Что предшествовало BIM: вехи в истории развития «докомпьютерного» проектирования

Владимир Талапов

Что предшествовало BIM: вехи в истории развития «докомпьютерного» проектирования

Данная статья продолжает цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. С предыдущей статьей цикла можно ознакомиться здесь.

Сколько существует человечество, оно все время что-нибудь строит. А сколько существует строительство, столько существует и проектирование.

Методика и формы реализации архитектурно-строительного проектирования всегда менялись в угоду времени и зависели от уровня развития человечества в ту или иную эпоху.

Они же характеризовали и уровень этого развития, поскольку всегда учитывали и использовали самые современные на тот момент знания, изобретения и научно-технические достижения.

Другими словами, состояние проектно-строительной отрасли всегда характеризует и отражает степень развития всего общества.

В процессе развития проектирования десятилетиями, а то и веками вырабатывались, совершенствовались и доводились до высочайшего исполнительского уровня многочисленные методы и технологии его реализации.

Многие из этих технологий «докомпьютерного» (вернее, безкомпьютерного) проектирования, хотя и существуют уже несколько сотен лет, всё еще не стали «музейными экспонатами» - они успешно адаптировались к нынешним условиям и активно используются в современной проектной практике, конкурируя с новыми, уже компьютерными технологиями, либо становясь их идейной основой.

Так что история развития технологий архитектурно-строительного проектирования – это одновременно и экскурс по широкому спектру использующихся сегодня методов и инструментов проектирования.

Думается, такого больше нет ни в одной отрасли современной индустрии.

Восприятие проектируемых объектов через их плоские проекции

Реализуемый в наше время подход к проектированию любых возводимых человеком сооружений возник в Римской архитектурной школе XVI века и с тех пор принципиальных изменений не претерпел.

В Италии это была эпоха Возрождения. По шкале истории России это время примерно соответствует периоду правления Ивана Грозного.

Принципиальная суть этого возникшего 500 лет назад, но «современного» метода сотворения новых зданий заключается в том, что информация о проектируемом объекте накапливается, обрабатывается, представляется, используется и хранится в виде его плоских проекций: планов, фасадов, разрезов, перспективных видов и других графических изображений, а также в форме описательной (текстовой или табличной) части (рис.1).

 

Другими словами, все проектируемые здания, сооружения и объемные конструкции воспринимаются, исследуются, анализируются, разрабатываются и передаются строителям для возведения через их плоские проекции, количество, содержание и способы оформления которых определены (правильнее сказать, выстраданы) многовековой общечеловеческой практикой (рис.2).

 

Такой подход к проектированию, налагавший определенные ограничения на деятельность человека, закономерно влиял и на его результаты, в большей или меньшей степени определяя характер форм будущих зданий.

Во-первых, восприятие объема через плоскость неминуемо накладывало «технологический» отпечаток на сам проектируемый объект. А именно, здания в основном были ограничены фасадными плоскостями, а в плане имели систему прямоугольников с параллельными сторонами. Какие-либо закругления выполнялись или по дуге окружности, или по линии овала с четкой осью симметрии.

Иными словами, проектировалось все то, что хорошо ложилось на плоскость с помощью циркуля и линейки, то есть все то, что было технологично при таком подходе к проектированию.

Все отступления от этих правил были либо новаторскими и революционными, либо просто результатами ошибок и недоразумений, но в любом случае их было относительно немного.

Например, в Нью-Йорке с 1902 года стоит 22-этажный «дом-утюг», больше напоминающий не здание, а корпус корабля, из-за вынужденно очень острого угла между примыкающими стенами. Этот угол определился характером пересечения в этом месте Бродвея и Пятой авеню. Но это острый угол в плане, а фасады здания имеют классическую прямоугольную форму.

В свое время это 82-метровое здание (тогда – одно из самых высоких сооружений Нью-Йорка) своими нетрадиционными формами наделало много шума и привлекло всеобщее внимание, став одной из главных достопримечательностей города. Да и в наши дни нью-йоркский «дом-утюг» продолжает оставаться известным на весь мир (рис.3).

 

Сто лет назад треугольный только в плане «дом-утюг» был новаторством, смелым вызовом традиционной архитектуре и предметом широкого обсуждения. Сейчас во многих городах мира насчитываются уже сотни «домов-утюгов», которые так сильно уже никого не удивляют, и их число неуклонно растет.

