XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
В мире геометрии и архитектуры
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Нас окружает множество предметов. Многие из них имеют форму геометрических предметов. Солнце и яблоко имеет форму круга, дома форму прямоугольника и квадрата. Так можно перечислять до бесконечности. Известный архитектор Ле Корбюзью говорил «Окружающий нас мир – это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах, Всё вокруг – геометрия.» Мы выдвинули гипотезу: все здания, которые нас окружают состоят из геометрических фигур.
Для подтверждения гипотезы мы определили цель работы: исследовать взаимосвязи геометрии и архитектуры.
Для реализации цели были определены задачи:
-
изучить историю появления геометрии и архитектуры;
-
рассмотреть геометрические формы в архитектурных объектах г. Челябинска;
-
создать макет загородного дома из геометрических фигур.
Объект исследования: архитектура зданий.
Предмет исследования: взаимосвязь архитектуры и геометрии.
Методы исследования: изучение научно-познавательной литературы и средств Интернета, наблюдение, создание макета загородного дома, анализ, обобщение.
Актуальность работы заключается в том, что макет загородного дома возможно использовать в качестве идеи при строительстве.
I.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
I.1. ПОНЯТИЯ «ГЕОМЕТРИЯ» и «АРХИТЕКТУРА»
Геометрия - наука, изучающая фигуры, их свойства, размер, взаимное расположение, а также пространственные структуры, отношения и их обобщения.
Она является одной из древнейших наук и зародилась в Древнем Египте.
С незапамятных времен люди использовали геометрические знания, чтобы измерять участки земли, находить площади и объемы, правильно чертить проекты зданий и машин.
Геометрия - основная часть «фундамента», на котором строится важное направление деятельности человека - архитектура.
Архитектура – искусство, направленное на строительство или проектирование зданий, сооружений, монументов, набережных, и других объектов, оформляющих материально - пространственную среду для жизнедеятельности человека и его мировоззрения.
Архитектура - это соединение искусства, науки и производства. Метко называют архитектуру дочерью геометрии.
Наука и искусство шли с давних времён до настоящего времени рука об руку. Геометрия и архитектура вместе зародились, развивались и совершенствовались: от простейших жилых конструкций и негласных правил до тщательно спроектированных шедевров и чётких законов. Прочность, красоту и гармонию зданий во все времена обеспечивала геометрия. В архитектуре городов её правила соединились с потребностями и фантазией человека.
Сегодня искусство архитектуры приобретает черты и качества науки.
I.2. СВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ И АРХИТЕКТУРЫ
Геометрия и архитектура тесно связаны между собой.
Образование тех или иных геометрических форм в архитектуре имеет огромное значение в восприятии и ощущении объекта, ведь каждая из них имеет свои уникальные свойства.
Круг – чертеж Вселенной, ее времени и пространства или бесконечности и безначальности времени и пространства. Круг содержит внутри себя не только счет времени и пространства, но и символические образы, которые свидетельствуют о безграничности. (Приложение А)
Треугольник – символ святой троицы – образ могущества и лидерства. Характерной особенностью данной фигуры являются ее три угла, означающие три времени: прошлое, настоящее и будущее. (Приложение А)
Квадрат - геометрическая фигура, связанная с числом четыре, порядком, однообразием, землей, равноправием, прямотой. Четные числа и формы характеризуются свойствами устойчивости и стабильности, в противоположность динамике нечетных чисел и соответствующих им геометрических форм. Квадратная форма ассоциируется с надежностью и устойчивостью. (Приложение А)
Прямоугольник является фигурой, символизирующей состояние перехода и изменения. (Приложение А)
Таким образом, геометрия играет в архитектуре важную роль. Она позволяет создавать конструктивные формы, соответствующие наперед заданными требованиям. Архитектура должна создавать удобную и в то же время красивую, эстетически выразительную, психологически комфортную для людей среду.
I.3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ФОРМЫ В АРХИТЕКТУРЕ г. Челябинска
Город Челябинск был основан в 1736 году на берегу реки Миасс как небольшая сторожевая крепость. Через 7 лет он становится центром Исетской провинции. В 1781 году Челябинск был признан уездным городом. (Приложение Б)
До сих пор Челябинск остается одним из многонациональных и крупных (1,2 млн.чел. населения) городов России. Он прочно удерживает 7 место по количеству населения РФ. Город Челябинск в настоящее время не только промышленный, но и культурный и образовательный центр Урала. Предлагаем рассмотреть самые интересные архитектурные здания нашего города.
