ОТ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ К ЦЕЛОМУ: ПОТЕНЦИАЛ ГЕНЕРАТИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ БУДУЩИХ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ АЛМАТЫ

FROM PARAMETRIC ELEMENTS TO THE WHOLE: THE POTENTIAL OF GENERATIVE DESIGN FOR FUTURE PUBLIC BUILDINGS IN ALMATY

Pyak Oxana Dmitrievna

Master's student, Kazakh Leading Academy of Architecture and Civil Engineering, Kazakhstan, Almaty

Isabaev Galym Abdykaimovich

Scientific Mastermind, PhD in Architecture, Research Professor Kazakh Leading Academy of Architecture and Civil Engineering, Kazakhstan, Almaty

Аннотация. В современной архитектуре Алматы можно заметить интересный парадокс: хотя здесь почти нет зданий, полностью созданных с помощью цифровых алгоритмов, в городе уже прослеживается множество сложных фасадов, навесов и элементов благоустройства, рождённых именно параметрическим проектированием. В статье задается вопрос: что, если эти разрозненные фрагменты не просто модный декор, а первые шаги к принципиально новому подходу? Исследуется, как в городе можно раскрыть потенциал архитектуры для перехода на качественно новый уровень, а именно, к проектированию цельных общественных зданий, чья форма будет интеллектуально генерироваться в ответ на конкретные вызовы Алматы: горный рельеф, сейсмику, резко-континентальный климат и плотную застройку. Главный вывод работы в том, что генеративное проектирование для Алматы, это не далёкое будущее, а естественное и даже необходимое развитие сегодняшних практик. Реализация этого потенциала позволит городу создавать уникальную, устойчивую и технологичную среду, превращая архитектурные вызовы в источник новой эстетики.

Abstract. A curious paradox can be observed in Almaty's contemporary architecture: although there are almost no buildings created entirely using digital algorithms, the city already boasts numerous complex facades, canopies, and landscaping elements born from parametric design. The article asks a question: what if these disparate fragments are not simply fashionable decor, but the first steps toward a fundamentally new approach? It explores how the city can unlock the potential of architecture to move to a qualitatively new level—namely, the design of integral public buildings whose forms are intelligently generated in response to Almaty's specific challenges: mountainous terrain, seismicity, harsh climate, and dense development. The main conclusion of the paper is that generative design for Almaty is not a distant future, but a natural and even necessary development of current practices. Realizing this potential will allow the city to create a unique, sustainable, and technologically advanced environment, transforming architectural challenges into a source of new aesthetics.

Ключевые слова: Алматы, генеративное проектирование, параметрическая архитектура, общественные здания, цифровая архитектура, BIM, формообразование.

Keywords: Almaty, generative design, parametric architecture, public buildings, digital architecture, BIM, form generation.

От инструмента формы к методологии контекстуального проектирования

Архитектура всегда была диалогом между замыслом и ограничениями: возможностями материалов, силами природы, нуждами общества. Сегодня этот диалог становится цифровым. Прогуливаясь по Алматы, можно заметить, что в её облике, рядом с классической строгостью и советским модернизмом, появляется новый, едва уловимый акцент: сложные, словно живые, узоры на фасадах, нестандартные конструкции навесов, текучие формы в интерьерах. Это не случайные эксперименты с формой, а первые, и пока ещё робкие слова на языке новой проектной парадигмы – генеративного и параметрического проектирования.

Но что скрывается за этими терминами, которые часто используют как синонимы? По сути, речь идёт о фундаментальном переосмыслении роли архитектора. Если традиционное проектирование можно сравнить с лепкой, где автор вручную создаёт и изменяет форму, то параметрическое проектирование больше похоже на выращивание сада. Архитектор определяет не готовый объект, а набор правил, связей и параметров: солнечная радиация, ветровые потоки, планировочные требования, прочность материалов. Специальное программное обеспечение, например, плагин Grasshopper для программы Rhinoceros 3D, выступает в роли «интеллектуального помощника», который на основе этих правил генерирует и бесчисленно варьирует геометрию, находя оптимальные решения [1, с.11-12].

Таким образом, параметрическая архитектура, это часто видимая часть процесса и тот самый сложный, алгоритмический фасад или структура, где изменение одного параметра автоматически перестраивает всю связанную геометрию. Генеративное проектирование, уже более широкое понятие, это целый методологический подход, где такой алгоритмический процесс используется для поиска, а не просто рисования, формы. Оно может предлагать сотни вариантов планировки, эффективной по свету или конструкции, из которых архитектор выбирает наилучший [2, с.17-22].

