Роль сложного рельефа в визуальном восприятие облика города и его внешней среды

В городах, расположенных на сложном рельефе, разновысотное положение отдельных участков территории существенно из меняет условия и расширяет возможности визуального восприятия облика города и его внешней природной среды.

На равнинных территориях визуальный облик города, как правило, определяется видами, перспективами и панорамами, ограничиваемыми ближайшими к наблюдателю фронтами застройки улиц и площадей. Глубина и ширина таких видов относительно невелики. Даже при размещении высотных архитектурных доминант на осях магистралей зона их регулярного отчетливого восприятия редко превышает 3,5—5 км. Глубина панорам, открывающихся на внешнюю природную среду с односторонне застроенных магистралей, набережных также не превышает на ровной местности 5 км в связи с малой дальностью открытия объектов (геодезическая дальность открытия, связанная с кривизной земной поверхности).

На пересеченном рельефе зона видимости резко возрастает. Например, при превышении точки наблюдения над наблюдаемым объектом (или наоборот) всего на 25 м теоретическая дальность открытия увеличивается до 20 км. Ограничение видимости фронтами застройки в условиях сложного рельефа также перестает быть повсеместным, вынужденным и превращается в гибкое средство архитектурной композиции обширных городских пространств.

При сильно пересеченном рельефе средств, традиционно применяемых архитекторами в процессе поисков композиционного решения, часто оказывается недостаточно. Для полноценного использования увеличивающихся в этих условиях возможностей формирования архитектурно-художественного облика города необходимо знание специфики визуального восприятия обширных пространств. При этом должны учитываться: условия физического открытия наблюдаемых объектов; дальность отчетливой видимости, связанная с их размерами и цветом, а также с прозрачностью атмосферы и физиологическими свойствами зрения; условия восприятия облика города с кругозорных точек и ряд других особенностей.

Специфика восприятия облика города на пересеченном рельефе связана прежде всего с высотным взаиморасположением точек наблюдения и наблюдаемых объектов. Первичными элементами любого зрительного восприятия являются единичные визуальные связи (лучи зрения) между точками наблюдения и объектами. Хотя в любой воспринимаемой картине (виде) число таких единичных связей бесконечно, они поддаются типизации. В условиях сложного рельефа наблюдается большее разнообразие визуальных связей, чем на равнине. В соответствии с классификацией Д. Буатро визуальные связи между точками под разделяются на доминирующие и стелющиеся, непрерывные и прерывные, неограниченные по глубине и ограниченные какими-либо формами рельефа. Преимущество в картине визуальных связей определенного типа обусловливает ее особенности. Многообразие единичных визуальных связей приводит в условиях сложного рельефа к появлению следующих типичных видов:
- с верхних точек на нижерасположенную местность (нисходящие виды или виды ”с птичьего полета”);
- с пониженных участков на возвышения рельефа (восходящие виды);
- с одних повышенных участков на другие поверх пониженных территорий (смешанные виды);
- по поверхности возвышенных платообразных участков (скользящие виды).

На рис. 39 показаны особенности формирования визуальных картин, связанные с различиями в положении точек наблюдения.

Рис. 39. Особенности формирования визуальных картин города в условиях сложного рельефа А - увеличение размера зон визуального восприятия: 1 - расширение геодезического открытия; 2 - уменьшение экранирования застройкой; Б - классификация визуальных картин по вертикальному углу наблюдения: 1 - визуальные связи (по Д. Буатро); 2 - виды; В - классификация визуальных картин по горизонтальному углу наблюдения: 1 - элементарный (0,5°); 2 - перспективный (до 30°), секторный (до 60°), диорамный (до 120°), панорамный (до 240°), циркорамный (до 360°); Г — определение количественного показателя обзора из точки местности ( а - вертикальный угол обзора, рад,; ß - горизонтальный угол обзора, рад; L-глубина обзора, км)

В качестве объекта восприятия рельеф может быть подосновой и существенным составным компонентом:
- естественных пейзажей открытых внегородских пространств, воспринимаемых из города;
- естественного пейзажного фона, на котором воспринимается городская застройка;
- многоплановых и многоярусных панорам городской застройки и общего силуэта города;
- естественных, а также приуроченных к ним искусственных осей и доминант композиции (рис. 40);
- ближних видов на элементы малой архитектуры и внешнего благоустройства города.