В 1954 году был построен Южно-Уральский государственный университет. Он имеет четкие и прямые формы, в его облик заложены геометрические фигуры - прямоугольник, треугольник, круг, овал. (Приложение В)
В 1973 году в городе началось строительство цирка. Бетонная зубчатая чаша цирковой арены увенчана огромным куполом, покрытым голубым профнастилом, объемом 69 861 куб. м. Завершает купол аэрационный фонарь. В настоящее время здание находится на капитальном ремонте. (Приложение В)
В 1975 году в городе был построен Торговый центр. Здание размером 102 на 102 метра представляет собой сферический железобетонный купол, который «парит» в воздухе. Внутри здания нет колонн, поддерживающих оболочку, а углы, на которые опирается купол, размещены на специальных катках и могут двигаться. Конструкция является сборной и может «дышать», опускаясь или поднимаясь в зависимости от перепадов температуры. Крыша этого здания имеет форму овала. (Приложение Г)
В 2002 году в городе появляется торговый центр «Синегорье». Он представляет собой образ Уральских гор. В его облике присутствуют треугольники, трапеции. (Приложение Г)
В 2007 году был построен небоскреб здания делового центра, расположенное в середине пешеходной улицы Кирова. Он является самым высоким зданием в Челябинске, его высота со шпилем достигает 111 метров. Состоит он из многоугольников. (Приложение Д)
В 2017 году на карте нашего города появился бизнес-центр «Бовид». Здание выполнено в виде конуса. Высота и округлость этого здания приковывают взгляд. (Приложение Д)
В городепоявляются новые кварталы с жилыми домами, где у каждого квартала своя стилистика. Один из таких кварталов «Ньютон». Это многоэтажные дома из коричневого кирпича с присущей строгостью и монолитностью. В них видна главная геометрическая фигура - прямоугольник. Жилой квартал «Привилегия». Дома малоэтажные, но прямоугольной формы. Жилой комплекс «Парковый Премиум». Район только застраивается. У всех современных жилых комплексов есть общая стилистика-минимализм в деталях, лаконичность, четкие линии, использование простых геометрических фигур. (Приложение Е)
Таким образом, исследовав геометрические формы в архитектуре города Челябинска, мы пришли к выводу, что в строительстве всевозможных зданий человек преимущественно использует прямоугольные формы. Круглые помещения — это редкость и строятся из-за каких-либо функциональных особенностей таких зданий. В форме круга возводятся цирки, церкви, стадионы. Жилые постройки города имеют форму прямоугольника либо квадрата. Прямоугольная форма позволяет экономнее использовать пространство. Такие дома проще надстраивать и делить на комнаты. А значит, они дают максимальную площадь и экономическую выгоду.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
II.1. СОЗДАНИЕ МАКЕТА ЗАГОРОДНОГО ДОМА
Наша семья приобрела участок под индивидуальное жилое строительство. Для того, чтобы понимать, что мы хотим увидеть и заказать проект дома для сметы под строительство, нам необходимо было создать макет дома, вот здесь и пригодились наши знания о геометрических фигурах в архитектуре. Для выполнения поставленной задачи, нам необходимо было понимать из какого материала мы будем создавать макет дома.
Выбор был определен-картон. Для создания макета дома понадобились инструменты и оборудование: канцелярский нож, простой карандаш, ластик, линейка, клей ПВА. (Приложение Ж)
1.Производим расчёты. Задали средние размеры будущему дому: длина-12м²; ширина-8м². S дома получилась: 12м²*8м²=96м². Для визуального определения нам нужно перевести реальные цифры в масштаб. Выбрали масштаб 1:400. Соответственно размер нашего макета дома будет: длина-30см; ширина-20см.
2.Выполняем разметку на картоне в масштабе.
3.Вырезаем части дома из картона с помощью канцелярского ножа. (Приложение З)
4.Начинаем собирать дом. Строительство дома начинается с фундамента. Тоже самое и происходит при сборе макета дома, также раскроим и собираем фундамент. (Приложение И)
5.Ставим стены, крышу, окна и рамы, дверь. И получился макет дом. (Приложение К)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате работы, мы выяснили, что геометрия с архитектурой непосредственно связаны – геометрия является незаменимой частью архитектуры, одной из ее основ. Мы выявили взаимосвязь свойств архитектурных сооружений с геометрическими формами, показали возможности геометрии в архитектуре г. Челябинска. В практической части мы создали макет загородного дома, используя шаблоны геометрических фигур. При работе, было важным не только применение фигур, но и их взаимосвязь, рассчитанная математическим путем. Эта работа дала возможность соединить две области геометрию и архитектуру. Доказать, что данные науки неразрывно связаны.
Таким образом, цель и задачи выполнены, гипотеза доказана.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Давыдова, В. А. Геометрия в повседневной жизни / В. А. Давыдова, В. В. Маеренкова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2018. — № 6 (20). — С. 16-18. — URL: https://moluch.ru/young/archive/20/1330/
-
Детская энциклопедия. 3-е издание. Том 02. Мир небесных тел. Числа и фигуры 3-е изд. - М.: Педагогика, 1972. - 480 с.
-
Крысин, Л.П. Современный словарь иностранных слов: Свыше 7000 слов и выражений, толкование значений, происхождение, употребление / Л.П. Крысин. - М.: АСТ-Пресс, 2012. - 416 c.
-
Математический энциклопедический словарь / Гл. ред. Ю. В. Прохоров . - М. : Советская энциклопедия, 1988 . - 847 с.
-
Ожегов, Сергей Иванович. Толковый словарь русского языка : около 100 000 слов, терминов и фразеологических выражений / С. И. Ожегов ; под ред. Л. И. Скворцова. - 26-е изд., испр. и доп. - М. : Оникс [и др.], 2009. - 1359 c. Базанова, Е. Зубы [Текст]: большая энциклопедия начальной школы / Е. Базанова, К. Бирюков, Е. Бирюкова и др. – СПб: Изд-во Нева; М.: ОЛМА – ПРЕСС, 2000.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Город Челябинск
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Южно-Уральский Государственный Университет
Цирк
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Торговый Центр
Торговый центр Синегорье
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Деловой Центр
Бизнес-центр Бовид
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
ПРИЛОЖЕНИЕ З
ПРИЛОЖЕНИЕ И
ПРИЛОЖЕНИЕ К