Научная статья на тему 'РЕСТАВРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ НА ОБЪЕКТАХ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ: БАЗОВЫЕ АСПЕКТЫ ОЦИФРОВКИ ЗДАНИЙ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ И ПЛАНИРОВАНИИ РАБОТ'

РЕСТАВРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ НА ОБЪЕКТАХ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ: БАЗОВЫЕ АСПЕКТЫ ОЦИФРОВКИ ЗДАНИЙ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ И ПЛАНИРОВАНИИ РАБОТ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
134
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ОБЪЕКТЫ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ / СТРАТЕГИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ / ФЕДЕРАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ / ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗДАНИЯ / ИЗНОС ЗДАНИЯ / РЕСТАВРАЦИЯ / КАПИТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ / ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ЗДАНИЯ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Зуева Елена Сергеевна, Мещерякова Татьяна Сергеевна

Введение. Освещается проблематика эксплуатации объектов культурного наследия (ОКН). Представлена классификация ОКН и особенности их определения в различных странах. Проведен анализ статистических данных по ОКН в Российской Федерации, в том числе входящих в ЮНЕСКО. Рассмотрены особенности управления, проблемы мониторинга состояния ОКН. Основополагающим вопросом управления ОКН является охранная деятельность, которая базируется на уникальных моделях, сформированных разными странами на основе своего уникального опыта. Предложенный подход к созданию методологии проведения капитальных работ на ОКН с использованием цифровых двойников (ЦД) зданий имеет практическую значимость, поскольку дает возможность прогнозировать эксплуатационную пригодность, сохранность во времени объектов, обеспечивая необходимую степень проработки конструктивных разделов реставрации проектов ОКН. Цель исследования - описание современного подхода к прогнозированию и планированию капитальных работ на ОКН. Материалы и методы. Используются данные материалов национальной и международной нормативно-правовой базы в области градостроительной деятельности и охраны ОКН. Публичным источником статистической информации по ОКН является Единый государственный реестр ОКН. Применялись общие методы научного познания: методы эмпирического исследования (наблюдение, сравнение) и методы теоретического исследования (абстрагирование, анализ и синтез). Результаты. Определены базовые аспекты диагностики ОКН в условиях цифровой среды, позволяющие сформировать отдельные положения методологии создания ЦД объектов. Выводы. Проблематика проведения капитальных работ на ОКН не утрачивает своей актуальности для научных дискуссий в прикладных направлениях развития цифровых технологий строительной отрасли. Применение ЦД зданий даст возможность оптимизировать работы по проектной документации, минимизировать текущие корректировки в проектах на этапе их реализации, обеспечивая существенную экономию затрат в сравнении с современными практиками, а в конечном итоге достигнуть максимальной сохранности ОКН.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Зуева Елена Сергеевна, Мещерякова Татьяна Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESTORATION WORKS AND MAJOR REPAIRS AT CULTURAL HERITAGE SITES: BASIC ASPECTS OF BUILDING DIGITIZATION IN FORECASTING AND PLANNING OF WORKS

Introduction. The problematics of exploitation of objects of cultural heritage (OCH) is covered. The classification of OCH and peculiarities of their definition in different countries are presented. The statistical data on OCH in the Russian Federation, including those belonging to UNESCO, are analyzed. The peculiarities of management, problems of monitoring the state of OCH are considered. The fundamental issue of OCH management is the protection activity, which is based on unique models formed by different countries on the basis of their unique experience. The proposed approach to creating a methodology for capital works on OCH using digital twins (DT) of buildings is of practical importance, as it makes it possible to predict the serviceability and preservation in time of objects, providing the necessary degree of elaboration of structural sections of the restoration of OCH projects. The aim of the study is to describe the modern approach to forecasting and planning of capital works on OCH. Materials and methods. The data of the national and international normative-legal base in the field of urban planning and protection of OCH are used. The public source of statistical information on OCH is the Unified State Register of OCH. General methods of scientific knowledge were used: methods of empirical research (observation, comparison) and methods of theoretical research (abstraction, analysis and synthesis). Results. The conducted research determined the basic aspects of diagnosing OCH in a digital environment, allowing the formation of certain provisions of the methodology for creating digital twins of objects. Conclusions. The issue of capital works on the OCH does not lose its relevance for scientific discussions in the applied areas of development of digital technologies in the construction industry. The use of digital twins of buildings in the selected subject area of the study will optimize the work on project documentation, minimize current adjustments to projects at the stage of its implementation, providing significant cost savings in comparison with modern practices, and ultimately achieve maximum safety of the OCH.

Текст научной работы на тему «РЕСТАВРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ НА ОБЪЕКТАХ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ: БАЗОВЫЕ АСПЕКТЫ ОЦИФРОВКИ ЗДАНИЙ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ И ПЛАНИРОВАНИИ РАБОТ»

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ / REVIEW PAPER УДК 698

DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1148-1157

Реставрационные работы и капитальный ремонт на объектах культурного наследия: базовые аспекты оцифровки зданий при прогнозировании и планировании работ

Елена Сергеевна Зуева, Татьяна Сергеевна Мещерякова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Освещается проблематика эксплуатации объектов культурного наследия (ОКН). Представлена классификация ОКН и особенности их определения в различных странах. Проведен анализ статистических данных по ОКН в Российской Федерации, в том числе входящих в ЮНЕСКО. Рассмотрены особенности управления, проблемы мониторинга состояния ОКН. Основополагающим вопросом управления ОКН является охранная деятельность, которая базируется на уникальных моделях, сформированных разными странами на основе своего уникального опыта. Предложенный подход к созданию методологии проведения капитальных работ на ОКН с использованием цифровых двойников (ЦД) зданий имеет практическую значимость, поскольку дает возможность прогнозировать эксплуатационную пригодность, сохранность во времени объектов, обеспечивая необходимую степень проработки конструктивных разделов реставрации проектов ОКН. Цель исследования — описание современного подхода к прогнозированию и планированию капитальных работ на ОКН.

