№58
Июнь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 14 - Приложение Июль 2006

Архитектура


 Патракеева Наталья Павловна

аспирант УралГАХА Научный руководитель: кандидат архитектуры Пучков М.В.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРА ГОРОДА


Сегодня развитие городской среды ставит задачи перехода от застройки на свободных землях к комплексной реконструкции городов. В связи с этим появляется ряд вопросов, касающихся способов и технологий реконструкции. Проблемы композиции, перепланировки, застройки во время реконструкции могут быть более эффективно решены при помощи виртуальной модели территории. Поэтому вызывает интерес разработка технологии виртуального моделирования для проектов реконструкции города или его частей. Так, одной из особенностей проектирования и перепланировки является необходимость непрерывного тесного информационного взаимодействия между архитектором и специалистами смежных дисциплин.

Все острее ощущается потребность в применении средств коммуникации архитектора и заказчика, более продвинутых по сравнению с традиционными бумажными чертежами. В этой связи еще больший интерес представляет использование в качестве коммуникационного средства виртуальной модели. Новые социально-экономических отношения требуют быстрого принятия решений, анализа и расчета физического воздействия строительства до начала реализации проекта и инвестиций, поэтому виртуальная модель может занять значимое место в этом процессе.

Управление архитектуры и градостроительства г. Верхняя Пышма в 2005 году занималось поиском нового эффективного способа проектирования и реконструкции окружающей среды. Исторический центр города в последние десятилетия утратил часть своих функций и значение. Эксперименты с цветными картами и планами, картонными макетами и их комбинации не позволили разработчикам создать новую концепцию реконструирукции исторической части города, опираясь на прошлое и учитывая настоящее. Новый инструмент, позволяющий продемонстрировать варианты развития и перспективы исторической части города, а также использовать его в проектировании и эксплуатации, стал необходимостью.

Проект реконструкции исторического центра г. Верхняя Пышма был выполнен с использованием его виртуальной модели. Тем самым в короткий срок на основе такой модели реальной среды, в сочетании с предпроектными предложениями, удалось продемонстрировать варианты развития исторического центра города и спрогнозировать его дальнейшие перспективы.

Разработка виртуальной модели велась в несколько этапов. На первом осуществлялся сбор и анализ исходной информации. Бумажные планы зданий и сооружений, генпланы, схемы благоустройства, пояснительная записка к генплану, фотографии сверялись и уточнялись. Разные типы данных позволили сделать комплексный анализ реконструируемой части города. Информация, непосредственно касающаяся габаритов, пропорций, привязки к местности стала основой для второго этапа разработки виртуальной модели – создания библиотеки элементов виртуальной среды. Обработанные на компьютере полученные данные разных типов довели до их совместимости друг с другом – бумажные носители, карты и схемы сканировались и оцифровывались. При помощи собранной информации о типовых или новых проектах зданий и сооружений созданы элементы среды исторической части города. Следующий этап – это объединение всех таких элементов и сценариев просмотра в единую структуру.

Данная технология позволяет сделать виртуальную модель предельно точной, так как для ее создания используются «свежие» топосъемки, последние картографические данные и материалы городского архива. Наряду с информацией о местоположении, коммуникациях и координатах объектов, попадающих в реконструируемую область, собирался и другой материал. Анализ исторических данных, существующей транспортной системы и природных условий позволил оценить сегодняшнее экологическое, жилищное, культурно-бытовое состояние города и наметить пути его улучшения.

Город Верхняя Пышма отнесён к категории городов областного подчинения в 1946 году, хотя история возникновения города относится к середине XVIII века и связана с открытием и добычей золота на берегах реки Пышмы[6]. Сегодня город Верхняя Пышма входит в состав Свердловского внутриобластного района, представляющего собой единую взаимосвязанную систему эколого-экономической агломерации, крупнейшей на территории Уральского Федерального округа и в России в целом[3].

Город Верхняя Пышма – это поселение районного значения (схема 2), тяготеющее непосредственно к городу Екатеринбургу. К этой же группе поселений можно отнести такие города как Среднеуральск, Берёзовский и Арамиль. Транспортная составляющая градостроения, независимо ни от чего, определяет структуру поселения[1]. В 1991 году правительством Свердловской области был принят генеральный план застройки города Верхняя Пышма, рассчитанный на 20 лет. На тот период на каждую 1000 человек приходилось 20 автомобилей. Сегодня город Верхняя Пышма превышает этот уровень приблизительно в 20 раз, и эта цифра неуклонно увеличивается.