Рис. 40. Примеры участия рельефа в образовании визуальных картин А - Многоярусная панорама с нижней точки (Баку) ; Б - Участие рельефа в формировании ближнего вида (Тбилиси)

Изучение данных, приводимых специалистами по психофизиологии зрения и теории видимости, позволило установить зависимость условий визуального восприятия основных элементов городского и природного пейзажа от расстояния до них наблюдателя. При средних для большинства крупных городов показателях прозрачности воздушного бассейна (порядка 0,6—0,8) предельные расстояния достаточно регулярного и отчетливого визуального наблюдения различных элементов пейзажа в значительной степени определяют тип восприятия картины: силуэтный, мозаичный (в пятнах разной тональности) или объемный (рис. 41).

Рис. 41. Пределы отчетливого визуального восприятия элементов городского и загородного пейзажей, км

В определенных условиях большое влияние на общий облик города оказывает визуальное восприятие крупных горных массивов или отдельных вершин, находящихся на значительном расстоянии от него. Анализ конкретных ситуаций позволил установить, что композиционная ориентация города в сторону гор целесообразна при их постоянной удовлетворительной видимости, которая обеспечивается при превышении гор над городом на 500 м и более на каждые 10 км удаления.

В результате изучения закономерностей влияния рельефа на формирование визуальных связей и образование различных видов городской застройки и внешней природной среды установлено, что городские территории могут быть подразделены на участки, имеющие относительную общность условий визуального восприятия окружения, — своеобразные визуальные пространства. Эти пространства приурочены в основном к отдельным граням рельефа — склонам, плато, днищам котловин. Их границами часто являются линии горизонта (геодезического — в сторону равнины, моря или топографического — в сторону возвышающихся выпуклых форм рельефа).

Основными разновидностями визуальных пространств по ориентации являются (по мере нарастания степени замкнутости) : кругозорные, панорамные, коридорные, амфитеатровые и цирковые (рис. 42).

Рис. 42. Основные типы визуальных пространств 1 - всесторонней ориентации (кругозор); 2 - многосторонней ориентации (панорама); 3 - двухсторонней ориентации (коридор); 4 — односторонней ориентации (амфитеатр); 5 - внутренней ориентации (цирк)

Внутренняя видовая ориентация замкнутых визуальных пространств дает хорошую зрительную взаимосвязь всех точек и повышенную композиционную роль центральной части (пространства котловин и амфитеатров). Внешняя ориентация более открытых пространств связана с обращенностью на экстерьер и слабой внутренней зрительной взаимосвязью (пространства островных возвышенностей и выступающих склонов — мысов).

Важными элементами визуальных пространств являются доминирующие точки (вершины, выступающие мысы на склоне амфитеатра, островные холмы и горы на ровных территориях), частично расчленяющие их протяженные формы (овраги, гряды), а также естественные структурные оси.

Обширные территории крупных городов, имеющие развитые комплексы форм рельефа, характерны обычно наличием многих визуальных пространств. Их взаимосвязь и иерархическая соподчиненность в общем пространственном строении местности, воспринимаемые постепенно, при разовых или многократных передвижениях — основа формирования общего пространственного образа территории города. Этот образ складывается при восприятии общих для сопредельных визуальных пространств доминант, продолжающих друг друга естественных структурных осей, а также определенных метрических закономерностей строения рельефа, — непременных свойств практически любой рельефной ситуации (т.е. своеобразного природного модуля). Эти метрические закономерности проявляются обычно в едином направлении основных протяженных элементов рельефа (гребней и тальвегов) и относительном равенстве интервалов между ними.