Материалы и методы. Используются данные материалов национальной и международной нормативно-правовой Р) м базы в области градостроительной деятельности и охраны ОКН. Публичным источником статистической информа-

g g ции по ОКН является Единый государственный реестр ОКН. Применялись общие методы научного познания: методы

сч сч эмпирического исследования (наблюдение, сравнение) и методы теоретического исследования (абстрагирование,

^ анализ и синтез).

^ Ф Результаты. Определены базовые аспекты диагностики ОКН в условиях цифровой среды, позволяющие сформиро-

о з вать отдельные положения методологии создания ЦД объектов.

с Ю Выводы. Проблематика проведения капитальных работ на ОКН не утрачивает своей актуальности для научных

¿q од дискуссий в прикладных направлениях развития цифровых технологий строительной отрасли. Применение ЦД зда-

ний даст возможность оптимизировать работы по проектной документации, минимизировать текущие корректировки ® Ф в проектах на этапе их реализации, обеспечивая существенную экономию затрат в сравнении с современными прак-

2 Е тиками, а в конечном итоге достигнуть максимальной сохранности ОКН.

¡5 КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: объекты культурного наследия, стратегическое планирование, федеральные объекты, жиз-

ненный цикл здания, износ здания, реставрация, капитальные работы, цифровой двойник здания

с

1= -ц ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Зуева Е.С., Мещерякова Т.С. Реставрационные работы и капитальный ремонт на объектах

О .2 культурного наследия: базовые аспекты оцифровки зданий при прогнозировании и планировании работ // Вестник

g £ МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 7. С. 1148-1157. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1148-1157

со >

CD ^

^ "о Автор, ответственный за переписку: Татьяна Сергеевна Мещерякова, meshcheryakovats@mgsu.ru.

z ■ i

от tj

w1 Restoration works and major repairs at cultural heritage sites: basic

| ° aspects of building digitization in forecasting and planning of works

Sb a

ю о -

CO -=

к

со g Elena S. Zueva, Tatiana S. Meshcheryakova

o _

rj g Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

Moscow, Russian Federation

z £ -

£

OT ° ABSTRACT

^ Introduction. The problematics of exploitation of objects of cultural heritage (OCH) is covered. The classification of OCH

p jj and peculiarities of their definition in different countries are presented. The statistical data on OCH in the Russian Fed-

(5 eration, including those belonging to UNESCO, are analyzed. The peculiarities of management, problems of monitoring

S the state of OCH are considered. The fundamental issue of OCH management is the protection activity, which is based on

S Ji unique models formed by different countries on the basis of their unique experience. The proposed approach to creating

J c a methodology for capital works on OCH using digital twins (DT) of buildings is of practical importance, as it makes it possible

O in to predict the serviceability and preservation in time of objects, providing the necessary degree of elaboration of structural

HQ sections of the restoration of OCH projects. The aim of the study is to describe the modern approach to forecasting and planning of capital works on OCH.

© Е.С. Зуева, Т.С. Мещерякова, 2023 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Materials and methods. The data of the national and international normative-legal base in the field of urban planning and protection of OCH are used. The public source of statistical information on OCH is the Unified State Register of OCH. General methods of scientific knowledge were used: methods of empirical research (observation, comparison) and methods of theoretical research (abstraction, analysis and synthesis).

Results. The conducted research determined the basic aspects of diagnosing OCH in a digital environment, allowing the formation of certain provisions of the methodology for creating digital twins of objects.

Conclusions. The issue of capital works on the OCH does not lose its relevance for scientific discussions in the applied areas of development of digital technologies in the construction industry. The use of digital twins of buildings in the selected subject area of the study will optimize the work on project documentation, minimize current adjustments to projects at the stage of its implementation, providing significant cost savings in comparison with modern practices, and ultimately achieve maximum safety of the OCH.

KEYWORDS: cultural heritage sites, strategic planning, federal facilities, building life cycle, building deterioration, restoration, capital works, digital twin of the building

FOR CITATION: Zueva E.S., Meshcheryakova T.S. Restoration works and major repairs at cultural heritage sites: basic aspects of building digitization in forecasting and planning of works. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(7):1148-1157. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1148-1157 (rus.).

Corresponding author: Tatiana S. Meshcheryakova, meshcheryakovats@mgsu.ru.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время к объектам культурного наследия (ОКН) относятся памятники, ансамбли и достопримечательные места, непосредственно связанные с историей общества и государства и обладающие историко-культурной ценностью1. Это в полной мере соответствует Конвенции об охране всемирного культурного и природного наследия, принятой в Париже 16.11.1972 на 17 сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО, ратифицированной Указом Президиума Верховного Совета СССР от 09.03.1988 № 8595-Х1.

