3.2. Применение макетов в проектировании

Рис. 67. Макет Камерино в руках покровителя города св. Венециано.

Автор – венецианский живописец Карло Кривели

История изготовления архитектурных макетов зданий началась почти одновременно с возникновением монументального строительства: именно в тот момент, когда впервые потребовалось объемно-пространственное изображение проектируемого здания. Еще в гробницах Египта находили миниатюры домов и храмов, роль которых была использована в религии для погребальных обрядов. В античной Греции макеты использовали для более понятных нам целей – модели из воска или дерева служили для оценки архитектурного проекта. Широко макеты начали использоваться в эпоху Возрождения – тогда создавались миниатюры церквей, соборов. Очень сложный, детализированный макет собора св. Петра в Риме был более 7 метров в длину. Изображение макетов зданий, моделей судов, карет и других объектов часто фигурируют в шедеврах живописи. На многих портретах и памятниках прошлых веков запечатлены схожие сцены – в руках у исторически значимой фигуры макет города. Это, своего рода, символ покровительства городу какого-либо святого или знаменитого человека. К примеру, в Киеве у Золотых ворот установлен памятник Ярославу Мудрому, который держит в руках макет Киева (рис. 68).

Рис. 68. Ярослав Мудрый, держащий макет Киева

Грандиозные замыслы – постройка корабля, собора, крепости – редко обходились без макетов. В России во времена Екатерины существовали придворные ювелирные мастерские, которые изготавливали потрясающие вещи – макеты каретных экипажей, кораблей, дворцов. Петр Первый был отличным макетчиком и очень ценил это искусство. В Санкт-Петербурге в музее военно-морского флота стоит отменно сделанная царем модель линейного корабля (это самый сложный вид моделирования).

Использование макетов в строительстве в нашей стране имеет многовековые традиции. Еще в Древней Руси при строительстве храмов широко применялись макеты, которые в то время служили источником передачи информации строителям о замысле зодчего.

Русские зодчие XVIII – XIX вв. широко применяли разрезные сборно-разборные макеты для наглядности экстерьера и интерьера здания. Примеры: макет Исаакиевского собора (рис. 69 и 70) и храма Спаса на Крови в Санкт-Петербурге (рис. 71).

Рис. 69. Архитектор Огюст Монферран с макетом собора

Рис. 70. Макет Исаакиевского собора

Рис. 71. Макет храма Спаса на Крови

Долгое время функции макетов были визуально-информативными, представляющими внешний вид здания, а также компоновку комплекса зданий или микрорайона.

Примерно с середины XVIII века макеты стали применяться не только для передачи в объеме проектных решений, но и в качестве инженерных моделей для расчетов и испытаний. Известный русский изобретатель Иван Кулибин успешно использовал деревянные макеты различных конструкций для установления характера имевшихся в них связей. Его подход в конструкторском макетировании был прост – он заменял в модели исследуемой конструкции отдельную палочку нитью и смотрел, что получится. Если нить провисала – связь работала на сжатие, если натягивалась – на растяжение.

Этот остроумный подход к показу характера конструктивных связей можно рассматривать как один из первых в мире способов визуализации получаемой из модели информации. А сам метод моделирования, получивший в дальнейшем название “палочно-веревочного треугольника”, лег в основу проектирования прежде всего многих мостовых и арочных конструкций того времени.

Описанным способом Иван Кулибин рассчитал беспрецедентный по своим размерам одноарочный мост через Неву в Санкт-Петербурге (к сожалению, проект не был реализован) (рис. 72). Кулибин наглядно показал, что важна не просто геометрия объекта, но и информация о его свойствах, и эта информация может содержаться в модели и при необходимости извлекаться из нее.

Рис. 72. Иван Кулибин. Проект одноарочного 300-метрового моста через Неву. Модель была изготовлена и испытана в 1772 году

На сегодняшний день архитектурный макет не утратил своей ценности и актуальности наряду с применением компьютерных трехмерных изображений архитектурных объектов.

В наши дни макеты особо значимых сооружений (мостов, зданий, микрорайонов и т.д.) периодически проходят испытания в “естественных” условиях, например, продуваются в аэродинамических трубах (рис. 73). Поэтому, в современных исследовательских макетах должны масштабироваться не только геометрические размеры, но и веса и прочностные характеристики составных элементов.

Рис. 73. Макет здания в аэродинамической трубе

Макеты также снабжаются специальными датчиками, способными замерять (и передавать на компьютер) точные значения давления на модель и другие параметры аэродинамического воздействия. Особое значение придается специальным видам визуализации, один из которых – съемка на фото и видеокамеры обтекания здания специально созданными потоками дыма, для лучшей наглядности составленными из отдельных полосок (рис. 74 – 76).

Значение макетирования в проектной деятельности стало настолько велико, что до сих пор почти во всех странах мира ни один по-настоящему крупный проект без макета не утверждается. За рубежом существует практика полноразмерного макетирования отдельных частей здания и внутренних помещений.

Рис. 74. Пример обтекания крыши макета высотного здания

Рис. 75. Пример обтекания двух однотипных зданий. Вид сбоку.

Виден вертикальный вихрь за первым зданием

Рис. 76. Обтекание двух однотипных зданий. Вид сверху. Среднее сечение.

За первым зданием видны два вертикальных вихря, которые создают переменную нагрузку на второе здание

Макеты выполняются в масштабе из картона, дерева или иных материалов (рис. 77). В современных условиях макеты можно создавать с использованием 3d-принтеров.

В рассматриваемом вопросе отдельно хотелось бы остановиться на макетах г. Саранска, отображающих новые жилые микрорайоны, строящиеся к Чемпионату мира по футболу в 2018 году (рис. 78, 79).

Рис. 77. Макет жилого поселка на берегу водоема

Рис. 78. Макет строящегося района в направлении с запада на восток

Рис. 79. Макет строящегося района в направлении с севера на юг