ИИ на стройке
Искусственный интеллект все плотнее входит в жизнь строительного сектора. В Москве чиновники уже доверяют машинным алгоритмам проверку проектной и рабочей документации, создание квартирографии для домов по программе реновации и надзор за строящимися объектами. Впрочем, на подходе и новые сервисы.
Пять лет назад в России была утверждена Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года. Согласно документу, Россия должна активно внедрять новые технологии. Так, доля органов государственной власти, крупных и средних компаний, использующих ИИ, к 2030 году должна вырасти до 20%.
«Россия должна стать мировым лидером не только по созданию, но и по масштабам применения, проникновению искусственного интеллекта во все сферы нашей жизни, — заявил президент России Владимир Путин во время выступления на конференции «Путешествие в мир ИИ» в декабре 2024 года. — Процессы, на которые сейчас нужны годы, будут осуществляться (а в некоторых областях уже идут) не за дни, а за часы, минуты и даже секунды».
Одной из отраслей, где машинные алгоритмы допущены к работе, является строительный сектор. Напомним, в дорожной карте федерального проекта «Искусственный интеллект» говорится, что отрасль при помощи нейротехнологий должна улучшить качество строительного процесса за счет обнаружения ошибок, моделировать и анализировать потенциальные опасности (пожарные риски и риски разрушения здания), а также повышать качество архитектурного планирования за счет анализа изображений окрестностей.
Роботы проектирования
В начале 2024 года в столице начал работу Центр искусственного интеллекта в градостроительстве, созданный на базе ГБУ «Мосстройинформ» при Департаменте градостроительной политики. Именно здесь, по словам мэра Москвы Сергея Собянина, происходит разработка и внедрение инновационных решений для решения различных задач строительной сферы.
Работа новой структуры началась с детального изучения процессов, проходящих на стадиях предпроектной подготовки, проектирования и строительства объектов. Более того, сотрудники центра определили ключевые этапы, на которых возможно использование ИИ, и опросили участников строительной отрасли о том, какое программное обеспечение они используют на указанных этапах и какие из задач могли бы отдать машине. В результате появился список перспективных сервисов, способных сократить временные затраты на прохождение отдельных стадий жизненного цикла объектов капитального строительства. Отметим, что каждый из них направлен на оптимизацию деятельности участников инвестиционно-строительной деятельности.
В числе перспективных направлений для применения искусственного интеллекта в строительстве оказались подбор строительной площадки и принятие финансовых решений при предпроектной подготовке, проверка проектной документации, поиск коллизий в информационных моделях зданий на стадии проектирования; а во время работ по возведению объекта — строительные роботы, мониторинг строительной площадки, в том числе в части мониторинга качества и сроков строительства, умные гаджеты, например для оценки качества бетона, прочности фундамента, оценки состояния персонала, предсказательная аналитика в части стройматериалов и техники.
За полгода работы Центра ИИ в градостроительстве столичные чиновники запустили в работу четыре сервиса. В частности, с помощью программы «Аналитика градостроительного плана земельного участка» искусственный интеллект извлекает и структурирует данные для анализа и прогнозирования. Через «Цифровой нормоконтроль» машинные алгоритмы проверяют оформление проектной и рабочей документации. «Калькулятор процедур в сфере строительства» дает возможность планировать жизненный цикл проекта в режиме онлайн, где ИИ помогает свериться с актуальной нормативно-правовой базой. Сервис «Квартирография» занимается разработкой планировочных решений по программе реновации в автоматическом режиме. Кроме того, в стадии создания — и другие инновационные программные решения: «Мониторинг хода строительства», «Поиск коллизий в BIM-моделях», «Планирование застройки и развитие городских территорий на базе эволюционных вычислений».
Как поясняют в Центре искусственного интеллекта в градостроительстве, востребованность сервисов подтверждается результатами опроса участников рынка — застройщиками, генеральными подрядчиками, проектировщиками, участвующими в строительстве объектов столицы.
Квартирография — в руках ИИ
Идея доверить искусственному интеллекту работу над квартирографией для программы реновации уже доказала свою эффективность. К слову, в момент первоначального исследования Центра ИИ в градостроительстве «за» привлечение алгоритмов в процесс формирования проектной квартирографии типовых (в том числе строящихся по программе реновации) многоквартирных домов высказались девять респондентов из числа участников стройсектора Москвы. И это вывело позицию в лидеры.
