ПРИНЦИПИ ТА МЕТОДИ ОПТИМІЗАЦІЇ ФУНКЦІОНАЛЬНО-ПЛАНУВАЛЬНОГО РОЗВИТКУ ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ В ІСНУЮЧІЙ МІСЬКІЙ ЗАБУДОВІ

Короткий зміст

Розділ 1. Сучасний стан теорії та практики формування і розвитку вищих навчальних закладів.    На території України ще за часів Київської Русі були відкриті перші навчальні заклади. Значного розвитку культура та освіта в Україні набули в XVІ-ХVІІІ ст., в період підйому національно-визвольного руху. Починають складатися структурні елементи системи освіти. В останній чверті ХVІ ст. в Острозі було створено якісно новий тип школи, який, на погляд вчених, став основою зародження вищої освіти в Україні. Великий вплив на розвиток української культури і національної школи мало заснування на початку ХVІІ століття Києво-Могилянської Академії - одного з перших ВНЗ в  Східній Європі.

Розвиток культури та освіти в ХІХ ст. дав поштовх до розширення мережі навчальних закладів, заснування елітних  закладів освіти ліцейного типу, на базі яких в різних містах України згодом були створені вищі навчальні заклади. Особливо широкого розвитку отримала система вищої освіти в м.Києві. Містобудівну основу сучасної мережі ВНЗ міста поклало будівництво в середині ХІХ століття університету та особливо заснування в кінці 90-х років політехнічного інституту, на базі якого було створено ряд вищих навчальних закладів технічного та аграрного профілю. Сучасні ВНЗ активно почали формуватись в 30-ті роки в умовах індустріалізації країни. На жаль, в ті часи не була врахована важлива стратегічна роль освітніх закладів в розвитку міста. Більшість інститутів, за винятком сільськогосподарського, засновувались поблизу центру міста, де не було достатніх територіальних ресурсів для перспективного розвитку навчальних зон. Характерним прикладом може слугувати Київський національний університет будівництва і архітектури, який на протязі 30 років тричі змінював місце розташування. В даний час територія університету складає 12,7 га при нормативній 40,9 га.

Подібний стан навчально - матеріальної бази склався і в інших вищих навчальних закладах. Так в Українському державному університеті харчових технологій, який також вже декілька разів змінював територію і в 70-ті роки освоїв додаткову ділянку на околиці міста, робочі площі навчальних корпусів в даний час майже вдвічі менші нормативних. Університет фактично не має можливості територіального розвитку в центрі міста. Крім того, значна віддаленість житлової та спортивної зони від основних навчальних корпусів, розміщених в центрі міста, протирічить функціональним вимогам. Подібні недоліки, пов'язані з розосередженням навчальних та житлових зон, характерні для Державної академії легкої промисловості, транспортного, економічного та інших університетів. Особливо в скрутному стані знаходиться матеріальна база ВНЗ культури, мистецтва, педагогіки, які традиційно формувались в центральних районах міста поблизу загальноміських громадських закладів, де практично неможливо виділити ділянки для будівництва навчальних споруд.

В новому генеральному плані м.Києва, який визначає перспективи розвитку вищих навчальних закладів на період до 2020 року, передбачається, що кількість студентів ВНЗ ІІІ-ІV рівнів акредитації зросте більш як на 26%, а територія закладів вищої освіти всіх рівнів акредитації повина збільшитись майже вдвічі у порівнянні із сучасним станом.

Проведений в дисертації аналіз практики формування мережі ВНЗ поряд з недоліками та невирішеними питаннями дозволив виявити позитивні напрями розвитку навчально-матеріальної бази, як, наприклад, реконструкція Національного технічного університету України “КПІ” в історичній забудові, заснування нового Українського фінансово-економічного інституту в приміській лісопарковій зоні в м.Ірпінь, використання загальної спортивної зони декількома вищими навчальними закладами в м.Харків, пропозиції по оптимізації мережі ВНЗ Львова, Одеси та інші.

Таким чином, в Україні склалась широка мережа закладів вищої освіти. Особливо активно розвивалась навчально-матеріальна база ВНЗ в 60-80 роки, чому значною мірою сприяли відповідні наукові розробки в галузі архітектури навчальних закладів. На жаль, в останні роки наукові розробки по типології вищих навчальних закладів майже призупинились.

