¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

24 €нвар€ 2011

„то предшествовало BIM: вехи в истории развити€ Ђдокомпьютерногої проектировани€

¬ладимир “алапов

ƒанна€ стать€ продолжает цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. — предыдущей статьей цикла можно ознакомитьс€ здесь.

¬ладимир “алапов

—колько существует человечество, оно все врем€ что-нибудь строит. ј сколько существует строительство, столько существует и проектирование.

ћетодика и формы реализации архитектурно-строительного проектировани€ всегда мен€лись в угоду времени и зависели от уровн€ развити€ человечества в ту или иную эпоху.

ќни же характеризовали и уровень этого развити€, поскольку всегда учитывали и использовали самые современные на тот момент знани€, изобретени€ и научно-технические достижени€.

ƒругими словами, состо€ние проектно-строительной отрасли всегда характеризует и отражает степень развити€ всего общества.

¬ процессе развити€ проектировани€ дес€тилети€ми, а то и веками вырабатывались, совершенствовались и доводились до высочайшего исполнительского уровн€ многочисленные методы и технологии его реализации.

ћногие из этих технологий Ђдокомпьютерногої (вернее, безкомпьютерного) проектировани€, хот€ и существуют уже несколько сотен лет, всЄ еще не стали Ђмузейными экспонатамиї - они успешно адаптировались к нынешним услови€м и активно используютс€ в современной проектной практике, конкуриру€ с новыми, уже компьютерными технологи€ми, либо станов€сь их идейной основой.

“ак что истори€ развити€ технологий архитектурно-строительного проектировани€ Ц это одновременно и экскурс по широкому спектру использующихс€ сегодн€ методов и инструментов проектировани€.

ƒумаетс€, такого больше нет ни в одной отрасли современной индустрии.

¬оспри€тие проектируемых объектов через их плоские проекции

–еализуемый в наше врем€ подход к проектированию любых возводимых человеком сооружений возник в –имской архитектурной школе XVI века и с тех пор принципиальных изменений не претерпел.

¬ »талии это была эпоха ¬озрождени€. ѕо шкале истории –оссии это врем€ примерно соответствует периоду правлени€ »вана √розного.

ѕринципиальна€ суть этого возникшего 500 лет назад, но Ђсовременногої метода сотворени€ новых зданий заключаетс€ в том, что информаци€ о проектируемом объекте накапливаетс€, обрабатываетс€, представл€етс€, используетс€ и хранитс€ в виде его плоских проекций: планов, фасадов, разрезов, перспективных видов и других графических изображений, а также в форме описательной (текстовой или табличной) части (рис.1).


–ис. 1  онстантин Ћыгин. ѕроект —обора јлександра Ќевского в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). ѕлан здани€.  онец XIX века.

ƒругими словами, все проектируемые здани€, сооружени€ и объемные конструкции воспринимаютс€, исследуютс€, анализируютс€, разрабатываютс€ и передаютс€ строител€м дл€ возведени€ через их плоские проекции, количество, содержание и способы оформлени€ которых определены (правильнее сказать, выстраданы) многовековой общечеловеческой практикой (рис.2).


–ис. 2.  онстантин Ћыгин. ѕроект —обора јлександра Ќевского в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). ‘асад.  онец XIX века. »з коллекции ».ѕоповского.

“акой подход к проектированию, налагавший определенные ограничени€ на де€тельность человека, закономерно вли€л и на его результаты, в большей или меньшей степени определ€€ характер форм будущих зданий.

¬о-первых, воспри€тие объема через плоскость неминуемо накладывало Ђтехнологическийї отпечаток на сам проектируемый объект. ј именно, здани€ в основном были ограничены фасадными плоскост€ми, а в плане имели систему пр€моугольников с параллельными сторонами.  акие-либо закруглени€ выполн€лись или по дуге окружности, или по линии овала с четкой осью симметрии.

»ными словами, проектировалось все то, что хорошо ложилось на плоскость с помощью циркул€ и линейки, то есть все то, что было технологично при таком подходе к проектированию.

¬се отступлени€ от этих правил были либо новаторскими и революционными, либо просто результатами ошибок и недоразумений, но в любом случае их было относительно немного.

Ќапример, в Ќью-…орке с 1902 года стоит 22-этажный Ђдом-утюгї, больше напоминающий не здание, а корпус корабл€, из-за вынужденно очень острого угла между примыкающими стенами. Ётот угол определилс€ характером пересечени€ в этом месте Ѕродве€ и ѕ€той авеню. Ќо это острый угол в плане, а фасады здани€ имеют классическую пр€моугольную форму.

¬ свое врем€ это 82-метровое здание (тогда Ц одно из самых высоких сооружений Ќью-…орка) своими нетрадиционными формами наделало много шума и привлекло всеобщее внимание, став одной из главных достопримечательностей города. ƒа и в наши дни нью-йоркский Ђдом-утюгї продолжает оставатьс€ известным на весь мир (рис.3).


–ис. 3. ƒэниел ЅЄрнем. ‘лэтайрон-билдинг (Ђдом-утюгї). Ќью-…орк, 1902.

—то лет назад треугольный только в плане Ђдом-утюгї был новаторством, смелым вызовом традиционной архитектуре и предметом широкого обсуждени€. —ейчас во многих городах мира насчитываютс€ уже сотни Ђдомов-утюговї, которые так сильно уже никого не удивл€ют, и их число неуклонно растет.

ј в Ќовосибирске даже есть здание (ныне Ц ƒом национальной культуры им. √.«аволокина), спроектированное и построенное в 1930х годах, у которого оси плана расположены под углом, лишь немного меньшим 90 градусов (примерно 86), так что его логичнее назвать Ђдомом-бумерангомї (рис.4).


–ис. 4. ƒЌ  им. √.«аволокина (Ђдом-бумерангї). Ќовосибирск, 1933. »з коллекции ».ѕоповского.

