В современном Китае BIM-технология все шире внедряется в проектно-строительную практику. Уже ведется разработка национального BIM-стандарта и готовится принятие решения об обязательности BIM для госзаказов. Поэтому применение информационного моделирования к памятникам архитектуры — вполне логично и хорошо укладывается в общее направление развития BIM-технологии в стране.
Обучаясь в аспирантуре, автор решил создать модель беседки в монастыре Ху-айшэнсы, построенной в эпоху правления династии Тан (618−917 гг.). Известно, что в этот период в Китае строили в основном из дерева. Поэтому сооружений периода Тан сохранилось немного. Это делает особенно актуальной разработку моделей существующих сегодня зданий и сооружений той эпохи с целью их последующей реконструкции, реставрации и музеефикации, а значит сохранения культурного наследия этого периода.
Сначала немного истории. Время правления династии Тан было вершиной развития экономики и культуры феодального Китая. В этот период в строительстве значительно усовершенствовалась конструкция доугун (специальная система деревянных элементов, состоящая из балок и особых кронштейнов и являющаяся связующим звеном и одновременно амортизирующим элементом между балкой и опорой, своеобразная капитель). В результате была создана совершенно новая форма общей структуры сооружений. В вышедшем в 1103 году трактате Инцзаофаши (Методы архитектуры) эту структуру назвали зал дворца .
Автор трактата Методы архитектуры Ли Минчжун собрал огромный фактический материал о строительстве и архитектуре Китая и сделал ценные обобщения, касающиеся вопросов деревянного зодчества. Эта работа считается одним из ранних классических трудов по китайской архитектуре.
Традиции деревянной архитектуры эпохи Тан оказали огромное влияние на все дальнейшее строительство в Китае, поэтому и сегодня им уделяется большое внимание. Выдающимся примером достижений китайских архитекторов того периода является монастырь Хуайшэнсы. Этот монастырь находится в городе
Гуанчжоу на юге Китая. Он также известен как Храм Льва, или Гуантасы. Его построили в начале правления династии Тан и это один из старейших исламских монастырей в мире и один из четырех древнейших монастырей в Китае. История монастыря Хуайшэнсы чрезвычайно интересна. В 618−626 годах основатель ислама Мухаммед посылал своих учеников в разные страны для миссионерской деятельности. Один из них, Абу Вангсуд, высадился в Гуанчжоу на морском шелковом пути и начал свою деятельность в Китае. С 627 по 649 годы Абу Вангсуд и приплывшие с ним арабы жили в Гуанчжоу и делали большие пожертвования на строительство монастыря с названием Хуайшэн в честь Мухаммеда. В монастыре есть голая цилиндрическая пагода, потому его еще называли Гуантасы, что значит пагода, дающая свет (в современном понимании это был маяк). В 1343 году монастырь был уничтожен пожаром, а через семь лет — реконструирован. В 1695 году его опять реконструировали, а после 1949 года было произведено три крупномасштабных ремонта, но здания монастыря в своей архитектуре в основном сохранили стиль периода династии Тан.
Беседка, модель которой мы создавали, находится в парке монастыря и имеет мемориальное значение: в ее центре размещена памятная доска, на которой изложена история монастыря. Первоначально беседка была построена из дерева, а платформа и базы колонн сооружены из камня. При последующей реконструкции деревянные колонны заменили на железобетонные.
При выборе компьютерной программы для моделирования мы решили работать в технологии BIM, позволяющей не просто повторить геометрию объекта, но и учитывать материалы, из которых построен объект, и их свойства, а также специфицировать составные части беседки для последующего мониторинга. В качестве основной программы для моделирования была избрана Revit Architecture компании Autodesk.
Как отмечалось выше, изначально беседка была деревянной, поэтому мы и начали моделирование с этого материала. Поскольку программа Revit позволяет менять в модели материалы и составные элементы, то из деревянной модели легко получаются все последующие виды беседки, в том числе и современный.
На первом этапе моделирования были проведены серьезные исследования для восстановления использовавшейся ранее в этой беседке системы элементов доугун (до наших дней они не сохранились, так как при реконструкциях были заменены на железобетон). Из-за отсутствия документов восстановить некоторые узлы с полной достоверностью пока не удалось, в модели они представлены в нашем современном понимании. На основе этих исследований были построены компьютерные базовые элементы, из которых и собиралась система доугун. Аналогичная работа была проделана и с другими компонентами, из которых состоит беседка: колоннами, стойками, стропилами, черепицей
|
|
Затем из этих компонентов была собрана общая модель беседки.