Важно понять, что целью генеративного проектирования, является не создание «инопланетных» биоморфных зданий ради эпатажа, а уловить основную мысль, что главная сила данного подхода, в его адаптивности и интеллектуальности. Он позволяет создавать архитектуру, которая не противостоит контексту, а буквально «вырастает» из него, откликаясь на конкретные локализированные места. Для такого города, как Алматы, с его выраженным рельефом, сейсмической активностью, контрастным климатом и богатым орнаментальным наследием, этот метод не просто технологическая игрушка, а потенциально ключевой инструмент для формирования умной, устойчивой и эмоционально насыщенной среды. Именно поэтому те отдельные параметрические элементы, которые мы уже видим в городе, так важны, так как они не просто украшения. Это пробные шаги, первые написанные слова на новом языке.

На сегодняшний день, эффективность генеративного подхода держится на трёх фундаментальных принципах, которые превращают его из инструмента для создания необычных форм в стратегию для ответственного проектирования:

Первый принцип, это работа с данными. Архитектура перестаёт быть субъективным «я так вижу» и начинает говорить на языке цифр, физики и статистики. В алгоритм закладываются конкретные параметры: карта солнечной радиации за год, роза ветров, данные о сейсмической активности, плотность пешеходных потоков, показатели энергоэффективности. Здание на стадии замысла уже ведёт диалог с реальностью, а не игнорирует её [3, с.3-6].

Второй принцип вытекает из первого – оптимизация. Получив чёткие вводные (например, «максимально использовать зимнее солнце и минимизировать летний перегрев»), алгоритм не просто создаёт один вариант, а способен перебрать тысячи итераций, находя баланс между подчас противоречивыми целями. Это поиск не абсолютного идеала, а наиболее гармоничного и эффективного компромисса [4, с.5-7].

Наконец, третий принцип – адаптивность к контексту. Это высшее проявление первых двух. Генеративная модель не универсальна; она тонко настраивается под уникальность места. Один и тот же алгоритм, настроенный на разные наборы данных, даст совершенно различные результаты для северного и южного склона, для оживлённой площади и тихого парка [5, с.66-84].

И здесь мы подходим к главному тезису: для Алматы такой подход не импортная абстракция, а логичный и едва ли не обязательный инструмент. Город со своими экологическими и социологическими вызовами, сам является «генератором» строгих параметров. Проектировать здесь, не учитывая этот жёсткий набор условий, значит закладывать проблемы в долгосрочной перспективе. Генеративное проектирование предлагает язык, на котором можно вести этот сложный, но необходимый разговор между амбициями архитектуры и диктатом контекста.

Алматы как пространство для «параметрических островков»

Городская ткань постепенно впитывает цифровую логику, и её проще всего распознать в архитектурной детали, в материальном воплощении сложных расчетов. От общего понимания методов мы можем перейти к конкретному «слепку» технологий: к существующим объектам и концептуальным проектам, фасадам и малым архитектурным формам.

Особый интерес в контексте исследования представляет проект «Современной Юрты» бюро Nurgissa Architects. Этот объект выводит разговор о параметрическом дизайне на принципиально новый уровень, демонстрируя, как алгоритмическая логика может быть применена не к отдельному элементу, а к целостной архитектурной системе, интегрирующей культурный код, экологичность и адаптивность. Отличным примером работы с данными в широком смысле служит сам исходный концепт. Архитекторы взяли за основу не климатические параметры, а архетипические данные культурного кода: форму и философию традиционной юрты. Используя среду Rhinoceros 3D и, вероятно, её параметрические плагины, они деконструировали образ шанырака и решётчатого каркаса (кереге), трансформируя их в сложную, скульптурную геометрию современного жилища. Это не стилизация, а именно генерация новой формы на основе алгоритмического анализа старой [6].

Рисунок 1. Проект современной казахской юрты © Nurgissa Architects

Оптимизация прослеживается в деталях конструкции и выборе материалов. Каркас из металла, несущий основную нагрузку, позволяет сделать лёгкие стеновые панели. Их состав, это экологичная клееная фанера с утеплением из базальтового волокна, что является результатом взвешенного выбора в пользу прочности, термоизоляции, актуальной для резко континентального климата, и экологичности. Алгоритмическое моделирование, с высокой долей вероятности, использовалось для точного расчёта формы и размеров этих сборочных панелей, чтобы минимизировать отходы при производстве и упростить монтаж на месте. Для Алматы, стремящейся к формированию современной, но укоренённой архитектуры, такой подход задаёт высокую планку, доказывая, что следующей логичной ступенькой может стать генеративное проектирование общественных зданий, столь же технологичных и параллельно богатых смыслом [7].

