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

7 июн€ 2011

BIM в –оссии: «ашиверска€ церковь

¬ладимир “алапов, “ать€на  озлова

Ёта стать€ продолжает цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий (BIM). — предыдущей статьей цикла можно ознакомитьс€ здесь.


÷елью нашего исследовани€, проводимого в рамках аспирантской работы “ать€ны  озловой, стала разработка методики информационного моделировани€ пам€тников дерев€нного зодчества. Ќесомненно, требовани€, предъ€вл€емые к компьютерной реконструкции таких уникальных объектов, предполагают индивидуальный подход в работе в каждом конкретном случае. » все же существуют общие правила, которые мы и пытались определить, работа€ с конкретным примером.

¬ качестве непосредственного объекта дл€ моделировани€ была вз€та наход€ща€с€ ныне в Ќовосибирске —пасо-ѕреображенска€ церковь «ашиверского острога, единственный сохранившийс€ в —ибири пример подлинной архитектуры шатровых церквей ћосковской –уси (рис. 1).

–ис. 1. –азличные виды выполненной по технологии BIM модели «ашиверской церкви.

»нформационна€ модель церкви создавалась дл€ дальнейшего использовани€ при производстве работ по ее содержанию, реставрации и реконструкции. ѕоэтому главной целью, сто€вшей перед нами, было не стремление к максимально реалистичному изображению модели и ее элементов (хот€ така€ задача всегда стоит), а в первую очередь разработка конструктивно достоверного электронного «дубликата» пам€тника архитектуры (максимальна€ реалистичность модели здани€ при этом тоже достигалась, но она становилась одним из результатов проделанной работы).

ƒругими словами, в полном соответствии с концепцией BIM, готова€ модель должна содержать не только комплексную исследовательскую информацию об архитектурно- художественных особенност€х объекта, но и его количественные характеристики, описывающие состо€ние здани€ и допускающие возможность их всестороннего наполнени€ и последующей корректировки в результате проводимых обследований.

 омпьютерное моделирование пам€тников архитектуры давно уже вызывает повышенный интерес у историков, архитекторов и реставраторов. Ќо прежние подходы, в значительной степени определ€емые «визуализационным» подходом к работе и возможност€ми программного обеспечени€, фактически были компьютерным макетированием, воссоздающим лишь форму (геометрию) исследуемого объекта.

ƒумаетс€, относительно недавнее по€вление технологии информационного моделировани€ зданий BIM с ее широкими возможност€ми ознаменует качественно новый этап в этой области. » такие работы в мире начались — о применении BIM к существующим здани€м мы уже писали.

 ратка€ истори€ пам€тника архитектуры

√ород «ашиверск берет свое начало с 1639 года, когда енисейский казак ѕостник »ванов с отр€дом служилых людей достиг реки »ндигирки. — тех пор он стал форпостом освоени€ русскими первопроходцами всего »ндигиркского региона.

«ашиверск сто€л на перекрЄстке жизненно важных путей сообщени€ и из года в год становилс€ многолюднее и оживлЄннее. «десь отр€ды казаков, служилые и «охочие» люди останавливались на отдых, получали снар€жение, пополн€ли запасы продовольстви€ и боеприпасов. «а казаками в эти отдалЄнные места шли приказчики, купцы, св€щенники, сборщики €сака.

¬ 1700 году в остроге была сооружена —пасска€ церковь, котора€ стала центром распространени€ христианства на северо-востоке —ибири. ѕросто непостижимо, но она дожила до наших дней в своем первозданном виде, и теперь по ней можно судить о традиционных чертах и особенност€х русской дерев€нной архитектуры вообще (рис. 2).

–ис. 2. —пасо-ѕреображенска€ церковь «ашиверского острога на своем первоначальном месте.  огда-то вокруг был город. 1969.

