BIM как инструмент для сохранения исторического наследия

Представьте себе, насколько блеклым был бы мир без таких знаковых достопримечательностей, как Колизей или Тадж-Махал. Эти исторические сооружения — не просто архитектурные объекты. Они являются окнами в наше прошлое, сохраняя бесценные знания о культуре народов планеты.

К сожалению, многие из этих сокровищ находятся под угрозой разрушения и исчезновения. В таких ситуациях современные инженеры прибегают к BIM‑технологиям, которые помогают в реставрации или оцифровке сооружений, позволяя будущим поколениям наслаждаться ими так же, как и мы.

Роль BIM в сохранении культурных ценностей

Технологии информационного моделирования — это не просто разработка 3D‑моделей, а комплексная цифровая репрезентация физических и функциональных характеристик здания. Насыщенный информацией объект может быть использован для:

• Создания подробных описаний. В BIM фиксируется каждый аспект исторического здания, от замысловатой резьбы до скрытых конструктивных элементов. Этот цифровой архив становится незыблемой записью, сохраняя ценную информацию для будущих поколений
• Мониторинга эксплуатации. BIM‑модели можно использовать для оценки состояния конструкций зданий и выявления потенциальных проблем на ранних стадиях, что позволяет своевременно принять меры и избежать возможного дорогостоящего ущерба
• Планирования реставрации. Современные технологии помогают визуализировать сценарии и задумки по реставрации и консервации, что позволяет тщательно подготовиться к работам и минимизировать риски при их реализации
• Проведения экскурсий. Инструменты информационного моделирования могут быть использованы для создания интерактивных прогулок по памятникам архитектуры. Такие меры помогут вдохнуть жизнь в историю, воспитать уважение к культурному наследию и привлечь более широкую аудиторию, неспособную посетить объект лично

Особенности работы с памятниками архитектуры

Описание структуры и внешнего вида творений прошлых веков связано с рядом специфических задач. Некоторые участки сооружений могут быть недоступны или небезопасны для традиционных методов исследования. Кроме того, ко многим историческим зданиям не прилагается понятный или полноценный комплект строительной документации, что затрудняет изучение их первоначального дизайна и конструкции. Старинные постройки также часто имеют замысловатые формы и детали, требующие специальных инструментов и опыта для точного описания.

Технология BIM в сочетании с передовыми методами лазерного сканирования и фотограмметрии позволяет решить эти проблемы, гарантируя точность и полноту описания даже самых сложных исторических сооружений.

В результате подобных работ специалисты создают цифровую капсулу времени, в которой будут зафиксированы необходимые характеристики объекта культурного наследия в 3D‑формате, такие как:

• Геометрия и размеры: BIM‑модели точно передают сложные формы и замысловатые детали исторических сооружений
• Материалы и отделка: «в цифре» могут хранить информацию о материалах, использованных при строительстве, их состоянии и любых изменениях, которым они были подвержены

Также BIM позволяет документировать исторические строительные технологии, которые часто являются уникальными для определенных периодов и регионов, и прогнозировать износ здания с целью проведения консервационных работ.

Технологии информационного моделирования используют и для минимизации рисков во время проведения реставрации: создавая виртуальные симуляции, специалисты выявляют потенциальные проблемы и конфликты, снижая вероятность несчастных случаев и обеспечивая бесперебойное выполнение работ.

Всё дело в аутентичности

Одной из главных проблем при работе с памятниками архитектуры остаётся сохранение аутентичности. В этой области BIM предлагает несколько решений:

• Источники информации. В BIM‑платформы могут интегрировать базы данных исторических материалов и строительных технологий, направляя усилия по реставрации в сторону аутентичности
• Обратимость. BIM‑модели документируют первоначальное состояние сооружения и любые изменения, внесенные в ходе реставрации, что позволяет повторить работы в будущем и обеспечить обратимость вмешательства
• Оценка воздействия на культуру. Современные технологии можно использовать и для оценки потенциального воздействия предполагаемых работ на ценность и аутентичность объекта

Реальные кейсы применения BIM в реставрации и консервации архитектуры

Несмотря на то, что BIM открывает огромные возможности, его применение в проектах по сохранению архитектурного наследия требует уникального подхода. В отличие от современных зданий, исторические сооружения часто имеют сложную геометрию, замысловатые детали, а также неполную или неточную документацию.

