Учащихся

«Школьники города - науке XXI века»

Секция Математика

Исследовательская работа

Геометрия в архитектуре

Выполнила: , ученица 9Б класса МОУ «Лицей №31»

Руководитель: , учитель

математики

г. о. Саранск 2009

Введение
1. Геометрические фигуры в архитектурных сооружениях
1.1. История геометрии в архитектуре
1.2. Основные свойства архитектурно-пространственных форм
2. Разнообразие геометрических форм в разных архитектурных стилях
3. Интересные архитектурные сооружения моего города
Заключение
Список литературы

Введение

Ни один из видов искусств так тесно не связан с геометрией как архитектура. Понимать архитектуру должен каждый, ведь она окружает и сопровождает нас всю жизнь. Великий архитектор Ле Корбюзье говорил: «Окружающий нас мир – это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах. Все вокруг – геометрия».

Задачи и цели работы:

Выявить взаимосвязь свойств архитектурных сооружений с геометрическими формами

Сформулировать представление об объективности математических отношений, проявляющихся в архитектуре как в одной из форм отражения реальной действительности

Рассмотреть геометрию как теоретическую базу для создания произведений архитектурного искусства

Расширить общекультурный кругозор посредством знакомства с лучшими образцами произведений архитектурного искусства

С общим замыслом работы связана структура разделов.

Основная часть состоит из трех глав. В первой рассмотрены основные свойства архитектурно-пространственных форм. Во второй главе освещены характерные геометрические формы, свойственные различным архитектурным стилям. В третьем разделе представлен обзор примечательных архитектурных сооружений города Волжского с комментариями, касающимися их архитектурных стилей и форм.

При работе автор использовал ряд литературных источников. Среди них – учебные пособия для высших и средних учебных заведений, связанные с историей архитектуры и методикой архитектурного проектирования (Бархин архитектурного проектирования. – М.: Строиздат, 1993; Гуляницкий гражданских и промышленных зданий в пяти томах. Том I. История архитектуры. – М.: Строиздат, 1984; Ильин понимания архитектуры. – М.: Строиздат, 1989; Кильпе архитектуры. – М.: Высшая школа, 1989; Орловский: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1984). Кроме того, использовалась информация по теме реферата из научно-популярной и исследовательской литературы различных авторов (Заславский такое архитектура. - Минск: Народная асвета, 1978; Энциклопедия для детей. Том 7. Искусство. Часть вторая. Архитектура, изобразительное и декоративное прикладное искусство XVII – XX веков. – М.: Аванта+, 1999) и Интернет-ресурсы.

Большое значение в работе придается иллюстративному материалу.

1. Геометрические фигуры в архитектурных сооружениях.

«Прошли века, но роль геометрии

не изменилась. Она по-прежнему

остается грамматикой архитектора»

Ле Корбюзье

1.1. История геометрии в архитектуре.

Первые геометрические понятия возникли в доисторические времена. Разные формы материальных тел наблюдал человек в природе: формы растений, животных, гор, извилин рек, круга и серпа луны и т. п. Однако он не только пассивно наблюдал природу, но и практически осваивал и использовал ее богатства. В процессе практической деятельности он накапливал геометрические сведения. Материальные потребности побуждали людей изготовлять орудия труда, обтесывать камни и строить жилища, лепить глиняную посуду, натягивать тетиву на лук и т. д.

Первые архитектурные сооружения имели религиозное назначение. У древних языческих племен для обрядов использовались обелиски (менгиры, дольмены или кромлехи) (рис. 1). Основной проблемой при сооружении обелиска была вертикальная неустойчивость: уровень развития науки не позволял обработать строительный материал (чаще всего камень) имевший неровное основание. Эта проблема решалась просто: обелиск ставили в заранее выкопанную яму.

Таким образом, практическая деятельность человека служила основой длительного процесса выработки отвлеченных понятий, открытия простейших геометрических зависимостей и соотношений.

Первые дошедшие до нас сведения об успехах геометрии связаны с задачами землемерия, вычислениями объемов (Древний Египет, Вавилон, Древняя Греция). Уже в то время возникло абстрактное понятие геометрического тела (фигуры) как некоторого объекта, сохраняющего лишь пространственные свойства соответствующего физического тела, лишенного всех остальных свойств, не связанных с понятием расстояния, протяженности и т. п.

Таким образом, геометрия с момента зарождения изучала некоторые свойства реального мира. Связь геометрии и реального мира сохранилась на всем протяжении ее развития, при этом степень абстракции объекта изучения поднималась на все более высокий уровень.

Содержащиеся в дошедших до нас папирусах геометрические сведения и задачи в основном относятся к вычислению площадей и объемов. В них нет никаких указаний на способы вывода правил, которыми пользовались египтяне для их вычисления. Причем часто применялись приближенные расчеты. Геометрия, как практическая наука, использовалась египтянами для восстановления земельных участков после каждого разлива Нила, при различных хозяйственных работах, при сооружении оросительных каналов, грандиозных храмов и пирамид, при высечении из гранита знаменитых сфинксов. Переход от простейших построек к сложным архитектурным сооружениям осуществлялся медленно, по мере развития измерительных приборов, материалов, механизмов, необходимых для строительства.

1.2. Основные свойства архитектурно-пространственных форм.

Архитектурные сооружения состоят из отдельных деталей, каждая из которых строится на базе определенных геометрических фигур либо на их комбинации. Кроме того, форма любого архитектурного сооружения имеет своей моделью определенную геометрическую фигуру. Математик бы сказал, что данное сооружение «вписывается» в геометрическую фигуру.

Конечно, говорить о соответствии архитектурных форм геометрическим фигурам можно только приближенно, отвлекаясь от мелких деталей. В архитектуре используются почти все геометрические фигуры. Выбор использования той или иной фигуры в архитектурном сооружении зависит от множества факторов: эстетичного внешнего вида здания, его прочности, удобства в эксплуатации и т. д. Основные требования к архитектурным сооружениям, сформулированные древнеримским теоретиком архитектуры Витрувием, звучат так: «прочность, польза, красота». Каждая геометрическая фигура обладает уникальным, с точки зрения архитектуры, набором свойств.

Например, в Белоруссии спроектировано здание гостиницы возле международного аэропорта в форме конуса. Конус преобразовывает ход звуковой волны, зашедшей в него. Примером использования этого свойства может стать обычный мегафон. Эта особенность конуса оказалось чрезвычайно полезной для уменьшения шума в гостиничных номерах. Иногда, пытаясь решить с помощью архитектуры определенные идейные задачи, авторы проектов получают отрицательный результат. Примером может послужить здание театра Советской Армии, построенное в Москве в советское время. Пытаясь максимально приблизить архитектурный образ к наименованию театра, авторы придали зданию форму пятиконечной звезды. В результате это привело к значительным трудностям в планировке помещений и дополнительным затратам. А идейную пятиконечную форму театра смогли увидеть только птицы.

Прочность - одно из важнейших качеств архитектурных сооружений. Она зависит от свойств материалов, из которых они созданы, и от конструктивных особенностей. А прочность конструкции сооружения в целом, напрямую связана с базовой геометрической формой этого сооружения. Самым прочным архитектурным сооружением древних времен являются египетские пирамиды (Рис. 2, 3).

Рис. 2 Рис. 3

Рис. 4 Рис. 5

Они, как известно, имеют форму правильных четырехугольных пирамид. Именно эта геометрическая форма обусловливает наибольшую устойчивость за счет большой площади основания. С другой стороны, форма пирамиды обеспечивает уменьшение массы по мере увеличения высоты над землей. Именно эти два свойства делают пирамиду устойчивой и особенно прочной. «Рациональность» геометрической формы пирамиды позволяет выбирать внушительные размеры для этого сооружения, придает пирамиде величие, вызывает ощущение вечности.

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 (Рис. 4) в Париже и телебашня на Шаболовке (рис. 5) в Москве. Телебашня на Шаболовке, построенная по проекту, состоит из нескольких поставленных друг на друга частей однополостных гиперболоидов. Причем каждая часть сделана из двух семейств прямолинейных балок.

Рис. 6 Рис. 7

https://pandia.ru/text/78/183/images/image008_15.jpg" align="left" width="266" height="336 src=">Гиперболический параболоид (рис. 7) – это поверхность, которая в сечении u1080 имеет параболы и гиперболу. Его архитекторы кратко называют гипар . Именно гипар использовал Ф. Кандела при строительстве Вечернего зала в Акапулько (Мексика) (рис. 8).

https://pandia.ru/text/78/183/images/image010_12.jpg" align="left" width="354" height="204 src=">Рис. 8 Рис. 9

Однополостный гиперболоид и гиперболический параболоид могут быть образованы перемещением двух прямых. Самые простые неплоские поверхности – цилиндрическую (рис. 10) и коническую (рис. 9) можно построить перемещением одной прямой.

2. Разнообразие геометрических форм в разных архитектурных стилях.

Развитие архитектуры в немалой степени зависит от эстетических идеалов, художественных потребностей общества.