¬ 1783 году якутска€ провинци€ была превращена в область »ркутского наместничества. ќна состо€ла из якутского, ќлЄкминского, ∆иганского, «ашиверского уездов. «ашиверск из острога превратилс€ в уездный город, началась нова€ глава истории этого запол€рного поселени€. √ород становитс€ административным центром, которому подчин€лась огромна€ территори€ бассейна низовьев Ћены и ¬ерхо€нского хребта. ¬ «ашиверске по€вились земский исправник, земский суд, городска€ ратуша, питейные заведени€. √ород стал отстраиватьс€. „исло его посто€нных жителей доходило до 500 человек. ¬ то врем€ он считалс€ крупным населЄнным пунктом. ќгромную роль в жизни запол€рного города, дремавшего от однообразной жизни, играли ежегодные €рмарки, проводимые здесь в начале декабр€. ѕо предани€м, на них с драгоценной пушниной собирались со всех концов этого кра€ люди тайги, лесотундры и тундры. Ёто были лучшие годы процветавшего тогда города.

Ќо с конца ’VIII века из-за хищнического истреблени€ пушного звер€ сокращаетс€ поступление ценных мехов, уменьшаетс€ и число кочевого населени€. √орожане, лишЄнные медицинской помощи, страдали от частых эпидемий. ѕостепенно город тер€л своЄ экономическое и административное значение. ¬ 1803 году был издан ”каз о сокращении количества уездов и штатных городов —ибирского кра€. ¬ этот список попал и «ашиверский уезд, все административные учреждени€ которого были перенесены в ¬ерхо€нск.

¬ результате уже в 40-е годы ’IX века «ашиверск представл€л собой жалкое зрелище: «Ѕожий храм да три юрты, св€щенник с причетником, улусный писарь с пером и станционный смотритель без лошадей составл€ют всЄ народонаселение». ѕосле эпидемии оспы в городе в 80-х годах оставалась лишь одна юрта да пуста€ церковь. «ашиверск стали в официальных бумагах именовать селом, да и то с большой нат€жкой.

¬ св€зи с большой отдаленностью и трудной доступностью «ашиверска, а также отсутствием точных сведений о сохранности пам€тника, «ашиверска€ церковь с тех пор была в забвении и не подвергалась ни разрушени€м, характерным дл€ советской эпохи, ни реставрации, что, собственно, и позволило сохранить ее первозданный вид.

¬ 1969 году —ибирским ќтделением јкадемии наук ———– была организована небольша€ историко-архитектурна€ экспедици€ в якутию под руководством академика ј.ѕ.ќкладникова. ќбъектом ее исследовани€ наконец стала чудом уцелевша€ «ашиверска€ церковь (рис. 3).

–ис. 3. ”частники первой экспедиции на территории «ашиверска, 1969.

—отрудники экспедиции произвели тщательные обмеры сооружени€ и зафиксировали их в чертежах, сделали зарисовки и провели детальные обследовани€ этого пам€тника. ѕопутно они произвели частичные раскопки на территории бывшего острога. ¬ результате были прослежены основани€ стен и башен острога, а также собран вещественный археологический материал, позволивший восстановить некоторые бытовые черты жизни «ашиверска в первой половине XVIII века.

ѕосле первой экспедиции перед специалистами встала ответственна€ и сложна€ задача по сохранению этого уникального пам€тника дл€ будущих поколений. ¬ 1971 году в «ашиверск была направлена втора€ экспедици€. ≈е задачей было разобрать —пасскую церковь, а затем доставить ее на новое место в Ќовосибирском јкадемгородке. ”частники экспедиции разобрали здание церкви и произвели дополнительные археологические раскопки на территории острога. –азобранное здание церкви в том же году было доставлено в Ќовосибирск (рис. 4).

–ис. 4. –азборка —пасо-ѕреображенской церкви, 1971.

ѕосле долгого хранени€ в 1983 году наконец начались работы по реставрации церкви уже в јкадемгородке, в ходе которых была произведена рубка нижних венцов подклета из сосновых бревен в соответствии с существующими венцами, сборка церкви и установка ее на бутовые камни с учетом единой проектной отметки, были восстановлены утраченные бревна и элементы покрытий, шатра и главок, а также воссоздана галере€ (рис. 5).