»сследователи до сих пор не могут пон€ть, что бы это значило Ц ведь согласно стилю здани€ (конструктивизм), его почти типовому предназначению (первоначально здание проектировалось и строилось как фабрика-кухн€) и строительной практике тех лет логичнее был бы все-таки иметь между ос€ми пр€мой угол. Ќикаких внешних факторов в виде пересекающихс€ под острым углом улиц р€дом со зданием на тот момент не было. ƒа и 86 градусов от 90 принципиально не отличаютс€.

» хот€ здание строилось дольше обычного (видимо, трудно было строить под углом 86 градусов), на Ђраспространенноеї в то врем€ вредительство в услови€х обострени€ классовой борьбы это тоже не похоже. “ак что загадка Ђдома-бумерангаї (даже не установлена фамили€ автора проекта) уже много дес€тилетий продолжает будоражить умы историков и архитекторов.

≈сть и другие угловатые исключени€, но все они еще больше подтверждают общее правило господства пр€молинейных форм, поскольку все остальное, окружающее эти постройки Ц также пр€моугольное и геометрически правильное, в том числе и фасады самих этих Ђзданий-треугольниковї.

¬о-вторых, технологи€ воспри€ти€ трехмерного объекта по схеме Ђобъем через плоскостьї требовала, да и сейчас требует, от проектировщиков и строителей (часто главными действующими лицами здесь были одни и те же люди) умени€ правильно понимать, что же там изображено, то есть обладать так называемой Ђвысокой культурой работы с чертежамиї.

“ака€ культура, вырабатывавша€с€ у специалиста годами не только учебы, но и практической работы, включала в себ€:

    а) способность по плоским изображени€м правильно увидеть замысел архитектора или инженера, как целиком, так и в отдельных детал€х (даже по€вилс€ термин Ц Ђумение читать чертежиї); умение Ђпо трем проекци€мї мысленно строить трехмерную модель будущего здани€ и Ђпропускатьї через эту модель все остальные чертежи, первым делом провер€€ их на соответствие этой самой Ђвоображаемойї модели;

    б) необходимость предельно точно и безошибочно выполн€ть проектную документацию как с инженерной, так и с чертежной точек зрени€, что требовало: строго соблюдени€ при вычерчивании размеров постройки, масштаба чертежа, толщин и типов линий, условных обозначений, видов штриховок, размера и стил€ шрифта, расположени€ и правильного заполнени€ таблиц и штампов, а также многих других условностей и особенностей инженерного черчени€.

ќтметим, что такие Ђстрогостиї в оформлении чертежной документации, порой граничащие с профессиональным фанатизмом, были совершенно необходимы и оправданы, поскольку обеспечивали единый стандарт, служивший определенной гарантией Ђправильногої прочтени€ чертежей специалистами.

ќбщепризнанным Ђвысшим пилотажемї в области чертежной графики, характеризовавшим мастерство проектировщика, нар€ду с построением перспектив было выполнение разрезов зданий со всеми возникающими при этом (надо сказать, неестественными, поскольку здание в жизни никто не резал) сло€ми срезов и тен€ми.

» это чисто Ђвиртуальноеї изображение делалось не дл€ того, чтобы поразить воображение заказчика, хот€ именно это в первую очередь и происходило, настолько фантастическими казались виды разрезов.

»х главной задачей было донести до остальных специалистов информацию о внутреннем обустройстве здани€, особенно в тех его част€х и элементах, которые при внешнем осмотре не видны или вообще не доступны.

“акие работы неизменно вызывают восхищение наших современников, в первую очередь мастерством создани€ Ђвоображаемойї модели и проецированием этой модели на выбранную плоскость.

ѕричем, если внимательно пригл€детьс€, это все-таки не были Ђформальныеї разрезы модели, которые сейчас бы выполнил компьютер (а он порежет все, что попадетс€ под Ђлезвиеї секущей плоскости), это были Ђразумно правильна€ геометри€ плюс здравый смыслї, поскольку решалась задача визуальной передачи информации об объекте (рис.5).


–ис. 5.  онстантин Ћыгин. ѕроект —обора јлександра Ќевского в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). –азрез.  онец XIX века. »з коллекции ».ѕоповского.

¬ третьих, при такой системе проектировани€ вс€ информаци€ об объекте собиралась (считывалась) с бумажных носителей (чертежей), сводилась воедино, анализировалась, превращалась в трехмерную модель будущего здани€ и комплексно обрабатывалась в едином центре Ц в голове автора проекта.

¬ сложных случа€х к ней добавл€лись головы небольшого коллектива помощников, которые работали самосто€тельно, но под общим авторским руководством.

ƒругими словами, автор проекта сам все проектировал, все знал, все предусматривал, все предвидел и за все отвечал.

ѕон€тно, что в такой ситуации очень сложный проект был одному человеку просто не по силам (ведь помощники только помогают, выполн€€ черновую работу, а не делают проект вместо теб€), либо становилс€ Ђделом всей жизниї, и на другие серьезные работы у автора просто не оставалось времени и возможностей.

“аким образом, даже если пока отбросить высокую веро€тность проектных ошибок, традиционный подход к проектированию объективно и посто€нно толкал проектировщиков на своеобразное Ђмелкотемьеї - каждый обычно бралс€ только за то, что мог сделать сам в одиночку (рис.6).


–ис. 6. Ђѕроект расширени€ зрительного зала с каменной будкой дл€ кинематографического аппаратаї в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). ¬виду небольшого объема работы вс€ информаци€ о будущей пристройке к зданию собрана на одном листе. Ќачало XX века. »з коллекции ».ѕоповского.

ѕостроение объемных изображений на плоскости. ѕерспектива.