Проблема удосконалення архітектури закладів вищої освіти актуальна в багатьох зарубіжних країнах. Реформа освіти в Україні, базуючись на глибоких національних традиціях в навчанні та вихованні молоді, запозичує разом з тим прогресивний зарубіжний досвід щодо форм та методів навчання, створення відповідного навчального середовища.

Найбільш поширене в багатьох країнах дисперсне розміщення ВНЗ на території міста в комплексі з відповідними галузевими підприємствами, науково-дослідними центрами тощо. Нові навчальні заклади в більшості випадків створюються на околиці міст, а також в містах-супутниках, де часто формуються потужні  навчально-науково-дослідні центри. Є випадки вдалої поетапної модернізації ВНЗ за рахунок ущільнення забудови, підвищення поверховості корпусів (університет в Казані, навчальний центр гуманітарних наук та права в 13-му окрузі Парижа), кооперації з закладами культурно-побутового обслуговування (центр мистецтв в Лондоні, комплекс ВНЗ в Манчестері та інші).

Проведений аналіз показав, що історія поетапної забудови навчальних комплексів в багатьох країнах і сучасні архітектурно-містобудівні проблеми їх модернізації подібні до вітчизняних.

Розділ 2. Основні фактори формування функціонально-планувальної структури та розміщення вищих навчальних закладів. В останні роки в системі освіти відбуваються радикальні зміни, які суттєво впливають на навчально-матеріальну базу ВНЗ. Вища освіта стає більш гнучкою, динамічною, наближеною до реальних вимог різних галузей господарства, соціальної сфери. В умовах ринкової економіки взаємозв'язок між конкретним підприємством та підготовкою для нього фахівців стає прямим, взаємопогодженим. Це впливає не тільки на координацію програм та методик навчання, а й на взаємну зацікавленість в раціональному використанні навчальних приміщень і особливо науково-дослідних підрозділів, виробничих майстерень. За нових економічних стосунків виникають об'єктивні передумови для формування навчально-науково-виробничих об'єднань, блокування ВНЗ із закладами культури та мистецтва.

Впровадження нових навчальних технологій, широке використання  електронно-обчислювальної техніки принципово змінює структуру приміщень, їх просторові параметри. Збільшення питомої ваги індивідуальної роботи студентів з використанням персональних комп'ютерів дає можливість дещо скоротити загальну площу та кількість традиційних групових аудиторій. Прогностичні педагогічні дослідження передбачають на майбутнє збільшення питомої ваги індивідуальної навчальної роботи студентів за межами ВНЗ. Проведений аналіз нових форм та методів навчання дозволяє зробити висновок, що структурні зміни в навчальному процесі не вимагатимуть значного розширення навчально-матеральної бази та додаткових територій і зможуть здійснюватись в багатьох випадках за рахунок модернізації діючих корпусів, їх перепланування та переоснащення.

Дослідження соціально-екномічних аспектів формування вищих навчальних закладів показало, що Україна в цілому має високий науково-виробничий потенціал розвитку закладів освіти. Впровадження ринкових відносин, приватизаційні процеси, інтеграція в світову економіку надають необхідні передумови для подальшої оптимізації мережі ВНЗ. Разом з тим кризові явища в промисловості, ускладнення демографічної ситуації, відсутність вільних земельних ресурсів в провідних містах, окремі незадовільні природно-екологічні фактори створюють реальні труднощі в перебудові всієї соціальної сфери, в тому числі закладів освіти. За цих умов особливо ефективними є рішення, які  забезпечують залучення різних джерел фінансування та раціонального використання капітальних затрат.

Головним принципом планувальної організації вищих навчальних закладів вважається функціональне зонування території. В дисертації визначені конкретні вимоги до планувальної структури та взаєморозміщення різних функціональних зон згідно нових педагогічних та містобудівних умов. Встановлено, що розміри території для будівництва навчальних корпусів значною мірою залежать від величини та профілю ВНЗ - чим більшою є кількість студентів, тим ефективніше використовується територія. Блокування на одній або суміжних ділянках декількох ВНЗ в багатьох випадках дозволяє організовувати єдину систему громадського обслуговування, кооперовані науково-виробничі центри і таким чином до 25% скоротити сумарну територію вищого навчального закладу.