Проблематика создания методологии сохранения ОКН имеет мировое значение, которое получает развитие с учетом актуальных проблем и новых инженерно-технических возможностей. В контексте социально-экономического развития страны исходными аспектами выступают бюджетные ограничения и нормативно-правовые условия реализации комплекса работ, направленные на «...обеспечение физической сохранности и сохранение историко-культурной ценности объекта культурного наследия, предусматривающие консервацию, ремонт, реставрацию, приспособление объекта культурного наследия для современного использования и включающие в себя научно-исследовательские, изыскательские, проектные и производственные работы, научное руководство проведением работ по сохранению объекта культурного наследия, технический и авторский надзор за проведением этих работ»2.

Сегодня возникает потребность и возможность внедрения цифровых технологий (ЦТ) управления эксплуатацией ОКН, позволяющих в режиме реаль-

1 Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации : Федеральный закон от 25.06.2002 № 73-Ф3 (ред. от 14.04.2023), ст. 3.

2 Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации : Федеральный закон от 25.06.2002 № 73-Ф3 (ред. от 14.04.2023), ст. 40 п. 1.

ного времени оценивать уровень износа объектов, своевременно обнаруживать проблемы, прогнозировать износ объектов и эффективно планировать финансирование работ на ОКН. Оцифровка ОКН дает возможность рассматривать управление его сохранностью в аспекте концепции оценки жизненного цикла объекта.

Объектом исследования выступают ОКН.

Предмет исследования, обуславливающий выделенную проблемную область, — формирование достоверного плана проведения капитальных работ на ОКН.

Цель исследования — описание современного подхода к прогнозированию и планированию капитальных работ на ОКН.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• дана характеристика проблемных областей капитальных работ на ОКН;

• проанализированы особенности комплексной диагностики ОКН;

• определены перечень и условия проведения капитальных работ на ОКН с учетом возможностей цифровых инструментов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование базируется на материалах национальной и международной нормативно-правовой базы в области градостроительной деятельности и охраны ОКН, а также на актуальных научных работах в области сохранения ОКН [1-20]. Публичным источником статистической информации по ОКН является Единый государственный реестр объектов культурного наследия народов Российской Федерации (ЕГРОКН).

Ввиду того, что статья носит обзорный характер, применялись общие методы научного познания: методы эмпирического исследования (наблюдение, сравнение) и методы теоретического исследования (анализ и синтез).

< п

iH *к

G Г

0 С/5

§ С/5

1 Z У 1

J со

и-

^ I

n °

О 3 О

zs (

О i о §

E M § 2

n 0

О £

r 6 t ( an

О )

Г!

® 00

00 В

■ T

s У с о Г к , ,

О О 10 10 U W

Научные исследования Scientific research

Методические указания Guidelines

Историко-культурная ценность Historical and cultural value Методические рекомендации Methodical recommendations

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Государственная историко-культурная экспертиза State historical and cultural expertise

Рис. 1. Методическая основа идентификации ОКН Fig. 1. Methodological basis for the identification of OCH

Законодательство РФ Legislation of the Russian Federation

Охранное обязательство Security obligation

Федеральный закон

№ 73-ФЭ Federal Law No. 73

W (0

N N

О О

N N

К ш U 3

> (Л

с и

m оо

. г

« (U j

<u 0J

О ё —■

о

о и

На рис. 1 представлена методическая основа идентификации ОКН.

Научные исследования в отношении ОКН выступают инструментарием, который помогает определить историко-культурную ценность объекта. Формирование подхода к созданию методологии проведения капитальных работ на ОКН с использованием цифровых двойников (ЦД) зданий является научной фундаментальной основой сохранности элементов историко-культурного наследия.

-, РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На первый квартал 2023 г. в Российской Федерации, согласно сведениям ЕГРОКН, насчитывалось 444 909 ОКН, из них 210 788 — объекты федерального значения (2416 входят в перечень ЮНЕСКО), 224 291 — регионального значения (35 входят в перечень ЮНЕСКО), 9830 — муниципального (3 входит в перечень ЮНЕСКО)3.

о со <м

3 Сведения из Единого государственного реестра объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) народов Российской Федерации. URL: https://opendata. mkrf.ru/opendata/7705851331-egrkn/

В общее количество ОКН входят следующие виды объектов:

• 372 760 281 памятника;

• 65 658 ансамбля;

• 6491 достопримечательных мест.

Кроме того, существуют выявленные ОКН, но не внесенные в ЕГРОКН.

Концентрация ОКН выше в европейской части нашей страны.

Субъекты РФ имеют право самостоятельно принимать отдельные законы, регулирующие правовой режим охраны ОКН, учитывая территориальные и климатические особенности того или иного региона.

Причины утраты ОКН характеризуются рядом факторов, основные из которых отражены на рис. 2.

Приведенные факторы требуют поиска дополнительных и наиболее эффективных мер по сохранению ОКН.

Важнейшим атрибутом эффективного управления проектами любой отрасли являются ЦТ, которые в первую очередь ориентированы на обеспечение оперативной обработки большого массива информации любой конфигурации, позволяющей принять корректное решение по проблеме.

ОТ "

от Е —

I §

^ с ю °

S 1

о Е

СП ^ т- ^

от от

N

г

S!

