Геодезические и фотограмметрические обмеры Смольного собора, макета собора и колокольни

В 2020 году «Фонд содействия восстановлению объектов истории и культуры» при поддержке «Газпром» планировал начать работы по достройке колокольни Смоленского собора, строительство которой было включено в проект Бартоломео Растрелли, но не реализовано.
Настоящее (существующее) здание Смольного собора построили с серьезными отступлениями от проекта Б.Ф. Растрелли. Поэтому возникла идея произвести обмеры Смольного собора и оригинальных макетов Растрелли (собора и колокольни), находящихся в Музее Академии художеств в Санкт-Петербурге), с целью принятия правильных архитектурно-художественных решений.

Безусловно, обмерить огромное здание собора и сравнительно небольшие по размерам его макета с соизмеримой точностью и детальностью (с учетом различий в масштабах) — задача непростая: с трудностями приходилось сталкиваться практически на каждом этапе, ошибки совершались и исправлялись, решения находились. В итоге, "понабивав шишек" и приложив все возможные усилия - мы справились!

Вдохновителем работы был один из ведущих реставраторов Санкт-Петербурга — Рафаэль Даянов, он и пригласил нас (ООО "Архитектурная Фотограмметрия (бывш. НПП "Фотограмметрия") к этому проекту. К сожалению, окончательного результата этих работ он не дождался (его не стало в январе 2020 года).

Лазерное сканирование макета трехмерная модель колокольни обмерный чертеж

Адрес объекта:
Смольный собор: г. Санкт-Петербург, пл. Растрелли, дом 1.
Макеты Смольного собора и колокольни: Музей Академии художеств, Санкт-Петербург, Университетская набережная 17

Сроки проведения работ на объекте:
октябрь - декабрь 2020 года

Выполненные работы:

Создание геодезического обоснования.

Все обмерные работы выполнялись в условной системе координат и высот.
За условный ноль при составлении чертежей Смольного собора была принята отметка верха цоколя с левой стороны от главного входа в собор. Геодезическое обоснование развивалось совместно со съемочными работами методом построения линейно-угловой сети с закреплением точек на стенах зданий. Точность сети в результате уравнивания по МНК составила 2-5 мм. Для выполнения измерений использовался электронный тахеометр Sokkia SET 530R3. Обработка полученных данных проводилась в программе Coordinate Transformer (разработка ООО «НПП «Фотограмметрия»).
За условный ноль при составлении чертежей макетов Смольного собора и колокольни была принята отметка верха цоколя с левой стороны от центрального входа западного фасада макета Смольного собора.

Обмеры Смольного собора и макетов.

Составление обмерной документации выполнялось по результатам трехмерного лазерного сканирования здания и макетов, выполненного ранее специалистами ООО «Архитектурная Фотограмметрия».
Для выполнения обмеров фасадов собора была использована технология наземного лазерного сканирования. Полевые работы включали: лазерное сканирование и определение координат опознаков с помощью электронного тахеометра. Для сканирования здания использовались трехмерные лазерные сканирующая система FARO Focus 3D х330.
Для выполнения обмеров макетов использовались следующие высокоточные сканирующие системы: лазерный сканер RS6 с манипулятором Hexagon Absolute Arm и трехмерная сканирующая система Artec Spider.
После обработки геодезических измерений, в программе ScanIMAGER (разработка ООО «НПП «Фотограмметрия») из облаков точек (рис.1, 2, 3) были сделаны ортофотопланы (рис. 4, 5. 6).

Исходное черно-белое облако точек отсканированного Смольного собора
Рис.1. Смольный собор. Исходное черно-белое облако точек.


Черно-белое облако точек макета Смольного собора
Рис.2. Макет Смольного собора. Черно-белое облако точек.


Макет колокольни Смольного собора черно-белое облако точек
Рис.3. Макет колокольни Смольного собора, черно-белое облако точек.


Ортофотоплан фасада Смольного собора окрашенный по отстояниям
Рис. 4. Смольный собор. Ортофотоплан фасада (окрашенный по отстояниям).


Ортофотоплан фасада макета Смольного собора окрашенный по отстояниям
Рис. 5. Макет Смольного собора. Ортофотоплан фасада (окрашенный по отстояниям).