Эстетические особенности архитектурных сооружений изменялись в ходе исторического процесса и воплощались в архитектурных стилях. Стилем принято называть совокупность основных черт и признаков архитектуры определенного времени и места. Геометрические формы, свойственные архитектурным сооружениям в целом и их отдельным элементам, также являются признаками архитектурных стилей. Попробуем создать систему соответствия геометрических форм и основных архитектурных стилей.

https://pandia.ru/text/78/183/images/image012_10.jpg" align="left" width="176" height="280 src="> Рис. 11 Рис. 12

Разумеется, стоечно-балочная конструкция проигрывала пирамиде в устойчивости и распределении веса, но она позволяла создавать внутренние объемы и, безусловно, явилась выдающимся достижением человеческой мысли. Главным недостатком такой конструкции была плохая работа камня на изгиб (рис. 14) (поэтому в храме Амона в Карнаке (рис. 13) так много колон).

https://pandia.ru/text/78/183/images/image014_8.jpg" align="left" width="331" height="360 src=">

Рис. 13 Рис. 14

https://pandia.ru/text/78/183/images/image016_6.jpg" width="325" height="255">

Термин "романский стиль" (рис. 17) условен и возник в первой половине 12 века, когда была обнаружена связь средневековой архитектуры и античной.

Циркуляр" href="/text/category/tcirkulyar/" rel="bookmark">циркулярные арки (рис. 16). Фигуры располагаются в пределах вертикальных поверхностей, причем композиция не дает ощущения глубины. Обращают на себя внимание разные масштабы фигур.

Христос всегда больше ангелов и апостолов, которые в свою очередь больше простых смертных. Фигуры находятся в определенном соотношении и с архитектурными формами. Изображения в середине крупнее, чем те которые u1085 находятся по углам. На фризах помещаются фигуры приземистых пропорций, а на несущих частях - удлиненные. Такое соответствие изображения архитектурных очертаний одна из характерных черт романского стиля. Памятники романского искусства рассеяны по всей Западной Европе. Больше всего их во Франции, которая ввеках была не только центром философского и теологического движения, но и широкого распространения еретических учений. В архитектуре и скульптуре встречаются наибольшее разнообразие форм и конструктивных решений.

На смену романскому искусству пришла готика. Готические здания отличаются обилием ажурных кружевных деталей в форме цилиндров, пирамид, конусов (рис. 18, 19). Они как снаружи, так и внутри производят впечатление легкости и воздушности.

Окна, порталы, своды имеют характерную стрельчатую форму. Фасады сооружений обладают осевой симметрией. Стрельчатая арка (схема на рис. 21) привнесла в готическую архитектуру два конструктивных новшества. Во - первых, стрельчатые своды стали выполнять на нервюрах – каменных ребрах, несущих независимые друг от друга части свода – распалубки. Нервюры служат как бы скелетом свода, они берут на себя основную нагрузку. В результате конструкция свода становится более гибкой: она может выдержать те деформации, которые для монолитного свода окажутся губительными. Таким образом, нервюры явились прототипом современной каркасной конструкции.

Внутренним опорам и стенам готического собора оставалась лишь одна вертикальная нагрузка – вот почему их можно было делать более тонкими и изящными. Поскольку вертикальную нагрузку готического храма нес пучок нервюр, центральные стены как несущие конструкции оказались ненужными, и их заменили цветными витражами .

Рис. 20 Рис. 21

Готические конструкции XII – XV перекликаются с современными архитектурными конструкциями, у которых нагрузку взял на себя тонкий железобетонный каркас, а стены стали стеклянными.

Готика, возникшая после романского стиля, стала более жизнерадостной. Во всех готических архитектурных сооружениях наблюдается стремление ввысь, к небу, подальше от светской суеты. Широко использовавшиеся в их формах пирамиды и конусы, соответствовали общей идее – стремлению вверх. Характерными деталями для готических сооружений являются стрельчатые арки порталов, которые пришли на смену полуциркульным аркам, являющиеся, с точки зрения геометрии, более сложными. Стрельчатая арка состоит из двух дуг

окружности одного радиуса. На рисунке 21 над горизонтальной линией видно схематическое изображение стрельчатой арки.

Рис. 22 Рис. 23

У архитекторов различных эпох были и свои излюбленные детали, которые отражали определенные комбинации геометрических форм. Например, зодчие Древней Руси часто использовали для куполов церквей и колоколен так называемые шатровые покрытия. Это покрытия в виде четырехгранной или многогранной пирамиды.

https://pandia.ru/text/78/183/images/image025_4.jpg" align="left" width="288" height="203 src=">Барокко" href="/text/category/barokko/" rel="bookmark">барокко пришел на смену ренессансу. 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. Этот великолепный и пышный стиль просуществовал не долго и уже во второй половине XVIII в. на смену ему приходит строгий и величественный классицизм.

Рис. 25 Рис. 26

Для классицизма характерна ясность форм. Все здания, построенные в этом стиле, имеют четкие прямолинейные формы и симметричные композиции (рис. 25). Сознательно заимствованы приемы античности и ренессанса, применены ордеры с античными пропорциями и деталями. Простота и в то же время монументальность, утверждавшие мощь и силу государства, ценность человеческой личности с удивительной гармонией сочетаются в этом стиле.

Модерн появился в начале XX в., как попытка освободиться от долгого подражания античности, как желание создать новые формы из новых материалов – металла, стекла, бетона, керамики. Поиск новых форм и освоение новых материалов привели к новым видам композиций (рис. 27).

Стиль не имеет строгих симметричных конструкций. На рис. 26 изображено здание клуба имени в Москве. Это здание построено в 1929 г. по проекту архитектора Мельникова. Базовая часть здания представляет собой невыпуклую прямую призму благодаря выступам, которые заполнены вертикальными рядами окон. При этом гигантские нависающие объемы также являются призмами, только выпуклыми.

https://pandia.ru/text/78/183/images/image029_2.jpg" width="217" height="181">

https://pandia.ru/text/78/183/images/image032_3.jpg" width="229" height="170">

Рис. 31 Рис. 32

https://pandia.ru/text/78/183/images/image034_3.jpg" width="174" height="290 src=">

Рис. 33 Рис. 34

https://pandia.ru/text/78/183/images/image036_1.jpg" align="left" width="232" height="191 src=">

Рис. 35 Рис. 36

Так, например, наиболее современные здания города выполнены в стиле «хай-тек» . В основном это предприятия торговли, технического обслуживания, рынки. Для них характерна большая площадь застекленной поверхности, ажурные формы из металлических конструкций, в форме пирамид, цилиндров, многоугольников. Примерами являются Министерство финансов (рис. 31, 32), Internet-дом (рис. 30), корпуса теплиц (рис. 35), Дворец Бракосочетания (рис. 29), магазин «Глобус» (рис. 34), Ледовый дворец (рис.36), спортивно-развлекательный комплекс (рис.33).

Рис. 36 Рис. 37

Рис. 38 Рис. 39

Помимо этого в Саранске присутствуют здания стиля классицизм. Они расположены преимущественно в старой части города. Примерами этого стиля являются краеведческий музей (рис. 38), элементы парковой зоны (рис. 39), национальный музей (рис. 40), здание Дома Союзов (рис. 36), Дома Советов (рис. 37).

Рис. 41 Рис. 42

Стиль модерн представлен зданиями национального театра (рис. 42), железнодорожного вокзала (рис.41).

Представителями русско-византийского стиля являются здания церквей храм Ушакова (рис. 43), церковь Николая Чудотворца (рис.44)

https://pandia.ru/text/78/183/images/image045_1.jpg" align="left" width="252" height="189 src=">

Рис. 43 рис. 44

Заключение

В результате проделанной работы выяснилось, что геометрия с архитектурой непосредственно связаны – геометрия является незаменимой частью архитектуры, одной из ее основ.

Геометрические формы определяют эстетические, эксплуатационные и прочностные свойства архитектурных сооружений разных времен и стилей. Причем для каждого архитектурного стиля характерен определенный набор геометрических форм зданий и сооружений в целом и их отдельных элементов. С развитием строительных технологий возможности применения геометрических форм расширяются. На примере города Саранск были проанализированы различные архитектурные стили и их геометрические свойства.

Геометрия была рассмотрена как теоретическая база для создания произведений архитектурного искусства. Были сформулированы представления об объективности математических отношений, проявляющихся в архитектуре как в одной из форм отражения реальной действительности.

Список литературы

1) Атанасян: учебник для 7-9 классов средней школы . – М.: Просвещение, 1990.

2) Бартенев и конструкция в архитектуре. – Л. Строиздат, 1968

3) Бархин архитектурного проектирования. – М.: Строиздат, 1993.

4) Башлыкова Т. Волжскому 50. Хроника. События. Судьбы. – Волгоград: Издатель, 2003.

5) Большая советская энциклопедия (CD).

6) Волошинов и искусство - М.: Просвещение, 2000

7) Гуляницкий гражданских и промышленных зданий в пяти томах. Том I. История архитектуры. – М.: Строиздат, 1984.