Ещё один показательный концептуальный проект и победитель международной премии A+A Awards «Зелёный пешеходный мост» в Алматы от бюро ATRIUM служит наглядным примером того, как генеративное проектирование превращается из инструмента формообразования в инструмент городского программирования. Национальные орнаменты в проекте становятся не просто декором, а исходными данными для генерации формы: витиеватый узор казахских узоров трансформируется в трассировку пешеходных троп и параметрические паттерны на колоннах. Это доказывает, что данные для алгоритма могут быть эстетическими и историческими, порождая формы, наполненные идентичностью. Экологическая оптимизация проявляется в восстановлении нарушенной автомобильной трассой связи между Ботаническим садом и парком «Сункар», что создаёт новый биоклиматический коридор в сердце города [8, 9].

Рисунок 2. Зеленый пешеходный мост в Алматы © ATRIUM

Таким образом, данный проект служит прообразом общественного пространства будущего Алматы, сгенерированного на сложном алгоритме, куда заложены параметры экологии, истории, рельефа и человеческого поведения.

Вышеперечисленные проекты это, в первую очередь, лаборатории идей, демонстрирующие весь спектр возможностей параметрического подхода. Однако именно воплощённый проект становится тем самым «испытательным полигоном», где эти идеи сталкиваются с реальностью строительных норм, бюджетных ограничений и практической эксплуатации. Ярким доказательством в Алматы служит Торговый дом «Мечта», спроектированный архитекторами ПА KAZGOR. Данный реализованный проект критически важен, так как он раскрывает не только что было построено, но и как. Его сложный, кинетический фасад, состоящий из алюминиевых панелей с ажурным узором, был бы практически невозможен для реализации традиционными чертежными методами. Конструкция была полностью спроектирована в программе Rhino с использованием параметрического плагина Grasshopper. Именно эта связка программного обеспечения позволило архитекторам не просто нарисовать, а алгоритмически описать сложный узор панелей. В Grasshopper была создана цифровая модель-прототип, где изменение одного базового параметра мгновенно пересчитывало геометрию всех связанных элементов. Это позволило быстро адаптировать фасад к разным условиям на разных участках здания. Если предыдущие примеры можно назвать теоретическими выкладками, то данный проект, уже готовая формула, применённая на практике. Генеративный подход напрямую воплотил принцип оптимизации: алгоритм использовался для точного расчёта размеров и конфигурации каждой из сотен уникальных панелей, минимизируя ошибки и отходы при их промышленном производстве.

[11].

Рисунок 3. Строительство объекта обслуживания населения» является двухэтажным магазином известного казахстанского торгового бренда «Мечта» © ПА KAZGOR

Таким образом, ТД «Мечта» — это не просто здание, а важный технологический прецедент. Он наглядно демонстрирует полный цикл современного цифрового проектирования: от алгоритмической модели в Grasshopper до физической сборки на месте. Этот проект доказывает, что параметрический подход в Алматы, это готовый к внедрению рабочий инструмент, способный обеспечить и эстетическую выразительность, и высочайшую точность реализации.

Стоит также обратиться к тому, как параметрическое мышление воплощается в более камерном, но не менее важном масштабе, а именно в малых архитектурных формах (МАФ). Если крупные объекты задают новые векторы развития архитектуры, то именно МАФы, которые включают в себя: навесы, павильоны, скамьи, светильники, формируют повседневную, тактильную ткань городской жизни. В Алматы подобные объекты часто остаются «невидимыми героями» современной среды, хотя именно в них принципы работы с данными, адаптивности и оптимизации проявляются с особой наглядностью и непосредственностью.

Ярким примером такой практики служит деятельность локальных компаний и мастерских, например «PARAMETRICA», которые разрабатывают и производят параметрические скамейки для торговых центров, школ и общественных пространств Алматы. Эти объекты, на первый взгляд камерные, и являются концентрированным воплощением всех ключевых принципов генеративного подхода. Работа с данными и адаптивность здесь проявляются с удивительной точностью. Каждая скамья или группа скамей может быть «посажена» на план конкретного места. В алгоритм закладываются параметры: толщины материалов, их ритм и марш, высота каждой детали. В результате мы получаем не типовую железобетонную лавку, а уникальный объект, который выглядит органичной частью своего конкретного уголка города, будь то атриум ТРЦ или школьный двор [12].

Рисунок 4. МАФы общественных пространств © PARAMETRICA

Таким образом, эти, казалось бы, незначительные объекты выполняют критически важную миссию. Именно они являются «последней милей» цифрового проектирования, где технология прямо и ощутимо улучшает качество повседневной жизни.