Ортофотоплан фасада макета колокольни Смольного собора окрашенный по отстояниям
Рис.6. Макет колокольни Смольного собора. Ортофотоплан фасада (окрашенный по отстояниям).


Построения профилей архитектурных деталей и ортофотопланов осуществлялось на основе результатов лазерного сканирования.

Составление обмерных чертежей выполнялось в графическом редакторе AutoCAD преимущественно методом векторизации ортофотопланов.

Ортофотоплан Смольного собора по результатам лазерного сканирования
Черно-белый ортофотоплан северного фасада Смольного собора.

Ортофотоплан крыши смольного собора по результатам обмерных работ
Ортофотоплан кровли Смольного собора, как результат обработки данных лазерного сканирования.


Приведение макетов Смольного собора и колокольни к масштабу реального объекта.

Дополнительно были составлены комплекты чертежей макетов Смольного собора и колокольни в масштабах, приведённых к размерам реальных объектов. Вычисление масштаба было выполнено путем сравнения нескольких габаритных размеров Смольного собора и макета. Для сравнения были использованы планы и чертежи Западного и Восточного фасадов макета и собора. Измерялись габаритные размеры по цоколю, по уровню 1-го и 2-го этажей (рис.7), а также измерялось расстояние от верха цоколя до верха карниза над вторым этажом (рис.8). Результаты измерений приведены в таблице 1. В итоге был получен масштаб макета собора 1:64. Для приведения макета колокольни к масштабу реального объекта был взят такой же масштаб, как для макета Смольного собора. Таким образом, для приведения макетов к размерам реальных объектов, чертежи были увеличены в 64 раза.

Обмерный чертеж колокольни по макету Смольного собора
Обмерный чертеж фасада колокольни по макету Смольного собора

Обмерный чертеж Южного фасада Смольного собора
Обмерный чертеж Южного фасада Смольного собора

Обмерный чертеж план кровли макета Смольного собора
Обмерный чертеж. План кровли макета Смольного собора


Таблица 1
Собор Макет Знаменатель масштаба
Восточный фасад (мм) Западный фасад (мм) Восточный фасад (мм) Западный фасад (мм) Восточный фасад Западный фасад
Цоколь 60411 52514 944 821 63.99 63.96
1 этаж 52070 52130 822 822 63.34 63.42
2 этаж 51686 51829 805 808 64.21 64.14
Расстояние от цоколя до верха карниза над 2м этажом 26356 26391 415 414 63.51 63.75


Размеры колокольни Смоленского собора по уровню 1-го этажа
Рис.7. Размеры по уровню 1-го этажа.


Измерение расстояния от верха цоколя до верха карниза над вторым этажом по чертежу
Рис.8. Измерение расстояния от верха цоколя до верха карниза над вторым этажом.


Создание трехмерных полигональных моделей Смольного собора и макетов собора и колокольни.

В соответствии с Техническим заданием кроме обмерных чертежей были созданы детальные полигональные модели фасадов и кровель Смольного собора, а также макетов собора и колокольни. Моделирование поверхности выполнялось путем создания и редактирования нерегулярной сетки треугольников по облакам точек трехмерного сканирования. Обработка данных и 3D-моделирование выполнялось с применением следующих программных продуктов: ScanIMAGER, PolyWorks, Geomagic, Artec Studio, Meshlab.
В результате были составлены полигональные 3D-модели всех трех объектов в двух видах: с высоким разрешением (фактически с разрешением сканирования) и со средним разрешением, позволяющим более-менее комфортно работать с данными моделями на компьютерах со средней производительностью (рис. 9).

Трехмерная полигональная модель Смольного собора
Рис.9а. Трехмерная полигональная модель Смольного собора.


Трехмерная полигональная модель макета Смольного собора
Рис.9б. Трехмерная полигональная модель МАКЕТА Смольного собора.


Трехмерная полигональная модель макета колокольни Смольного собора
Рис.9в. Трехмерная полигональная модель МАКЕТА колокольни Смольного собора.