«Сервис разработали специально для программы реновации. Он позволяет не только эффективнее планировать здание, но и на 35 процентов оптимальнее использовать жилые площади. В итоге в новостройках появляются удобные холлы, пространство для перемещения жителей с велосипедами и детскими колясками, маломобильных групп населения, грамотно организуется размещение квартир», — рассказывает руководитель Департамента градостроительной политики Москвы Владислав Овчинский.
Отметим, что «Квартирография» генерирует архитектурно-планировочные решения для многоквартирных домов по заданным параметрам. Для работы сервису нужны характеристики земельного участка, пользовательские и нормативные ограничения, а также требования к зданию: максимальная этажность, количество и вариативность планировок, площадь квартир, показатели инсоляции помещений. Сервис, основанный на эволюционных вычислениях и генеративных моделях, был разработан Санкт-Петербургским национальным исследовательским университетом информационных технологий, механики и оптики совместно с Центром искусственного интеллекта в градостроительстве.
Нейросеть на стройплощадке
Постепенно искусственный интеллект приходит и на строительную площадку. О деталях эксперты рассказали на IX Межрегиональной конференции органов государственного строительного надзора субъектов Российской Федерации.
«Коллеги с помощью искусственного интеллекта занимаются риск-ориентированным подходом. Они выявляют те рисковые направления, где искусственный интеллект должен подсказывать, в каком направлении дальше инспекторам двигаться. Но это только первый этап, то, что мы с вами видим через программное обеспечение», — говорит заместитель министра строительства и ЖКХ России Сергей Музыченко.
Например, сейчас в целях профилактики Москва намерена охватить все строящиеся объекты в городе камерами, датчиками, дронами, что позволит сразу видеть проблемы, вызывающие негатив у жителей города: шумы, грязь от стройки, ненадлежащее складирование строительных материалов.
«На сегодняшний день в городе проводится пилотный проект по оснащению всех строительных площадок камерами, которые позволяли бы выявлять все части потенциальных нарушений. Это установка камер на саму стройку, индикаторы шума, потому что жители часто жалуются, что застройщики торопятся сдать объекты и создают избыточное шумовое давление. В рамках этих “пилотов” с использованием технических средств мы можем своевременно доводить до застройщиков проблемы, которые нужно решать», — подчеркивает председатель Комитета государственного строительного надзора города Москвы Антон Слободчиков. Из 1700 объектов в стадии строительства порядка 600 уже оснащены камерами, сигнал с которых поступает в цифровое хранилище данных. По оставшимся строительным площадкам с застройщиками подписаны дорожные карты по дооснащению объектов, во втором квартале 2025 года эта работа будет завершена. Кроме того, органы надзора намерены получать информацию с камер, установленных на соседних со стройкой домах.
На следующем этапе федеральный Минстрой видит непосредственное внедрение искусственного интеллекта при выполнении строительно-монтажных работ. Новый подход не заменит инспекторов строительного надзора, но поможет оценить и обеспечить соответствие проекту — особенно тому, что запроектирован при использовании технологий информационного моделирования. «Эти проекты с точки зрения геометрии, конструкций во многих случаях завязаны с программным обеспечением, которое присутствует на строительной площадке, поэтому привязать эту конструкцию через геодезическую съемку, обеспечить геометрические параметры путей эвакуации, толщины конструкций, поперечного сечения конструкций сейчас можно. Москва и Московская область этим активно занимаются, внедряют», — отмечает Сергей Музыченко, добавляя, что в перспективе оценка соответствия геометрических параметров конструкций уйдет в область автоматической оценки с помощью приборов инструментального контроля с применением искусственного интеллекта.
«Искусственный интеллект для Московской области — это основа основ, — обращает внимание министр правительства Московской области по государственному надзору в строительстве Артур Гарибян. — Мы берем на себя функцию госаутсорсинга, чтобы хлопоты были наши, а идея — застройщика. Да, это достаточно сложная задача, потому что проадминистрировать 5500 проектов, а именно столько находится на сопровождении в Центре содействия строительству, невозможно человеку. Конечно, нам нужен помощник — искусственный интеллект. Дальше мы идем по логике этого же развития и хотим, чтобы искусственный интеллект сопровождал возможность обращения за услугой за сотрудника органов власти. Ну, и высший пилотаж — сделать так, чтобы искусственный интеллект полностью отвечал на заявку, то есть оказывал услугу не человек, а искусственный интеллект, который автоматически сформирует этот импульс и отправит в личный кабинет застройщика готовую услугу».
