Многопараметрические элементы для массового моделирования памятников деревянного зодчества (на примере деревянных сооружений из зоны затопления Богучанской ГЭС)

УДК 72.01 ББК 85.11

С.О. Куликова, г. Новосибирск Научный руководитель: В.В. Талапов

Многопараметрические элементы для массового моделирования памятников деревянного зодчества (на примере деревянных сооружений

из зоны затопления Богучанской ГЭС)

Аннотация

В наши дни в зоне затопления Богучанской ГЭС сложилась чрезвычайная ситуация, приводящая к потере огромного количества образцов деревянного зодчества. Лишь немногие из них были сохранены в музеях под открытым небом в Иркутской области. Целью настоящей работы является предложение нового решения по реставрации архитектурного наследия через возможность применения инновационной технологии информационного моделирования зданий (BIM).

Ключевые слова: деревянное зодчество, реставрация архитектурного наследия, Восточная Сибирь, Богучанская ГЭС, информационное моделирование.

Деревянное зодчество Восточной Сибири представляет собой огромный пласт архитектурно-исторического наследия, хранящего традиции и отражающего народную культуру. Исследования этого удивительного региона велись многими учеными, в том числе сибирским архитектором Е.А. Ащепковым. Во второй половине XX в. по берегам Нижней и Средней Ангары в связи с проектируемыми гидроэлектростанциями проводились многочисленные научные экспедиции (Г.К. Вагнер, О.Н. Вилков, А.Я. Ковалев, В.Д. Колгушкин, А.Н. Копылов, И.В. Маковецкий, В. Ополовников, Д.Я. Резун, Л.М. Сабурова, Ф.Г. Сафронов, Н. Шерстобоев и др.), которые позволили выявить уникальные памятники археологии, имеющие тысячелетнюю историю [6].

При строительстве первых трех из семи предполагаемых гидроэлектростанций ангарского каскада из зоны затопления был вывезен ряд памятников деревянной архитектуры — жилые и хозяйственные постройки, а также уникальные культовые и оборонительные сооружения. На основе этих объектов были созданы архитектурно-этнографические музеи — «Ангарская деревня» в Братске и «Тальцы» в Иркутской области.

В наши дни завершилось строительство четвертой, Богучанской ГЭС (2012 г.), что привело к потере огромного количества образцов деревянного зодчества, и данный факт можно по праву назвать историко-культурной катастрофой [2]. В зону затопления, подтопления и берегопереработки Богучанского водохранилища попало 29 населенных пунктов, в том числе села Кежма, Паново, Проспихино, Заимка, Едарма, Мозговая, Недокуры, Селенгино, Усольцево, Фролово [4]. С целью изучения археологических объектов, попадающих в зону затопления, в 2008-2012 гг. проводились масштабные археологические раскопки; за пять лет исследований было сделано около миллиона находок. Помимо археологических работ были проведены и этнографические исследования [1].

В 2010 г. Иркутским студенческим реставрационным отрядом ИрГТУ (кафедра истории архитектуры и основ проектирования) была проведена экспедиция, целью которой являлось

натурное обследование объектов застройки деревни Едарма, выявление ценных объектов деревянного зодчества и их научная фиксация для последующего их спасения посредством переноса [6]. Едарма являлась достаточно крупным поселением Приангарья, основанным в первой половине XVIII в., сохранившим на момент экспедиции планировочную структуру. Особый интерес для исследования представляет усадебный комплекс Захара Зарубина, состоящий из десяти различных объектов: амбар, баня, жилой дом и зимовье, два навеса, скотник-сеновал, собачник, уборная и ворота (рис. 1).

На этом примере автором разрабатывается методика информационного моделирования объектов деревянной архитектуры, целью которой является предложение нового решения по реставрации или хотя бы документальному сохранению архитектурного наследия через возможность применения в этой области инновационной технологии информационного моделирования зданий (BIM). При использовании BIM созданные модели могут служить основой для исследования художественно-культурных особенностей народного зодчества Восточной Сибири, удовлетворяя потребность в получении точного представления о строительстве того времени. Результаты данного исследования могут рассматриваться не только как новый способ фиксации объекта, но и фактически составлять основу для создания виртуального музея, а также для физического воссоздания памятников деревянной архитектуры.

Поскольку технология информационного моделирования позволяет вносить изменения в модель в любой момент работы, то моделирование целесообразно проводить в несколько этапов и по мере поиска и уточнения информации вносить необходимые коррективы в модель. Это также предполагает возможность начала работы над моделью на ранних стадиях исследования.

Принимая во внимание специфику объектов, целесообразным является применение «дискретной» методики моделирования [3]. Процесс создания модели в таком случае представляет собой аналог настоящего процесса возведения из сруба — модель дома собирается поэлементно, как конструктор. Для создания информационной модели использовалась программа AutodeskRevit (рис. 2).