8) Заславский такое архитектура. - Минск: Народная асвета, 1978.

9) , Зиновьев египетских пирамид. – Владимир, 1999

10) Ильин понимания архитектуры. – М.: Строиздат, 1989.

11) Интернет-ресурсы

12) Кильпе архитектуры. – М.: Высшая школа, 1989.

13) Орловский: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1984.

14) Энциклопедия для детей. Том 7. Искусство. Часть вторая. Архитектура, изобразительное и декоративное прикладное искусство XVII – XX веков. – М.: Аванта+, 1999

Пятая лицейская научно-практическая конференция «Познание и творчество»

Физика-математика

Тема: «Архитектура в геометрических фигурах»

Исследовательский проект

Ученица 9 «А» класса МАОУ

« Лицей №21»

Руководитель:

Кротова Ирина Леонидовна,

учитель математики

Оглавление

Актуальность

В наше время города и страны все более застраиваются. Появляются новые сооружения. Появляются новые архитекторы, появляться новые направления в архитектуре. Как говорил Луис Генри Салливан: «Архитектура - это искусство, которое воздействует на человека наиболее медленно, зато наиболее прочно». Наше мировоззрение и настроение зависит от того, что происходит в городе и как он выглядит. И мне кажется, что любое здание или сооружение строиться на основе геометрических фигур и комбинаций геометрических тел. И не один из видов искусств так тесно не связан с геометрией как архитектура. Понимать архитектуру должен каждый, ведь она окружает и сопровождает нас всю жизнь.

Гипотеза

Все здания, которые нас окружают – это геометрические фигуры, они, с одной стороны, являются абстракциями от реальных объектов, а, с другой, являются прообразами, моделями формы тех объектов, которые создает архитектор.

Цели и задачи:

Цель:

Рассмотреть какие бывают здания, и из каких геометрических фигур они состоят

Задачи:

Изучить историю появления геометрии и архитектуры

Найти геометрические фигуры в зданиях:

В России;
В своем городе

Найти современных российских архитекторов

Создать свое здание в геометрических фигурах

Теоретическая часть

«Окружающий нас мир – это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах. Все вокруг – геометрия.» Ле Корбюзье

Геометрия - раздел математики, изучающий пространственные отношения и формы, а также другие отношений и формы, сходные с пространственными по своей структуре.

Архитектура - это искусство моделирования среды обитания человека и проектирования поведения людей в этой среде, путем особой функциональной и художественной организации пространства и формы, художественной работы с пластикой элементов, цветов.

История

Традиционно считается, что родоначальниками геометрии как систематической науки являются древние греки, перенявшие у египтян ремесло землемерия и измерения объёмов тел, и превратившие его в строгую научную дисциплину. Греческие ученые на основе открытия множества геометрических свойств смогли создать стройную систему знаний по геометрии. В основу геометрической науки были положены простейшие геометрические свойства, взятые из опыта. Остальные положения науки выводились из простейших геометрических свойств с помощью рассуждений. Вся эта система была опубликована в завершенном виде в «Началах» Евклида около 300 годах до нашей эры. Первые же доказательства геометрических утверждений появились в работах Фалеса и использовали, по всей видимости, принцип наложения, когда фигуры, равенство которых необходимо доказать, накладывались друг на друга.

Благодаря великому Архимеду, который смог вычислит число Пи, а также смог определить способы вычисления поверхности шара, задача, которую до него никто решить не мог. Архимед просил выбить на своей могиле шар, вписанный в цилиндр. Архимед сумел установить, что объёмы конуса и шара, вписанных в цилиндр, и самого цилиндра соотносятся как 1:2:3. Система, разработанная Евклидом, считалась непреложной более двух тысяч лет. Однако в дальнейшем история развития геометрии получила неожиданный поворот, когда в 1826 году гениальный русский математик Н.И. Лобачевский смог создать совершенно новую геометрическую систему, названную его именем. Аксиома Лобачевского гласит, что через точку, не лежащую на прямой можно провести более одной прямой, параллельной данной. Фактически основные положения его системы отличаются от положений геометрии Евклида только в одном пункте, но именно из этого пункта вытекают основные особенности системы Лобачевского. Это положение о том, что сумма углов треугольника в геометрии Лобачевского всегда меньше 180 градусов. На первый взгляд может показаться, что это утверждение неверно, однако при маленьких размерах треугольников современные средства измерения не дают правильно измерить сумму его углов. Дальнейшая история развития геометрии доказала правильность гениальных идей Лобачевского и показала, что система Евклида просто неспособна решить многие вопросы.

Таким образом, геометрия с момента зарождения изучала некоторые свойства реального мира.

Первые архитектурные сооружения имели религиозное назначение. У древних языческих племен для обрядов использовались обелиски. Основной проблемой была вертикальная неустойчивость, тогда наука была еще не сильна развита. Затем считается, что начали строить египетские пирамиды.

Греки сделали темой архитектуры как искусства саму архитектуру, точнее, рассказ о работе ее конструкций. С этого момента опоры стоечно-балочной системы не просто украшают здание, но и показывают, что они что-то поддерживают и что им тяжело. Они просят сочувствия зрителей и для убедительности подражают строению и пропорциям человеческой фигуры - мужской, женской или девичьей.

Римляне начинают широко применять арки и арочные конструкции (своды и купола). Горизонтальная балка может треснуть, если она слишком длинная; клиновидные же части в арочной дуге при нагрузке не переламываются, а сжимаются, а разрушить камень давлением непросто. Поэтому арочными конструкциями можно перекрывать гораздо большие пространства и нагружать их значительно смелее.

Технологический прорыв византийской архитектуры - постановка изобретенного еще в Древнем Риме купола не на круглые стены, замыкающие внутреннее пространство, а на четыре арки - соответственно, всего с четырьмя точками опоры. Между арками и подкупольным кольцом образовывались двояковогнутые треугольники - паруса.

К началу второго тысячелетия нашей эры в Европе стали складываться могущественные империи, и каждая считала себя наследницей Рима. Возродились и традиции римского зодчества. Величественные романские соборы снова перекрывались арочными конструкциями, похожими на античные, - каменными и кирпичными сводами.

Эпоха Возрождения дала миру величайшие купола, но с этого момента большие стили возникали уже не столько благодаря строительным новшествам, сколько в результате изменения самой картины мира. Ренессанс, маньеризм, барокко, рококо, классицизм и ампир родились скорее благодаря философам, теологам, математикам и историкам (и в какой-то степени тем, кто ввел в моду галантные манеры), чем изобретателям новых конструкций перекрытий. Вплоть до эпохи промышленной революции новшества в строительных технологиях перестают быть определяющим фактором в смене стилей.

В 1850 году фабричное производство оконного стекла больших размеров позволило отработать технологии строительства сначала больших оранжерей, а затем и грандиозных зданий иного назначения, в которых либо все стены, либо крыши делались стеклянными. Сказочные «хрустальные дворцы» начали воплощаться в реальности.

История архитектуры является наукой одновременно исторического и теоретического профиля. Эта её особенность обусловлена спецификой предмета - истории возникновения и развития архитектуры, теоретических знаний об архитектуре, архитектурного языка, архитектурной композиции, а также наблюдение таких общих черт и признаков архитектуры определённого времени и места, которые позволяют выделить архитектурные стили.

Архитектура как метод художественного творчества возникает от того, что человеческий разум имеет врожденную от Бога потребность, познавая мир, выражать себя, свои чувства, мысли, представления о Бесконечности, слагающиеся из конечных форм. Поэтому строительная конструкция - функциональный тип структуры, а архитектурная композиция - художественно-образная целостность.

Архитектура в геометрических фигурах

В России есть много фонтанов, которые состоят из разных геометрических фигур. Рассмотрим фонтан в Москве «Каменный цветок». Если посмотреть на него, сверху можно увидеть окружности. Так же есть детали, которые состоят из сферы и кубов. По периметру есть фигуры, которые тоже состоят из геометрических фигур.

Рассмотрим еще один фонтан «Голуби» в Казани. Здесь можем так же увидеть окружности, можно увидеть цилиндры и усечённые конусы.

Так же начали появляться новые торгово-развлекательные центры. В Екатеринбурге есть такие центры, к примеру, «Алатырь». Мы можем увидеть куб, но он находиться в срезе. В этом срезе мы можем увидеть часть цилиндра.

Так же есть такой центр «Фан-Фан», там же в Екатеринбурге. Он в форме куба, но его грани имеют форму цилиндра и поэтому его ребра не острые, а закругленные.

Так же мы можем еще найти архитектуру в геометрических фигурах. Это инновационно-культурные центры: в Сколково, в Первоуральске- «Шайба» (такие как в Первоуральске планируются во Владивостоке и в Калуге)

В 2015 году в Москве было построено здание, бизнес-центр, его создала замечательная женщина Заха Хадид. Это было ее последнее здание. 31 марта 2016 года она умерла, но оставила за собой очень много интересных, разнообразных зданий.