Вызовы и перспективы: что сдерживает переход и стратегия продвижения

Анализ архитектурного ландшафта Алматы показывает очевидный парадокс: технологический потенциал и цифровые компетенции в городе уже существуют, но их переход из состояния «точечных инноваций» в «системную практику» сдерживается комплексом взаимосвязанных барьеров. Преодоление этих барьеров требует не столько технологического прорыва, сколько изменения профессиональной культуры и подходов к организации процесса. И несмотря на растущее число примеров, масштабное внедрение генеративного проектирования в практику сталкивается с рядом системных барьеров. Можно выделить несколько ключевых вызовов:

• У девелоперов часто отсутствует понимание, что инвестиции в параметрическую разработку, это не увеличение бюджета на «красивый фасад», а оптимизация общих затрат на жизненный цикл. Нет запроса на алгоритмическую проверку решений по энергоэффективности или комфорту.
• Строительная отрасль, ориентированная на типовые узлы и понятные чертежи, часто воспринимает сложную цифровую модель как источник рисков, а не точности. Возникает разрыв между «цифровой» стадией проектирования и «аналоговой» стадией реализации.
• Действующие строительные нормы и правила (СНиПы, ГОСТы) не адаптированы к оценке нестандартных, алгоритмически сгенерированных решений. Это создает правовые риски и отторжение на этапе экспертизы.
• Процесс остается разобщенным: архитектор-дизайнер, создающий форму в Grasshopper, BIM-специалист, рассчитывающий конструкции, и инженер-сметчик часто работают в разных, несвязанных программах и логиках. Нет единой цифровой среды (BIM-платформы), которая бы объединила параметрическую модель, расчеты и смету.
• На рынке есть яркие архитекторы-визуализаторы и опытные инженеры-конструкторы, но крайне мало команд, где глубокое понимание алгоритмической логики неразрывно связано со знанием строительной физики, материаловедения и экономики. Архитектор должен уметь донести до алгоритма не только эстетическую, но и инженерную задачу.

Для преодоления этих барьеров необходим комплексный подход, сочетающий в себе инициативу разных сторон. Начать движение вперед помогут конкретные шаги, которые могут стать катализаторами перехода от точечных успехов к системной практике. Стратегию можно выстроить через последовательную реализацию взаимодополняющих мер:

• Создание пилотных проектов-«маяков» под патронажем города. Наиболее действенный способ: не убеждать словами, а показать работающий пример. Инициативу должны взять на себя городские власти, выступив в роли просвещенного заказчика. Объявление конкурса на проектирование и строительство небольшого, но значимого общественного объекта с обязательным использованием генеративного подхода для оптимизации по заданным параметрам. Успешная реализация такого проекта, подобного концепту «Зеленого моста», станет лучшим аргументом для частных инвесторов.
• Интеграция образования и практики. Необходимо внедрение сквозных образовательных модулей в вузах, где студенты совместно со студентами смежных разделов архитектурного проектирования, работают над одним параметрическим проектом: от концепции и алгоритмизации до конструктивного расчета и составления сметы. Поддержка студенческих конкурсов и хакатонов с участием местных бюро и производственных компаний создаст кадровый резерв, говорящий на одном языке.
• Формирование открытой базы прецедентов и данных. Профессиональному сообществу необходима открытая цифровая платформа или, как минимум, регулярная конференция-воркшоп, где будут аккумулированы успешные кейсы. Важно показывать не только визуализации, но и конкретные данные: как параметризация фасада ТРЦ «Мечта» снизила нагрузку на кондиционирование; как алгоритм для скамейки сократил отходы материала. Это превратит параметрическое проектирование из «творчества» в доказательную дисциплину, понятную заказчику.

Заключение

Таким образом, в статье была прослежена неочевидная, но убедительная эволюция параметрического мышления в архитектуре Алматы: от отдельных фрагментов к целостной методологии. Исследование показало, что город уже обладает всем необходимым технологическим заделом: от реализованных коммерческих объектов с алгоритмическими фасадами (ТРЦ «Мечта») и экспериментальных прототипов, переосмысляющих культурный код («Современная Юрта»), до градостроительных концепций, генерирующих новую среду («Зелёный мост»), и даже до тактильных элементов городского благоустройства. Главный вывод заключается в том, что Алматы находится на пороге качественного скачка: от владения инструментом к изменению самого процесса проектирования. Сложность сегодня заключается не в создании алгоритмической формы, а в преодолении институциональных, нормативных и кадровых барьеров, которые фрагментируют цифровой цикл. Будущее генеративного проектирования в городе зависит не от появления нового программного обеспечения, а от формирования новой профессиональной экосистемы, где заказчик, архитектор, инженер, строитель и законодатель будут говорить на одном языке данных. Перспектива, которая вырисовывается по итогам этого анализа – это Алматы, где параметрический подход становится не экзотической опцией для единичных проектов, а стандартом качества и эффективности для проектирования общественных зданий и пространств. Это город, в котором архитектура будет не имитировать контекст, а интеллектуально на него реагировать, создавая среду, столь же уникальную, комфортную и адаптивную, как и сам ландшафт южной столицы. Реализация этого потенциала, вопрос консолидации усилий профессионального сообщества, образовательных институций и волевых решений на городском уровне, превращающих смелые концепции в повседневную практику.