РЕЗУЛЬТАТ РАБОТ

Все готовые обмерные чертежи в соответствии с договором передаются заказчику в электронном виде в формате DWG. Масштабы чертежей приведены ниже:

- Фасады Смольного собора – 1:100.
- План кровли Смольного собора – 1:100.
- Планы-контуры здания Смольного собора – 1:100.
- Фасады макетов собора и колокольни– 1:2.
- Планы кровли макетов собора и колокольни – 1:1.
- Планы-контуры макетов собора и колокольни – 1:1.
- Фасады макетов в масштабе 64:1 – 1:100.
- План кровли макетов в масштабе 64:1 – 1:100.
- Планы-контуры макетов в масштабе 64:1– 1:100.

Трехмерные полигональные модели Смольного собора и макетов передаются в электронном виде, в формате OBJ в двух вариантах разрешения – высоком и среднем.

Справка по объекту:

Смо́льный собо́р (Воскресения Христо́ва Смо́льный собо́р) — православный храм Санкт-Петербурга, являющийся частью архитектурного ансамбля Смольного монастыря, находящегося в Санкт-Петербурге на левом берегу Невы на Смольной набережной.
В 1740-е годы Елизавета Петровна объявила члену Синода архиепископу Симеону, что желает на месте «Смольного дома» (дворца, в котором она прожила своё детство) построить величественный монастырь, где в тишине и покое завершит свои дни. В монастырский комплекс должны были войти храм с домовыми церквями и колокольней и институт для девушек из дворянских семей. Составление планов, фасадов и смет было поручено придворному обер-архитектору Бартоломео Франческо Растрелли.
Торжественная церемония закладки собора состоялась 30 октября 1748 года.
Собор строился очень быстро, уже готовили церковную утварь, в Москве отлили колокола, Растрелли выполнил проекты иконостасов, однако с началом Семилетней войны с Пруссией из-за недостаточного финансирования строительные работы замедлились. При Елизавете Петровне соборная церковь Воскресения выполнена безо всякой отделки, вчерне. После смерти Елизаветы Петровны работы постепенно остановились.
С 1762 года, после отъезда Растрелли в Италию, главным архитектором Смольного собора был назначен архитектор Ю. М. Фельтен. Из-за нехватки средств для сооружения здания училища внутренняя отделка собора не была завершена. Было окончательно решено не строить колокольню на уже подготовленных фундаментах.
Собор оставался недостроенным почти 70 лет, и его состояние постоянно ухудшалось. Трещины на сводах грозили обрушениями, высокие подвалы были затоплены водой.

«С величайшим трудом», как вспоминал позже Стасов, в стенах пробивали трубы для печей — по проекту Растрелли собор строился «холодным». Полы выстлали ревельской плитой, мраморные ступени и площадки для алтарей выполнили на екатеринбургских заводах. Из лиственницы изготовили двери и оконные рамы, установили чугунные хоры с решётками. Стены оштукатурили и окрасили в белый цвет, колонны и цоколи пилонов облицевали белым искусственным мрамором. Все работы были выполнены за три года, собор был достроен в 1835 году.

После революции 1917 года храм перешёл в управление церковной двадцатки.
В октябре 1922 года было принято решение Петросовета о закрытии собора, из него было изъято всё церковное имущество.
В 1931 году Смольный собор был закрыт.
После закрытия собор использовался как склад декораций. В подвалах собора был открыт бункер, который во время Великой Отечественной войны использовался А. А. Ждановым и позднее бункер был оснащён противоатомной защитой.
В 1967 году началась реконструкция собора, после которой здесь разместили экспозицию Музея истории Ленинграда «Ленинград сегодня и завтра», повествующую о текущих достижениях и перспективах развития города.
В 1990 году в соборе был открыт концертно-выставочный зал.
Летом 2004 года Смольный собор вошёл в состав Государственного музея-памятника «Исаакиевский собор». В нем проводились концерты хоровой музыки силами хора самого собора, академического Хора любителей пения при Государственной академической хоровой Капелле Санкт-Петербурга и др.
24 мая 2009 года епископ Гатчинский Амвросий отслужил в Смольном соборе первый после длительного перерыва молебен, а с 2010 года в Смольном соборе совершаются регулярные богослужения.
В 2015 году было принято окончательное решение о передаче Смольного собора в ведение Русской Православной Церкви.