–ис. 5. —овременный вид «ашиверской церкви в ћузее под открытым небом »нститута этнографии и археологии —ќ –јЌ в Ќовосибирском јкадемгородке.

¬ перспективном плане развити€ «ашиверского комплекса в концепции директора »нститута истории и этнографии —ќ –јЌ академика ј.ѕ.ƒерев€нко (руководившего в свое врем€ второй зашиверской экспедицией) предусматриваетс€ реконструкци€ интерьера церкви и воссоздание плановых размеров территории «ашиверского острога (рис. 6).

–ис. 6. —хематичный план раскопа и макет «ашиверского острога по исследовани€м 1969-1970 годов.

—оздание информационной модели исторического пам€тника

  моменту начала работы по моделированию «ашиверской церкви мы уже имели определенный опыт применени€ технологии BIM к пам€тникам архитектуры (в основном каменным). ќднако вс€ описанна€ выше истори€ —пасо-ѕреображенской церкви, включа€ ее по€вление, существование и переезд, а также планы по дальнейшему использованию, показывают, что надо создавать не просто модель здани€, а информационную модель музейного объекта хранени€. “очнее, информационную модель здани€ и объекта хранени€ одновременно.

“акое понимание главным образом и определило методику моделировани€. ѕришлось отбросить те примен€вшиес€ нами ранее, в том числе и дл€ пам€тников каменной архитектуры, подходы, которые были предназначены дл€ возведени€ (проектировани€) здани€, и рассматривать это сооружение дво€ко: и как единое здание, и как «множество элементов» — набор должным образом расположенных маркированных бревен, брусков и досок, из которых оно и собрано (маркировка производилась в соответствии с уже имеющимис€ маркировочными чертежами, выполненными второй экспедицией). ѕричем эти два совершенно разных подхода надо было реализовывать одновременно!

»сход€ из такой необходимости, мы посчитали самым правильным при информационном моделировании «ашиверской церкви повторить путь сборки здани€ после его перевозки на новое место в јкадемгородке (рис. 7).

–ис. 7. Ќекоторые виды составных элементов информационной модели пам€тника архитектуры и общий вид в разрезе.

«абега€ вперед, отметим, что такой подход к моделированию пам€тников архитектуры дает дополнительные и весьма существенные преимущества перед «обычным» компьютерным макетированием — он позвол€ет паспортизовать все элементы, из которых состоит здание, индивидуально отслежива€ затем их состо€ние.

ќтметим также, что виртуальна€ реконструкци€ в рамках данного проекта была св€зана с задачей построени€ информационной модели в точности с оригиналом, дошедшим до наших дней. ѕоэтому важным моментом в анализе и выборе концепции создани€ будущей модели церкви была не ориентаци€ на дату постройки, а ее воссоздание в реальном состо€нии, с включени€ми в конструкцию и отделку отреставрированной церкви позднейших наслоений, реставрационных дополнений и новодела из иного материала. “акой подход позвол€ет в дальнейшем использовать модель дл€ контрол€ за физическим состо€нием пам€тника, а также производства работ по его реставрации. ¬ этом заключаетс€ главное отличие информационной модели здани€ от обычной виртуальной исторической реконструкции (рис 8).

–ис. 8. ‘рагмент модели здани€ — главный вход.

ѕервым этапом разработки информационной модели «ашиверской церкви стало изучение архивных документов и записей, графических зарисовок, произведенных сотрудниками экспедиций, рабочей документации проекта реставрации, современных фотоизображений и натурных обмеров.

ƒл€ создани€ информационной модели использовались следующие программы:

  1. Autodesk AutoCAD — в нем создавались шаблоны некоторых сложных по форме элементов (кружал главок, сечени€ алтарной бочки, резных элементов оконниц галереи и др.), которые затем импортировались в файл проекта или файлы соответствующих библиотечных элементов воссоздаваемых деталей.
  2. Autodesk Revit Architecture — основное средство создани€ информационной модели здани€.

