Наукова школа прикладної геометрії
Школа прикладної геометрії, яка стала основою міждисциплінарного наукового напрямку (геометричне формоутворення архітектурних конструкцій + архітектурно-будівельна фізика + енергоефективність та енергозбереження) у будівельній галузі.
Здавалося б, геометрія – категорія суто математична. Але насправді для будівельної галузі та багатьох інших напрямків економіки, вона має фундаментальне значення.
Справа в тому, що прикладна геометрія є основою фізичних методів проектування. Будівельна фізика практично вся побудована на методах прикладної геометрії. І саме тому школа геометрична, фактично математична знаходиться на кафедрі архітектурних конструкцій.
Кафедра архітектурних конструкцій – перша кафедра, яка була створена колись при від’єднанні Будівельного інституту від Політехнічного інституту. Від неї, можна казати, почали розвиток кафедри механіки, технологій та економіки. Кафедра архітектурних конструкцій – це кафедра, яка за своїм призначенням обслуговує всі факультети за напрямками архітектура і будівництво. Обслуговує архітектурний факультет за напрямком конструювання архітектурних об’єктів, конструкції і основи архітектурно-будівельної фізики. Тобто, це фізичні процеси теплопровідності, теплозахист, архітектурна світлотехніка, інсталяція і архітектурна акустика. Це важливо з токи зору вмісту наукових шкіл. На кафедрі історично займалися і традиційними речами. Тут вперше з’явилися об’ємні блоки. Це індустріальні об’ємно-блочні конструкції, які фактично придумали в КНУБА, тоді ще КІСІ. І цей напрямок індустріального будівництва розвивався разом з кафедрою КІСІ. Але з 1972 року ректор Вєтров Юрій Олександрович призначив завідувачем кафедри Підгорного Олексія Леонтійовича, який незабаром захистив докторську дисертацію за науковим напрямом прикладна геометрія і інженерна графіка.
Засновник школи – професор Степан Митрофанович Колотов. Вона існує більше 60-ти років. Відомими представниками школи є професори Михайленко В.Є., Підгорний О.Л., Сергійчук О.В., Плоский В. О., Мартинов В.Л. та інші викладачі, які працюють на кафедрах нарисної геометрії та графіки та архітектурних конструкцій. Крім будівельної фізики, фахівці- геометри займаються задачами формоутворення архітектурних конструкцій, оболонок, покриттів іноді спільно з кафедрою будівельної механіки. Тобто, цій школі створюють геометрію архітектурно-будівельної фізики. Це оригінальний напрямок, який з часом вплинув на розвиток досліджень по світлу та акустиці. Фактично, вся нормативна база України в цьому напрямку розроблялась в КНУБівській школі прикладної геометрії. Закономірно, що вся вона побудована саме на тих методах, моделях і алгоритмах, які в своїх кандидатських і докторських роботах розробляли професори кафедри архітектурних конструкцій. Нині ця школа має більш сучасну назву – Школа прикладної геометрії та графічних технологій. Є і спеціалізована докторська рада за цим науковим напрямком. До речі єдина в Україні
Один з аспектів роботи школи – питання енергозбереження. Воно виникає саме з проблем будівельної фізики, з процесів теплопровідності, світла, освітлення і прогріву. Тема надактуальна, стратегічна для України. Тому в 2008 році виникла ідея створити спеціалізовану лабораторію «Енергоцентр КНУБА». Це була лабораторія дослідницька. Саме не для забезпечення навчального процесу, а для виконання досліджень. І вони в ній ведуться активно увесь час. Спочатку лабораторія «Енергоцентр» була невелика. Але поступово вона розширилася до Інституту енергоефективних систем та технологій, до складу якого якої увійшов «Енергоцентр». Таким чином, цей розріз науки буквально виріс з геометричного напрямку. Математичною і алгоритмічною основою задач енергоефективності і енергозбереження стала школа геометрії. І фактично в її сфері впливу з’явився ще один науковий напрямок – енергоефективності.
На думку науковців, тепер це єдина міждисциплінарна школа, куди входять і архітектори і конструктори, які взаємодоповнюють один одного. І цей синтез кількох дисциплін якраз є найбільш цінним. Це аксіома наукової творчості взагалі. Тому що найцікавіші результати знаходяться саме на стику кількох наук. Якщо наука зациклюється всередині себе, вона швидко зникає. Якщо знаходяться якісь свіжі напрямки, як правило, на стику кількох шкіл чи напрямків, тоді це авангардний напрямок, такого ніхто ще не робив. Це підштовхує розвиток і бажання продовжувати наукову діяльність у молодих спеціалістів. Виростає молоде покоління професорів і кандидатів наук. В «Енергоцентрі КНУБА», наприклад, наймолодшому професору 34 роки. Це Володимир Скочко, нині він керує і розвиває енергоефективний напрямок. Завдяки ефективній роботі разом з партнерами цей науковий напрямок в КНУБА отримав грант за програмою ЄС HORIZON2020. За рахунок цього оснастили лабораторію, де проходять спеціальні тренінги і навчання для державної атестації фахівців з енергоефективності. Такого формату більше немає в Україні. Щоправда, Міністерство регіонального розвитку, ще так воно тоді називалось, дало право проводити державну атестацію більше 50-ти установам самоврядних організацій і іншим вищим навчальним закладам, які фактично проводять енергоаудит. Однак, лабораторія «Енергоцентр КНУБА» готує 20 % всіх фахівців. Це значна частка для країни.
