О внедрении технологии информационного моделирования зданий в деятельность музеев под открытым небом

О внедрении технологии информационною моделирования зданий в деятельность музеев под открытым небом

В наше время н деятельность музеев все больше входят информационные технологии. Одно из направлений такой рабагы - виртуальная реконструкция движимых и недвижимых объектов историко-культурного наследия, которую можно назвать компьютерным макетированием. Но просто макетирование мало пригодно для производства рабог по содержанию и реставрации экспонатов музеев под открытым небом и контролю их физического состояния. Для этого больше подходит технология В1М информационного моделирования зданий [1, с. 68].

Методика применения В1М отрабатывалась нами на примере Спасской церкви из Зашиверска (рис. I) экспоната Историко-архитектурного музея под открытым небом Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАИ (г. Новосибирск, Академгородок), памятника архитектуры XVII в. В середине 70-х гг. XX в. памятник был исследован, разобран и перевезен к месту хранения из Якутии [2, с. 6]. Особое внимание при этом уделялось выработке общего алгоритма создания информационной моде-235-

ли памятника архитектуры, построенного ш деревянного бруса, и формулировке основных особенностей, проблем и сложностей, возникающих

і іри таком моделировании.

Для создания подготовительных элементов информационной модели церкви использовалась программа AutoCAD, в которой создавались шаблоны некоторых сложных по форме элементов (кружал шавок* сечения алтарной бочки, резных элементов оконниц галереи и др.). Основная же модель создавалась в программном продукте Revit Architecture, специально предназначенном для информационного моделирования зданий.

С самого начала работы мы считали .что это должна быть не просто модель д,ш изображений на бумаге или в мультимедиа, а электронная копия музейного объекта хранения. Это определило методику моделирования; которая была обозначена нами как дискретная модель сооружения рассматривается и как единое здание, и как «множество элементов» - набор должным образом маркированных и расположенных элементов, из которых собрана сама церковь, Для этого были оцифрованы архивные материалы техно-рабочего проекта по реставрации памятника, выполненного* в 1981 г. [3], принимая ко внимание фиксационные (маркировочные) чертежи сохранившихся конструкций памятника, а также 2-й вариант марки-; ро воч ных ч ертежей, в котором предусмотрены включения окончатся ы то го решения конструкций подклета, элементов жесткости и устройства обвязки галереи,

Другими словами, был полностью повторен путь сборки памятника на мссю хранения после его перевозки из Якутии. В частности, заложенная в компьютерной модели этапностъ соответствует очередности произведей-ных реставрационных работ по сборке памятника в точности до каждого бревна и элемента. Последовательно это были;

I* Возведение подклети на 6 венцов до уровня пола (новодел) (рис. 2).

Каждая бревенчатая степа церкви создавалась поэлементно, начиная с нижнего венца. Для того чтобы получить модель одного бревна, существует несколько вариантов. Самым рациональным в данном случае является построение бревна на основе инструмента стена с вырезанием из нее материала с помощью врезонных профилей. Для каждого бревна создается отдельный профиль по размерам его диаметра. Эго делается для того чтобы идентифицировать каждое бревно и модели для последующего наполнения его материала физическими характеристиками после проведения обследований реального объекта.

2, Сборка основного сруба памятника производилась в ірех уровнях:

- первый на іесять венцов от уровня пола (рис. 3);

- 2-й от уровня перекрытие до повала (рис. 4); третий восьмерик памятника (рис, 5}.

При построении основного сруба были изначально оставлены в стенах проемы для окон и дверей с целью будущего заполнения этих проемов дополнительными стенами ,шя вставки библиотечных элементов. Такой нетипичный для всех параметрических компьютерных программ способ был выбран для того, чтобы сохранилась возможность учета каждого бревна в отдельности, а не целиком в структуре участка стены.