О (Я

Антропогенные

угрозы Anthropogenic threats

с 4

Экологические

угрозы

Environmental

threats

4 X

Угрозы природного характера Threats of a natural nature

• вандализм / vandalism

• коммерческое строительство / commercial building

• неправильный режим эксплуатации объекта / incorrect mode of operation of the object

• отсутствие грамотного подхода к реконструкции и реставрации lack of a competent approach to reconstruction and restoration

• загрязнение воздуха / air pollution

• техногенные катастрофы / man-made disasters

• кислотные дожди / acid rain

• развитие инфраструктуры и увеличение транспортного трафика на прилегающих территориях development of infrastructure and increase in transport traffic in the adjacent territories

■ частые дожди / frequent rains

■ порывистые ветры / gusty winds

■ неустойчивые грунты / unstable soils

J

Рис. 2. Факторы, влияющие на степень разрушения ОКН Fig. 2. Factors affecting the degree of destruction of OCH

Цифровая трансформация осуществляется и в строительной отрасли, при этом новое значение ЦТ приобретают для проведения капитальных работ на ОКН. В научных исследованиях активно рассматриваются цифровые модели ОКН, по сути, определяемые в качестве ЦД зданий. Данная тема

имеет фрагментарную реализацию на ОКН, однако до настоящего времени она не получила необходимого теоретико-методологического обоснования.

Основой построения ЦД ОКН служит комплексная диагностика объекта на основе проведения инженерно-геологических работ (рис. 3).

Координатные обмеры / Coordinate measurements

Выполняются геодезическим оборудованием (электронными тахеометрами) по ГОСТ Р 56905-2016. В результате работ собирается массив координат частей и деталей объекта, позволяющий графически изобразить объект в CAD-программах

They are carried out by geodetic equipment (electronic total stations) in accordance

with GOST R 56905-2016. As a result of the work, an array of coordinates of the parts and details

of the object is collected, which makes it possible to graphically depict the object in CAD programs

Фотофиксация / Photo fixation

Выполняется различным оборудованием для фиксации объекта и его деталей.

Является вспомогательным и справочным материалом для визуализации координатных обмеров,

в том числе панорамная фотосъемка

It is performed by various equipment for fixing an object and its parts. It is an auxiliary and reference material for the visualization of coordinate measurements, including panoramic photography

Стереофотограмметрические обмеры / Stereophotogrammetric measurements

Осуществляются стереофотограмметрическим оборудованием (цифровыми камерами,

стереокомпараторами, программными комплексами и т.д.). По трансформированным фотоснимкам

определяются геометрические параметры элементов и частей объекта

They are performed by stereogrammetric equipment (digital cameras, stereocomparators,

software systems, etc.). As a result of the work, according to the transformed photographs, the geometric

parameters of the elements and parts of the object are determined

Лазерное сканирование / Laser scanning

Проводится лазерными сканерами различных модификаций. Является одним из видов координатных обмеров, позволяющим собирать массивы координат в намного большем объеме за более короткое время

It is performed by laser scanners of various modifications. It is one of the types of coordinate measurements that allows you to collect arrays of coordinates in a much larger volume in a shorter time

Построение цифрового двойника ОКН / Construction of a digital twin of OCN

Выполняется на специализированных компьютерных программных комплексах по результатам координатных обмеров. Цифровые двойники могут быть различной сложности и насыщенности в зависимости от целей их построения

It is performed on specialized computer software systems based on the results of coordinate measurements. Digital twins can be of varying complexity and saturation, depending on the purpose of their construction

3D-печать / 3D printing

Выполняется на SD-принтерах в различных масштабах. Используется для визуального восприятия объекта. Является вариантом макетирования It is carried out on 3D printers at various scales. Used for visual perception of an object. Is a layout option

Рис. 3. Инженерно-геологические работы на ОКН Fig. 3. Engineering and geological work at OCH

to to

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

о о

10 10

u w

Создание цифровой модели ОКН определяет следующие результаты:

• выверенные/верифицированные геометрические копии объектов;

• конструктивные схемы объектов;

• физико-механические характеристики несущих элементов конструкций;

• совокупность дефектов сооружения, включая силовые дефекты;

• данные по конструктивным особенностям, прочностным характеристикам дефектов фундаментов;

• литологическое строение и физико-механические характеристики грунтового основания;

• данные по геологическим, гидрогеологическим, реологическим, карстово-суффозионным

и другим опасным явлениям в грунтовом массиве, окружающем объект;

• микрологические и экологические данные, позволяющие определить наличие негативных процессов в материалах конструкций, помещениях, а также грунтовом массиве;

• состояние инженерных систем и сетей.

На основании собранной информации создается ЦД ОКН с исполнительной документацией после проведения реставрационных работ для дальнейшего использования в процессе эксплуатации.

Цифровой двойник ОКН — это копия существующего объекта с выявленными дефектами, прочностными характеристиками материалов конструкций и грунтов, подстилающих и окружающих ОКН.

Отдельный проблемный вопрос — построение двойника основания и фундаментов (рис. 4).