          Ефективний напрям ущільнення забудови ВНЗ - використання компактних архітектурно-планувальних рішень навчальних корпусів та підвищення поверховості будинків. Вимога компактного розміщення навчальних корпусів обумовлена не тільки необхідністю раціональнішого використання земельних ресурсів, але й умовами ефективної організації навчального процесу, централізованого обслуговування технічних засобів навчання, скорочення переходів між корпусами, створення комфортних умов для навчального процесу.  В дисертації виявлені функціональні особливості ущільнення архітектурно-планувальних структур, запропоновані нормалі компактних навчальних корпусів, аудиторних блоків та інших навчальних будівель,         переглянуті нормативні вимоги до розмірів земельних ділянок ВНЗ та рекомендовані диференційовані показники площі основних функціональних зон, які враховують місткість і профіль навчального закладу. Розроблені також композиційні схеми формування компактних архітектурно-планувальних рішень навчальних комплексів.

Розділ 3. Принципи та методичні пропозиції щодо оптимізації функціонально-планувальної структури та територіального розвитку закладів вищої освіти. На основі системного аналізу основних факторів формування ВНЗ визначено напрями оптимізації функціонально-планувального розвитку та ущільнення забудови закладів вищої освіти, серед яких особливе значення мають: удосконалення архітектурно-планувальних рішень навчальних будівель, ущільнення забудови території, формування навчально-науково-виробничих об’єднань,  блокування та кооперування навчальних закладів різного рівня та профілю освіти,  інтеграція навчальних закладів із загальноміськими громадськими центрами.

Виявлено основні принципи оптимізації функціонально-планувальної структури та територіального розвитку вищих навчальних закладів:

-        принцип компактності, який дає можливість мінімізувати відстань між структурними елементами навчального закладу;

-        принцип тяжіння вищих навчальних закладів до галузевих науково-дослідних організацій, промислових підприємств;

-         принцип доступності ВНЗ до загальноміських громадських центрів та інших елементів міста;

-        принцип функціонально-просторової інтеграції навчальних закладів з оточуючою забудовою;

-        принцип екологічності, спрямований на створення комфортних санітарно-гігієнічних та природно-естетичних умов для навчального процесу.

Визначення загальних принципів оптимізації функціонально-планувальної структури та територіального розвитку ВНЗ є однією з найбільш вагомих задач архітектурної методології. Системні принципи дозволяють цілеспрямовано підходити до складання ефективних моделей архітектурних систем.      

В дисертації проаналізовано функціонально-планувальні зв'язки ВНЗ в системі міста, району, ділянки, в залежності від відстані та часу доступності об'єктів відносно один одного. Встановлено, що найбільш вагомою умовою раціональної дислокації закладів вищої освіти є забезпечення зручних щоденних зв’язків та періодичних (які здійснюються 1 раз на тиждень).

Детально розглянуто вимоги до розміщення закладів вищої освіти відносно виробничих підприємств та науково-дослідних організацій. На основі виявлених зв'язків ВНЗ з об'єктами тяжіння розроблено модель просторової дислокації вищих навчальних закладів різного профілю в структурі міста та рекомендації щодо їх оптимального розміщення і можливого кооперування з іншими функціональними елементами міста.

Розміщення ВНЗ відносно загальноміських (районних) громадських центрів залежить від загальної кількості студентів та профілю навчального закладу. В центральних районах міста бажано формувати відносно невеликі за місткістю інститути культури та мистецтва, для яких зв’язки з громадськими об'єктами центрального ядра міста відносяться до щоденних навчальних потреб. Тут можуть також розташовуватись ВНЗ педагогіки та економіки, які не потребують великих земельних ділянок і безпосередньо не пов'язані з виробництвом.

При розміщенні ВНЗ в сельбищній зоні важливе значення для оптимізації планувальної структури та підвищення архітектурно-композиційних якостей забудови має функціонально-просторова інтеграція навчальних закладів з оточуючим середовищем, спільне використання окремих функціональних елементів студентами та населенням прилеглих районів.

Суттєву роль при формуванні мережі вищих навчальних закладів освіти має взаємозв'язок розміщення ВНЗ з місцями масового відпочинку та парковими зонами. Найбільш ефективне в даному відношенні будівництво нових ВНЗ на околиці міста, де є можливість включити озеленені ділянки в міський ландшафт, передбачати територію для подальшого розвитку навчального закладу, а також створювати комфортні екологічні умови для його функціонування.