Інша ініціатива, що виникла на основі утвореного енергоефективного ХАБу – це організація Молодіжного наукового центру. В нього входять, крім наших спеціалістів, аспіранти і найкращі студенти з архітектурного, будівельного факультетів, з факультету інженерних систем і екології. Теми досліджень настільки цікаві, що студенти самі приходять і просяться на роботу. В рамках такої неформальної школи проводяться тренінги, лекції, спецкурси, бо ці студенти вже переросли стандартну програму університету. З ними цікаво працювати. Вони також проектують. Зокрема, багато соціальних проектів реалізували, беруть участь в розробці стратегічних програм розвитку університету, наприклад, «Еко-університету», створили візуалізацію, детальний план екологізації території, багато інших наукових проектів зробили. Серед них і так звана органічна архітектура. Це природня архітектура і проектування в цьому напрямку, вона пов’язана з енергоефективністю і тому прив’язана до лабораторії енергоефективності. Зокрема, цим напрямком займається Луїджі Фьюмара. Він проводить практику з нашими студентами. Причому у них чудово і «органічно» все виходить. Таку оцінку дають своїм студентам науковці школи прикладної геометрії.
Ще про один з аспектів діяльності геометричної школи. Зараз багато говорять про ВІМ-технології. Та в основному відносяться до цього, як користувачі. А наукова школа прикладної геометрії КНУБА включилася в дослідження цієї галузі. Це цікавий напрямок, оскільки торкається сучасних тем і проблем. На основі цього в школі прикладної геометрії КНУБА започатковано напрямок досліджень, що стосуються поєднання ідеології ВІМ та систем штучного інтелекту.
А стратегічно напрям прикладної геометрії в КНУБА розвивається від енергоефективності до тотальної архітектурно-будівельної екології. Є мета у вчених – створити екологічний ХАБ, який би об’єднав всі відповідні лабораторії. Також в планах створення ще однієї школи. Бо енергоефективність один з аспектів архітектурно-будівельної екології. А є ще зелена архітектура. А це не тільки системи енергоефективності, а ефективне використання природніх джерел, альтернативних джерел енергії. І вони вже починають працювати. Наприклад, підписано угоду, за якою в Київському національному університеті будівництва і архітектури партнери з Норвегії хотіли б перевести частину енергоспоживання університету по своєму конкурентному тарифу і на своїх конкурентних умовах на норвезькі енергоефективні геліосистеми. Зараз норвезькі вчені готуються розміщувати свої геліосистеми в нашому університеті. Для них це соціальний проект. Крім того, він гарно вписується в ще один глобальний проект – це проект термореконструкції університету. Він розробляється за фінансування фінської компанії НЕФКО. І коли ці проекти повністю реалізуються, то на даху КНУБА розташуються сонячні батареї. Їхня потужність вже прорахована. Як кажуть фахівці, там «нормальна арифметика виходить». Це практичний напрямок системної екологізації КНУБА. В проекті навіть є можливість стороннього використання цієї енергії. Наприклад, встановлення заправок для електромобілів.
Школу прикладної геометрії КНУБА добре знають у світі. З 1998 року створено Українську асоціацію з прикладної геометрії. Її очолив професор Віталій Олексійович Плоский – очільник і науковий керівник школи прикладної геометрії КНУБА. Українська асоціація увійшла до складу світової організації. Геометрична асоціація має осередки в 13 регіонах України. Вчені України постійно друкують статті в журналі «Геометрія і графіка», який видає Світова спілка з геометрії і графіки, а також в журналах «Прикладна геометрія та інженерна графіка», «Технічна естетика і дизайн», «Енергоефективність в будівництві та архітектурі», що видаються під егідою Геометричної асоціації у КНУБА. Зараз, вчені хочуть вивести ці наукові видання в категорію «А». Тому підтримують високий рівень статей і застосовують жорстке рецензування.
В перспективі українські вчені бачать розширення зон застосування. Наприклад в оборонній сфері. А також, що важливо для розвитку будь якої школи – це функціональне внутрішнє наповнення, тобто розширення внутрішньої тематики і проблематики, розробка новітніх інструментів – методів та моделей. Мова йде про розробку інструментальних засобів, які є основою для вирішення різних прикладних задач. Тобто це процес нескінченний, адже при розробці нової тематики постійно з’являються нові результати та нові сфери застосувань. Не забувають в школі прикладної геометрії і про кадрове функціональне розширення. Дуже важлива й перспективна проблема –це щоб талановиті студенти не погналися за зайвою тисячею і не пішли за заробітками, а утримались в університеті. Це зробити найскладніше.
Щодо інформаційного забезпечення – то вчені школи прикладної геометрії КНУБА планують системно продовжувати проведення конференцій. Нині їх вже готують понад 10 на рік. А ще планують видавати електронний журнал. Це впливає на рейтинги. І в цьому, переконані вчені КНУБА, є логіка розвитку.
На сьогодні школа прикладної геометрії КНУБА авангардна. У наших вчених по переду ще багато відкриттів так потрібних українській економіці. Щоб насамперед бути конкурентними. Бажаємо їм успіху на цьому шляху.