(О (О

N N

О О

N N

К ш U 3

> (Л

с и

(0 00

. г

« (И

j

<D (D

О ё

---' "t^

о

о ^

8 « ™ . I

от Ц от Е

Е о

^ с ю °

S ц

о Е

СП ^ т- ^

от от

2 3

■S £

О (Я

Рис. 4. Работы по построению двойника основания и фундаментов Fig. 4. Works on the construction of a double base and foundations

По результатам выполненного анализа консолидированной информации выявляются проблемы сохранности ОКН, степень их критичности, определяющая срочность и приоритетность проведения строительных работ. По каждой из проблем осуществляются анализ причин возникновения, прогнозирование сценариев развития и возможность частичного или полного их устранения. Например, при определении процессов гниения деревянных свай ОКН зачастую констатируется их развитие на протяжении будущего периода жизненного цикла здания, предел которого может быть установлен в некотором диапазоне значений. В случае исключения или подтверждения мгновенного или кратковременного протекания процессов при существующих инженерно-геологических и гидрогеологических условиях принимается решение о превентивных или каких-либо радикальных мероприятиях (например, цементация фундаментной платформы и контакта «фундамент - грунт»). Также данная проблемная область оценивается из необходимых условий общей устойчивости здания ОКН.

Результаты исследования состояния основания и фундаментов входят в состав ЦД ОКН в виде данных:

• конфигурация, прочностные характеристики и дефекты фундаментов;

• физико-механические свойства грунтов основания и грунтов сжимаемой толщи;

• расчетные сопротивления фундаментов и грунтов основания;

• действующие напряжения под подошвой фундаментов;

• сравнение прочностных и деформационных характеристик грунтов основания и материалов фундаментов с действующими нагрузками.

Результаты инженерно-геологических исследований входят в состав ЦД ОКН в виде следующих сведений:

• инженерно-геологические разрезы с выделенными инженерно-геологическими элементами-слоями;

• физико-механические свойства грунтов сжимаемой толщи (плотность, влажность, пластичность, пористость, прочность, деформируемость);

• коэффициент постели грунта.

Опишем содержание типовой комплексной процедуры диагностики ОКН.

1. Анализ архивных материалов. При подготовке к проведению исследования производится поиск и изучение архивных материалов, относящихся к обследуемому ОКН, с целью определения:

• времени его первоначального возведения;

• конструктивного решения памятника;

• наличия и периодов проведения реконструкций, пристроек, перепланировок, усиления или замены конструктивных элементов.

При наличии сведений о выполненных ранее исследованиях осуществляется анализ развития деформаций и повреждений конструкций памятника.

2. Предварительное (визуальное) исследование выполняется путем осмотра конструкций и фиксирования дефектов, включая фотофиксацию, составление чертежей с указанием размеров и положения дефектов. При визуальном исследовании также устанавливается общее конструктивное решение здания. По результатам определяется общее состояние здания и намечаются конструкции, требующие углубленного детального изучения.

Основные типы дефектов, влияющие на несущую способность памятников:

• деформационные трещины, вызванные неравномерными осадками фундаментов: в стенах — сквозные трещины, пересекающие оконные проемы или проходящие по углам продольных и поперечных стен; в сводах — преимущественно диагональные, ветвящиеся или отсекающие углы трещины;

• внутреннее расслоение кладки вследствие физико-химических процессов, протекающих в массиве увлажненной кладки, с отрывом пилястр, выходом внутренних полостей на поверхности откосов оконных и дверных проемов;

• разрывы стальных воздушных связей, соединяющих пяты сводов и арок из-за общих деформаций памятников, а также разрывы внутристенных стальных связей;

• коррозия стальных внутренних связей в кладке стен и сводов, особенно интенсивная в местах выхода связей на поверхность кладки, разрыв кладки стен продуктами коррозии;

• повреждение кладки стен в местах интенсивного замачивания за счет вымывания раствора и размораживания кладки;

• химическая и биохимическая коррозия материалов кирпичной кладки и отделочных слоев в результате длительного замачивания;

• поражение деревянных конструкций гнилью вплоть до полной потери сечения, особенно интенсивно протекающее в опорных узлах балок на наружные стены и в местах постоянных протечек и узлах опирания стропил на наружные стены и зонах ендов;

• деформация опорных узлов и врубок, скол врубок, вызванные перегрузкой конструкций или уменьшением сечения в результате поражения гнилью.

3. Детальное (инструментальное) обследование, при котором производится:

• определение геометрических параметров основных конструктивных элементов памятника (толщины кладки стен и сводов, сечения стальных связей, расположение, сечение и шаг несущих балок и стропильных конструкций);

• установление конструктивного исполнения узловых соединений (в том числе глубина опирания балок);

• выявление составов перекрытий и покрытия; определение прочностных характеристик материалов конструкций;

< п *к

о Г и 3

О С/5 § С/5

У 1

о со

и-

^ I § °

О

=! (

2 2 о §

§ 2 § 0

2 £

> 6 * (

ф ) н

<1 о

ов в ■ г

(Л п (Я у с о Ф к , ,

2 2

О О

2 2

Ы Ы

M (О

N N

О О

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

N N

¡É Ш

U 3 > (Л

С И

U оо

. г

« (U

il ф ф

О ё —■

о

о У

Z ■ i

ОТ 13 от iE

Е о

CLU ^ с ю °

S3 ц

о Е

СП ^ т- ^

от от

• исследование состояния внутренних слоев массивных стен и перекрытий;

• материаловедческий анализ повреждений конструкционных материалов.

Все работы выполняются преимущественно с использованием неразрушающих методов контроля в соответствии с требованиями ГОСТ Р 555672013 «Порядок организации и ведения инженерно-технических исследований на объектах культурного наследия. Памятники истории и культуры. Общие требования».