Незалежно від профілю та місця розташування всі заклади вищої освіти повинні мати ефективні зв’язки з загальноміською соціально-культурною інфраструктурою, громадськими центрами, рекреаційними зонами, житловою забудовою. Для аналізу ефективності транспортних сполучень в залежності від розташування всього навчального закладу або окремих його структурних елементів, пропонується метод, заснований на врахуванні середніх витрат часу на переміщення від ВНЗ до пунктів тяжіння щоденного, періодичного та епізодичного характеру.

За варіантами рішень визначається середній час доступності на одного студента до певних об'єктів тяжіння (t) за формулою:

  де 
- час,  який   витрачає  один  студент  на  рух  від  навчальної  зони  до  

                       міського об’єкта тяжіння відповідно щоденного – “і”, періодичного–“j” 

                       та  епізодичного – “k” характеру,  де  i=1,2,…,m,  j=1,2,…,n,  k=1,2,…,r;

     - інтенсивність   руху  студентів   до  об’єктів  тяжіння   відповідно 

                        щоденного, періодичного  та  епізодичного  характеру.

Для оцінки варіантів розташування ВНЗ або окремих його складових у місті по кожному з варіантів визначається цільова функція (критерій витрат часу на комунікації):

   де  N - кількість студентів навчального закладу;

   t - середній час доступності на одного студента до певних об'єктів тяжіння.

          Визначені в дисертації принципи та методи оптимізації просторової дислокації ВНЗ в міському середовищі дають змогу значно ущільнити забудову за рахунок кооперування та блокування навчальних закладів між собою, науково-дослідними установами, виробничими підприємствами, сферою культурно-побутового обслуговування. З точки зору системного підходу визначено вплив зовнішніх містобудівних та соціально-економічних факторів на формування мережі ВНЗ. Разом з тим, оптимізація функціонально-планувального розвитку закладів вищої освіти значною мірою залежить від внутрішніх функціональних зв’язків між окремими структурними елементами навчального закладу.

          Вищий навчальний заклад – цілісний функціональний об’єкт. Як і будь-який архітектурний комплекс, він включає два типи просторів: перші можливо нормувати в залежності від процесу та матеріальних можливостей (функціональні зони та інші структурні підрозділи), а другі – не піддаються нормуванню, тому що їх розміри залежать перш за все від планувального рішення. Таким чином, загальна територія ВНЗ поділяється на два види: нормовані (Пі) та транзитні (комунікаційні) (Тj). Для досягнення компактного рішення нормована площа прямує до нормативу, обумовленому відповідними документами, а комунікаційна площа - до мінімуму.

Оскільки чисельник цього критерію є фактично сумою елементів системи комунікацій як об’ємної, так і територіальної складової ВНЗ, а знаменник є сумою нормативної групи процесів, то доцільно визначити критерій у такому вигляді:

де Тj – множина складових загальної системи комунікацій (зв’язків) ВНЗ (j=1,2,…,n);

     Пі – множина усіх без винятку системоутворюючих функціональних нормованих елементів ВНЗ (і=1,2,…,m).

Таким чином, даним дослідженням для визначення оптимального функціонально-планувального рішення вищих навчальних закладів пропонується використовувати дві цільові функції, обумовлені відповідно принципами тяжіння, доступності та інтеграції вищих навчальних закладів з об’єктами міста (зовнішніми факторами) та принципом компактності (внутрішніми факторами).

Ефективність запропонованих методик була перевірена при оцінці варіантів проектів міжнародного конкурсу нового навчального комплексу Ляонінського університету в м.Шеньян (КНР). В одному з проектів, розробленому в КиївЗНДІЕПі, автор даного дослідження приймала участь у визначенні функціональної структури території університету та аналізі варіантів планувальних схем. Результати кількісної оцінки розмірів транзитних площ між основними функціональними зонами університету, між окремими навчальними корпусами та транзитних комунікацій корпусів дали можливість виявити найбільш компактне та ефективне рішення. Оцінка функціонально-планувальних якостей проектів за запропонованою методикою співпала з екпертним висновком жюрі конкурсу, яке надало перевагу проекту КиївЗНДІЕПу з найбільш компактною планувальною структурою та своєрідним архітектурно-композиційним рішенням.

На основі теоретичних та практичних результатів дослідження автором розроблені проектні пропозиції по функціонально-планувальній організації університету “Києво-Могилянська Академія”, який відроджується в історичній зоні в ущільненій забудові Подолу в м.Києві та виконано науково-проектне обгрунтування функціонально-планувального розвитку декількох інших навчальних закладів.