Внедрение BIM-технологий [1] в практику строительной отрасли в России приобретает всё более устойчивый характер. За годы поддержки и развития информационного моделирования зданий со стороны Министерства строительства и ЖКХ РФ [2] произошли существенные изменения. Рядом организаций накоплен позитивный опыт применения BIM. Меняется представление в профессиональном сообществе о данной технологии. Если на первоначальных этапах BIM-технология виделась как эффективная интегрированная 3D-модель, предоставляющая все виды чертежей, содержащая информацию по архитектуре, конструкциям, инженерному оборудованию с целью отображения возможных коллизий, то сейчас акценты сместились на управление информацией об объекте на всех этапах жизненного цикла [3]. Строительство, эксплуатация, реконструкция и демонтаж – эти этапы становятся более эффективными с применением BIM.
Для вновь возводимых объектов информационная модель здания (BIM) становится естественной реализаций современных требований научно-технического прогресса. Для объектов, возводимых по госзаказу, применение BIM закрепляется законодательно [4].
Что касается зданий, построенных в «доинформационную» эпоху, наличие BIM может также принести значительный эффект для их фиксации, изучения, эксплуатации, мониторинга состояния, реставрации, реконструкции и ряда других не менее важных аспектов. Далее будут показаны информационные модели памятников конструктивизма в Екатеринбурге, сделаны обобщения и выводы о том, какие возможности дает применение BIM в моделировании исторических зданий. В частности, наряду с традиционными преимуществами BIM, модель нашла достаточно новое применение в музейной практике в части получения развертки для макетирования зданий.
Кроме того, в качестве инструмента моделирования объектов конструктивизма был применен российский программный продукт компании АСКОН Renga Architecture (теперь Renga, - прим. Renga Software), что соответствует современной политике импортозамещения зарубежных программ российскими разработками [5].
Виртуальная реконструкция объектов культурно-исторического наследия получила динамичное развитие в последнее десятилетие. Это определяется такими факторами как непрерывное совершенствование программного обеспечения, что позволяет качественно воспроизводить достаточно сложные композиции, в том числе, с интерактивным управлением и возможностью погружения в виртуальную реальность. Во-вторых, настороженное отношение исследователей гуманитарной сферы – историков, археологов, культурологов изменилось в сторону не только полного приятия трехмерного моделирования, но и его активного применения как инструмента научных исследований в содружестве с IT-специалистами [6, 7].
Применение BIM в моделировании исторических зданий является относительно новым направлением. В работе Технология BIM и моделирование системы для памятников архитектуры Древнего Китая [8] приведена технология моделирования древнекитайских храмов, выполненная в самой распространенной на данный момент BIM-программе Autodesk Revit. Построена библиотека параметрических семейств типовых базовых элементов, лежащих в основе архитектурного стиля буддийского Востока, на основе библиотеки реализованы сложные примеры памятников архитектуры.
Статья Технология BIM: уникальная возможность работы с памятниками деревянной архитектуры [9] посвящена применению BIM новосибирскими специалистами НГАСУ для воссоздания памятников древнерусской деревянной архитектуры. В том числе показано моделирование процесса реставрационных работ и возможность с помощью модели не только отслеживать и управлять изменениями состояния конструкций, множеством связей и отношений, но также проектировать дальнейшие работы с объектом и комплексно управлять их ходом.
Кафедра прикладной информатики УрГАХУ активно внедряла BIM-технологии при разработке многочисленных проектов, выполненных в ходе дипломирования студентов. В рамках всероссийского конкурса «Дни конструктивизма», организованного в 2017 г. компанией Renga Software и УрГАХУ, были реализованы 3D-модели зданий в Екатеринбурге, историкоархитектурные памятники конструктивизма федерального значения: Окружной дом офицеров, построенный в период 1932-1941 г. (Борис Кашаев, рис. 1) и ДК Дзержинского, построен в 1931 г. (Элина Исламова, рис. 2).
Четырёхэтажное здание клуба имени Дзержинского является одним из 14 корпусов знаменитого комплекса авангардной архитектуры «городок чекистов» (1929–1936 г.), построенного по проекту архитекторов И.П. Антонова, В.Д. Соколова, А.М. Тумбасова. Сейчас здесь находится краеведческий музей. Здание занимает угловое положение в квартале комплекса, отличается сложностью объема. Главный фасад имеет оригинальную композицию, сочетающую горизонтали оконных проемов с вертикалью выступающей цилиндрической лестничной клетки. Дворовый фасад характеризуется смещением объёмов по вертикали. Поэтажные планы сочетают обширные зальные помещения с комнатами, объединенными по коридорному типу. Характерной особенностью здания является сочетание форм и полифункциональности архитектуры конструктивизма.