Определение геометрических параметров основных конструктивных элементов и узлов памятника, составов перекрытий и покрытий осуществляется с помощью непосредственных обмеров, в том числе в шурфах и зондажах. Установление состава и состояния конструкций в скрытых и плохо доступных полостях и глубинных слоях кладки проводится с использованием приборов типа эндоскоп, позволяющих в отверстие диаметром 10-12 мм на глубину до трех метров вводить миниатюрную видеокамеру с кабелем, передающим сигнал на монитор.

Выявление прочностных характеристик стальных и железобетонных конструкций и оценка состояния материалов каменной кладки производятся преимущественно неразрушающими методами с применением приборов (молотков Шмидта). Для построения тарировочных зависимостей выполняются лабораторные испытания ограниченного количества отобранных образцов материалов.

4. Создание цифрового двойника ОКН. Исходные данные для расчетов и построений: геометрические параметры конструкций, прочностные характеристики материалов, нагрузки на конструкции, инженерно-геологические, гидрогеологические условия и др. При этом в обязательном порядке производится учет выявленных дефектов, снижающих несущую способность конструкций. Расчеты выполняются с помощью программно-вычислительных комплексов, например MSC Nastran, позволяющих проводить расчеты как в линейной постановке, так и с учетом различных видов нелинейности (физической, геометрической, конструктивной). Расчеты осуществляются как для отдельных конструктивных элементов памятника, так и для пространственных копий, включающих все конструктивные элементы памятника, фундаменты и модель грунтового основания, выбранного по полученным реальным характеристикам. Уста-

новление несущей способности конструкций производится с учетом требований строительных норм и правил. При выполнении расчета определяется достаточность несущей способности конструкций на действующие нагрузки и предельно допускаемые нагрузки на стены, колонны, лестницы и перекрытия, а также дается прогнозный расчет на эксплуатационную надежность памятника в будущем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Ввиду отсутствия открытых данных по уровню износа ОКН и информации по их выбытию из эксплуатации, основное мнение может быть сформировано на базе оценок экспертного профессионального сообщества. По различным оценкам, состояние от 50 до 70 % находящихся на государственной охране памятников истории и культуры характеризуется как неудовлетворительное, для большей их части необходимо принятие срочных мер по спасению от разрушения, повреждения и уничтожения [10-16].

Важным вопросом организационного порядка сохранения ОКН является актуализация и дополнение ЕГРОКН сведениями по состоянию ОКН, позволяющими определять исходные сведения для последующей оцифровки объектов и создания их ЦД. Формирование метаданных по характеристикам объектов возможно за счет применения технологии распределенного реестра (блокчейна) для улучшения систем и процедур долгосрочного хранения документации об ОКН и аутентификации, проверки происхождения и совместного использования цифровых объектов [17-20].

Таким образом, повышение эффективности мер по сохранению ОКН возможно за счет использования комплекса цифровых технологий. Данная тема до сих пор не нашла активного развития в РФ, несмотря на наличие необходимых отечественных программно-вычислительных комплексов и оборудования для формирования двойника здания. В ходе исследования приведен обзор основных этапов диагностики ОКН по созданию его ЦД, позволяющего своевременно реализовывать капитальные работы, снижать риск утраты ОКН, прогнозируя и планируя ремонтно-восстановительные работы на объектах.

Продолжение исследования связано с проведением экспертного опроса и формированием предварительной оценки по состоянию выделенных ОКН для дальнейшего сбора данных и формирования цифровых моделей объектов.

> i £

si

О И

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Cernaro A., Fiandaca O., Lione R., Minutoli F. The analysis of the maintained/disowned relationship among Firmitas, Utilitas, and Venustas to preserve

the cultural heritage: an H-BIM approach for the management of historic buildings // Buildings. 2023. Vol. 13. Issue 4. P. 1045. DOI: 10.3390/buildings13041045

2. Rebec K.M., Deanovic B., Oostwegel L. Old buildings need new ideas: Holistic integration of conservation-restoration process data using Heritage Building Information Modelling // Journal of Cultural Heritage. 2022. Vol. 55. Pp. 30-42. DOI: 10.1016/j. culher.2022.02.005

3. Arfa F.H., Zijlstra H., Lubelli B., Quist W. Adaptive reuse of heritage buildings: from a literature review to a model of practice // The Historic Environment: Policy & Practice. 2022. Vol. 13. Issue 2. Pp. 148-170. DOI: 10.1080/17567505.2022.2058551

4. Filippov Y.Y. Significance of historical and cultural architectural heritage of Kaliningrad region // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 291. P. 05016. DOI: 10.1051/e3sconf/202129105016

5. Battista G., de Lieto Vollaro E., Ocion P., de Lieto Vollaro R. Retrofit analysis of a historical building in an architectural constrained area: A case study in Rome, Italy // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. Issue 23. P. 12305. DOI: 10.3390/app122312305

6. Zhang Y., Dong W. Determining minimum intervention in the preservation of heritage buildings // International Journal of Architectural Heritage. 2021. Vol. 15. Issue 5. Pp. 698-712. DOI: 10.1080/ 15583058.2019.1645237

7. Miran F.D., Husein H.A. Introducing a Conceptual model for assessing the present state of preservation in heritage buildings: Utilizing building adaptation as an approach // Buildings. 2023. Vol. 13. Issue 4. P. 859. DOI: 10.3390/buildings13040859