“рехмерное воспри€тие проектируемого объекта по его плоским проекци€м Ц дело очень сложное, особенно когда надо донести свое видение задуманного здани€ до других людей, то есть снова поместить Ђвоображаемуюї модель на плоскость, причем не на одну, а несколько, предвосхища€ хот€ бы основные виды будущего сооружени€.

јвтор этих строк отлично помнит, как в начале 1990х он пыталс€ объ€снить студентам-архитекторам, как выгл€дит тело, получающеес€ в результате пересечени€ двух цилиндров под определенным углом. ќтча€вшись от безуспешных попыток изобразить это тело на бумаге, он включил компьютер, сел за AutoCAD, построил пересечение цилиндров и покрутил его со всех сторон перед ошеломленными учениками (в тот день эти студенты увидели AutoCAD впервые в жизни). ’орошо, когда есть AutoCAD.

¬ 1494 году, когда молодой јльбрехт ƒюрер впервые отправилс€ в путешествие по ≈вропе и приехал в ¬енецию, пакета AutoCAD еще почти ни у кого не было, а построение перспективных изображений было делом избранных, в полном смысле этого слова мастеров, то есть наиболее образованных, умелых и Ђпродвинутыхї художников-энтузиастов своего времени, дл€ которых познание законов перспективы было сродни научному открытию (рис.7).


–ис. 7. јльбрехт ƒюрер. јвтопортрет (1498) и пейзаж с перспективой (1489).

¬ это врем€ уже получивший серьезную известность италь€нский художник и знаток геометрии ƒжакопо де Ѕарбари с учениками в завершение своих многолетних исследований методов построени€ перспективы собиралс€ осуществить грандиозную и ранее никем не выполн€вшуюс€ работу - создать панораму ¬енеции с птичьего полета (сейчас бы это назвали трехмерной картой-панорамой города) (рис.8).


–ис. 8. ƒжакопо де Ѕарбари.  арта ¬енеции с птичьего полета. –абота размером 134х282 см выполнена на шести дерев€нных досках, сейчас хранитс€ в музее  оррер в ¬енеции. «авершена в 1500 году.

Ќужда€сь в квалифицированных помощниках, ƒжакопо де Ѕарбари предложил талантливому немецкому юноше остатьс€ с ними на год-другой и поработать (забега€ вперед, отметим, что в целом работа над перспективной панорамой ¬енеции была успешно завершена в 1500 году и потребовала от своих исполнителей почти четырех лет напр€женного труда).

ƒумаю, что мы сейчас не в состо€нии до конца правильно оценить, насколько заманчивым дл€ јльбрехта ƒюрера было предложение уже признанного на тот момент мастера ƒжакопо де Ѕарбари поработать над перспективной панорамой ¬енеции. ¬едь речь шла о самом переднем крае прикладной науки того времени (хот€ науку на Ђприкладнуюї и Ђчистуюї тогда еще никто не раздел€л).

» хот€ јльбрехт ƒюрер, к большому своему сожалению, вынужден был отказатьс€ (не оставалось времени на другие замыслы, ради которых он приехал в »талию), всю оставшуюс€ жизнь немецкий художник посто€нно обращалс€ к вопросам построени€ перспективы и добилс€ в этом немалых успехов, став даже автором нескольких учебников (рис.9).


–ис. 9. јльбрехт ƒюрер. –исунок уже зрелого мастера, по€сн€ющий, как художник создает перспективное изображение модели с помощью рамки с сеткой. 1525.

„то же касаетс€ успешно завершенной панорамы ¬енеции, то, как это ни парадоксально может звучать, уникальна€ работа ƒжакопо де Ѕарбари при всей ее нагл€дности и прикладной значимости (некоторые места, имевшие военное значение, в частности, изображение јрсенала, даже пришлось сознательно исказить, чтобы потенциальный противник не догадалс€, что же находитс€ за его трехметровыми стенами) носила тогда еще и научно-теоретический, и даже концептуально-философский характер.

ƒело в том, что непосредственно проверить на практике правильность таких построений никто не мог Ц люди еще не научились летать, хот€ высокие здани€, с которых можно было обозревать значительную часть города, в ¬енеции в те годы уже имелись.

ѕанорама ¬енеции произвела огромное впечатление на современников и имела впечатл€ющий успех. ќна позвол€ла единым взгл€дом охватить весь город и воспринимать его как единое целое.

¬озможно, впервые по€вилось и единое изображение целых архитектурных ансамблей в их реалистичном окружении, что существенно расшир€ло и понимание архитекторами их профессионального фронта работы (рис.10).


–ис. 10. ƒжакопо де Ѕарбари.  арта ¬енеции с птичьего полета. ‘рагмент (площадь —ан-ћарко), 1500.

Ќо самое важное Ц осуществленный замысел нагл€дно показывал силу как индивидуально человеческого, так и коллективного разума. Ѕлагодар€ таким работам, как панорама ¬енеции, в эпоху ¬озрождени€ формировались и отрабатывались новые способы видени€ окружающего нас мира.

Ћюд€м вдруг показали, причем весьма убедительно, то, чего они сами пока еще не видели и увидеть не могли (думаетс€, позже таким сопоставимым открытием станет фотографи€ обратной стороны Ћуны).

ƒжакопо де Ѕарбари был одним из первых, но не единственным, кто вырабатывал эти новые способы Ђвизуализации на кончике пераї, сочетавшие искусство с точным расчетом. ≈го современник Ћеонардо да ¬инчи, вдохновленный панорамой ¬енеции, в 1503 году занималс€ созданием изображений с птичьего полета своих родных мест - региона “оскана (рис.11).


–ис. 11. Ћеонардо да ¬инчи. ƒолина реки јрно, 1473.