Так, в Европе находятся одни из самых знаковых исторических объектов в мире, и многие страны активно используют BIM для их сохранения. Примером может служить Собор Нотр-Дам в Париже, пострадавший от разрушительного пожара в 2019 году. BIM‑технологии сыграли важную роль в процессе его восстановления, позволив точно воссоздать и сохранить историческую атмосферу здания.

Более актуальный случай — Колизей в Риме, находящийся на стадии комплексной реставрации с использованием технологий информационного моделирования. Разрабатываемые модели используются для описания всей конструкции, планирования работ и контроля за ходом их реализации. В столице Италии проходит работа и по созданию пространства дополненной реальности для гробницы Цецилии Метеллы и Палаццо Каэтани, в том числе с применением технологии 3D‑сканирования и исторической реконструкции.

Ключевые особенности этих проектов:

• Детальные 3D‑модели, созданные с помощью фотограмметрии, облаков точек и алгоритмов NURBS, передающие мельчайшие детали исторических объектов
• Интеграция концепции HBIM, которая рассматривает технологии информационного моделирования именно в рамках сохранения памятников культурного наследия
• Интерактивные виртуальные объекты (IVOs), которые повышают вовлечённость пользователей, позволяя им взаимодействовать с виртуальной средой и историческими событиями
• Открытые платформы и VPL: в проектах используются открытые платформы и языки визуального программирования (VPL) для разработки сценариев дополненной реальности. Это позволяет создавать интерактивный контент не только программистам, но и архитекторам и историкам
• За счёт автоматической синхронизации моделей в различных программах, моделирование и разработка интерактивных событий может проходить в режиме реального времени, что сокращает сроки реализации работ
• Специалисты могут подключиться к работе через различные устройства, включая виртуальные рабочие станции, ноутбуки, планшеты, мобильные телефоны и VR‑гарнитуры

Все эти факторы позволяют лучше понять и оценить состояние исторических зданий, привлечь к ним интерес широкой аудитории, а также предоставить людям интерактивные возможности для изучения архитектурного наследия.

Проекты по консервации реализуются и в других уголках планеты, например, в Индии. Так, работы по сохранению музея Мемориала Виктории демонстрируют возможности BIM в сочетании с инструментами IoT (интернет вещей) и анализа данных. Специалисты использовали камеры для отслеживания перемещения посетителей, что позволило получить ценные сведения для оптимизации их потока и обеспечения сохранности хрупких артефактов музея.

Сотрудничество в проектах по сохранению исторического наследия

BIM‑технологии способствуют беспрепятственному сотрудничеству между различными заинтересованными сторонами, участвующими в проектах по сохранению наследия, включая архитекторов, инженеров, историков, строителей, ремесленников, местные гражданские сообщества и государственные учреждения.

Работая с единой BIM‑моделью, эти заинтересованные стороны могут эффективно общаться, координировать свои усилия и добиваться оптимальных результатов в проектах по сохранению наследия своих предков.

Такое сотрудничество позволяет:

• Реализовать комплексный подход к реставрационным и консервационным работам
• Улучшить процесс принятия решений, обеспечив эффективность и экологичность своих усилий
• Способствовать обмену знаниями между различными дисциплинами, что приводит к более глубокому пониманию нашего прошлого и будущего

Выводы

Используя возможности BIM для описания, анализа, восстановления и демонстрации объектов исторического наследия, мы сможем обеспечить их сохранность для будущих поколений. Эти технологии позволяют заботиться о подобных зданиях во всех аспектах: при оценке степени износа, планировании и выполнении реставрационных и консервационных работ, а также просто в создании интерактивной цифровой копии объекта.

Таким образом мы не только сохряняем наши ценности, но и делимся историями древности с людьми по всему миру, способствуя межкультурному обмену.