BIM для памятников архитектуры: моделирование храма Баогосы в Китае

Владимир Талапов, Чжан Гуаньин

Эта статья написана по материалам доклада, сделанного авторами на международном симпозиуме «Истоки и развитие архитектуры в Древнем Китае: сравнительный анализ», проходившем 11-12 июля 2017 года в МАРХИ. По традиции упомянутые симпозиумы проводятся в разных странах мира, в прошлом году он был принят Москвой.

Рис. 1. В целом симпозиум прошел очень плодотворно, о чем говорят счастливые лица его участников (в кадр попали не все), особенно находящейся в центре Марианны Шевченко, профессора МАРХИ и главного организатора мероприятия.

К сожалению, наступившая после симпозиума экстремальная занятость не позволила авторам сразу опубликовать материалы своего доклада, но и сейчас, думается, они представляют немалый интерес для всех, кто «пошел в BIM», особенно в области исторических объектов.

Введение.

Настоящая работа представляет результат применения технологии BIM при создании информационной модели дошедшего до нас храма Баогосы – памятника деревянного зодчества Древнего Китая, вернее, его Дадяня (основного здания). В наибольшей степени моделирование велось на основе разработанной Чжан Гуаньином компьютерной библиотеки элементов системы доугун (http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=16409 ), лежащей в основе китайского деревянного зодчества. 

Сама библиотека элементов, описанная в монографии авторов (https://ardexpert.ru/article/7449 ), создавалась по канонам трактата «Инцзаофаши» («Образцы строительства»), определявшего в Китае правила использования системы доугун при возведении зданий и сооружений. В указанной монографии авторов также даны пояснения к параметрам и виду основных элементов, а также приведен достаточно подробный словарь терминов, связанных с системой доугун, использование которого, возможно, облегчит читателям знакомство с настоящей публикацией.

Краткая история храма Баогосы.

Первый храм Баогосы (Храм служения Родине) именовался «Линшаньсы» (название указывает, что он находится в горах Линшань) и был построен в эпоху династии Тан (618 – 907 гг), но в 845 году он подвергся полному разрушению. Вновь храм был выстроен в 880-881 годах и назван дошедшим до наших дней именем «Баогосы».

В эпоху Сун (960 – 1279 гг), когда на юге Китая бурно распространялся буддизм, храм Баогосы получил серьезное развитие. Дадянь (основное здание храма) был построен в 1013 году и сохранился до наших дней. В дальнейшем храм Баогосы претерпел несколько ремонтов и расширений. В частности, были построены здания: в 1020 году - Фанчжандянь (место проведения крупных обрядов моления), в 1032 году – Чаоюаньг (здесь встречаются с небожителем или святым человеком), в 1041-1048 годах – Цутан (храм предков), после чего храм Баогосы стал сформировавшимся комплексом зданий.

После реконструкции 1684 года храм Баогосы сильно изменил свой внешний вид. Ранее существовавший Дадянь, представлявший здание длиной и шириной в три помещения с одноярусной девятиребристой крышей, получил новую длину и ширину в пять помещений с двухъярусной крышей. Однако сунская структура храма Баогосы в этот период осталась практически без изменений. В дальнейшем сильный ущерб храмовому комплексу нанес пожар 1910 года, но к 1914 году было завершено его восстановление.

Рис. 2. Современный вид храма Баогосы, в центре расположен Дадянь.

Особенности Дадяня храма Баогосы и требования трактата «Инцзаофаши».

Система доугун – основа деревянного зодчества Древнего Китая, она использовалась и при возведении сооружений храма Баогосы. Однако, как уже отмечалось, Дадянь храма Баогосы был построен в 1013 году, а трактат «Инцзаофаши», вобравший в себя многовековой опыт и определявший правила применения доугун, появился лишь в 1103 году. 

Таким образом, Дадянь был построен на 90 лет раньше упомянутого трактата. Но изготовление элементов конструкций и само строительство в основном велось по правилам, указанным затем в «Инцзаофаши», хотя какие-то расхождения, конечно, были, например, слегка измененные значения основных параметров цай и цэ. Однако, мы не будем здесь насыщать голову читателей специфической терминологией, лучше представим побольше иллюстраций.

Рис. 3. Схема построения одного из элементов доугун с основными параметрами.

Конечно же, Дадянь храма Баогосы имеет много и других особенностей, связанных как с использовавшейся системой доугун, так и с методами построения здания вообще. В целом все это вписывается в основные правила возведения храмовых сооружений, принятые в Древнем Китае в эпоху Сун. Однако моделирование указанного здания потребовало как специального изучения индивидуальных особенностей памятника архитектуры, так и разработки дополнительных методик моделирования и адаптации компьютерной библиотеки элементов доугун под измененные формы и параметры.