А в Новосибирске даже есть здание (ныне – Дом национальной культуры им. Г.Заволокина), спроектированное и построенное в 1930х годах, у которого оси плана расположены под углом, лишь немного меньшим 90 градусов (примерно 86), так что его логичнее назвать «домом-бумерангом» (рис.4).

 

Исследователи до сих пор не могут понять, что бы это значило – ведь согласно стилю здания (конструктивизм), его почти типовому предназначению (первоначально здание проектировалось и строилось как фабрика-кухня) и строительной практике тех лет логичнее был бы все-таки иметь между осями прямой угол. Никаких внешних факторов в виде пересекающихся под острым углом улиц рядом со зданием на тот момент не было. Да и 86 градусов от 90 принципиально не отличаются.

И хотя здание строилось дольше обычного (видимо, трудно было строить под углом 86 градусов), на «распространенное» в то время вредительство в условиях обострения классовой борьбы это тоже не похоже. Так что загадка «дома-бумеранга» (даже не установлена фамилия автора проекта) уже много десятилетий продолжает будоражить умы историков и архитекторов.

Есть и другие угловатые исключения, но все они еще больше подтверждают общее правило господства прямолинейных форм, поскольку все остальное, окружающее эти постройки – также прямоугольное и геометрически правильное, в том числе и фасады самих этих «зданий-треугольников».

Во-вторых, технология восприятия трехмерного объекта по схеме «объем через плоскость» требовала, да и сейчас требует, от проектировщиков и строителей (часто главными действующими лицами здесь были одни и те же люди) умения правильно понимать, что же там изображено, то есть обладать так называемой «высокой культурой работы с чертежами».

Такая культура, вырабатывавшаяся у специалиста годами не только учебы, но и практической работы, включала в себя:

б) необходимость предельно точно и безошибочно выполнять проектную документацию как с инженерной, так и с чертежной точек зрения, что требовало: строго соблюдения при вычерчивании размеров постройки, масштаба чертежа, толщин и типов линий, условных обозначений, видов штриховок, размера и стиля шрифта, расположения и правильного заполнения таблиц и штампов, а также многих других условностей и особенностей инженерного черчения.

а) способность по плоским изображениям правильно увидеть замысел архитектора или инженера, как целиком, так и в отдельных деталях (даже появился термин – «умение читать чертежи»); умение «по трем проекциям» мысленно строить трехмерную модель будущего здания и «пропускать» через эту модель все остальные чертежи, первым делом проверяя их на соответствие этой самой «воображаемой» модели;

Отметим, что такие «строгости» в оформлении чертежной документации, порой граничащие с профессиональным фанатизмом, были совершенно необходимы и оправданы, поскольку обеспечивали единый стандарт, служивший определенной гарантией «правильного» прочтения чертежей специалистами.

Общепризнанным «высшим пилотажем» в области чертежной графики, характеризовавшим мастерство проектировщика, наряду с построением перспектив было выполнение разрезов зданий со всеми возникающими при этом (надо сказать, неестественными, поскольку здание в жизни никто не резал) слоями срезов и тенями.

И это чисто «виртуальное» изображение делалось не для того, чтобы поразить воображение заказчика, хотя именно это в первую очередь и происходило, настолько фантастическими казались виды разрезов.

Их главной задачей было донести до остальных специалистов информацию о внутреннем обустройстве здания, особенно в тех его частях и элементах, которые при внешнем осмотре не видны или вообще не доступны.

Такие работы неизменно вызывают восхищение наших современников, в первую очередь мастерством создания «воображаемой» модели и проецированием этой модели на выбранную плоскость.

Причем, если внимательно приглядеться, это все-таки не были «формальные» разрезы модели, которые сейчас бы выполнил компьютер (а он порежет все, что попадется под «лезвие» секущей плоскости), это были «разумно правильная геометрия плюс здравый смысл», поскольку решалась задача визуальной передачи информации об объекте (рис.5).

 

В третьих, при такой системе проектирования вся информация об объекте собиралась (считывалась) с бумажных носителей (чертежей), сводилась воедино, анализировалась, превращалась в