Например, это здание находиться в Баку, было построено в 2012 году.

Хадид много что создала: сделала проект Экспоцентр в Москве; создавала дизайн мебели, обуви и т.д. для разных компаний, в том числе и российских. Но самое необычное это бизнес-центр в Москве. Снаружи это здание из несколько кубов разной толщины и размера. Они все расположены по-разному. Но внутри это здание смотрится еще необычней и создается иллюзия. С разных сторон и углов это смотрится по-разному.

Конечно, у Хадид есть еще здания, но все они так же состоят из различных геометрических фигур.

Современные российские архитекторы

Архитектурная студия «МЕЛ»

Федор Дубинников и Павел Чаунин. Год основания – 2009. Проект доступного жилья Checkers в 2009 году принес награду Международной архитектурной биеннале в Роттердаме (IABR), премию «Авангард» и звание «Лучшего молодого архитектора России» в рамках кураторской программы «АРХ Москва NEXT!».

«Мы создаем новую типологию архитектуры с помощью простых и функциональных решений. Стилистическая основа наших проектов – минимализм и контраст. Мы ищем необычное применение обычным материалам и стараемся подчеркнуть архитектурную самобытность контекста», - говорят основатели «Мел».

Архитектурная мастерская ZA BOR

Арсений Борисенко и Петр Зайцев. Год основания – 2003. Их клиенты – крупные компании и бизнесмены, интересные и неординарные люди. На сегодняшний день ZA BOR успешно ведет международную практику. Портфолио бюро отличается разнообразием и включает как частные дома и интерьеры, так и офисы, офисные комплексы, проекты развития территории, градостроительные концепции. Оригинальные проекты и концепции мастерской отмечены десятками наград, входят в тренд-буки международных рекламных агентств и представлены в каталогах мебели ведущих производителей офисной мебели.

Архитектурное бюро FORM

Ольга Трейвас и Вера Одынь. Год основания – 2011. Среди объектов – выставочное пространство в новом павильоне ЦСК «Гараж», павильон России на Международной книжной ярмарке в Турине, конференц-зал Onexim Hall, переделанный из старого сталинского кинотеатра. В FORM умеют работать с пространством, делая его там, где нужно, в меру незаметным и, напротив, заставляя деликатно подчеркивать самое себя, когда того требует ситуация. Как будто архитектура вдруг «принимает форму» того искусства, которое призвана демонстрировать, а не просто содержит его в себе, как инородное тело.

Конечно это не все компании, но при просматривании проектов эти ребята мне больше всего понравились. В их проектах есть изюминка, которая где-то спрятана, но ты ей восхищаешься. Просматривая некоторые проекты, я удивлялась, почему они такие простые, но смотря на них, они мне все больше нравились.

Практическая часть

Я решила сама попробовать нарисовать здание из геометрических фигур. Я рисовала здание состоящее из кубов, пирамид, цилиндров и сфер. Здания можно разделить на части. Первая часть это вход в форме куба и сам куб с прямоугольными и овальными окнами. Вторая часть тоже куб, но он очень тонкий и в нем сделан срез. У него большие прямоугольные панорамные окна. Между этими частями находиться еще один куб с прямоугольными окнами, а вот из него уже выходят различные фигуры. Есть пирамида с треугольным окном и окнами трапециями. К пирамиде присоединяется шар с квадратными окнами. Кроме пирамид есть еще одна фигура выходящие из куба – это шестигранный цилиндр, у которого окна в форме окружности.

Думаю, это здание может быть как торгово-развлекательным центром, так и бизнес центром, а может даже и инновационно-культурным, научным и т.д.

При постройке такого здания нужно внимательно отнестись к выбору материала, правильно просчитать, чтобы оно не упало от порывов ветра. Так же надо выбрать подходящую территорию для постройки.

Вывод из практической части: создавать здания и сооружения очень тяжело, ведь надо рассчитать практичность, выбрать правильный материал и цвет.

Вывод

Мы рассмотрели, где встречаются геометрические фигуры в зданиях Екатеринбурга и Первоуральска. Рассмотрели несколько проектов архитектурных мастерских. Познакомились с их целями и планами на будущее. Так же доказали нашу гипотезу, что все сооружения и здания начинаться с конструирования и выстраивания геометрических тел, а затем начинаться расчёты. Увидев сегодня эти постройки, мы осознали, что важность в выборе использовании геометрических фигур и их постановке, а так же правильность выбора материала и цвета, очень сильно влияет на настроение и мысли человека. 14.12.2016 21.17 http://zabor.net/ 14.12.2016 22.09

Первоуральск

2017

Архитектура, или зодчество, окружает человека повсюду в течение всей его жизни: это и жилище, и место работы, общественной деятельности, отдыха, развлечений. Иными словами, это среда, в которой человек существует. Эта искусственно созданная среда одновременно и противостоит природе, изолируя от нее человека, защищая от ее воздействий, и связывает человека с природой. Архитектура удовлетворяет практические нужды человека, она утилитарна и потому должна быть в первую очередь удобной, прочной, соответствующей своему назначению.

Произведение архитектуры - это такое инженерное, конструктивное сооружение, в котором заложен определенный замысел - идея его создателя. Зодчий вкладывает в свое творение не только научные и технические знания, но и свой темперамент, свои мысли, чувства. Это сооружение, помимо утилитарных качеств, несет идейно-образное, художественно-эстетическое начало, воздействуя на наши эмоции, вызывая ответные чувства, определенное настроение.

Древнеримский теоретик искусства Витрувий назвал три основы, на которых зиждется архитектура: «Прочность, Польза, Красота».

Архитектура создает реальное пространство. В этом ее главная отличительная особенность. Если для живописи определяющим является цвет, для скульптуры - объем, то для архитектуры - пространство. Пространство в архитектуре ограничивается конструктивными формами, выполненными из различных материалов.

В создании пространственно-объемной архитектурной формы принимают участие, как и в других видах искусства, такие художественные средства и приемы, как ритм, симметрия и асимметрия, нюанс и контраст, соотношения и пропорции целого и частей.

Ритм - закономерное повторение и чередование однородных элементов или групп форм - пронизывает объемно- пространственную структуру сооружения, сообщая ему гармонию.


Симметрия - одинаковое расположение равных частей по отношению к оси здания - очень действенное средство организации архитектурных форм, вносящее в объемно-пространственную композицию строгую упорядоченность, статичность, покой.

Асимметрия противоположна симметрии; она сообщает композиции гибкость, динамичность, остроту, способствуя единству целого за счет соподчинения частей.

Определенные соотношения и соподчинение всех объемных геометрических элементов, всех частей архитектурного сооружения составляют пропорции.

Контраст в противоположность нюансу - соотношение резко противоположных признаков (формы, элементы легкие и тяжелые, высокие и низкие, вертикальные и горизонтальные, светлые и темные). Контраст подчеркивает, заостряет формы и способствует ощущению динамичности, напряженности движения.

Большое значение для восприятия архитектурного сооружения имеют силуэт и местоположение, связь с окружающей средой - естественной, природной или городской; противопоставление или единение, согласие с ней.

Наконец, существенную роль в создании идейно-художественного архитектурного образа играет содружество пластических искусств - архитектуры, скульптуры и живописи. Ведущей в этом содружестве выступает архитектура: скульптура и живопись становятся композиционными элементами архитектуры, не теряя при этом своего своеобразия.

Архитектура, как и все другие виды искусства, является порождением своей эпохи. В архитектуре отражается социальный строй и уровень развития производительных сил, быт и обычаи людей, господствующая идеология, религиозные и философские представления, эстетические идеалы данного времени. В свою очередь в рамках одного стиля ярко дают себя знать черты национальные, а в каждом отдельном произведении архитектуры - черты индивидуального почерка его создателя.

В Древней Руси строили преимущественно из дерева, самого распространенного, доступного и сравнительно легко обрабатываемого материала. И только сооружения, требующие по своему назначению особой прочности, как оборонные крепости, или имеющие особо важное значение в жизни общества, - храмы, часто сооружались из камня и кирпича.

На Руси очень часто храмы сооружали в память какого-либо знаменательного, важного для государства события. Таким храмом-памятником, построенным в честь победоносного похода Ивана Грозного на Казань в 1552 году, стал знаменитый московский собор Покрова на Рву, впоследствии получивший название храма Василия Блаженного по имени юродивого, похорон енного у его стен. Строили храм в течение 1555-1561 годов русские зодчие Барма и Посник (по некоторым предположениям одно и то же лицо).

Идея прославления русских воинов очень ярко и образно выражена в необычайной сказочно-нарядной, радостной архитектуре собора. Собор состоит из центрального столпа-храма в честь праздника Покрова Богородицы (решающий штурм Казани был начат в день праздника Покрова) и окружающих его восьми столпов-приделов, посвященных святым, на дни празднования которых приходились события Казанского похода. Пестрая расцветка, роспись наружных крылец, галерей, опоясывающих приделы, появились позже, во второй половине ХVII века в противоположность нарядному причудливому внешнему виду внутренние помещения храма скромны. Только стены центрального столпа были украшены декоративной росписью и надписью (летопись) о построении храма. Это действительно храм-памятник, памятник русским людям, отдавшим жизни на благо Родины, и обращен он к самым широким людским массам. Недаром собор был поставлен не в Кремле, а рядом, на Красной площади, самой многолюдной в Москве.