Отметим, что Московская область имеет большой опыт взаимодействия с искусственным интеллектом. Более 65 тыс. камер системы «Безопасный регион» с внедренным ИИ следят за порядком в более чем семи тысячах дворах Подмосковья. В рамках проекта «Чистая территория» нейросеть не только находит нарушения на улицах, но и автоматически ставит задачи на их устранение, а затем проверяет выполнение. Кроме того, на некоторых автобусных остановках с 2024 года алгоритмы помогают следить за чистотой. Нейросеть анализирует видеопоток и, если фиксирует переполненные урны или мусор на остановках, то ответственные сотрудники получают сигнал для устранения проблемы.
Экспериментируют с искусственным интеллектом и производители строительных материалов, внедряя алгоритмы для динамичного ценообразования. В частности, система самостоятельно меняет цену и анализирует, как это влияет на спрос, после чего находит оптимальный баланс цены, при которой выручка и маржа максимизируются. В результате эксперимента одному из ведущих игроков рынка удалось увеличить валовую прибыль на 23%.
Компания «Реформа» принимает участие в одном из наиболее значимых проектов по возведению высотных зданий в России.
На берегу Черного моря, в центре г. Сочи, расположена гостиница «Приморская», построенная в 1936 году и являющаяся памятником исторического и культурного наследия. Многие годы гостиница принимала туристов со всей страны, но к началу XXI века ее номерной фонд и внутренние коммуникации оказались чрезвычайно изношены, в связи с чем было принято решение о реконструкции гостиницы. Будет сохранено историческое здание «Приморской», являющееся объектом культурного наследия, а на остальной части территории построят современный гостиничный комплекс, состоящий из двух корпусов-башен высотой 28 этажей, соединенных на уровне верхнего этажа открытым бассейном. Площадь строительства составит около 70 тыс. м2.
Осенью 2022 года перед строителями встала непростая задача: на территории «Приморской» в сжатые сроки необходимо построить и ввести в эксплуатацию два высотных корпуса — так, чтобы уже в 2026 году обновленная гостиница могла принять первых посетителей.
Основные трудности проекта обусловлены техническими характеристиками будущих корпусов. Планируется построить две башни, в каждой из которых будут расположены около трехсот гостиничных номеров и апартаментов. Подобный конструктив подразумевает возведение большого количества внутренних стен. В силу повышенной этажности и близости к морю монтажный горизонт корпусов будет испытывать повышенные ветровые нагрузки. Площадка, представляющая собой историческую территорию гостиницы, находится в центре города Сочи и имеет небольшую площадь, что осложняет логистические и строительные операции. Проводить здесь работы разрешено только в дневное время, возможности для использования башенного крана ограничены. Кроме того, город Сочи располагается в зоне сейсмического риска, новостройки должны быть устойчивы к возможным колебаниям земной поверхности.
К строительству новых корпусов «Приморской» подключились инженеры-проектировщики компании «Реформа». Их задача — разработать проекты применения опалубочных систем и движение материала на объекте таким образом, чтобы возвести монолитные каркасы башен, обеспечивая высокую скорость строительства с минимальными затратами кранового времени и рабочих ресурсов.
Традиционный способ строительства, в котором опалубка стен и перекрытий разделяется на отдельные захватки и перемещается при помощи крана, для данного проекта нерентабелен. Это обусловлено тем, что из-за большого объема возводимых стен и малой площади этажа процесс перемещения опалубки становится излишне трудоемким, что не позволит строителям набрать необходимый темп и уложиться в заданные сроки. Кроме того, скорость строительства будет сильно зависеть от выделенного кранового времени.
Инженеры компании «Реформа» знают методы возведения сложных высотных объектов, в которых высокий темп строительных работ достигается тем, что опалубка стен размещается на самоподъемном консольном оборудовании, не перебирается между захватками и перемещается встроенной гидравликой без использования крана. Технологические процессы работы с опалубкой стен и перекрытий проходят параллельно.
Для возведения стен ядра башни Б был разработан проект применения самоподъемной опалубочной системы SKE100 plus. Вся конструкция этой системы объединена жесткой стальной платформой, которая расположена над возводимыми стенами. Гидравлические цилиндры, поднимающие платформу, располагаются внутри бетонируемых шахт. Стеновая опалубка подвешена к платформе и после каждого цикла заливки передвигается вместе с платформой на следующий этаж. Перемещение всей конструкции производится одним нажатием кнопки без использования крана, в среднем за 40–60 минут.