ѕосле панорамы ¬енеции в ≈вропе стало даже модно и престижно иметь аналогичные карты-панорамы городов, а полученные и систематизированные в конце XV века знани€ о построении перспективы получили самое широкое распространение. ¬ результате, как было подсчитано, с 1500 по 1860 годы панораму только ¬енеции рисовали более 60 раз.

“аким образом, в эпоху ¬озрождени€ передова€ человеческа€ мысль, обгон€€ на несколько веков технические возможности своего времени, при изображении зданий, городов и ландшафта пыталась выйти (пока еще традиционными средствами) из плоскости в трехмерное пространство (говор€ современным €зыком, стремилась из 2D в 3D).

’удожники не ограничивались при этом только изображением созерцаемого, но и создавали новые образы, которые в реальности увидеть было пока еще невозможно.

”же в наше врем€, спуст€ почти п€тьсот лет после объемной карты ¬енеции, в “омске профессором ёрием Ќагорновым была построена Ђѕанорама “омска первой четверти ’’ векаї, ставша€ своеобразной реализацией идей эпохи ¬озрождени€ на современном уже дл€ нас уровне знани€ о законах перспективы (вс€ работа выполн€лась автором вручную) (рис.12).


–ис. 12. »сторическа€ панорама “омска и ее автор ёрий Ќагорнов. —нимок сделан в ћузее истории “омска, 2004.

√лавной особенностью томской работы стало то обсто€тельство, что это была историческа€ панорама, воссоздававша€ вид города, которого на момент построени€ изображени€ уже не было.

ѕроще говор€, ёрий Ќагорнов не мог Ђсесть на холмикї и, любу€сь красотами, рисовать виды родного города Ц старый “омск уже канул в лету.

ѕоэтому автору пришлось провести серьезные исторические исследовани€ и немало потрудитьс€ в музе€х и архивах дл€ определени€ и уточнени€ деталей панорамы: от восстановлени€ прежней, изменившейс€ ныне планировки районов и кварталов города до уточнени€ элементов оформлени€ отдельных зданий.

¬сего на плоскости размером 2х4 метра изображено более 7000 домов и примерно 300 кварталов. ќсобо значимые здани€ получали еще и отдельные изображени€ по периметру панорамы.

—оздание самой перспективы такого размера и широкого угла зрени€ (по горизонтали Ц более 80 градусов) представл€ло отдельную задачу высшего уровн€ сложности.

Ќе вдава€сь в детали построени€ панорамы “омска (подробное описание было дано автором в отдельной книге), отметим лишь, что дл€ охвата всего города была выбрана точка зрени€ (тот самый Ђхолмикї) на противоположном берегу “оми на высоте примерно одного километра, а дл€ более правильной передачи очертаний улиц и уменьшени€ искажений, вызванных широким углом зрени€, примен€лись топологические преобразовани€ и эффект криволинейности поверхности картины (она как будто Ђвыворачиваласьї в нашу сторону).

“ехническа€ сложность задачи и большой объем исследуемого и используемого материала, а также то обсто€тельство, что автор работал один, привели к тому, что работа по созданию панорамы “омска выполн€лась в течение восьми лет (с 1990 по 1998 годы).

Ќо благодар€ именно этой работе и высокой профессиональной ответственности автора сейчас Ђѕанорама “омска первой четверти ’’ векаї воспринимаетс€ специалистами различных областей де€тельности как исторически достоверный документ.

«абега€ вперед, отметим, что современные компьютерные программы еще не Ђдорослиї до качественного построени€ столь насыщенных перспективных изображений.

ѕока не доросли. Ќо, учитыва€ фантастический прогресс в современных технологи€х проектировани€, можно с уверенностью предположить, что это Ц вопрос сравнительно короткого промежутка времени.

“ак что Ђ»сторическа€ панорама “омскаї, скорее всего, представл€ет собой последнее рукотворное перспективное изображение крупного города или вообще населенного пункта.

≈Є же, пожалуй, можно рассматривать и как одну из первых (если не первую) Ђбезкомпьютернуюї информационную модель крупного города, причем в определенную, ушедшую в прошлое историческую эпоху.

¬ процессе работы над Ђ»сторической панорамой “омскаї ёрий Ќагорнов собрал и систематизировал огромное количество бесценной информации. ѕоэтому созданное им перспективное изображение города может также рассматриватьс€ не только как средство визуальной подачи этой информации, но и как способ ее хранени€ (здесь так и проситс€ словосочетание Ђинформационна€ модельї) (рис.13).


–ис. 13. ёрий Ќагорнов. ‘рагменты исторической панорамы “омска. “√ј—”, 1990-98.

  началу ’’ века значительно возросшие технологические потребности проектировани€ привели к окончательному разделению перспективных изображений на архитектурную графику, рассматриваемую как способ подачи идеи и самовыражени€ автора, и рабочую перспективу, предназначенную дл€ самопроверки в процессе проектировани€ возникающих архитектурных решений.

— этого времени рабочие перспективы уже выполн€лись не дл€ демонстрации их заказчикам или коллегам, а имели чисто техническое предназначение и часто после завершени€ проекта уничтожались вместе со всем остальным черновым материалом.

ƒокументы и архивы позвол€ют утверждать, что такого рода де€тельность была об€зательной в проектной практике при работе с особо важными или просто важными объектами вплоть до эпохи по€влени€ компьютерной графики. » если презентационные изображени€ почти всегда выполн€лись по готовому или почти готовому проекту, то технические перспективы - в процессе работы.

Ќаиболее важные технические перспективные изображени€, выполненные строго по законам классической перспективы и использовавшиес€ дл€ обосновани€ прин€тых решений и уточнени€ чертежей проекта, фактически становились неотъемлемой частью проектной документации и почти дл€ всех значимых зданий сохранились в архивах.

Ёти изображени€, служившие дл€ уточнени€ пропорций проектируемого объекта при воспри€тии здани€ с реально существующих или запланированных видовых точек (своеобразный объективный контроль), выполн€лись всегда с максимальной математической точностью (рис.14).