На Руси издревле велось широкое монастырское строительство. Создаваемые часто на окраинах, русского государства, монастыри были не только прибежищем для монахов, но одновременно и важными стратегическими оборонными пунктами. В XVI веке они, как правило, обносились каменными или кирпичными (раньше деревянными) стенами с башнями, которые, подобно кремлям, предназначались для обороны.

Стены и башни должны были не только оградить монастырь, но и защитить его от нападения врага, предоставить, убежище людям, обеспечить их безопасность и создать необходимые условия для жизни внутри монастыря в случае его длительной осады. Они должны были быть очень крепкими, чтобы противостоять вражеским снарядам, и одновременно должны были быть приспособлены к тому, чтобы вести с них обстрел врага. Их сложили из огромных природных камней-валунов, которыми изобилуют Соловецкие острова. Валуны не обтесывали, а лишь подгоняли друг к другу, заполняя между ними пространство кирпичом и известковым раствором.

Башни служили также складами для оружия, снарядов, пороха, были своего рода арсеналами. Кроме того, некоторые башни использовались и как хозяйственные помещения для хранения зерна и других продовольственных товаров. Кремль Соловецкий - военно-оборонительное и одновременно хозяйственное сооружение. Его конструктивно-архитектурное решение целиком отвечает этим функциям.
Шатер - традиционная, излюбленная форма покрытия в русском деревянном культовом и крепостном зодчестве - делал башню еще выше, что было важно и для наблюдения за окрестностью.

Крестьянское народное зодчество на Руси было деревянным. Деревянное зодчество, медленно, постепенно создавая свои формы, сохраняло их неизменными или с небольшими изменениями в течение длительного времени - целых эпох, столетий. Оно было традиционно и донесло формы, рожденные в древнейшие времена, до XVIII, ХIХ и даже ХХ века. Особенно стойко держались традиции в крестьянском жилом строительстве. Издавна в северных русских областях сложился тип деревянного жилого дома-избы, хорошо приспособленного к местным климатическим условиям и образу жизни большой крестьянской семьи.

Русское зодчество ХVIII - первой половины XIX века развивалось в русле общеевропейской архитектуры, где господствовал классицизм.

В ХVIII- XIX веках сооружается много общественных, зданий и жилых домов - загородных усадеб и городских особняков. Одновременно с этим архитекторами решаются градостроительные задачи - организация и планировка ансамблей площадей, улиц, кварталов. Выдающимся произведением русской архитектуры административно-общественного и хозяйственного назначения явилось основательно перестроенное в 1806-1823 годах Андреяном Захаровым здание Адмиралтейства в Петербурге. Адмиралтейство сочетало в себе как производственные помещения - мастерские, склады и. т. д., так и административные - морского ведомства и департамента.

Строгие формы Адмиралтейства становятся мягче, наряднее от светлой двухцветной окраски - сочетания белого и желтого, от многочисленных скульптурно-декоративных деталей, естественно увязанных с конструкцией здания. Это и скульптурные рельефы на главной башне и на фронтонах портиков боковых крыльев, и фигуры летящих слав над аркой входов, и венки на павильонах, выходящих на Неву, и маски над окнами. О богатстве скульптурного убранства и его роли в композиционном построении центральной башни и в раскрытии главной идеи Адмиралтейства уже говорилось в главе, посвященной скульптуре.

Одним из первых замечательных произведений советской архитектуры стал Мавзолей В. И. Ленина, построенный по проекту архитектора Алексея Викторовича Щусева (1873-1949) в 1929-1930 годах на Красной площади. Его формы предельно лаконичны и строги. На невысоком прямоугольном основании спокойно возвышается уступчатая пирамида. В центральной части пирамиды располагаются трибуны, к которым ведут выступающие с боков и обрамляющие вход лестницы. Мавзолей облицован крупными, плотно пригнанными и тщательно отполированными гранитными плитами, что при отсутствии каких-либо деталей придает ему вид монолита. Темно-красный цвет гранита и черный лабрадора, которым выложен массивный блок над входом в Мавзолей с посвятительной надписью из одного слова «Ленин», создают торжественно-траурное звучание. Так немногими, но очень выразительными средствами: строгими формами спокойной, устойчивой пирамиды с ясным, четким силуэтом, цветом, обработкой поверхности - достигнуто мудрое и простое решение двух взаимосвязанных задач, которые были поставлены перед архитектором. Размеры Мавзолея невелики, но он монументален, величествен.

В наше время при огромном размахе строительства, при возведении как грандиозных по масштабу общественных сооружений, так и новых жилых кварталов, на первое место в архитектуре выдвинулись проблемы градостроительства: планировка улиц, частей города, городов, ансамблевость их застройки, создание среди массовых типовых зданий ведущих архитектурных акцентов - доминант, которые являли бы собой композиционный центр, группирующий и организующий вокруг себя все остальные постройки квартала.

Таким композиционным центром нового большого юго-западного района Москвы, возникшего в послевоенные годы, стал новый комплекс Московского государственного университета, построенный по проекту архитекторов Л. В. Руднева, С. Е. Чернышева, П. В. Абросимова, А. Ф. Хрякова, инженера В. Н. Насонова в 1949-1953 годах. Он включает много отдельных учебных и служебных корпусов, спортивные сооружения, ботанический сад, парк. А его главное высотное здание является не только центром самого архитектурного комплекса, но и доминантой всего района. Это здание состоит из многих разновысотных объемов, связанных между собой, группирующихся вокруг самой высокой башнеобразной части, завершающейся шпилем. Боковые объемы постепенно, по мере приближения к ней наращивают высотность, а самые близкие заканчиваются в свою очередь башенками. Новое здание университета выполняет важную роль в панораме современной огромной, раскинувшейся на многие километры Москвы, участвуя в ее традиционной «живописности».

Васильев А.Я. 1

Аммосова Л.М. 1

1 Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение "Средняя общеобразовательная школа №26" (с углубленным изучением отдельных предметов) Городского округа "город Якутск"

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В прошлом году я познакомился с программой Blender - с программой для создания трёхмерной компьютерной графики. В этом году, в 5-м классе, у нас появился новый предмет - Наглядная геометрия. Мне сразу понравился этот предмет. Так как я умею пользоваться некоторыми возможностями программы Blender, я подумал, что смогу построить здания нашего города в этой программе и показать в них использованные при строении геометрические фигуры и тела.

Объект исследования: здания города Якутска.

Предмет исследования: построение 3D-модели зданий и их сравнение с геометрическими фигурами и телами.

Гипотеза исследования: Если при строительстве зданий города Якутска использовать больше геометрических фигур и тел, то наш город станет более современным, уникальным по архитектуре, узнаваемым, привлекательным и для жителей города Якутска, и для гостей республики.

Новизна исследования: Создание собственного проекта в виде 17 этажного учебно-развлекательного центра для детей и подростков (УРЦ города Якутска).

Цель исследования: исследовать геометрические фигуры и тела в зданиях города Якутска.

Для достижения поставленной цели мы поставили следующие задачи :

1) изучить здания и дома города Якутска;

2) рассмотреть наиболее интересные, с точки зрения геометрии, здания города, выявить в них сравнения с геометрическими фигурами и телами;

3) построить модели выбранных зданий в программе Blender;

4) выполнить проект многоэтажного здания учебно-развлекательного центра для детей и подростков в программе Blender.

Методы исследования:

- изучение литературы о геометрии (геометрических фигурах и телах);

Повседневные наблюдения; поиск и сбор информации о строениях (зданиях);

Фотографирование и сравнение с google-картой;

Построение моделей зданий в программе Blender;

Оформление работы;

Формулирование выводов.

Коротко о программе Blender

Blender — свободный профессиональный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, постобработки и монтажа видео со звуком и так далее, а также для создания интерактивных игр. В настоящее время пользуется наибольшей популярностью среди бесплатных 3D-редакторов.

Датой создания первых файлов исходного кода считается 2 января 1994 года. Последняя версия Blender 2.79 выпущена 12 сентября 2017 года.

Программу Blender, по совету старшего брата, скачали с интернета. Очень большие возможности, но рекомендации, как пользоваться программой, не предоставляется.

Она представлена полностью на английском языке, поэтому для его использования необходимо знание базового уровня английского языка. А также можно научиться пользоваться различными возможностями Blender на сайте youtube, где имеются видео-уроки на русском языке.

С помощью этой программы можно сделать объемные модели не только зданий, но и целых городов, людей и животных, а также замечательные открытки, видеоролики поздравительные и другие.

Я только учусь пользоваться этой программой, но уже знаю, что нам, школьникам, она очень необходима.