ќдной из проблем, традиционно возникающих при информационном (а ранее — при «обычном» компьютерном) моделировании пам€тников архитектуры, €вл€ютс€ единицы измерени€, с которыми работают BIM-программы. ѕоскольку эти программы рассчитаны на современное проектирование, в российской адаптации они работают в миллиметрах.

ќднако задачи информационного моделировани€ объектов недвижимого культурного наследи€ св€заны непосредственно с самим фактом существовани€ такого объекта и с необходимостью учета различных особенностей, составл€ющих его неповторимую индивидуальность. Ёто предполагает, в частности, внимательное отношение при моделировании к строительным технологи€м прошлого. „то, в свою очередь, означает точное воспроизведение пропорциональных отношений конструкции церкви, распространенных в русской архитектуре в период ее строительства.

 ак известно, здани€ (ныне — пам€тники архитектуры) до XIX века в миллиметрах не строили, единицами измерений в древнерусском зодчестве были различные виды саженей. ¬ нашем случае за модуль была прин€та ½ церковной сажени (1 сажень = 186,4 см), по которой мы и создавали уровни дл€ прив€зки к ним каждого из венцов бревен и архитектурных элементов, каждый раз пересчитыва€ все в миллиметрах (рис. 9, 10).

–ис. 9. «ападный и восточный фасады «ашиверской церкви. ѕропорциональный анализ выполнен ≈.ј.јщепковым. 1969.

–ис. 10. «ападный и восточный фасады информационной модели «ашиверской церкви.

Ќа сегодн€шний день работа только с одним видом единиц измерени€ — €вное слабое место архитектурных BIM-программ, усложн€ющее их применение в историко-архитектурных исследовани€х и реставрационном проектировании. ’от€, с другой стороны, эти программы создавались дл€ современных потребностей проектно-строительной индустрии, а тот факт, что область их применени€ оказалась гораздо шире — их €вное достоинство. ƒиалектика в чистом виде!

ѕосле анализа объекта с точки зрени€ разделени€ его объемно-пространственной структуры на элементы, было решено выделить следующие этапы выполнени€ моделировани€:

  1. создание уровней (фактически модульна€ опорна€ сетка, по которой ведетс€ воссоздание объекта);
  2. моделирование бревенчатых стен;
  3. моделирование фигурных бревенчатых стен;
  4. создание окон и дверей;
  5. моделирование шатра;
  6. моделирование алтарной бочки;
  7. моделирование покрытий кровли;
  8. моделирование главок шатра и алтарной бочки.

–ешение о моделировании бревенчатых стен принималось с целью обеспечени€ возможности учета каждого бревна, а также изменени€ его свойств. ƒл€ этого был проанализирован весь инструментарий Revit Architecture. ¬ результате мы остановились на «стенах с врезанным профилем». “ак как сечени€ различных бревен варьируютс€, дл€ каждого из них требуетс€ создание специального врезанного профил€ по индивидуальным размерам. ƒл€ этого мы создавали точные чертежи профилей в AutoCAD, а затем загружали их в проект и добавл€ли к стенам на определенных высотных отметках. Ќапример, у стены северного фасада пор€дка 50 позиций в перечне загруженных профилей (рис. 11).

–ис. 11. –абота с бревенчатыми стенами в программе Revit Architecture.

ѕоскольку все многообразие загруженных элементов отражаетс€ в автоматически генерируемых спецификаци€х, возникает потребность в их четкой систематизации. ƒл€ этого необходима грамотна€ маркировка таких профилей в соответствии с маркировочными чертежами собранной церкви. “огда по спецификаци€м нетрудно определить, какой профиль какого диаметра бревна какой стене принадлежит. Ёто особенно востребовано в случа€х, если бревно потребуетс€ отредактировать.

