Экосистемный метод инженерной реставрации

Сохранение и реставрация недвижимых памятников истории и культуры сопряжены с решением большого количества проблем, связанных с техногенными и природными изменениями окружающей среды, в частности геологической, а также длительностью протекающих процессов. Эти проблемы (технические, экономические, социальные, гуманитарные, исторические и т.д.) носят столь разноуровневый, разноплановый и взаимообуславливающий характер, что без системного подхода к их решению невозможно эффективное управление сохранением культурного наследия.

В основу такого подхода должно быть положено выявление доминирующих факторов риска в данный период времени и разработка строго адекватных мер реагирования. Понятно, что такой подход к сохранению недвижимых памятников истории и культуры требует и соответствующего набора методов, способов, средств исследований, проектирования, выполнения реставрационных работ, производства строительных материалов. В сжатом и образном виде данный принцип может быть охарактеризован формулой «мысли глобально – действуй локально». 

Одной из основных причин ухудшения состояния памятников архитектуры является влияние грунтовой среды и, прежде всего, изменения гидрогеологических условий, которые в своей основе носят не только локальный, но и глобальный характер, проявляясь на всех уровнях рассматриваемых природно-технических систем (мега-, макро-, мезо-, мини-, микроуровнях).

В ряду основных проблем инженерной реставрации стоят естественное старение памятников (физическое выветривание, коррозия, деструкция материалов), изменение условий природной (загрязнение воды, грунта, воздуха) и социальной (снижение уровня культуры, повышение социальной напряженности) среды, несовместимость современных материалов и технологий с древними (проблема подлинности), ресурсосбережение.

Особо острой проблемой в деле сохранения недвижимых памятников истории и культуры стало изменение гидрологических условий, чаще всего подъем уровня грунтовых вод и подтопление территорий. Подтопление грунтовых оснований снижает устойчивость зданий и сооружений и резко увеличивает эксплуатационные затраты на их сохранение. Интенсивный процесс урбанизации в XX веке превратил эту проблему для городов в бедствие. Актуальность ее возрастает, особенно для древних памятников архитектуры.

Повышенная влажность окружающей среды или увлажнение белого камня и известкового раствора является благоприятным условием для жизнедеятельности различных биоорганизмов, поскольку строительный материал становится для них питательной средой. Даже эпизодическое увлажнение конструкций приводит к тяжелым последствиям и является одной из причин структурного разрушения строительных материалов. Разрушения, вызываемые микроорганизмами, относятся к биохимическому воздействию, так как часто связаны с серной кислотой, выделяемой бактериями в процессе их жизнедеятельности. В результате активной биологической и биохимической эрозии с каждым годом возрастает интенсивность утраты белокаменной облицовки с художественной резьбой на таких уникальных памятниках, как Дмитриевский собор в г. Владимире, Рождественский собор в г. Суздале, Георгиевский собор в г. Юрьев-Польском и других.

Проведенное за последние годы обследование свыше двухсот объектов на территории Владимирской и соседних областей показало, что около семидесяти процентов из них деформированы в результате ухудшения гидрологических условий. Причем, большей деформации подвергаются капитальные здания древней застройки с ослабленной конструктивной жесткостью подземной части и убывающей под действием эрозионных процессов прочностью конструкционных материалов верхнего строения.

Проблемы подтопления городов носят не локальный или региональный, а глобальный характер. Увеличение объема грунтовых вод наблюдается в настоящее время повсеместно, а причины этого процесса весьма разнообразны. Образование фазового состава подземных вод и накопление их в грунте происходит в определенных условиях под действием эндогенных (природных) и антропогенных (в результате деятельности человека) режимообразующих факторов. Установлено, что природные условия в период технического прогресса быстро изменяются. Нарушение системы природных дрен и водоемов, возрастающий циркуляционный объем городского водопотребления способствуют накоплению и удерживанию водной массы в грунтах, порождая все новые экологические, геомеханические и бытовые проблемы подземной части исторических городов Владимирской области. Кроме того, оценивая соотношение воды в парообразном, жидком и твердом состояниях и ее распределение на Земле, под землей и в атмосфере, можно сделать вывод, что наблюдается динамика роста объема воды в жидком состоянии и накопление ее в грунтовой толще. Основными причинами этого процесса можно считать:

- уменьшение объема воды в твердом состоянии и переход ее в жидкое за счет потепления климата, а следовательно таяния ледников и вечномерзлых грунтов;

- уменьшение испарений за счет сокращения растительного покровов Земли, увеличения площади застройки городов, асфальтовых и других паронепроницаемых покрытий, сокращения площади испарения зеркала водной поверхности и объема воды в водоемах, вызванного увеличением водохозяйственного потребления и уменьшением поверхностного стока;

- накопление воды в грунтовой толще за счет уменьшения дренажного стока, обусловленного уплотнением природных структур грунта при застройке городских территорий, формирования кольматационных водоупоров верховодки, создания подпора потоков подземных вод заглубленными сооружениями, заиливания рек, озер и других природных дренажных систем, возрастания утечек воды из инженерных коммуникаций и т.п. 

Большинство наиболее значимых памятников культурного наследия Владимирской области в городах Владимир, Суздаль, Муром, Гороховец построены на возвышенных местах, на склонах рек, что делает вопросы противооползневой защиты весьма актуальными.