АРХИТЕКТУРА

В плане собор имеет слегка удлинённый (за счёт входного притвора) базиликальный план и три нефа, в целом приближающийся к «греческому кресту», вписанный в такой же «греческий крест» каре монастырских стен с угловыми купольными часовнями по углам.

Собор построен в стиле пышного елизаветинского барокко, окрашен в светлый, мягкий голубой цвет, купола — в серый (изначально вся окраска предполагалась серой с белым и обильной позолотой). В проекте собора Растрелли исходил из идеи центрического храма, имеющего давние традиции в христианской архитектуре Востока и Запада. Однако императрица требовала традиционно-русский православный храм с пятиглавием, что и выполнил мастер, как это видно на деревянном макете, хранящемся в Музее Академии художеств в Санкт-Петербурге.

Растрелли не просто выполнил требование императрицы, он глубоко усвоил традиции древнерусского искусства. В процессе проектирования он нашёл смелое решение — почти вплотную придвинул боковые башни-колокольни к центральному куполу. При этом Растрелли не смутили конструктивные издержки: башни, поставленные под углом к центральному барабану, неловко стыкуются, световые проёмы барабана, призванные освещать подкупольное пространство, частично оказываются закрытыми. За счёт смелого приёма архитектор создал цельный образ с мощной динамикой. Эту композицию Растрелли обыграл барочными раскреповками — собранными в пучки колоннами и раскрепованными карнизами. Не случайно контрапунктический принцип формообразования этого шедевра Растрелли сравнивают с фугами Баха. Так типично барочная идея соединилась с традициями древнерусского искусства.

Собор достигает высоты 93,7 м. Апогеем этого движения, по первому замыслу архитектора, должна была стать огромная колокольня, наподобие Ивана Великого в Московском Кремле, высотой 140 м. Зрительный центр ансамбля оказался бы тогда смещённым относительно собора, что согласуется с традицией древнерусских монастырей, где зрительной доминантой является не собор (находящийся внутри монастырских стен), а высокая ярусная колокольня, совмещённая по вертикальной оси с надвратной церковью.

Колокольня, если бы она была построена, на 18 метров превзошла бы высоту шпиля колокольни Петропавловского собора, и она могла бы стать самым высоким зданием в Европе. Первый ярус колокольни должен был служить триумфальной аркой — парадным въездом в монастырь, второй — надвратной церковью, а в остальных трёх должны были располагаться звонницы. Колокольню должна была завершать маленькая башенка с тремя круглыми окнами и венчающей её главкой с крестом. Колокольню возвели на несколько метров от нулевого уровня, но в впоследствии она была разобрана. В ходе проведения в 2000-х годах археологических изысканий на месте предполагаемой колокольни на глубине около 4 метров был обнаружен фундамент внушительного здания. Под гранитным основанием забито порядка 10 тысяч свай из морёного дуба. Эта находка стала первым реальным подтверждением начала строительства колокольни Растрелли. Многие исследователи объясняют это исчерпанием государственной казны из-за Семилетней войны. Однако все остальные строения ансамбля (на первый взгляд менее значимые) Растрелли возвёл, а строительство колокольни приостановил ещё в 1756 году, до вступления России в Семилетнюю войну в августе 1757 года.

Заметив на макете конструктивное несовершенство проекта собора, Растрелли исправил его. Архитектурно-конструктивные решения, на которых остановил свой выбор Растрелли, заметно отличаются от представленных в макете. Однако это касается самого собора, а не колокольни.

В целом ансамбль Смольного монастыря не был завершён. Отсутствуют многие декоративные детали, интерьеры также не были завершены. Внутреннюю отделку выполнил архитектор В. П. Стасов в 1832—1835 годах. Однако даже не испытывающие пиетета к стилю барокко профессиональные зодчие отдавали должное творению Ф. Б. Растрелли. Согласно легенде, архитектор Джакомо Кваренги, представитель екатерининского классицизма последующей эпохи, несмотря на свой непримиримый характер и откровенную враждебность по отношению к творчеству Растрелли, останавливался напротив главного входа в Смольный собор, поворачивался к нему лицом, снимал шляпу и восклицал восторженно и уважительно: «Ecco una chiesa!» («Вот это храм!»).