Бревна повала и восьмерика сруба церкви, как и для основных стен, создавались с помотыо инструмента стена с приведением в нужное пространственное положение в соответствии с обмерными чертежами, Усечение концов бревен получено в результате редактирования профиля стен. Восьмерик церкви создавался в порядке укладки бревен стен н конструктивных опорных балок для установки шатра. Такое достоверное повторение реальной сборки пан и я необходимо для получения корректной конструктивной модели всей церкви, чтобы в последующем были применимы какие-либо расчетные компьютерные пікираммьі,

3. Возведение перекрытий ірис. 6),

Перекрытия церкви в виде отдельных досок с і роились инструментом бачка. Были созданы доски необходимых размеров и формы поперечного сечения. Эт элементы укладывались на опорные балки перекрытий, которые в свою очередь врезаются н бревна стен, То есть конструкция всей модели церкви составляется из бревен и отдельно созданных библиотечных цементов балок (рис. 7).

4, Возведение каркаса галереи (новодел) (рис. Й) производилось по аналогии е самим срубом: укладывались доски перекрытая, устанавливались конструкции балок галереи, опирающиеся на выпуски нижних венцов сруба церкви, ( пособ моделирования галереи по бревнам также был выбран для удобства их учета. Для последующей вставки библиотечных элементов окон галереи приходилось создавать дополнительные стены в проемах.

5. Установка восьмерика памятника (рие. 9).

6. Во течение шатрового перекрытия и перекрытия ш тарного прируба и трапезной (рис. 10).

7, Реставрационные работы по интерьерам, галерее и крыльцу памятника (рис. 11}.

;|дя создания окон и дверей использовалась разработанная ранее гех^ нологйя «комплексных -элементов» [4]. [5]. Эти элементы связываются с фрагментами декора и при установке, к примеру окна. оЦювременно в проект вносятся и связанные с ним подоконники, наличники, облицовка проемов, элементы декора и прочее.

Моделирование главок и шеек с крестами шатра и алтарного прируба было определено как О] дельный этап работ, к которому необходимо иод ходить особенно скрупулезно, Во-первых, необходимо все сделать конст руктивно правильно. Во-вторых, згга часть модели получилась самой сложной из-за значительного числа декоративных элементов.

Таким образом, моделирование происходит по принципу стадийности возведения объекта. Причем информация обо всех стадиях содержится в едином файле. Каждая стадия имеет описательную часть и графическое представление; Выполненное таким образом моделирование процесса реставрационных работ даст возможность управлять изменениями состояния конструкций, множеством связей и отношений в модели, а также проектировать работы по музеефикации и реставрации объекта в дальнейшем. Кроме того, пе менее важной является возможность комплексного управления ходом работ но реставрации или содержанию памятника. В частности, в случае если в ходе производства оказываются неизбежными остановки работ для выработ ки нового реставрационного решения, когда всплывакл ранее неизвестные обстоятельства |6, с. 145].

Важным моментом информационного моделирования являете!) создание модели в полном соответствии с оригиналом, дошедшим до наших дней, со всеми включениями, переделками и поздней I ними дополнениями. Мри наполнении элементы конструкций количественными характеристиками свойств материала обязательно должно учитываться реальное состояние каждого и \ них. На основании обследования конструкций памятника* проведенного в ноябре 1983 г главным специалистом отдела химзащиты института «Спшпроектреставрация» [3], установлено^ что деревянные конструкции частично утратили физико-механические свойства, а также имели участки деструктивной гнили. В настоящее время выявлено* что биологический процесс пе прогрессирует в результате качественной антисептической обработки, развивающихся спор не установлено. Таким образом, ройсгва подлинных частей памятника отличаю] ея от новодела, что и было зафиксировано в модели (рис. 12).