2. Геометрические фигуры и тела в зданиях города Якутска

В последние годы в нашем городе Якутске строятся очень много красивых и необычных зданий. Гуляя по городу и рассматривая их, в каждом из них можно увидеть различные геометрические фигуры и тела, которые выполнены очень оригинально. Такие здания с необычными формами привлекают намного больше внимания, чем здания со стандартными прямоугольными формами. И конечно, если в нашем городе будет больше таких зданий, то он будет привлекателен не только для нас - жителей города, но и для гостей. Давайте рассмотрим многообразие геометрических фигур и тел на примере некоторых зданий города Якутска.

Первое выбранное здание - здание Якутского речного училища, который находится по улице Водников, дом 1. Он переименован в Якутский институт водного транспорта (филиал) Сибирского государственного университета водного транспорта. Он является структурным подразделением Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Я его выбрал из-за трех «Aлых парусов», которых всем видно издалека. Они выполнены в виде: одной правильной и двух усеченных неправильных пирамид, прикрепленных сторонами к параллелепипеду (стороне здания) (Приложение 1).

Второе здание - стеклянное здание Комдрагмета, где находится главная сокровищница Якутии. Спереди он похож на цилиндр. Но оказалось, что он полуцилиндр, прикрепленный к параллелепипеду. Это хорошо видно с боку и сверху. Наверху усеченный конус (Приложение 2).

Очень интересным представляется офисное здание-треугольник на 202 микрорайоне. Я узнал, что первоначально там планировалось построить административное здание с детским клубом "Бригантина", который предполагалось разместить на нижних этажах. Из-за названия клуба и нормативных требований к строительству возникла идея построить здание именно треугольной формы. В настоящее время там находится бизнес-центр с развлекательным клубом. Украшением этого здания является серая часть корпуса, которая с разных сторон смотрится по-разному. Например, с одной стороны видим в нём треугольник, прямоугольник в треугольнике, стоящий на прямоугольнике. С точки геометрических тел видны: параллелепипед и треугольная призма (Приложение 3).

На улице Петра Алексеевастоит очень интересное здание жилого дома. Если смотреть со стороны, то в прямоугольнике видна часть цилиндра. А сверху вид оказался очень интересным: «пересечение квадрата и круга» (Приложение 4).

Еще одно здание - здание Арктического института культуры и искусства (АГИИК). Он похож на «эллипс», но при детальном рассмотрении и проектировании оказалось, что со стороны мы видим разные «цилиндры», а вид сверху представляет собой круг, примкнутый к криволинейной трапеции и рядом тоже круг (Приложение 5).

Также у нас в городе есть строения в виде усеченных восьмиугольных пирамид - это Дом Арчы. Он является центром духовной культуры якутов, где можно познакомиться с историей религии коренных народов Якутии. Выполнено и оформлено в национальном стиле. Состоит из усеченных восьмиугольных пирамид с полусферами наверху. Вид сверху представляет неправильный шестиугольник, на котором треугольником стоят восьмиугольники с кругом внутри (Приложение 6).

И, наконец, самое, на мой взгляд, красивое строение - это огромное здание спортивного комплекса «Триумф», который был построен к Международным играм «Дети Азии» (Приложение 7).

Если посмотреть сверху, то в нём видим овал, с центральной стороны здания находятся три квадрата, окруженные полукругами разных размеров. С задней стороны здания видим восьмиугольник, внутри которого находится ещё меньший восьмиугольник. Спереди состоит из множества геометрических тел: усеченная полусфера, разного размера призмы, усеченные пирамиды, квадраты. С задней стороны: усеченная полусфера, снизу зауживается для создания эффекта преломления света, восьмиугольные призмы разных размеров на башне.

В интернете я нашел эскизный проект здания будущего IT-парка, который планируют построить на территории Радиоцентра по Автодорожной улице.Он похож на «куб внутри куба». А сверху - квадрат. Я очень жду, когда его построят, хочу туда сходить посмотреть, а еще лучше, если получится, ходить туда на занятия (Приложение 8).

У нас в городе нет единого здания для секционных и факультативных занятий детей и подростков. Поэтому я предлагаю свой проект учебно-развлекательного центра для детей и подростков (УРЦ г. Якутска Республики Саха (Якутия), в котором с удовольствием будут учиться и заниматься все дети нашего большого города. Я нарисовал в программе Paint очень большой светлый стеклянный и просторный многоэтажный учебно-развлекательный центр. Задействовал всю площадь здания для пользы и спроектировал его 3D-модель в программе Blender (Приложение 9). Внутри 4 просторных лифта. Как все строения тоже в виде параллелепипеда. Вход полуконус. На крыше здания удлиненный параллелепипед, сверху будет находиться планетарий, которая построена в виде шара внутри кольца - планеты с поясом.

Я рассчитал, что для реализации моего проекта необходимо построить 17-ти этажное здание:

1 этаж : раздевалка и большой буфет;

2 и 3 этажи : очень большая библиотека, в том числе и электронная.

4 этаж : на этом этаже будет большой конференц-зал, где будут проходить научно-практические конференции и отдельно маленькие конференц-залы, где будут проводиться викторины, брейн-ринги, различные интеллектуальные конкурсы.

5 этаж : компьютерные классы для внеклассных занятий по информатике и IT-технологиям.

6 этаж : для внеклассных занятий по математике. Будут проводиться различные олимпиады по математике и математические конкурсы.

7 этаж : для внеклассных занятий по изучению различных языков, в том числе по русскому и якутским языкам. Будут проводиться литературные конкурсы, олимпиады по иностранным языкам.

8 этаж : этот этаж полностью будет исторический. Здесь будет свой музей истории.

9 этаж : для любителей географии, геологии и палеонтологии.

10 этаж : для биологов, будущих экологов. Хочу увидеть на этом этаже мини-зоопарк для детей, они могут сами ухаживать за животными: кормить, гладить, наблюдать за ними.

11 этаж : для химиков с современной лабораторией для проведения их опытов.

12 этаж : различные кружки по хореографии и различным видам танцев.

13 этаж : для спортивных занятий. Я их поместил на этом этаже, потому что близко от крыши. Будущие спортсмены могут на крыше моего здания заниматься в весенне-летнее время на свежем воздухе.

И на самом верху - в куполе в виде планеты будет находиться планетарий, самая большая и ультрасовременная. Там я и все желающие сможем наблюдать за звездами и изучать космос.

Заключение

В процессе проведения работы я увидел, сколько разнообразных геометрических фигур, тел и плоскостей использует человек в строительстве зданий.

Изучил и сравнил геометрические формы в зданиях нашего города: все строения состоят из геометрических фигур, которые, в свою очередь, образуют геометрические тела. Узнал их названия и определения.

Учусь пользоваться программой Blender, чтобы строить объемные 3D- модели. И в будущем я смогу изучать не только расположение отдельных геометрических фигур и тел в строениях, но и взаимное расположение всех фигур и тел в одном строении.

Для закрепления полученных знаний я построил в программе Blender свой проект многоэтажного учебно-развлекательного центра, в котором с удовольствием будут заниматься все дети нашего большого города.

Подводя итог работы, я пришел к выводу об актуальности выбранной темы - невозможно представить нашу жизнь без геометрических фигур и тел: они вокруг нас, мы живем среди них и они нам нужны.

Список использованных источников и литературы

Математика: Наглядная геометрия. 5-6 кл.: учебник / И.Ф. Шарыгин, Л.Н. Ерганжиева. - М.: Дрофа, 2016. - 189 с.

Наглядная геометрия: учеб.пособие / В.А. Смирнов, И. В. Смирнова, И. В. Ященко. - М.: МЦНМО, 2017. - 272 с.

Рисование геометрических форм и композиций: метод. разработки / В.П. Мамугина, М.В. Никольский. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. - 32 с.

Электронный ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/Blender

Электронный ресурс: https://blender.ru.softonic.com/

Электронный ресурс: https://www.youtube.com/watch?v=7GCtVM-8naY

Приложения

Приложение 1

3D-модель Якутского командного речного училища,выполненная в программе Blender

Приложение 2

3D-модель здания Комдрагмета,выполненная в программе Blender

Приложение 3

3D-модель офисного здания на 202 микрорайоне,выполненная в программе Blender

Приложение 4

3D-модель жилого здания на Петра Алексеева,выполненная в программе Blender

Приложение 5

3D-модель здания Арктического института культуры и искусства (АГИКИ),выполненная в программе Blender

Приложение 6

3D-модель здания Дом Арчы,выполненная в программе Blender

Приложение 7

3D-модель здания спортивного комплекса «Триумф»,выполненная в программе Blender

Приложение 8

3D-модель эскизного проекта здания будущего IT-парка,который планируют построить на территории Радиоцентра по Автодорожной улице, выполненная в программе Blender

Приложение 9

МОЙ ПРОЕКТ ЗДАНИЯ УЧЕБНО-РАЗВЛЕКАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА ДЛЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ - УРЦ г. Якутска РС (Я)

Ни один из видов искусств так тесно не связан с геометрией как архитектура. Восторженные слова, настоящий гимн геометрии, провозгласил знаменитый архитектурный реформатор Ле Корбюзье. «Окружающий нас мир – это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах. Все во- круг – геометрия. Никогда мы не видели так ясно таких форм, как круг, прямоугольник, угол, цилиндр, выполненных с такой тщательностью и так уверенно».

