. А главное, по эффективности использования площадей и объёмов и по комфорту изба проиграет большим многоэтажным зданиям с просторными жилыми помещениями.
> Уж извините, но вот беда: именно архаические здания наиболее устойчивы: вот та же Айя София пережила столько землятресений, что с ней не потягается ни одно сейсмостойкое здание. Изба, фахверк - самые сейсмостойкие здания.
Я уже писал раньше, что у архаики по большому счёту только одно преимущество - долговечность. И то, сойдёт на нет по мере совершенствования конструкций и материалов. Сдаётся мне, что вот это
https://ru.wikipedia.org/wiki/Проект_«Эдем»
выдержит землетрясение и ураган не хуже избы. А то и лучше. Оно не только хорошо обтекается воздухом и перераспределяет нагрузки равномерно на всю конструкцию, но ещё и опирается на нагретую массу воздуха внутри, как аэростат. Изба рискует провалиться в трещину, её может снести ураган. Это останется стоять и над трещиной, и не улетит от урагана.
Этому, что не разрушилось, частенько приписывают небывало высокий уровень строительства, превосходящий нынешний. Что не соответствует тому факту, что материалоёмкость конструкций по мере порогресса уменьшается. О том же что сгнило, можно фантазировать сколько угодно.
К тому же, по мере соершенствования конструкций и материалов, преимущество архаики в долговечности тоже сойдёт на нет.