Процесс моделирования здания с помощью технологии BIM связан с созданием библиотеки многопараметрических элементов, в которой каждому элементу модели можно присвоить дополнительные параметры. Построенная из отдельных элементов модель исследуемого объекта работает при этом как единое целое — изменение какого-либо одного из его параметров влечет за собой автоматическое изменение остальных связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и т.д. [5, с. 68].

В разработанных многопараметрических элементах библиотеки предусмотрена возможность изменять длину бревна, радиус бревна, расстояние от края бревна до чаши. В зависимости от введенных данных также меняется и размер чаши, и размер вырубки нижней части бревна, а также местоположение и размер отверстий для шипов, скрепляющих верхнее и нижнее бревно по длине (рис. 3).

Бревна для оконных венцов смоделированы с чашей только на одном конце бревна (другой конец крепят на шип). Это сделано для того, чтобы впоследствии располагать информацией о типах (и количестве) бревен с их точными габаритами. Важность наличия такой информации в целях восстановления памятника архитектуры трудно переоценить. Также отдельно смоделированы простенки. Заполнение оконных проемов также сделано отдельным элементом библиотеки, в который вложен еще один элемент — ставни.

Таким образом, разработанные элементы библиотек позволяют получать широкий набор типоразмеров в зависимости от радиуса бревна и др. Наличие различных декоративных элементов позволяет создать некую библиотечную базу определенного стиля, которая может

44

быть широко использована как при физическом воссоздании объекта, так и при изучении этого стиля. Таким образом, многопараметрические элементы дают возможность массового моделирования памятников деревянного зодчества, что особенно актуально для решения задачи по воссозданию большого количества утраченных единичных объектов и комплексов (рис. 4).

Технология информационного моделирования архитектурных сооружений выступает одним из наиболее новых и стремительно развивающихся направлений в области актуализации и сохранения историко-культурного наследия. Применение этой технологии с целью реставрации и музеефикации не только открывает новые возможности виртуального эксперимента, но и требует разработки новых методик компьютерного моделирования, специфических для памятников истории и архитектуры. Вопрос музеефикации памятников деревянной архитектуры представляет особый интерес, ведь эти сооружения находятся в постоянном взаимодействии с окружающей средой и требуют специального подхода к мониторингу их состояния [3] (рис. 5).

Еще один не менее важный результат применения BIM при работе с памятниками деревянного зодчества — технологическая возможность использования элементов старой архитектуры в современном проектировании и строительстве. Это устанавливает своеобразный культурный мост между древним деревянным зодчеством и нашей жизнью, делая актуальными все достижения старых сибирских мастеров.

Список использованных источников

1. Богучанская археологическая экспедиция 2011: итоги // Институт археологии и этнографии СО РАН. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.archaeology.nsc.ru/Lists/boguch11f/ Allltems.aspx.

2. Затопление Нижнего Приангарья назвали крупнейшей культурной катастрофой // Эко дело — все экологические новости. [Электронный ресурс]. — URL: http://ecodelo.org/20094-zatoplenie_nizhnego_priangarya_nazvali_krupneishei_kulturnoi_katastrofoi-feed_item.

3. Козлова Т.И. Информационная модель недвижимого объекта культурного наследия как новый инструмент работы в музеефикационной практике // Вестник Томского государственного университета. История. — 2013. — №3 (23). — С. 33-37.

4. Переселение из зоны затопления Богучанской ГЭС завершено // НИА-Красноярск. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.24rus.ru/more.php?UID=93913.

5. Талапов В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий. — М.: ДМК Пресс, 2011. — 392 с.

6. Чертилов А.К. Объекты народного деревянного зодчества в зоне затопления ложа водохранилища Богучанской ГЭС. Иркутская область, Усть-Илимский район, деревня Едарма // Проект Байкал. Архитектурный журнал. — 2012. — 15 мая. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.pribaikal.ru/ architecture-item/article/14588.html.

Рис. 1. Усадьба Захара Зарубина в д. Едарма. Фотография А. Чертилова, 2010 г.

Рис. 2. Процесс информационного моделирования жилого дома из усадебного комплекса Захара Зарубина на основе обмерных чертежей. Графическая реконструкция автора

Рис. 3. Моделирование различных видов соединений сруба, слева направо: охлоп в полдерева; охлоп с заоваленным гребнем; «в охряп»; простая «лапа»; «лапа с присеком»; соединение внутренней стены с наружной «в полдерева». Графическая реконструкция автора

Рис. 4. Информационная модель жилого дома из усадебного комплекса Захара Зарубина. Объемный разрез. Графическая реконструкция автора

Рис. 5. Информационная модель усадебного комплекса Захара Зарубина. Графическая реконструкция автора