Все параметры количественных характеристик допускают возможность и\дополнения гг последующей корректировки в результате проводимых обследований. I [осле внесения новых данных вся модель подвергает-

-238-

ся коисгруктивному расчету. Таким образом, становится возможным учет состояния каждою шемента памятника, а также всет обт>екта в целом*

Результаты моделирования доступны не годько самим авторам, по и другим специалистам, в тй или иной мере причастным к воссозданию уникальною памятника древнерусского деревянною юдчества. Модель предназначена д ія эффективного и много цел еж но использования как ван-юномиом режиме, так и совмесгно с САПР прикладной направленности при ЭтнографическихобследОЕйііінях специалистами и оолаетп музееведения, этнографии, сотрудниками музеев, Управлений по государственной охране объектов культурною наследия, исследовательскими проектными институтами и организациями, связанными по роду деятельности с выявлением, сохранением и реставрацией памятников архитектуры. Модель экспоната может использоваться и в образовательном процессе.

Техно лої ия ВІМ открывает принципиально новые перспективы в деятельности музеев. І їнформационная модель живет параллельно е самим жепопатом и продолжаеі существование памятника в виртуальной среде. Она прсдстанлясг собой м> *ейный исследовательский продукт, кото ры і і возможно шпустнть в работу по сохранению объекта культурною наследия. ( ее помощью становится возможным проведен не экспериментов с применением в проектировании реставрации, музеефикации, консервации различных конкрет ных технических и проектных решений, а т акже их оптимизация, прогнозирование степени разрушения конструкций памятника, управление состоянием объекта, проведение работы по содержанттю, всестороннему учету природных, физических и других факторов воздействия, исключая большие материальные и временные затраты.

Рас. I. Спасеккя церковь Нерукотворною образа из Заті інверсного осі рога с ' юколы ієн в Иеюрико-архіпектурном м> ісе под открытым вебом ИДЭТ

СО РАН

Рис. 2, Конструктивный виды подста церкви

Рис, 3. Конструктивные виды с;руба церкви да уровцй перекрытий

Рис. 4. Конструктивные вилы сруба церкви до попала

Рис. 5. Восьмерик сруба церкви I -241-

Рис. 6. Конструктивны^ виды сруба церкви с перекрытиями

Рис, 7. Библиотечные элементы балок \киелп церкии

-242-

Рис. 8. Конструктивные виды сруба церкви с воссозданной галереей

Мис* Ч, Конструюй иные виды сруба церкви с установленным восьмериком

11 ч ¥ *

Рис. 10. Конструктивные виды церкви с перекрытиями

Рис. 11. Законченный вид модели памятника

-244-

Рис* 12. Свойства материала бревен церкви

Литература

!. Таїалов, В.В. Основы В1М Введение к информационное моделирование зданий В,В, Таяапов* М.; ДМК-пресс, 2011. 392 с.

2. Окладников, АЛ. Древний Зашиверск / ДЛЇ. Окладников, З.В, Гоголев , Е.А. А щелков. - М.; 1 lay ка, 1977. 212 с.

3. Материалы архива 111ІЦ г. Новосибирска по сохранению историко-культурного наследия, № П-156. Проект реставрации «Спец-проекгресгаврация». Шифр 605-1. Историш-архитектурный >iy-зей под открытым небом СО АП СССР в городе Новосибирске. Памятник архитектуры XVII века Спасо-Захшшерская церковь.

4. Козлова, Т.П. Опыт информационного моделирования памятников архитектуры Г И. Козлова. В.В, Таланов //AM IT: Сетевой журнал, №3 (8)г 2009. [Электронный ресурс]. Режим доступа; http;//ww\s.marhі.гп ДМ П72009/3kvart09/Та 1 apoWArticle.php.

5. Козлова, ТИ. О методике применения BIM в моделировании

памятников архитектуры / Т.И. Козлова, В.В. Талапов // AMI Г: сетевой журнал 12), 2010. [Электронный ресурс], - Режим доступа: http ://www, marhi.m/AMIT/2010/3kvart Ю/kozloya/

abstract, ph p.

Реставрация памятников архитектуры* учеб. пособие для вузов С .С. ГГодъя польский, Г. Б. Ьсссоиов, Л. А, Беляев, Т. М. Щетнико ва: под общ.ред. С,С, Пбдъяпольского. 2-е изд. М,: Стройиз

дат, 2000. - 288 е.