Другой специфической угрозой для памятников Владимирской области в частности г. Суздаля является их расположение на просадочных грунтах, когда в случаях изменения гидрологических условий их свойства резко ухудшаются.

Рассматривая современное состояние обозначенных вопросов как этап перехода от накопленной информации к теоретическим обобщениям и выводам, можно говорить о том, что экосистемная реставрация должна вобрать в себя элементы всех предшествующих реставрационных теорий: стилистической, археологической, фрагментарной, целостной реставрации и в итоге прийти им на смену.

Основополагающие принципы экосистемной реставрации рассмотрены в диссертационной работе директора НПФ «Тектоника» Е.В. Косыгина. В результате проведенных исследований на уникальных исторических и архитектурных объектах Владимирской области разработан экосистемный метод инженерной реставрации, представляющий собой комплексный, логически и иерархически выстроенный, хорошо формализованный методический и программный аппарат для решения широкого круга научно-исследовательских, изыскательских, проектных, производственных, управленческих задач по сохранению недвижимого наследия.

Среди основных принципов экосистемного метода можно выделить следующие:

- рассмотрение архитектурного наследия как части экологического комплекса, что стало необходимым из-за ускорения динамики протекающих в нем процессов, с одной стороны, и длительностью жизни памятника, – с другой, из-за чего по сравнению с современными сооружениями влияние факторов экологического риска на памятник архитектуры многократно возрастает.

- представление объекта реставрации в виде природно-технической системы памятник-среда в трех аспектах: структурно-иерархическом, диалектическом и кибернетическом.

- выбор из множества – ограниченного количества ранжированных факторов наибольшего риска для конкретного памятника в определенный промежуток времени, организация мониторинга по наиболее значимым выбранным параметрам, прогноз состояния памятника и на этой основе управление реставрацией и сохранением памятников истории и культуры.

- выбор на основе системотехнического анализа из множества возможных методов и средств технической диагностики состояния памятника минимального, эффективного и доступного набора, отвечающего решению задач инженерной реставрации.

- выбор и разработку методов и направлений исследований, востребованных практикой инженерной реставрации, среди которых:

- инженерно-археологические исследования;

- геотехнический мониторинг;

- численные методы моделирования, расчета и прогноза состояния грунтовых оснований и фундаментов;

- укрепление древних каменных конструкций.

- иерархию как объектов реставрации, так и решений ключевых задач управления сохранением недвижимого культурного наследия с переходом от их естественного отбора к искусственному на основе современных информационных технологий. Задача управления заключается в том, чтобы  при  научно  обоснованных  ограничениях  на параметры состояния компонентов системы «памятник-среда» из условий обеспечения термодинамического, экологического и социального равновесия минимизировать ресурсоемкость (время, труд, материалы, энергию, финансы), не нарушая сбалансированности всех компонентов природно-технической системы как в глобальном, так и в локальном масштабах.

- переход в реставрационной теории от поиска ответов на вопросы: что, в каких формах и стилях восстанавливать и реставрировать к рассмотрению вопросов, не отрицая первых: как это сделать наиболее рациональным и гуманным путем, какие при этом использовать средства, методы, материалы и технологии? Тогда методологически иерархию природнотехнических систем достаточно ограничить пятью уровнями: локальным, объектным, ландшафтным, региональным (национальным), глобальным. В каждом из них можно выделить четыре компоненты: атмосферу, литосферу, биосферу и техносферу. При этом последовательное решение практических задач инженерной реставрации необходимо осуществлять на трех сопряженных подуровнях: сооружение, конструкция, материал, формулируя на каждом из них свои ограничительные функции.

- главный принцип управления деятельностью по сохранению памятников архитектуры - принцип адекватности, основанный на результатах выявления причин их дестабилизации, который не позволяет «навязать» системе решение без анализа причинно-следственной связи событий, приведших ее (систему) к нарушению равновесия. Решение должно быть выработано в строгом соответствии с вызвавшими его причинами.

- цели управления инженерной реставрацией памятников культуры, определяемые ее критериями качества, которые группируются в две триады: I – прочность, устойчивость, стабильность, II – функциональность, комфортность, эстетичность, сводятся к обеспечению безопасности среды обитания в целом и объектов реставрации с частности. Генеральной целью управления состоянием экосистемы «объект реставрации – среда» является сохранение.

Предложенные основные принципы экосистемного метода применимы как к объекту исследований – памятники истории и культуры, так и предмету исследований – инженерная реставрация (исследования, изыскания, мониторинг, моделирование, прогноз, проектирование, ремонтно-реставрационные работы).

С применением экосистемного метода при участии НПФ «Тектоника» были проведены мероприятия по инженерной реставрации недвижимых памятников истории и культуры Владимирского края, таких как:

-   Собор Рождества Богородицы в г. Суздале,

-   Архиерейские палаты Суздальского Кремля,

-   Крепостные стены Спас-Евфимиевского монастыря в г. Суздале,

-   Западное крыло Торговых рядов в г. Владимире,

-   Храм-памятник на месте собора Рождества Богородицы в г. Владимире,

-   Покровская церковь Спас-Преображенского монастыря в г. Муроме,

-   Дом губернатора в г. Владимире,

-   Дом Суздальского епархиального подворья в г. Владимире,

-   Здание мужской гимназии в г. Владимире,

-   Дом Канонникова в г. Гороховце

и многие другие.

Публикации по данной теме >>

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.

© НПФ «Тектоника», 1991-2020.