Таким образом, можно сделать вывод, что специфика влияния рельефа местности на архитектурно-художественный облик города определяется тремя основными свойствами:
- пространственно-размерные особенности строения обусловливают формирование визуальных пространств, возникновение ритмических и масштабных связей с планировкой и застройкой;
- разновысотность участков приводит к различным по характеру визуальным связям, формированию разнообразных по широте, глубине и ракурсу панорам, перспектив и видов;
- своеобразие собственного облика отдельных форм и элементов рельефа и их застройки (склонов, обрывов, утесов, террасных и цокольных домов, подпорных стен, лестниц и т.д.) обогащает и индивидуализирует облик города.

Рациональные решения планировки и застройки городов в условиях сложного рельефа

Специфика освоения сложного рельефа накладывает отпечаток на градостроительные решения всех уровней от систем расселения до отдельных зданий и сооружений. Особенности формирования и развития систем расселения проявляются наиболее ярко в горных районах, где значительная часть территорий практически непригодна для массового строительства, а конфигурация более удобных участков часто оказывает определяющее влияние на планировочную структуру районов.

В этих районах на немногих участках со спокойным рельефом обычно приходится сосредоточивать подавляющее большинство городской застройки (как жилой и общественной, так и промышленной). Так, в Киргизской ССР 94% населения сосредоточено в восьми долинах, составляющих незначительную часть территории республики. В Таджикской ССР плотность населения составляет: в долинах 80-100 чел/км²,на остальной горной территории 1,3 чел/км². Эти же дефицитные пологие территории являются местом сосредоточения наиболее ценных сельскохозяйственных угодий (поливных земель, садов и виноградников и т.д.). Поэтому решение проблемы развития систем расселения в горных районах — прежде всего наиболее выгодное распределение ограниченных удобных территорий и нахождение резервов для территориального развития функциональных зон.

В различных по профилю системах расселения конкретное решение этих вопросов очень специфично. В районах развития крупнейших городов — многофункциональных центров на первый план выдвигается задача ограничения территориального роста основного города и развития населенных мест внешней зоны групповой системы (городов-спутников, городов-противовесов и т.д.), имеющих меньший дефицит удобных территорий. В долинных и предгорных районах преимущественно сельскохозяйственного профиля необходимо обеспечивать развитие населенных мест на территориях, непригодных для сельскохозяйственного производства.

В курортных районах со сложным рельефом часто возникает задача освоения новых, потенциальных для отдыха и лечения участков территории, имеющих значительные уклоны или расположенных с большим разрывом по высоте от существующих курортов (например, проблема освоения верхнего яруса территории на Южном берегу Крыма и Черноморском побережье Кавказа). В горных районах добычи полезных ископаемых и районах размещения морских портов при удобных для судоходства глубоководных бухтах надо обеспечивать одновременное развитие производственных и селитебных зон.

При всех различиях общим принципом формирования систем любого функционального назначения является приоритет размещения основной функции на наиболее подходящих для нее территориях. Поэтому целесообразно производить функциональное зонирование системы в два этапа: сначала размещение зон основного производства, а затем выбор лучшего варианта размещения селитебных территорий и других функциональных зон.

Решение функционального зонирования и территориального развития системы расселения должно основываться на определении удобства освоения отдельных участков территории и учете условий коммуникаций этих участков между собой и с внешним окружением. Однако если влияние рельефа на условия и стоимость освоения конкретных площадок изучалось рядом специалистов и находит косвенное отражение при проектировании в схеме планировочных ограничений, то вопрос зависимости коммуникационных связей систем расселения от условий рельефа не получил еще теоретического и методологического решения. В настоящее время в проектной практике эти связи оцениваются, как правило, без учета влияния рельефа, только по расстояниям, что часто приводит к резкому искажению результатов оценки и неправильным планировочным выводам.