Схема 1. Схема благоустройства исторического центра г. Верхняя Пышма Схема 2. Верхняя Пышма в системе расселения

 

Вследствие непрерывного увеличения количества транспортных единиц, скоростей и интенсивности движения автомобилей, вопрос обеспечения безопасности движения и пропускной способности на дорогах стал приобретать всё большее значение[2]. Это обстоятельство означает, что тот образ города, каким он представлялся по генплану 1991 года, требует существенных изменений[6]. В действующем генеральном плане было принято решение обустраивать город вдоль одной транспортной оси – улицы Ленина.

Схема 3. Проектируемая транспортная система г. Верхняя Пышма (основные улицы)

С целью повышения безопасности движения и увеличения пропускной способности дорог в новом проектном решении предполагается снижение транзитного и градостроительного значения ул. Ленина, для этого планируется создать дублирующую улицу – Кривоусова (схема 3). Между двумя этими улицами будет заключено основное градостроительное ядро. Движение транспорта предлагается сделать односторонним – по улицам Ленина и Кривоусова, с развитой системой периферийных радиальных транспортных и композиционных связей для повышения пропускной способности центра города (схема 3).

Конфигурация развязки Ленина – Кривоусова – Фрунзе изменится коренным образом. Улица Фрунзе теряет своё значение, потому что проходная градообразующего предприятия, строящаяся на ул. Ленина, берёт все потоки движения на себя. Промежуток улицы Фрунзе между Ленина и Кривоусова станет их связью с двусторонним движением (схема 1). В связи с реконструкцией и усилением улицы Кривоусова и созданием единой транспортной системы возникает возможность «изъять» из транспортного оборота отрезок по ул. Орджоникидзе от Кривоусова до ул. Ленина, превратив его в пешеходную часть. Таким образом будет создан своеобразный переход от общественной части исторического центра к жилому кварталу, а также будет решена проблема обеспечения парковочными площадями Дворца игровых видов спорта (схема 1).

Основные грузовые потоки будут направлены в объезд жилых районов, в сторону промышленных предприятий: появятся новые скоростные магистральные городские и районные дороги, связывающие проектируемые районы городскими центрами, другими жилыми районами, местами работы и отдыха, магистральными дорогами областного и регионального значения (схема 3).

Одной из серьёзных проблем города является отсутствие территорий для жилищного строительства. Существующий жилой фонд города почти полностью попадает в санитарно-защитную зону от основных предприятий, также город имеет ряд внешних планировочных ограничений, препятствующих дальнейшему территориальному развитию. К природным факторам необходимо отнести залесенные территории с запада, северо-запада и севера, а с северо-востока, юга и юго-востока к территории селитьбы примыкают промышленные и коммунально-складские территории, которые тоже сдерживают реконструкцию некоторых территорий, пригодных под жилую застройку в связи с размерами их санитарно-защитных зон. Восточное направление развития Верхней Пышмы тоже невозможно в связи с действующим кладбищем. Эти факты значительно усложняет решение проблем дальнейшего развития города. Поэтому следует рассматривать альтернативные варианты.

Одним из таких вариантов может стать создание посёлков-спутников, вынос или перепрофилирование ряда производств и сокращение их санитарно-защитных зон, а также использование пахотных земель и залесенных территорий при максимальном сохранении лесных массивов. Несколько небольших новых районов можно разместить на землях, занятых под коллективные сады на территории города.

Обеспечение населения города комплексом культурно-бытового обслуживания – одна из задач градостроительства. Поэтому реконструкция и реставрация детских дошкольных учреждений, школ, учреждений здравоохранения, развитие физкультурно-спортивного комплекса, удовлетворение потребителей различными видами культурных учреждений и учреждений торговли, питания, бытового обслуживания учтены при создании виртуальной модели исторического центра г. Верхняя Пышма. Также исторический центр г. Верхняя Пышма берёт на себя деловую функцию – здесь расположено градообразующее предприятие, и будет располагаться администрация города (рисунок 1). Новые торговые и офисные площади и реконструированные здания привлекут предпринимателей.