–ис. 14. ёрий Ќагорнов. ќдно из технических построений при создании исторической панорамы “омска. “√ј—”, 1990-98.

ћногие перспективные расчеты впоследствии вывер€лись на натурном объекте путем выполнени€ проблемного фрагмента в натуральную величину из более простого материала (например, фанеры). Ќикаких Ђхудожественныхї добавок на таких изображени€х не допускалось.

“ехнические перспективы были частью технологии проектировани€, причем достаточно сложной и трудоемкой, но необходимой.

Ќапример, при разработке здани€ јдмиралтейства в —анкт-ѕетербурге архитектором јндре€ном «ахаровым было только дл€ портика выполнено более трехсот перспективных набросков, уточн€вших пропорции деталей сооружени€ в соответствии с перспективными сокращени€ми (рис.15).


–ис. 15. јндре€н «ахаров. «дание јдмиралтейства в —анкт-ѕетербурге. ‘рагменты работы. Ќачало XIX века.

ѕрименение макетов в проектировании

»так, трехмерное видение проектируемого объекта через его плоские проекции было делом весьма сложным, особенно когда требовалось это видение передать другим.

—ущественную помощь в этой работе, а именно Ц облегчение трехмерного воспри€ти€ здани€, оказывали макеты - выполненные в масштабе картонные, дерев€нные или сделанные из иных материалов уменьшенные копии проектируемых сооружений.

Ёто были принципиально новые средства трехмерного представлени€ проектируемого объекта.

¬ыполненные подчас с ювелирным из€ществом, макеты практически всегда производили на публику неизгладимое впечатление своей миниатюрной красотой и доходчивостью, дава€ возможность человеку Ђзагл€нуть в будущееї.

ƒоходило до того, что серьезные проекты на высочайшее утверждение без макета вообще не представл€лись.

Ќо долгое врем€ функции этих макетов были в основном визуально-информативными, представл€ющими внешний вид здани€, а также компоновку комплекса зданий или микрорайона (рис.16).


–ис. 16. јлена Ѕойкова, ћари€ “абакаева и јлексей Ќестеркин. ћакет бизнес-центра в Ќовосибирске. ‘естиваль Ђ«олота€ капительї, 2007.

—ами макеты при всем мастерстве их авторов изготавливались с высокой степенью условности и были, да и сейчас €вл€ютс€, даже после привлечени€ к их выполнению различных компьютерных технологий, делом весьма трудоемким.

ƒаже по€вилась нова€ специальность Ц макетировщик, котора€ благополучно дожила и до наших дней.

ѕримерно с середины XVIII века макеты расширили свое применение Ц не только дл€ передачи в объеме проектных замыслов архитекторов, но и в качестве инженерных моделей дл€ расчетов и испытаний.

Ќапример, известный русский изобретатель »ван  улибин успешно использовал дерев€нные макеты различных конструкций дл€ установлени€ характера имевшихс€ в них св€зей.

≈го подход в конструкторском макетировании был прост, как все гениальное - он замен€л в модели исследуемой конструкции отдельную палочку нитью и смотрел, что получитс€. ≈сли нить провисала Ц св€зь работала на сжатие, если нат€гивалась Ц на раст€жение. Ётот метод, получивший в дальнейшем название Ђпалочно-веревочного треугольникаї, лег в основу проектировани€ прежде всего многих мостовых и арочных конструкций того времени.

¬ частности, »ван  улибин помог таким способом англичанам спроектировать мост в Ћондоне (он был построен), а также рассчитал беспрецедентный по своим размерам одноарочный мост через Ќеву в —анкт-ѕетербурге.   сожалению, несмотр€ на успешные испытани€ модели, последний проект так и не был реализован (рис.17).


–ис. 17. »ван  улибин. ѕроект одноарочного 300-метрового моста через Ќеву. ћодель была изготовлена и испытана в 1772 году.

Ќе будет преувеличением сказать, »ван  улибин был одним из тех, кто своими опытами предвосхитил по€вление информационного моделировани€ зданий, нагл€дно показав, что важна не просто геометри€ объекта, а информаци€ о его свойствах, и эта информаци€ может содержатьс€ в модели и при необходимости извлекатьс€ из нее.

¬ наши дни возможности инженерных расчетов продвинулись далеко вперед. ќднако макеты особо значимых мостов и сооружений, зданий и целых микрорайонов периодически проход€т испытани€ в Ђестественныхї услови€х, например, продуваютс€ в аэродинамических трубах.

» пример Ђтанцующегої моста в ¬олгограде в 2010 году показал, что современные технологии и методики расчетов предусматривают еще не все, так что от макетировани€ и стендового аэродинамического исследовани€ особо важных сооружений отказыватьс€ пока рано (рис.18).


–ис. 18. ¬верху Ц испытани€ в аэродинамической трубе динамически подобной модели пролетного строени€ моста. ¬низу - строительство моста в “омске с разработанными устройствами дл€ гашени€ колебаний. Ќ√“”,  афедра аэрогидродинамики, 1996.

¬ наше врем€ изготовление макетов дл€ аэродинамических исследований Ц это цела€ область де€тельности, требующа€ специального технологического подхода. ¬ частности, в современных исследовательских макетах должны масштабироватьс€ не только геометрические размеры, но и веса и прочностные характеристики составных элементов.

ћакеты также снабжаютс€ специальными датчиками, способными замер€ть (и передавать на компьютер) точные значени€ давлени€ на модель и другие параметры аэродинамического воздействи€. «абега€ вперед, можно назвать такие макеты Ђинформационнымиї. Ќо по своей сути это - те же опыты »вана  улибина, только на более высоком, современном уровне развити€ науки и техники (рис.19).