Ле Корбюзье считал геометрию тем замечательным инструментом, который позволяет установить порядок в пространстве. Фигуры, которые он упоминает, являются теми математическими моделями (как он говорит, «представителями чистой геометрии», на базе которых строятся архитектурные формы.

Известное изречение Ф. Энгельса о предмете математики содержит утверждение, что математика, наряду с количественными отношениями, изучает пространственные формы. Последним, как мы знаем, занимается геометрия. Мы знаем очень много плоских и пространственных фигур, которые иногда называют геометрическими телами. Они, с одной стороны являются абстракциями от реальных объектов, которые нас окружают, а, с другой, являются прообразами, моделями формы тех объектов, которые создает своими руками человек. Например, бревно может служить основой для формирования представления о геометрическом цилиндре, а цилиндр является моделью для создания колонн, которые широко используются в архитектурных сооружениях.

Архитектурные произведения живут в пространстве, являются его частью, вписываясь в определенные геометрические формы. Кроме того, они состоят из отдельных деталей, каждая из которых также строится на базе определенного геометрического тела. Часто геометрические формы являются комбинациями различных геометрических тел. Давайте попробуем разобраться сначала в этом вопросе.

«Музыка, застывшая в камне» - так называют храм Покрова Богородицы, стоящий на живописном берегу владимирской речки Нерль. Жемчужина древнерусского зодчества 12 в. поражает своим совершенством. Как прочно в ней слились архитектура и математика. Точные пропорции и старинные меры образуют своеобразный «математический каркас» церкви. А детальный анализ постройки с помощью геометрических инструментов и вычислений лишний раз подтверждает неразрывное единство математики и искусства.

Подобные храмы впервые появились на Руси в 10 – 11 вв. теперь их называют крестово-купольными.

В чем особенность архитектуры таких храмов? План храма состоит из трех частей – нефов.

В закруглениях восточной части (апсидах) помещается алтарь. Главная часть храмовой постройки – куб. в центре его верхней грани расположен барабан, на котором помещается купол. Венчает конструкцию крест. Если спроектировать барабан и купол на основание храма, то они изобразятся кругом, помещенным в центральную часть символического квадрата. В нем ощущается присутствие креста, который пересекает круг- отражение купола.

Архитектура храма глубоко символична: куб воплощает землю, а купол – небо. В самом храме земля и небо соединяются как в архитектурном строе, так и в сознании людей. Но не просто соединяются, они создают единое пространство, в котором верующие находят покой и надежду, сострадание и утешение, любовь и веру.

Лаконичная «кубическая» композиция одноглавого храма Покрова на Нерли порадует своей простотой и строгостью.

Правильные формы, подчиненные единому и точному замыслу. Как все просчитано, уравновешенно и продуманно. И это не случайно: при постройке здания зодчие использовали собственные, годами формирующиеся меры и геометрические приемы.

Удивительно, насколько совершенным кажется творение древних зодчий в результате такого математического анализа. Посмотрите на церковь с различных сторон. Не правда ли, сколько в ней тонкой гармоничной изящности. Как прочно здесь слились архитектура и математика!

Отвлечемся от математики и взглянем на церковь как на прекрасное произведение искусства, гармонично вписывающееся в природный пейзаж.

Церковь стоит на острове, который образовался в результате таяния снегов. Кругом вода- холодная, грязная, впитавшая в себя долгую зиму. Деревья стоят застывшие и хмурые. И только церковь, будто хрупкий белый кораблик, плывет по широкой глади образовавшегося моря. В воздухе пахнет весной. Кругом удивительная тишина, покой и умиротворение Они словно охраняют людей от темных злых сил. И не смеет все больше и больше прибывающая вода затопить и разрушить это архитектурное великолепие. Математическая мелодия архитектурных форм застыла в статичном целомудрии.

Конечно, описанный выше «математический каркас» плана весьма приближенно передаст истинную картину сложной архитектуры Покрова на Нерли. Без человеческого вдохновения, мастерства и веры вряд ли могла бы родиться такая красота. Зодчий, созидающий божественное и прекрасное, живет любовью, которая преобладает в его мироощущении. Благодаря этому он приводит в творческое движение свои разум и волю, покоряясь возвышенному чувству движения к совершенству

Рассмотрим как зодчие использовали «математический каркас» храма Покрова на Нерли для построения храмов Амурской области и г. Тынды

Говоря о вписанности архитектурного сооружения в определенное геометрическое тело, обычно отступают от точного геометрического представления об этом понятии. Речь идет о том, что архитектурные сооружения можно представить как помещенное в определенное геометрическое тело как можно ближе к его границам.

Некоторые архитектурные сооружения имеют довольно простую форму. Например, на фотографии изображена башня с часами, которая является обязательным атрибутом любого американского университета. Отвлекаясь от некоторых деталей, можно сказать, что она имеет форму прямой четырехугольной призмы, которую еще называют прямоугольным параллелепипедом.

Форму прямоугольного параллелепипеда имеет бывшее здание женского епархиального училища г. Благовещенска, построено в 1906 году.

Наши 9-ти и 16-ти этажки. Они словно парят в воздухе. Человечество всегда мечтало о легкой и воздушной архитектуре, и эти мечты сбылись. Ничего сложного- прямоугольный параллелепипед, а как красиво стремление ввысь.

На этой фотографии изображено здание клуба имени И. В. Русакова в Москве. Это здание построено в 1929 г. по проекту архитектора К. Мельникова.

Базовая часть здания представляет собой прямую невыпуклую призму. Призма является невыпуклой, благодаря выступам, которые заполнены вертикальными рядами окон. При этом гигантские нависающие объемы также являются призмами, только выпуклыми.

Геометрическая форма сооружения настолько важна, что бывают случаи, когда в имени или названии здания закрепляются названия геометрических фигур. Так, здание военного ведомства США носит название Пентагон, что означает пятиугольник. Связано это с тем, что, если посмотреть на это здание с большой высоты, то она действительно будет иметь вид пятиугольника. На самом деле только контуры этого здания представляют пятиугольник.

Само же оно имеет форму многогранника.

В названии усыпальниц египетских фараонов тоже используется название пространственной геометрической фигуры – пирамиды (например, Пирамида Хеопса).

Но чаще всего в архитектурном сооружении сочетаются различные геометрические фигуры. Например, в Спасской башне Московского кремля в основании можно увидеть прямой параллелепипед, переходящий в средней части в фигуру, приближающуюся к цилиндру, завершается же она пирамидой. Конечно, можно говорить о соответствии архитектурных форм указанным геометрическим только приближенно, отвлекаясь от мелких деталей.

Начало 20 века. Универсальный магазин Кунста и Альберса. г. Благовещенск. В этом здании сочетаются прямоугольный параллелепипед, полуцилиндр, треугольная призма, усеченная пирамида, многогранник.

Большое удовлетворение испытываем глядя на наш железнодорожный вокзал.

Какая гармония! Греческому слову «гармония» три тысячи лет. Гармония основа прекрасного. Какова соразмерность частей и целого, слияния различных компонентов объекта в единое органическое целое! Здесь и прямые призмы, и прямоугольные параллелепипеды, и полные, усеченные пирамиды. А в целом это прекрасное произведение архитектуры, в котором соединены множество деталей, как невидимых, так и видимых в единое композиционное целое.

При более детальном рассмотрении Спасской башни и изучении деталей можно увидеть: круги- циферблаты курантов; шар – основание для крепления рубиновой звезды; полукруги- арки одного из рядов бойниц на фасаде башни и т. д. таким образом можно говорить о пространственных геометрических фигурах, которые служат основой сооружения в целом или отдельных его частей, а также плоских фигурах, которые обнаруживаются на фасадах зданий.

Нужно сказать, что у архитекторов есть излюбленные детали, которые являются основными составляющими многих сооружений. Они имеют обычно определенную геометрическую форму. Например, колонны это цилиндры, купола- полусфера или просто часть сферы, ограниченная плоскостью, шпили – либо пирамиды, либо конусы.

У архитекторов различных эпох были и свои излюбленные детали, которые отражали определенные комбинации геометрических форм.

Например, зодчие древней Руси часто использовали для куполов церквей и колоколен так называемые шатровые покрытия. Это покрытие в виде четырехгранной или многогранной пирамиды. Такое покрытие, например, имеет церковь Вознесения в селе Коломенское. Другой излюбленной формой древнерусского стиля являются купола в форме луковки. Луковка представляет собой часть сферы, плавно переходящую и завершающуюся конусом.

На фотографии Храм нашего города. При его создании зодчие использовали купола в виде луковок и пирамиды, т. е. шатровое покрытие в виде усеченной пирамиды.