Проведенная работа показала, что BIM-технология — и конкретно программа Revit — хорошо подходит для моделирования памятников архитектуры и исторических объектов. Поэтому было решено более широко использовать BIM-технологию для исследования архитектурных памятников Древнего Китая. А поскольку практически во всех серьезных сооружениях Среднего и Дальнего Востока применялась система доугун, то моделирование в Revit мы начали именно с нее.
Доугун (или доугун) — это консольная капитель, переходящая в карниз (в дословном переводе — выступ, карниз). Это чрезвычайно важный элемент в древней китайской архитектуре (и вообще в зодчестве всего буддийского Востока, в том числе Кореи и Японии). Главная задача доугун — поддерживать вынос кровли здания, соединяя опорные столбы и балки обвязки ярусов, а также передавать нагрузку от балок и крыши на колонну. Благодаря своему сложному составу такие элементы существенно снижали вероятность разрушения здания в результате сильного ветра или землетрясения.
Наибольшего развития доугун достигла в эпохи Тан (618−907 гг.) и Сун (9601279 гг.). В силу целого ряда причин это привело к высокому уровню стандартизации и унификации составляющих элементов (сейчас бы это назвали параметризацией и типоразмерами по ГОСТ), что позволило говорить о создании своеобразной системы доугун. Так появилось понятие цай — масштабной размерности, или модуля, для соотношения элементов. Цай имеет восемь уровней, которые используются в зависимости от размеров здания. Были введены также величины тяо — расстояние от главной до второстепенной оси, и пуцзо — уровень вложенности элементов.
К началу XII века система доугун уже стала своеобразным стандартом для определения размеров и пропорций зданий. Более того, на ее основе появилось руководство по расчету прочности несущих конструкций.
Элементы системы доугун выполнялись преимущественно из дерева, хотя этот материал считался в Китае весьма дефицитным. Последнее обстоятельство определило их применение главным образом при строительстве дворцов и храмов и сделало их в дальнейшем весьма престижными элементами здания.
В более поздние периоды китайская архитектура была ориентирована на каменные и кирпичные постройки с черепичными крышами, но большинство элементов системы доугун из дерева перешло в эти новые материалы, сохраняя стиль и красоту, но частично потеряв функциональность. При этом система продолжала развиваться и совершенствоваться вплоть до начала ХХ века.
Сегодня система доугун — неотъемлемая часть практически всех архитектурных памятников Китая, а также модный элемент современного строительства.
За более чем трехтысячелетний период своего существования доугун явила миру по сути параметрическую систему базовых элементов, используемых в объектно-ориентированном проектировании.
Поэтому, следуя логике развития доу-гун, вполне естественным было наше желание:
Фактически нам было необходимо создать в Autodesk Revit библиотеку параметрических семейств, содержащую все (хотя бы основные) элементы системы доугун. И такая библиотека была создана.
На сегодняшний день проделана основная часть работы — создано более двухсот параметрических семейств элементов, пополнение библиотеки продолжается, и этот процесс, похоже, будет носить перманентный характер.
Для получения целостного представления о системе доугун автор изучил много специальной литературы разных исторических периодов. По понятным причинам основным языком, на котором выполнялась эта работа, был китайский. Но библиотечные элементы можно напрямую использовать в любой локализованной версии Revit. Что касается перевода библиотеки на другие языки, например, на русский, то эта работа выполнима, однако все упирается в отсутствие утвержденного перевода многих терминов. Поэтому можно поступить так, как показано на рисунке, — просто использовать для элементов их китайские названия.
Следующим шагом после создания библиотеки элементов была проверка этих параметрических семейств на практике. Для моделирования был выбран храм Шенмудянь — памятник деревянного зодчества, которому более 900 лет. На выбор именно этого объекта повлияло и то обстоятельство, что при его создании использовались элементы системы доугун разных типов.
Естественно, храм состоит не только из элементов системы доугун, поэтому при его моделировании пришлось создавать семейства и других конструктивных элементов, что, впрочем, после работы с до-угун труда уже не составляло. Компьютерная модель, выполненная на основе BIM-технологии, позволяет не только сделать все пространство здания визуально доступным, но и специфицировать компоненты строения с целью музейного учета, контроля состояния и управления эксплуатацией.
В заключение автор хочет выразить благодарность компании Autodesk за программное обеспечение, которое она предоставила бесплатно для проведения исследований.