–ис. 19. ѕродувка макета высотных зданий в аэродинамической трубе. ¬верху Ц общий вид моделей и экспериментального стенда (слева) и модели высотных зданий с установленными в них датчиками дл€ измерени€ ветрового давлени€ (справа). ¬низу - визуализаци€ воздушных потоков (слева) и эпюры распределени€ коэффициентов давлени€ по поверхности зданий (справа) при юго-восточном направлении ветра. Ќ√“”,  афедра аэрогидродинамики, 2008.

«начение макетировани€ в проектной де€тельности стало настолько велико, что до сих пор почти во всех странах мира ни один из по-насто€щему крупных проектов без макета не утверждаетс€.

ј некоторые богатые заказчики (в основном из арабских стран) даже оговаривают в задании на проектирование макетирование отдельных частей здани€ в натуральную величину.

¬ наше врем€ в мире широко примен€етс€ и практика полноразмерного макетировани€ внутренних помещений здани€.

¬ частности, в —Ўј полноразмерное интерьерное макетирование используетс€ при проектировании особенно значимых государственных объектов, поскольку в этой стране внешней представительности власти всегда придают особое значение. Ќапример, таким способом в об€зательном пор€дке провер€ют правильность внутренней организации залов судебных заседаний, когда будущие участники процессов (в первую очередь федеральные судьи) оценивают комплексное воздействие интерьера зала на людскую аудиторию.

јрхитектурна€ эндоскопи€

≈ще одним направлением использовани€ макетов в проектировании стала архитектурна€ эндоскопи€, впервые по€вивша€с€ во ‘ранции в середине ’’ века и получивша€ затем широкое распространение в ≈вропе и —Ўј.

Ёта сравнительно молода€ технологи€ моделировани€ воспри€ти€ человеком проектируемого или уже существующего объекта (чаще всего Ц здани€ в сложившейс€ застройке) св€зана с применением медицинских эндоскопов дл€ просмотра мелкомасштабных архитектурных макетов.

”совершенствованные дл€ этих задач и лишенные медицинских функций эндоскопы (названные борескопами) позвол€ют получать изображени€ макета с различных, в том числе очень близко расположенных к нему, точек зрени€.

‘актически речь идет об имитации на основе обычного макета воспри€ти€ человеком полномасштабной модели здани€ или целого квартала, причем не только статического, но и динамического (дл€ этого делалось много кадров с небольшим смещением точки зрени€ либо к передвигаемому борескопу присоедин€лась кинокамера) (рис.20).


–ис. 20. Ёндоскопические установки, изготовленные в ———– в 1980-х годах.

ƒальнейшее совершенствование эндоскопических комплексов, расшир€ющее возможности исследовани€ макетов (мелкомасштабных физических моделей) и повышающее удобство работы с ними, привело к использованию многих новых технических решений, в том числе разработанных в промышленности дл€ станков с числовым программным управлением („ѕ”).

¬ частности, это позволило автоматизировать перемещени€ борескопа по макетам с заданной скоростью и возможностью повторени€ заданной траектории, а также отслеживать при таком перемещении рельеф местности.

  сожалению, в нашей стране архитектурна€ эндоскопи€ до сих пор не получила по насто€щему широкого развити€, хот€ современные технические средства, а также компьютерные технологии (которые здесь также наход€т применение), в том числе и быстрого прототипировани€, резко расшир€ют ее возможности (рис.21).


–ис. 21. “ехнический эндоскоп (борескоп) УKarl StorzФ с уникальной цилиндрической оптикой УHOPKINSФ на фоне макета ћј–’». —права - видеокадр фрагмента макета, полученный через борескоп. ћј–’», Ћаборатори€ видеосистем, 2004.

—овершенствование инструментов и методов черчени€

. ѕри возрастании уровн€ сложности вновь создаваемых зданий и сооружений имевша€с€ ранее технологи€ проектировани€ €вно тормозила прогресс в строительстве, раст€гива€ разработку и создание новых объектов порой на многие годы, а то и дес€тилети€. ѕри этом неуклонно возрастало число задействованных в проектировании специалистов.

 ак следствие - объем бумажной документации увеличивалс€ настолько, что никто уже не мог единым взгл€дом проверить даже правильность и согласованность чертежей и расчетов.

ѕопытки совершенствовать проектирование предпринимались посто€нно. ¬ первую очередь они касались инструментов черчени€. –ейсфедеры, циркули, рейсшины, калька, специальна€ тушь, копировальные аппараты Ц все эти и многие другие изобретени€ существенно облегчали каторжный труд проектировщиков. Ќо они не отмен€ли саму Ђкаторгуї (рис.22).


–ис. 22. —лева: современный кульман Ц мечта любого чертежника; справа: конструкторское бюро ћеталлического завода, оснащенное самыми современными на тот момент техническими средствами черчени€. —анкт-ѕетербург, 1911.

Ѕолее важным по значимости стало понимание в необходимости унификации чертежной продукции. ¬ результате по€вились некие стандарты оформлени€ чертежей и даже специальные сотрудники - нормоконтролеры, в задачу которых входило просто провер€ть, правильно ли другие оформл€ют чертежи.

≈сли же коснутьс€ содержани€ чертежей, то здесь провер€ющих всегда было куда больше, но это не помешало, например, типичной ошибке такого способа проектировани€ Ц несоответствию планов и фасадов здани€, уверенно дожить и до наших дней.

≈сли коснутьс€ расчетной части проекта, то она всегда была как бы оторвана от вышедшей на первый план его графической составл€ющей.

Ћюбые существенные изменени€ в графической части проекта требовали заново производить все расчеты, что было довольно утомительно и занимало много времени, так что часто расчеты корректировалось весьма поверхностно или просто Ђна глазї.