Главная ценность архитектурных сооружений в их красоте. Без искусства нет архитектуры. Существуют конкретные математические модели, соотношения и свойства, которые используются в архитектуре и определяют их эстетическое совершенство. Это разнообразные геометрические формы, пропорции и законы симметрии, которые в определенной мере задают внутреннюю и внешнюю красоту архитектурной формы. Как сказал Аристотель «важнейшие виды прекрасного- это слаженность, соразмерность и определенность». Математика больше всего и выявляет именно. Их характерными деталями архитектуры различных эпох являются циркулярные арки. Циркулярная арка представляет прямоугольник и полукруг.

Рассмотрим на примере здание Амурского областного краеведческого музея.

Наружный вид дома отражает творческий почерк автора, неповторимый индивидуальный отпечаток его личности. Циркулярные арки, контрастные цвета, делают прекрасным архитектурное сооружение.

Рассмотрим еще один яркий архитектурный стиль – средневековая готика. Готические сооружения были устремлены ввысь, поражали величественностью, главным образом за счет высоты. И в их формах также широко использовались пирамиды и конусы, которые соответствовали общей идее – стремлению вверх. Характерными деталями для готических сооружений являются стрельчатые арки порталов, высокие стрельчатые окна, закрытые цветными витражами.

Какие геометрические фигуры позволяли построить стрельчатую арку? В отличие от циркульной арки, которая представляла полуокружность, стрельчатая была образованна из двух дуг одной окружности, которые сходились в одной точке.

Наконец, обратимся к геометрическим формам в современной архитектуре. Во – первых, в архитектурном стиле «Хай. Тек», где вся конструкция открыта для обозрения. Здесь мы можем видеть геометрию линий, которые идут параллельно или пересекаются, образуя ажурное пространство сооружения. Примером, своеобразной прародительницей этого стиля может служить Эйфелева башня.

Во – вторых, современный архитектурный стиль, благодаря возможностям современных материалов, использует причудливые формы, которые воспринимаются нами через их сложные, изогнутые «выпуклые и вогнутые» поверхности. Их математическое описание сложно. Чтобы представить эти поверхности достаточно обратиться к зданиям, возведенным Антонио Гауди, Ле Корбюзье и другими современными архитекторами.

Конструкция привлекла внимание советского архитектора Сомова В. А. , он взял ее за основу проекта административного здания в одном из итальянских городов. Шесть длинных балок с квадратным сечением (правильная четырехугольная призма) пронизывают карниз сложного звездчатого многогранника, касаясь его ребер, но, нигде не разрушая их замысловатую сеть.

Симметрия – царица архитектурного совершенства.

Рассматривая симметрию в архитектуре, нас будет интересовать геометрическая симметрия – симметрия формы как соразмерность частей, целого. Замечено, что при выполнении определенных преобразований над геометрическими фигурами, их частей, переместившись в новое положение, вновь будут образовывать первоначальную фигуру. Например, если провести прямую через высоту равнобедренного треугольника к основанию, и части местами, то мы получим тот же (в смысле формы и размеров) равнобедренный треугольник; пятиконечная звезда при повороте на угол 72 градуса вокруг центральной точки (точки пересечения ее лучей) займет первоначальное положение.

В приведенных примерах рассматриваются разные виды симметрии. В первом случае речь идет об осевой симметрии. Части, которые, если можно так сказать, взаимозаменяют друг друга, образованы некоторой прямой. Эту прямую принято называть осью симметрии. В пространстве аналогом оси симметрии является плоскость симметрии. Таким образом, в пространстве обычно рассматривается симметрия относительно плоскости симметрии. Например, куб симметричен относительно плоскости, проходящей через его диагональ. Имея в виду оба случая (плоскости и пространства), этот вид симметрии иногда называют зеркальной. Название это оправдано тем, что обе части фигуры, находящейся по разные стороны от оси симметрии или плоскости симметрии, похожи на некоторый объект и его отражение в зеркале.

Кроме зеркальной симметрии рассматривается центральная или поворотная симметрия. В этом случае переход частей в новое положение и образование исходной фигуры происходит при повороте этой фигуры на определенный угол вокруг точки, которая обычно называется центром поворота. Отсюда и приведенные выше названия указанного вида симметрии. Поворотная симметрия рассматривалась в примере с пятиконечной звездой. Поворотная симметрия может рассматриваться и в пространстве. Куб при повороте вокруг точки пересечения его диагоналей на угол 90 градусов в плоскости, параллельной любой грани перейдет в себя. Поэтому можно сказать, что куб является фигурой центрально симметричной или обладающей поворотной симметрией.

Еще одним видом симметрии, является переносная симметрия. Этот вид симметрии состоит в том, что части целой формы, организованны таким образом, что каждая следующая повторяет предыдущую и отстоит от нее на определенный интервал в определенном направлении. Этот интервал называют шагом симметрии. Переносная симметрия обычно используется при построении бордюров. В произведениях архитектурного искусства ее можно увидеть в орнаментах или решетках, которые используются для их украшения. Переносная симметрия используется и в интерьерах зданий.

Архитектурные сооружения, созданные человеком, в большей своей части симметричны. Они приятны для глаз, их люди считают красивыми. С чем это связано? Здесь можно высказать только предположения.

Во- первых, все мы с вами живем в симметричном мире, который обусловлен условиями жизни на планете Земля, прежде всего существующий здесь гравитацией. И, скорее всего, подсознательно человек понимает, что симметрия это форма устойчивости, а значит существования на нашей планете. Поэтому в рукотворных вещах он интуитивно стремится к симметрии.

Во- вторых, окружающие человека люди, растения, животные, вещи симметричны. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что природные объекты (в отличие от рукотворных) только почти симметричны. Но это не всегда воспринимает глаз человека. Глаз человека привыкает видеть симметричные объекты. Они воспринимаются как гармоничные и совершенные.

Симметрия воспринимается человеком как проявление закономерности, а значит внутреннего порядка. Внешне этот внутренний порядок воспринимается как красота.

Симметричные объекты обладают высокой степенью целесообразности- ведь симметричные предметы обладают большей устойчивостью и равной функциональностью в различных направлениях. Все это привело человека к мысли, что чтобы сооружение было красивым оно должно быть симметричным.

Симметрия использовалась при сооружении культовых и бытовых сооружений в Древнем Египте. Украшения этих сооружений тоже представляют образцы использования симметрии. Но наиболее ярко симметрия проявляется в античных сооружениях Древней Греции, предметах роскоши и орнаментов, украшавших их. С тех пор и до наших дней симметрия в сознании человека стала объективным признаком красоты.

Соблюдение симметрии является первым правилом архитектора при проектировании любого сооружения. Стоит только посмотреть на великолепное произведение А. Н. Воронихина Казанский собор в Санкт-Петербурге, чтобы убедиться в этом.

Если мы мысленно проведем вертикальную линию через шпиль на куполе и вершину фронтона, то увидит, что с двух сторон от нее абсолютно одинаковые части сооружения (колоннады и здания собора).

Рассмотрим симметрию на примере здания нашего муниципалитета

Кроме симметрии в архитектуре можно рассматривать антисимметрию и диссимметрию.

Антисимметрия это противоположность симметрии, ее отсутствие. Примером антисимметрии в архитектуре является Собор Василия Блаженного в Москве, где симметрия отсутствует полностью в сооружении в целом. Однако, удивительно, что отдельные части этого собора симметричны и это создает его гармонию.

Диссимметрия- это частичное отсутствие симметрии, расстройство симметрии, выраженное в наличии одних симметричных свойств и отсутствии других.

Примером диссимметрии в архитектурном сооружении может служить Екатеринский дворец в Царском селе под Санкт- Петербургом. Практически в нем полностью выдержаны все свойства симметрии за исключением одной детали. Наличие Дворцовой церкви расстраивает симметрию здания в целом. Если же не принимать во внимание эту церковь, то Дворец становится симметричным.

В современной архитектуре все чаще используются приемы как антисимметрии, так и диссимметрии. Это поиски часто приводят к весьма интересным результатам. Появляется новая эстетика градостроительства.

Завершая, можно констатировать, что красота есть единство симметрии и диссимметрии.

Как мы убедились, тесная связь архитектуры и математики известна давно. В одной из колыбелей современной цивилизации –Древней Греции – геометрия считалась одним из разделов архитектуры. Не исчезла связь архитектуры с геометрией в чем мы убедили своей работой. Современный архитектор должен быть знаком с различным соотношениями ритмических рядов, позволяющих сделать объект наиболее гармоничным и выразительным. Кроме того, он должен знать аналитическую геометрию и математический анализ, основы высшей алгебры и теории матриц, владеть методами математического моделирования. При подготовке архитекторов большое внимание уделяется математической подготовке и владению компьютером.

А это мы приобретаем в школе. Эта работа послужила стимулом для дальнейших исследований. Следующая наша работа будет по теме «Золотое сечение в архитектуре», или «Геометрическая форма- гарант прочности архитектурного сооружения».

Помните «Архитектура – это музыка застывшая в камне».