 

Градостроительная картина, полученная в результате анализа, система топографических данных, фотографии позволили перейти к следующему этапу технологии создания виртуальной модели – к этапу обработки разных типов данных на компьютере до единства форматов. Вся необходимая информация, хранящаяся на бумажных носителях, сканировалась или фотографировалась и использовалась по мере необходимости в создании библиотеки элементов виртуальной среды. Каждый такой элемент является точной трехмерной копией объекта городской среды в реальном времени. Новые проектные предложения попадают в библиотеку также трехмерным фотореалистичным объектом.


 

На последнем этапе создания виртуальной модели новые градостроительные и архитектурные решения начинают жизнь в реально существующей городской средой. Строятся сцены наиболее вероятных и удобных путей движения человека. В виртуальной модели реконструкции исторического центра г. Верхняя Пышма за основной путь, который был анимирован, выбрано движение пешехода вдоль главной улицы города. Такой подход позволяет построить виртуальную модель, которая способна ясно сообщать видение проектировщиков и руководящих сил на принципы дальнейшего использования городской земли.


 

С помощью данной технологии виртуального моделирования урбанизированных территорий архитекторы могут реалистично представлять и успешно развивать наилучшие решения проектов, предварительно оценив их уместность и целесообразность по отношению к окружающей существующей городской среде. Виртуальная модель позволяет осуществить более эффективное взаимодействие архитектора, заказчика, инвесторов и общественности. Городские инфраструктуры могут оценить физическое воздействие новых проектов, сценариев использования земли и выработать наиболее верную тактику. Архитекторы, визуализируя разные варианты проекта, мгновенно могут демонстрировать их общественности и заказчикам и одновременно вносить предложенные изменения с целью улучшения. А политические деятели могут использовать виртуальную модель как средство связи с широкой общественностью.

Уникальность и многогранность виртуальной модели городской среды, как инструмента проектирования, очевидна. Умение быстро создавать иллюстративный материал – это революционный шаг в ходе подготовки к проектированию. Используя виртуальный мир мы фактически заглядываем в будущее, можем увидеть и оценить его прежде, чем произойдут изменения. Возможность включения в процесс планирования и проектирования практически каждого желающего – еще одна ценность виртуальной модели городской среды.

Разработка технологии создания такой модели и её реализация на проекте реконструкции исторического центра города Верхняя Пышма, учитывающая ряд специфических особенностей используемой информации, доказали свою уместность и необходимость. Благодаря обработке данных на компьютере значительно сокращены временные затраты на анализ информации, обработку и воспроизведение, повысились эффективность и качество работы. Снизилась трудоемкость операций, связанных с построением перспектив и редактированием. Дальнейшая перспектива использования технологии создания виртуальной модели состоит в её планируемом применении на других районных центрах.

В заключение хочется отметить, что технология виртуального моделирования открывает большие возможности. В перспективе (по мере развития технических возможностей) любой заказчик-пользователь сети Internet мог бы получить возможность "виртуального присутствия" при разработке и проектировании его заказа и в реальном времени "принимать участие" в создании неких вариантов (как минимум – наблюдать за их созданием) и даже вместе с архитектором или самостоятельно вносить свои предложения.

 


Библиография

  1. Голубев Г.Е. Автомобольные стоянки и гаражи в застройке городов. – М.: Стройиздат, 1988. – 252 с.
  2. Гохман В.А., Визгалов В.М., Поляков М.П. Пересечения и примыкания автомобильных дорог: Учеб.пособие для авто-дор. спец. вузов. 2-е изд., перераб., и доп. – М.: Высш.шк., 1989. – 7 с.
  3. Колясников В.А. Теория градостроительства: современные направления и концепции. Учеб.пособие. – Екатеринбург: Архитектон, 2003. – 7 с.
  4. В.Лобачев, В.Алешин, В.Афанасьев, А.Томилин. Новые проекты в области информационных технологий Центра управления полетами и моделирования (ЦУП-М) Российского космического агентства [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.citforum.ru
  5. Национальная доктрина градостроительства России. М:УРСС,2001.96 с.
  6. Осенкова М. Все дороги ведут в Верхнюю Пышму. Еженедельная газета «За медь» №11 (1315). – 2005. – 6 с.
  7. Романюк А., Сторчак А. Алгоритмы триангуляции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.citforum.ru
  8. СНиП 2.07.01-89*


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-50147 от 06.06.2012 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017