8. Adegoriola M.I., Yung E.H.K., Lai J.H.K., Chan E.H.W., Yevu S.K. Understanding the influencing factors of heritage building maintenance management: findings from developed and developing regions // Building Research & Information. 2023. Vol. 51. Issue 5. Pp. 605-624. DOI: 10.1080/09613218.2023.2167698

9. Kustysheva I.N., Ermakova A.M., Shiroko-vaA.A. current problems and methods of preserving the objects of cultural heritage in Russia // Advances in Natural, Human-Made, and Coupled Human-Natural Systems Research. 2023. Pp. 235-244. DOI: 10.1007/978-3-030-78083-8_23

10. Montusiewicz J., BarszczM., Korga S. Preparation of 3D models of cultural heritage objects to be recognised by touch by the blind — case studies // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. Issue 23. P. 11910. DOI: 10.3390/app122311910

11. Giliberto F., Jackson R., Loustalot B.D., Elka-di H., Donovan K., Osman A. et al. Cultural heritage in the context of disasters and climate change: Insights from the DCMS-AHRC cultural heritage and climate change cohort. 2022. DOI: 10.48785/100/107

12. Щербина Е.В., Салмо А. Градостроительные риски утраты культурного наследия // Строительство: наука и образование. 2022. Т. 12. № 4. С. 4. DOI: 10.22227/2305-5502.2022.4.4

13. Lisienkova L., Shindina T., Lisienkova T. Development of a methodology for assessing the technical level of cultural heritage objects in construction // Civil Engineering Journal. 2021. Vol. 7. Issue 4. Pp. 662-675. DOI: 10.28991/cej-2021-03091680

14. Bruha L., Lastovicka J., Palaty T., Stefanová E., Stych P. Reconstruction of lost cultural heritage sites and landscapes: context of ancient objects in time and space // ISPRS International Journal of Geo-Information. 2020. Vol. 9. Issue 10. P. 604. DOI: 10.3390/ijgi9100604

15. Rodríguez-Gonzálvez P., Campo A., Muñoz-Nieto A., Sánchez-Aparicio L., González-Aguilera D. Diachronic reconstruction and visualization of lost cultural heritage sites // ISPRS International Journal of Geo-Information. 2019. Vol. 8. Issue 2. P. 61. DOI: 10.3390/ijgi8020061

16. Meshcheryakova T., Zueva E. The mechanism for managing cultural heritage objects, taking into account the possibilities of the digital environment // E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 389. P. 06031. DOI: 10.1051/e3sconf/202338906031

17. Stublic H., BilogrivicM., Zlodi G. Blockchain and NFTs in the cultural heritage domain: A review of current research topics // Heritage. 2023. Vol. 6. Issue 4. Pp. 3801-3819. DOI: 10.3390/heritage6040202

18. Stancic H., Bralic V. Digital archives relying on blockchain: overcoming the limitations of data immutability // Computers. 2021. Vol. 10. Issue 8. P. 91. DOI: 10.3390/computers10080091

19. Duca A., Bacciu C., Marchetti A. The use of blockchain for digital archives: a comparison between Ethereum and Hyperledger (AIUCD 2019) // Umanis-tica Digitale. 2020.

20. Abdullaev A., Saidov A., Aliev A. Problematic issues of providing validity and optimization of the exchange of archival information based on blockchain technology // 2021 17th International Asian School-Seminar "Optimization Problems of Complex Systems (OPCS)". 2021. DOI: 10.1109/opcs53376.2021.9588726

Потупила в редакцию 27 июня 2023 г. Принята в доработанном виде 10 июля 2023 г. Одобрена для публикации 10 июля 2023 г.

Об авторах: Елена Сергеевна Зуева — доцент кафедры менеджмента и инноваций; Национальный исследовательский Московской государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; zuevaes@mgsu.ru;

< П

i Н *к

G Г

0 С/5 § С/5

1 Z У 1

J CD

u-

^ I

n ° О

=¡ ( o i

o §

E M § 2

n 0

o £

r 6 t (

o )

ii

00 В ■ £

(Л У

с о

1 к

2 2 О О 2 2 W W

Татьяна Сергеевна Мещерякова — кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры менеджмента и инноваций; Национальный исследовательский Московской государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; meshcheryakovats@mgsu.ru.

Вклад авторов:

Зуева Е.С. — концепция исследования, написание исходного текста, итоговые выводы. Мещерякова Т.С. — развитие методологии, доработка текста, итоговые выводы. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

REFERENCES

(О (О

N N

О О

N N

¡É Ш U 3

> (Л

с и

U 00 . г

e (U j

ф ф

о ё

---' "t^

о

о У

8 « ™ . I

от Ц от Е

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Е о

^ с ю °

S ц

о Е

СП ^ т- ^

от от

2 3 ■8

Е!