 роме этого, необходима четка€ систематизаци€ самих стен, так как в одних случа€х удобнее создавать единую стену на всю высоту сооружени€, индивидуализиру€ вход€щие в нее бревна их профил€ми, а в других необходимо составл€ть ее «по бревнам» (то есть создавать множество стен, у которых высота равна диаметру бревна).

  сожалению, сегодн€ это еще определ€етс€ не проектной целесообразностью, а имеющимис€ в распор€жении реставратора компьютерными ресурсами и тем обсто€тельством, что большие сборки дл€ BIM-программ еще весьма «т€желы».

Ќаибольшие затруднени€ из-за недостаточной адаптации инструментари€ программы Revit Architecture к работе с пам€тниками архитектуры вызвало моделирование фигурных бревенчатых стен: алтарна€ стена с вырезами в бревнах дл€ ворот, стена апсиды с криволинейным внешним контуром дл€ алтарной бочки. Ќо все это решилось силой человеческого разума.

ƒл€ создани€ окон и дверей использовалась разработанна€ нами ранее технологи€ «комплексных элементов». ¬ таких элементах мы св€зывали окна или двери с фрагментами декора и при установке, скажем, окна, одновременно в проект вносились и св€занные с ним подоконники, наличники, облицовка проемов, элементы декора и прочее (рис. 12).

–ис. 12.  омплексные библиотечные элементы окон и дверей, созданные дл€ модели «ашиверской церкви.

ћоделирование главок и шеек с крестами шатра и алтарного прируба было определено как отдельный этап работ, к которому мы подошли особенно скрупулезно. ¬о-первых необходимо было все сделать конструктивно правильно, чтобы затем иметь возможность проводить по модели конструктивные расчеты (кстати, это замечание относитс€ и ко всей модели). ¬о-вторых, эта часть модели получилась самой сложной из-за значительного числа декоративных элементов (рис. 13).

–ис. 13. Ѕиблиотечные элементы лемеха, созданные дл€ модели «ашиверской церкви.

√лавным инструментом этого раздела проекта стали «балки и раскосы». ѕредварительно мы скрупулезно изучили всю конструкцию и продумали перечень элементов, которые должны быть смоделированы. «атем в точном соответствии с обмерными чертежами подготовили большое количество библиотечных элементов лемеха разных размеров, кружал, которые затем загружались в модель и приводились в нужное пространственное положение (рис. 14).

–ис. 14.  онструктивные виды шатровой главки.

«атем были смоделированы все строительные элементы здани€, в том числе стропильна€ конструкци€ кровли, обрешетка крыши, перекрытий и прочее (рис. 15).

–ис. 15. јлтарна€ и шатрова€ главки модели «ашиверской церкви.

»тоговые выводы

ѕроведенна€ работа показала, что моделирование пам€тников архитектуры с использованием технологии BIM — задача вполне выполнима€, хот€ современные программы информационного моделировани€ зданий не рассчитаны первоначально на работу с такими объектами, а больше приспособлены к проектированию новых зданий и сооружений.

“акже становитс€ пон€тным, что эффективное информационное моделирование исторических зданий уже сегодн€ должно иметь как минимум две разные методики работы, которые условно можно назвать «традиционной» (главным образом дл€ кирпичных и каменных зданий) и «дискретной» (дл€ дерев€нных и других «разборных» сооружений). ¬ыбор и применение этих методик зависит прежде всего как от самого здани€, так и от технологии работы с пам€тником архитектуры (особенностей его обслуживани€ и хранени€).

ѕрименение «традиционной» методике моделировани€ весьма близко к обычному проектированию. «ƒискретна€» же методика проектировани€, о которой мы рассказали в насто€щей статье, по сравнению с предыдущей €вл€етс€ более сложно реализуемой, но и дает лучшие результаты, позвол€€ индивидуально отслеживать каждый составной элемент здани€.

‘актически же обе эти методики открывают возможность компьютерной информатизации обслуживани€ и хранени€ пам€тников архитектуры (рис. 16).