Для выполнения работ по моделированию и прототипированию архив Музея архитектуры и дизайна УрГАХУ предоставил чертежи, фотографии, технический паспорт и выписки 30-х годов.
Как было сказано, модель создавалась в программе Renga Architecture, сложность состояла в том, что исходные чертежи не содержали размеров, из технического паспорта был известен только общий размер здания – 72×35 м. Для получения остальных размеров применялась программа Corel Draw. В нее загружались чертежи, и с помощью функционала и рабочих инструментов «Линия» и «Размер» обводились чертежи каждого этажа и выставлялись размеры.
В интересах музея далее было выполнено макетирование здания, что обеспечило точный перенос объекта с чертежей в реальное пространство.
Технология изготовления развертки здания заключалась в получении чертежей каждого фасада из 3D-модели в Renga Architecture, их экспорт в формате dwg, импорт в программу Corel Draw, из которой есть выход на плоттер, затем сборка развертки в программе и ее вырезка из бумаги с помощью плоттера «Graphtec CE5000». Далее вручную был собран и доработан макет здания. Изготовленный макет передан в экспозицию музея архитектуры и дизайна УрГАХУ.
Данная технология получения архитектурного макета значительно выигрывает в стоимости по сравнению с другой возможной реализацией – 3D-печатью.
Обобщая приведенные результаты применения технологии BIM в области моделирования архитектурных объектов культурно-исторического наследия, можно выделить следующие возможности и преимущества. Информационная модель:
- является наглядным объектом для учебной и просветительской деятельности, виртуальным интерактивным экспонатом современного музея;
- является источником детального поэлементного представления объекта в целях его каталогизации, компьютерной паспортизации (фиксации);
- позволяет осуществлять привязку к объекту или его составным частям исторических документов (подключение ссылок на источники интернет, через атрибуты элементов или добавление в модель текстовых и графических документов), объединяя геометрические и физические характеристики объекта и оцифрованные документально-исторические свидетельства;
- служит инструментом для научных исследований, позволяет проводить комплексный анализ с учетом исторического контекста; моделирование также позволяет выполнять проверку научных гипотез;
- позволяет параллельно с процессом реконструкции вести строительную документацию об объекте с указанием информации о каждом элементе здания: материал, его структура, прочность, размеры;
- дает возможность осуществлять мониторинг состояния объекта для поддержания в стабильном состоянии хранения; выполнять управление обслуживанием и проводить реставрацию;
- содержит библиотечные элементы, которые могут использоваться и в современном проектировании и строительстве для осуществления связи с лучшими традициями исторического наследия.
Литература
- Талапов В.В. Технология BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий. М.: ДМК Пресс, 2015. 410 с.
- Приказ Минстроя РФ № 926 29.12.2014. Об утверждении Плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства.
- Пустовова А. Renga Architecture: первый обзор новой САПР для архитекторов // САПР и графика. Спецвыпуск. 2015. №3. С. 1–4
- Косенкова К.Б. Современные тенденции использования 3d-реконструкций памятников историко-культурного наследия // Вестник Ленинградского государственного университета им. А.С. Пушкина. 2014. Т. 2, № 2. Научная библиотека КиберЛенинка
- Бородкин Л.И., Жеребятьев Д.И. Технологии 3D-моделирования в исторических исследованиях: от визуализации к аналитике // Электронная версия журнала "Историческая информатика". 2012. № 2.
- Чжан Гуаньин (Zhang Guanying). Технология BIM и моделирование системы доугун для памятников архитектуры Древнего Китая // Вестник ТГУ. Культурология и искусствоведение. 2014. № 1(13). С. 44–55.
- Козлова Т.И., Куликова С.О., Талапов В.В., Гуаньин Ч. Технология BIM: уникальная возможность работы с памятниками деревянной архитектуры // Строительный Эксперт.
Источник: Бахарева О.В. Информационное моделирование зданий. BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры. Материалы Всероссийской научно-практической конференции 29–30 марта 2018 года
Источник: Захарова Г.Б. Информационное моделирование исторических зданий. В сборнике: BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. СПбГАСУ, 2018. С. 83-88.