О (Я

1. Cernaro A., Fiandaca O., Lione R., Minutoli F. The analysis of the maintained/disowned relationship among Firmitas, Utilitas, and Venustas to preserve the cultural heritage: An H-BIM approach for the management of historic buildings. Buildings. 2023; 13(4):1045. DOI: 10.3390/buildings13041045

2. Rebec K.M., Deanovic B., Oostwegel L. Old buildings need new ideas: Holistic integration of conservation-restoration process data using Heritage Building Information Modelling. Journal of Cultural Heritage. 2022; 55:30-42. DOI: 10.1016/j.culher.2022.02.005

3. Arfa F.H., Zijlstra H., Lubelli B., Quist W. Adaptive reuse of heritage buildings: from a literature review to a model of practice. The Historic Environment: Policy & Practice. 2022; 13(2):148-170. DOI: 10.1080/17567505.2022.2058551

4. Filippov Y.Y. Significance of historical and cultural architectural heritage of Kaliningrad region. E3S Web of Conferences. 2021; 291:05016. DOI: 10.1051/ e3sconf/202129105016

5. Battista G., de Lieto Vollaro E., Oclon P., de Lieto Vollaro R. Retrofit analysis of a historical building in an architectural constrained area: a case study in Rome, Italy. Applied Sciences. 2022; 12(23):12305. DOI: 10.3390/app122312305

6. Zhang Y., Dong W. Determining minimum intervention in the preservation of heritage buildings. International Journal of Architectural Heritage. 2021; 15(5):698-712. DOI: 10.1080/15583058.2019.1645237

7. Miran F.D., Husein H.A. Introducing a conceptual model for assessing the present state of preservation in heritage buildings: utilizing building adaptation as an approach. Buildings. 2023; 13(4):859. DOI: 10.3390/ buildings13040859

8. Adegoriola M.I., Yung E.H.K., Lai J.H.K., Chan E.H.W., Yevu S.K. Understanding the influencing factors of heritage building maintenance management: findings from developed and developing regions. Building Research & Information. 2023; 51(5):605-624. DOI: 10.1080/09613218.2023.2167698

9. Kustysheva I.N., Ermakova A.M., Shiroko-va A.A. Current problems and methods of preserving the objects of cultural heritage in Russia. Advances in

Natural, Human-Made, and Coupled Human-Natural Systems Research. 2023; 235-244. DOI: 10.1007/978-3-030-78083-8_23

10. Montusiewicz J., Barszcz M., Korga S. Preparation of 3D models of cultural heritage objects to be recognised by touch by the blind — case studies. Applied Sciences. 2022; 12(23):11910. DOI: 10.3390/ app122311910

11. Giliberto F., Jackson R., Loustalot B.D., Elka-di H., Donovan K., Osman A. et al. Cultural heritage in the context of disasters and climate change: Insights from the DCMS-AHRC Cultural Heritage and Climate Change Cohort. 2022. DOI: 10.48785/100/107

12. Scherbina E.V., Salmo A. Urban planning risks of losing cultural heritage. Construction: Science and Education. 2022; 12(4):4. DOI: 10.22227/23055502.2022.4.4 (rus.).

13. Lisienkova L., Shindina T., Lisienkova T. Development of a methodology for assessing the technical level of cultural heritage objects in construction. Civil Engineering Journal. 2021; 7(4):662-675. DOI: 10.28991/cej-2021-03091680

14. Brúha L., Lastovicka J., Palaty T., Stefano-vá E., Stych P. Reconstruction of lost cultural heritage sites and landscapes: context of ancient objects in time and space. ISPRS International Journal of Geo-Information. 2020; 9(10):604. DOI: 10.3390/ijgi9100604

15. Rodríguez-Gonzálvez P., Campo Á., Muñoz-Nieto Á., Sánchez-Aparicio L., González-Aguilera D. Diachronic reconstruction and visualization of lost cultural heritage sites. ISPRS International Journal of Geo-Information. 2019; 8(2):61. DOI: 10.3390/ijgi8020061

16. Meshcheryakova T., Zueva E. The mechanism for managing cultural heritage objects, taking into account the possibilities of the digital environment. E3S Web of Conferences. 2023; 389:06031. DOI: 10.1051/ e3sconf/202338906031

17. Stublic H., Bilogrivic M., Zlodi G. Blockchain and NFTs in the cultural heritage domain: A review of current research topics. Heritage. 2023; 6(4):3801-3819. DOI: 10.3390/heritage6040202

18. Stancic H., Bralic V. Digital archives relying on blockchain: Overcoming the limitations of data im-

mutability. Computers. 2021; 10(8):91. DOI: 10.3390/ computers10080091

19. Duca A., Bacciu C., Marchetti A. The use of blockchain for digital archives: A comparison between Ethereum and Hyperledger (AIUCD 2019). Umanistica Digitale. 2020.

Received June 27, 2023.

Adopted in revised form on July 10, 2023.

Approved for publication on July 10, 2023.

20. Abdullaev A., Saidov A., Aliev A. Problematic issues of providing validity and optimization of the exchange of archival information based on blockchain technology. 2021 17th International Asian School-Seminar "Optimization Problems of Complex Systems (OPCS)". 2021. DOI: 10.1109/opcs53376.2021.9588726

Bionotes: Elena S. Zueva — Associate Professor of the Department of Management and Innovation; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; zuevaes@mgsu.ru;

Tatiana S. Meshcheryakova — Candidate of Economics Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Management and Innovation; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; meshcheryakovats@mgsu.ru.

Contribution of the authors:

Elena S. Zueva — research concept, development of methodology, writing the original text, final conclusions. Tatiana S. Meshcheryakova — development of methodology, revision of the text, final conclusions. The authors declare that there is no conflict of interest.

< П

i H * к

G Г

S 2

o n

l о

y 1

J со I

n

О S o

=! ( О ?

n

E СЯ

П 2

n 0

о 6

r 6 t ( an

О )

D а

ю n

■ г

s S

s у

с о

DD К , ,

M M О О 10 10 u w

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.