–ис. 16. –азличные виды компьютерной модели «ашиверской церкви.

¬ заключение мы хотим поблагодарить компани€ Autodesk за бесплатно предоставленное нам программное обеспечение, на котором и выполн€лась насто€ща€ работа.

÷икл публикаций ¬ладимира “алапова о BIM продолжаетс€ статьей "BIM в Ѕелоруссии: открывающиес€ перспективы".

 омментариев: 48
id 1262     20 июн€ 2011, 20:51
 “ать€на  озлова
ќтвет –еставратор

—пасибо за комментарий! Ќе только от результата, а даже от самого процесса моделировани€ пам€тников архитектуры в BIM мы получаем большое удовлетворение, так как создаем конструктивно достоверный дубликат здани€, прорабатыва€ каждую деталь и ее структуру, а не вымысел, коим можно назвать приближенный электронный макет, на который способны используемые ранее технологии моделировани€.   тому же эти модели можно реально использовать дл€ сохранени€ объектов архитектурного наследи€.
¬ результате данной работы мы получили опыт моделировани€ культового дерев€нного сооружени€, следующей задачей, которую мы ставим перед собой, €вл€етс€ воссоздание всех объектов архитектурного зодчества ћузе€, а также проведение экспериментов по ведению учета степени надежности существующих конструкций и элементов.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 1264     21 июн€ 2011, 2:08
 јлександр Ѕауск
>проведение экспериментов по ведению учета степени
>надежности существующих конструкций и элементов

–асскажите, интересно. Ёто в некотором смысле мо€ специализаци€.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 1265     21 июн€ 2011, 11:37
 “ать€на  озлова
ќтвет јлександр Ѕауск

 огда все закончим, тогда об€зательно расскажем в отдельной статье

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 1301     29 июн€ 2011, 6:56
 ¬ладимир “алапов
ќтвечу тем, кто спрашивает, зачем создавалась модель этой церкви?

1. Ќыне «ашиверска€ церковь - уникальный музейный экспонат, требующий очень серьезного ухода. » мы хотим внести в это дело новейшие компьютерные технологии. BIM дл€ этих целей подходит практически идеально. –абота - только начало большого исследовани€, проводимого в тесном контакте с »нститутом археологии и этнографии —ќ –јЌ.

2. Ёто - отработка технологии моделировани€ дерев€нных зданий, имеюща€ самосто€тельный интерес.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 10461     13 марта 2013, 20:21
 ¬ладимир “алапов
— радостью сообщаю дл€ всех, кто интересуетс€, что материалы этой работы опубликованы в трудах проходившей 4-6 июн€ этого года в √осударственном Ёрмитаже 1-й международной конференции "¬иртуальна€ археологи€"
http://ru.virtualarchaeology.ru/glavnaya/

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 10629     6 марта 2014, 22:00
 ƒмитрий
”важаемый ¬ладимир ¬асильевич, ¬аша работа очень заинтересовала нас. ƒело в том, что мы строим в Ќовосибирске дерев€нную шатровую церковь. ј в качестве архитектурного образца выбрана —пасо-«ашиверска€ церковь. ќ строительстве можно узнать в группе соц.сети ¬  ќЌ“ј “≈: http://vk.com/club43547610 ¬ скором времени, Ѕог даст, мы приступим к монтажу шатра (на восьмерике), но строители не знакомы с конструкцией стропильной шатровой системы. —в€затьс€ с ј.ё.ћайничевой, котора€ вначале нас курировала, никак не могу. Ќе согласитесь ли ¬ы ознакомить нас с ¬ашей моделью шатра —пасо-«ашиверской церкви? Ќасто€тель прихода св. ≈вфросинии ѕолоцкой, протоиерей ƒмитрий ѕолушин, polushin @ inbox.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



    


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ƒл€ реального внедрени€ »», облаков, BIM и любых инноваций требуетс€ посто€нна€ всеобща€ коррекци€ менталитета
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

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.