Моделирование Дадяня храма Баогосы.

Как уже отмечалось, моделирование Дадяня храма Баогосы велось на основе созданной ранее библиотеки элементов системы доугун в программе Autodesk Revit, причем версии 2014. Причин для такого выбора версии программы две:

1. В свое время работа по созданию библиотеки элементов началась именно в версии 2014, в ней она и продолжается, что делает созданные элементы доступными для широкого круга пользователей, применяющих в том числе и более поздние версии Revit.
2. Возможностей Revit 2014 для столь сложного моделирования оказалось вполне достаточно, так что другие программы авторами не использовались.

Рис. 4. Модель Дадяня в интерфейсе китайскоязычного Autodesk Revit 2014 смотрится вполне органично.

При осуществлении работы по непосредственному моделированию Дадяня храма Баогосы можно выделить три основных этапа, реализовывавшихся почти параллельно.

Этап 1. Моделирование общих элементов здания и прилегающей территории, не относящихся к системе доугун. Здесь прежде всего надо отметить трехкупольную конструкцию Доуба Заоцзин, уникальную в этом сооружении, но сравнительно часто встречающуюся в деревянных храмах Древнего Китая. Фактически для ее добавления в модель Дадяня храма Баогосы была создана самостоятельная библиотека элементов.

Рис. 5. Заоцзин – купольная, квадратная или многогранная часть в потолке внутреннего помещения для его украшения. В Древнем Китае обычно использовалась в храме или монастыре и устанавливалась над алтарем. В Дадянь храма Баогосы таких куполов было три.

Этап 2. Адаптация созданных ранее библиотечных элементов доугун к особенностям храма Баогосы. Прежде всего это относится к изменениям пропорций между основополагающими параметрами цай и цэ, но, поскольку китайские зодчие при возведении храмов всегда проявляли свой индивидуальный «почерк», фактически проверке и необходимой корректировке подвергались все используемые библиотечные элементы. Однако это вполне укладывается в общую концепцию моделирования памятников деревянного зодчества Древнего Китая на основе библиотеки элементов доугун.

Рис. 6. Элементы доугун на восточных балках и южных угловых колоннах Дадяня храма Баогосы.

Забегая вперед, отметим, что проделанная работа еще раз убедила авторов в том, что при моделировании памятников архитектуры можно говорить о библиотеке фиксированных элементов только применительно к конкретному объекту. В случае же рассмотрения множества памятников, относящихся к некоторой эпохе, географической территории, стилю и т.п., в действительности создается библиотека шаблонов элементов, которая требует обязательной адаптации при переходе к конкретному историческому объекту.

Рис. 7. Доугун на колоннах под передним карнизом Дадяня храма Баогосы.

Этап 3. Использование адаптированных элементов при построении основной части каркаса Дадяня храма Баогосы и итоговой модели здания. Эта работа требует как серьезного анализа схемы построения сооружения, так и проработанной для каждого конкретного блока конструкций методики комплексного моделирования.

Рис. 8. Дадянь храма Баогосы: каркас крыши. После реконструкции в династии Цин (1644 – 1911 гг) под имеющейся крышей была добавлена еще одна, после чего крыша Дадяня стала двухъярусной.

Рис. 9. Дадянь храма Баогосы: объемные разрезы построенной модели.

Рис. 10. Дадянь храма Баогосы: совмещенные виды фасада здания.

Полученную в результате проделанной работы модель Дадяня храма Баогосы можно отнести к основной геометрически-информационной части общей информационной модели памятника архитектуры (https://ardexpert.ru/article/8680 ), которую затем следует наполнять всевозможными данными по сооружению и его составным частям. Например, по деревянной структуре колонн здания, присоединяя имеющуюся информацию к соответствующим элементам.

Рис. 11. Восьмигранная лепестковая комбинированная колонна имеет два типа: а) в центре круглый элемент, вокруг него восемь более узких; б) четыре круглых бревна соединены с четырьмя дугообразными элементами способом «шип-паз».

В дальнейшем построенная модель может использоваться для структурированного накопления, исследования, использования и хранения информации об указанном памятнике архитектуры, а также для мониторинга его состояния и даже эксплуатации. Для авторов же это был практический эксперимент по отработке методики моделирования памятников архитектуры Древнего Китая с использованием ранее созданной библиотеки элементов доугун.

Рис. 12. Визуализация модели Дадяня храма Баогосы.