ƒа и расчетна€ схема несущих конструкций здани€ составл€лась отдельно (параллельно графической части) на основе личных умозаключений и квалификации инженера и могла быть весьма упрощенной по отношению к замыслу архитектора.

“аким образом, все €снее и €снее вырисовывалась нова€ проблема Ц посто€нно возрастающие объемы необходимой дл€ усвоени€ и анализа проектной информации уже не умещались целиком в едином центре (голове одного человека - руководител€ проекта) и требовали коллективной обработки по част€м.

ј это неминуемо зат€гивало сроки работы и увеличивало веро€тность проектных ошибок.

√рафическое представление проекта

ѕри проектировании нового здани€ всегда большое (иногда решающее) значение имеет графическое представление работы, так называема€ Ђподачаї - способ донесени€ замысла авторов проекта до понимани€ решающим или утверждающим органом или группой ответственных лиц, а также до сознани€ широких слоев общественности.

Ћюбому архитектору известно, что эффектна€ перспективна€ картинка в процессе убеждени€ заказчика может сыграть решающую роль.

¬ большинстве случаев заказчик, обычно не владеющий тонкост€ми теории изображений и слабо разбирающийс€ в особенност€х архитектурного проектировани€, подписывает проектное решение, опира€сь только на перспективные изображени€ и свои впечатлени€, созданные ими. »ногда подача полностью решала судьбу проекта.

—толь модные и широко распространенные в наши дни компьютерна€ визуализаци€ и Ђфотореалистичностьї изображени€, в прежние времена из-за неразвитости технических средств не были так распространены и достигались за счет художественного мастерства авторов проекта, в первую очередь архитекторов (рис.23).


–ис. 23.  онстантин Ћыгин. ѕроект —обора јлександра Ќевского в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). Ђ¬изуализаци€ї южного фасада (обратите внимание на фигурки людей, которые не просто передают масштаб сооружени€, но и жанрово Ђоживл€ютї все изображение).  онец XIX века. »з коллекции ».ѕоповского.

Ќа рубеже XIX-XX веков (да и сейчас тоже) это мастерство вполне соответствовало уровню развити€ фотографии того времени и рассматривало этот уровень как пример дл€ подражани€ при создании презентационных изображений проекта Ђвручнуюї (рис.24).


–ис. 24. —обор јлександра Ќевского в Ќовониколаевске (ныне Ќовосибирске). ‘отографии 1900 и 2006 годов.

¬ конце дев€тнадцатого века в российской изобразительной школе теори€ перспективы практически сформировалась в науку изображени€ абстрактного пространства.

¬ российской јкадемии художеств даже была разработана цела€ система погрешностей, которые необходимо было ввести в классическую перспективу, чтобы достичь максимальной выразительности, не наруша€ иллюзии реальности воспри€ти€.

  таким средствам корректировки изображени€ относились, в частности, разведение точек схода, система сокращени€ физических высот объектов в зависимости от высоты их расположени€ относительно зрител€, построени€ так называемых криволинейных перспектив и т.п.

¬ то врем€ к созданию реалистичных изображений относились очень серьезно - точность и достоверность построени€ перспективных видов зданий определ€ла уровень мастерства архитектора и была дл€ него делом чести и профессиональной этики.

Ќо при этом истори€ знает и немало примеров, особенно относ€щихс€ к XX веку, когда авторы проектов сознательно допускали некоторые Ђхудожественные неточностиї при представлении своего архитектурного замысла на вышесто€щее рассмотрение, мен€€ масштаб, пропорции и освещенность отдельных элементов здани€, искажа€ перспективу, накладыва€ изображени€ или использу€ иные художественные приемы дл€ передачи своих идей и графического Ђусилени€ї архитектурного образа объекта (рис.25).


–ис. 25.  онстантин ћельников. ѕроект здани€ Ќаркомата т€желой промышленности в ћоскве. ѕерспектива фрагмента, обща€ перспектива, фасад. «дание предполагалось разместить на  расной площади напротив  ремл€, при этом роль, отводивша€с€  ремлю, хорошо видна на рисунке вверху справа. 1934.

Ёто приводило к тому, что в р€де случаев на рассмотрение принимающей окончательное решение комиссии выставл€лось некоторое Ђхудожественное произведениеї, а не реалистичное изображение того здани€, которое потом по€витс€ на конкретной улице или площади.

Ќо даже если автор проекта и построит презентационные виды по всем правилам науки о перспективе, они все равно будут искажать увиденное человеческим глазом.

“ак что уже и в нашу, компьютерную эпоху продолжает существовать и иметь многочисленных сторонников точка зрени€, что самое лучшее и правильное перспективное изображение здани€, соответствующее воспри€тию человеком, дает рисунок художника (рис.26).


–ис. 26. ћикеле ћариески. ¬енеци€. Ѕольшой канал близ —алюте. 1733.

Ќо при таком подходе есть и Ђобратна€ сторона медалиї Ц как увидел художник, так придетс€ видеть и всем остальным.

ј все ли вид€т так, как некий конкретный художник? ƒумаетс€, что нет. ’от€ бы потому, что другие художники почти всегда вид€т ту же натуру несколько иначе, причем временами довольно сильно Ђиначеї (рис.27).


–ис. 27. јристарх Ћентулов. јвтопортрет (слева) и Ђ¬асилий Ѕлаженныйї (справа). ќбе работы датированы 1913 годом.

 онечно, можно возразить, что дл€ архитектурно-проектных целей надо привлекать либо художников-архитекторов, либо более Ђадекватныхї представителей живописного цеха, но это проблему до конца не решает Ц авторский Ђотпечатокї в работах все равно будет.

Ќо есть и другой недостаток рисованных видов. ƒавно уже замечено, что ручное создание перспективы открывает широчайшие возможности дл€ искажени€, пусть даже неумышленного, реальной действительности, поскольку изображение пространства на плоскости всегда св€зано с потерей определенной информации (в частности, по Ђглубинеї расположени€ объектов).