Работы, проведенные на объекте ООО «Архитектурная фотограмметрия»:

  • Создание геодезического обоснования для Смольного собора.
  • Геодезические и фотограмметрические обмеры макетов зданий собора и колокольни.
  • Обмеры Смольного собора.
  • Обмеры макетов Смольного собора и колокольни.
  • Приведение чертежей макетов Смольного собора и колокольни к масштабу реального объекта.
  • Создание трехмерных полигональных моделей Смольного собора и макетов собора и колокольни.
  • Составление обмерной документации - обмерные чертежи (планы, фасады, кровля).

    Лазерное сканирование макетов Смольного собора - собора и колокольни


    Услуги лазерного сканирования и архитектурных обмеров от настоящих профессионалов!

    Мы имеем колоссальный опыт проведения обмерных работ на самых разнообразных объектах, памятниках истории и архитектуры, промышленных объектах, общественных зданиях и сооружениях. В нашем портфолио самые известные архитектурные объекты страны - Эрмитаж, Петропавловка, Константиновский и другие дворцы Санкт-Петербурга, России в целом и не только. География наших работ на ограничивается только нашей страной. Загляните в наше ПОРТФОЛИО


    Мы успешно совмещаем научно-технические исследования и разработки с производством обмерных работ. Благодаря этому, по основным направлениям деятельности, предприятие занимает лидирующие позиции по уровню технологий и способно решать самые сложные, в техническом отношении, задачи. О наших технологиях и разработках читайте подробнее в разделе ТЕХНОЛОГИИ.

    Наша компания осуществляет деятельность в таких направлениях как: архитектурная фотограмметрия,  инженерная геодезия и фотограмметрия, мониторинг зданий, сооружений, создание высокоточных трехмерных моделей, создание фотореалистичных моделей существующих объектов, разработку и поставку измерительных технологий и специализированного программного обеспечения. Подробнее с перечнем и содержанием услуг Вы можете ознакомиться в разделе УСЛУГИ

    Заказывайте проведение работ в нашей компании и Вы не прогадаете! - мы выполняем весь комплекс обмерных работ с высочайшим качеством и полным знанием дела. 
    Обращайтесь! Звоните по тел.  ☎  +7 (812) 992-26-85 
    Пишите! ✉ info@photogrammetria.ru
    Узнавайте подробности 🌐 photogrammetria.ru

    Распечатать

  • Похожие публикации

    Перечень объектов 2019 - 2020 год

    В период с 2019 по 2020 год специалистами компании НПП "Фотограмметрия" портфолио по обмерным работам на архитектурных объектах пополнилось 75 пунктами. За эти два года нашей организации удалось поучаствовать во многих интересных проектах, добавить в копилку работ комплексные обмеры на...

    Портфолио
    Подробнее...

    Архитектурные обмеры: Колокольня Воскресенского собора

    Адрес объекта: г. Шуя, Ивановская обл. Сроки проведения обмерных работ на объекте: май – июнь 2013 г. Работы, проводимые на объекте: лазерное сканирование, архитектурные обмеры. Историческая справка: Колокольня Воскресенского собора — сооружение уникальное по своему архитектурному облику,...

    Портфолио
    Подробнее...

    Создание обмерно-фиксационной документации по настенной живописи

    ПРИМЕНЕНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОБМЕРНО-ФИКСАЦИОННОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ПО НАСТЕННОЙ ЖИВОПИСИ НИКОЛЬСКОГО МОРСКОГО СОБОРА В КРОНШТАДТЕ Как известно, одной из важнейших задач при выполнении научной реставрации памятников архитектуры является создание полной, достоверной и точной...

    Технологии и разработки / Фотограмметрическая съемка
    Подробнее...

    Программный комплекс ScanIMAGER

    Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.
    Подробнее...

    Новочеркасский войсковой собор, полет по облаку точек

    3D модель горельефа Е.В. Вучетича, ВДНХ, г.Москва

    Аппаратно-программный комплекс PHOTOMICROMETER 3D

    ВЫСОКОТОЧНАЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ

    Фотограмметрический щелемер (сокращенно - фотощелемер, иначе - фотомикрометр) - это аппаратно-программный комплекс для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов.

    Перейти на сайт