Определение зависимости скорости транспортных сообщений от условий рельефа позволило установить, что для объективного сравнения различных вариантов расселения и получения полного представления об условиях передвижений между населенными пунктами системы необходимо учитывать в расчетах виртуальные длины коммуникаций. Формула (2) дает возможность определять эти длины исходя из средних затрат времени на двустороннее сообщение:

где - виртуальная (по затратам времени) длина трассы, км; — длины отдельных отрезков трассы с отличными друг от друга условиями рельефа; — коэффициент увеличения затрат времени в связи с условиями рельефа конкретных отрезков трассы; п — число отрезков трассы.

Резкие отличия условий застройки отдельных участков и связей между ними, вызванные сложным рельефом, приводят к значительным колебаниям общих затрат, требуемых для их освоения. Это предполагает комплексное сравнение условий освоения всех потенциально-пригодных территорий в пределах изучаемого района. При этом надо предусматривать возможности развития всех функциональных зон не только в течение расчетного срока (25—30 лет) , но и на значительно более далекую перспективу. Создание долгосрочной концепции функционального зонирования и структурного развития системы расселения обеспечит необходимую основу для гибких планировочных решений, что имеет особое значение при территориальных ограничениях городского строительства в условиях сложного рельефа.

Одной из важнейших задач, решение которой создает предпосылки выбора лучшего варианта территориального развития функциональных зон системы расселения, является деление изучаемой территории на пригодную и непригодную для городского строительства. Оно должно проводиться индивидуально для каждого проектируемого объекта и учитывать местные территориальные ресурсы. В отдельных районах с гористым рельефом может быть целесообразным освоение территорий, которые по своим показателям были бы совершенно непригодными для строительства в холмистых районах и тем более на равнине. На определение пригодности территорий с различными свойствами рельефа влияют и такие факторы, как процент урбанизированных территорий, ценность сельскохозяйственных земель и другие характеристики, связанные с дефицитом территориальных ресурсов.

Выделение принципиально пригодных и принципиально непригодных территорий, максимальный учет условий коммуникаций с минимизацией виртуальных расстояний (вдоль долин, через горные проходы и перевалы), функциональное распределение пригодных территорий с учетом стоимости их освоения и дефицитности позволяют найти обоснованное решение планировочной структуры системы расселения в горном районе.

При развитии групповых форм расселения эти условия в большинстве случаев определяют возникновение систем, имеющих цепочечные или линейные структуры, приуроченные к формам рельефа (долинам и террасам) .

Большая зависимость градостроительных решений от условий рельефа приводит в ряде случаев к тесной взаимосвязи структуры системы расселения с общим орографическим строением местности. Это проявляется в совмещении границ планировочных районов и групповых систем населенных мест с наиболее крупными преградами рельефа, в размещении населенных мест в характерных с точки зрения рельефа пунктах района и т.д.

В ряде районов последовательная реализация выявленных выше тенденций может привести к формированию обширных полос расселения в предгорных районах, осваивающих благоприятно ориентированные склоны под селитьбу и оставляющих более пологие территории для иных потребностей. Эти полосы могут формироваться в масштабе планировочного района или более крупной территориальной единицы (рис. 43).

Рис. 43. Примеры полосового развития систем расселения А - проект развития Алжирской агломерации: 1 - территории с уклонами свыше 15%; 2 - застроенные территории; 3 - орошаемые земли; 4 - намечаемые зоны застройки (а - развитие г. Алжира; б - промышленное строительство; в - полоса новых населенных пунктов в предгорьях); Б - предложение по развитию полосы террасных городов в масштабах Швейцарии (по Л. Бурхарду): 1 - государственная граница; 2 — крупнейшие города страны; 3 — города второго ранга; 4 - основные транспортные коммуникации; 5 — полоса, благоприятная для развития террасных городов на юго-восточных склонах Юры

Такие условия складываются в ряде предгорных районов нашей страны (например, в групповой системе расселения Алма-Аты), что предполагает необходимость разработки долгосрочной концепции регулирования их планировочного развития.