“ак что на бумаге могут по€вл€тьс€ виды и конструкции, которые в реальной жизни не существуют и не могут существовать в принципе (рис.28).


–ис. 28. »скажени€, возникающие при изображении реального мира на плоскости. —лева Ц ћорис Ёшер, Ђ¬осхождение и спускї, 1960. —права Ц ”иль€м ’огарт, Ђѕароди€ на ложную перспективуї, 1753.

ѕоэтому по сложившейс€ традиции навыки художника и умение строить перспективу дл€ проектировщика, особенно архитектора, до сих пор об€зательны и относ€тс€ к основным компонентам его профессиональной подготовки.

ќднако, к большому сожалению, ручна€ работа мало производительна, не технологична, ограничена в своих возможност€х, особенно в тиражировании, и в итоге сильно тормозит прогресс в проектно-строительной отрасли.

Ќапример, часто возникают ситуации, когда проект находитс€ в высокой степени готовности, но вдруг по€вл€етс€ нова€, еще Ђболее замечательна€ї иде€, или по каким-то иным причинам возникает объективна€ необходимость этот проект изменить. ¬ таком случае требуетс€ заново переделывать практически всю его графическую (а то и расчетную, экономическую и т.д.) части.

ѕопав в такую ситуацию (к сожалению, потребность в последний момент радикально помен€ть проектЦ вполне допустима€ рабоча€ ситуаци€), авторы проекта дес€ть раз подумают, прежде чем станут вносить изменени€, пусть даже и очень хорошие, в почти законченную работу.

ƒа и оставшеес€ до срока сдачи врем€ уже может не позвол€ть качественно осуществить переделки. ј делать в спешке Ц значит плодить ошибки, которые придетс€ с большими потер€ми устран€ть уже при строительстве.

ѕо€вивша€с€ в XIX веке фотографи€ ознаменовала мощный технологический прорыв в изображении (правильнее сказать, фиксации) пространственных объектов на плоскости, сразу создава€ перспективные виды.

ѕри этом точность изображени€ и скорость получени€ результата у нее были принципиально выше, чем при ручной работе, а геометрическа€ сложность объекта не имела никакого значени€.

Ќо при столь очевидных достоинствах у фотографии имелись и €вные недостатки.

ќдин из них Ц оптические искажени€, что, правда, естественным образом устран€лось по мере развити€ фототехники (рис.29).


–ис. 29. ‘отографи€  расной площади в ћоскве. ’орошо видны искажени€ ближе к краю снимка, вызванные несовершенством ранней фотоаппаратуры. ѕримерно 1870-1880 годы.

ј вот другой недостаток был посерьезнее Ц изображать можно было только существующие объекты. Ёто уже принципиально ограничивало применение фотографии в проектировании будущих зданий.

 онечно, даже в этой ситуации архитекторы нашли фотографии массу применений. Ќо только изобретение архитектурной эндоскопии принципиально сблизило фотографию с технологией проектировани€.

“аким образом, становитс€ вполне очевидным, что Ђклассическа€ї методика проектировани€, хот€ и примен€етс€ до сих пор в проектной практике, находитс€ в определенных довольно жестких технологических рамках.

ј это объективно ограничивает свободу творчества и оп€ть же негативно сказываетс€ как на итоговом качестве проектировани€, так и на уровне развити€ строительной отрасли и общества в целом.

÷икл публикаций ¬ладимира “алапова о BIM продолжаетс€ статьей "BIM и американские чиновники".

 омментариев: 14
id 637     20 феврал€ 2011, 21:56
 ¬ладимир “алапов
ќтвет ѕроектировщик

 онечно, победит нова€ технологи€. ѕобедит, подн€в производительность труда. ¬не зависимости от того, что кто-то будет продолжать чертить планы и фасады.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 658     25 феврал€ 2011, 19:13
 ћари€ ”шакова
ƒл€ простых зданий как раз еще более уместнее примен€ть информационную модель, особенно если эти здани€ однотипные и их какое-то количество, такие как коттеджи, например. ƒостаточно день потратить на создание шаблона дл€ первого здани€, остальные редактируютс€ за час, и это при том что не надо в ручную вырисовывать разрезы, фасады и прочее... недел€, вот и коттеджный поселок готов )))

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 666     26 феврал€ 2011, 22:43
 ¬ладимир “алапов
ќтвет ћари€ ”шакова

ƒа. ј параметричность BIM позвол€ет по общему шаблону быстро получать разные проекты, а не плодить однотипные и одноликие постройки.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 670     2 марта 2011, 14:48
 ћари€ ”шакова
ќтвет ¬ладимир “алапов

“ак в том то и дело, что шаблон нужен дл€ стандартного набора документации на выходе, а сами постройки схожи лишь в количестве этажей, да и то не все))) а параметрические возможности BIM зачастую выход€т далеко за рамки представлени€ обычного человека!

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 986     11 апрел€ 2011, 18:56
 јндрей
ќтвет ¬ладимир “алапов

¬ладимир, добрый день, а как с вами св€затьс€? ќперативно?

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 988     11 апрел€ 2011, 19:48
 ¬ладимир “алапов
ќтвет јндрей

 онечно, мой адрес talapoff@yandex.ru

ќтветить   ÷итировать выделенное


ѕол€, помеченные * об€зательны дл€ заполнени€

  »м€ *

  e-mail

  web

¬ы можете ввести не более 3000 символов, осталось:

¬ведите
первые 3 символа:

 *

ќбновить



    

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ¬ы€снилось, что первое российское BIM-решение полного цикла по€вилось уже 11 лет назад
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

»мпортозамещение на основе решений одного вендора Ч ј— ќЌ — Ѕеседовала ≈вгени€ —учкова (18 июл€ 2019)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.