По словам технического руководителя проекта Федора Крупенина, инженерам компании «Реформа» удалось успешно разместить силовые элементы подъемной системы SKE100 plus в узких шахтах здания. Для организации доступа к возводимым стенам были использованы цепные тали, которые опускали стеновую опалубку на уровень вниз. Необходимое количество точек подвеса системы было рассчитано из условия компенсации высоких ветровых нагрузок. Использованные специальные решения обеспечили безопасную эксплуатацию оборудования, комфортный доступ к элементам самоподъемной системы и высокий темп строительных работ.
Параллельно для возведения стен коридора башни Б инженеры компании «Реформа» разработали проект применения самоподъемной опалубочной системы Xclimb 60. Консоли данной системы состоят из 12-метровых силовых двутавровых металлических ригелей, гидравлических агрегатов и различных типов опорных башмаков, что позволяет вывесить консольную систему на отвесной стене или плите перекрытия.
Как рассказал ведущий инженер проекта Николай Ляхов, отвечающий за применение системы Xclimb 60, уникальность разработки заключалась в том, что 12-метровые направляющие проходили сквозь существующие технологические отверстия в межэтажных плитах перекрытий. Как и в системе SKE100 plus, на каждую из 12 консолей Xclimb 60 при помощи цепных талей были подвешены карты крупнощитовой стеновой опалубки ReForma площадью до 48 м2, что позволило обеспечить единовременное перемещение консолей и опалубки на следующий уровень примерно за 20 минут. Подъем производился без применения башенного крана. Аналогичная работа с применением крана выполнялась бы в три раза дольше.
На примере данного проекта инженеры продемонстрировали, что в компании «Реформа» подходят к решению строительных задач комплексно, предоставляя заказчику все необходимые услуги и сервисы. Стены высотных зданий возводятся с помощью самоподъемных опалубочных систем SKE100 plus и Xclimb 60 без использования крана. Контур здания защищают ветровыми экранами Xclimb 60. Высокое качество бетонной поверхности обеспечивается использованием классической стеновой опалубки собственной разработки и производства ReForma Standard. Массивную плиту паркинга, плиты перекрытий типовых этажей, а также консольную чашу бассейна между башнями формируют на уникальной опалубке перекрытий для различных высот и сверхвысоких нагрузок — опорных лесах D3. Компания «Реформа» эффективно выполняет сложные инженерные проекты, отвечая на самые актуальные вызовы рынка.
Как и в тысячи других школ в стране, второго сентября ученики придут в новую школу в новосибирском микрорайоне «Европейский берег». Но, в отличие от множества других, школа № 220 известна по всей России. Совсем не типовая, в ближайшие годы она, возможно, станет типовой — во всяком случае, Минстрой РФ включил здание в практику повторного применения.
Школа на улице Владимира Заровного, 220, в Новосибирске построена в рамках национального проекта «Жилье и городская среда» федерального проекта «Жилье». Заказчиком выступило ГКУ Новосибирской области «Управление капитального строительства». Проектирование началось в 2019 году, строительство — в 2020-м. В марте 2023 года школа введена в эксплуатацию и уже в мае работала в тестовом режиме — для учеников младших классов. Первого сентября 2023 года школа заработала в обычном режиме.
Объект собрал множество наград: он — дважды лауреат премии АрхиWOOD благодаря использованию дерева; четыре раза получал награды в конкурсе «Золотая капитель», в том числе гран-при и приз «Гамбургский счет» II степени; на Build School Project, WOW Awards, «Золотой Трезини», BLT Awards (Швейцария), IPI Award. Одно из последних признаний — второе место на летнем этапе федерального градостроительного конкурса «ТОП ЖК-2024», о чем сообщает Минстрой Новосибирской области.
Девелоперская компания «Брусника», застройщик микрорайона «Европейский берег», победила на торгах за право строить школу. Поскольку в бюджете не оказалось нужной суммы, а проект был самым что ни на есть типовым, проектирование застройщик взял на себя, решив улучшить стандартный вариант. В этом процессе также участвовали Центр разработки образовательных систем «Умная школа», «ГенИнжПроект», ландшафтное бюро Novascape (Нидерланды) и архитектурно-консалтинговая компания SVESMI (Нидерланды), созданная нашими соотечественниками.
По данным «Брусники», проектирование и концептуальные проработки стоили 80 млн рублей. Бюджетам — федеральному и региональному — школа обошлась в 1,2 млрд рублей, хотя первоначальная цена была меньше: сказалось удорожание материалов, стартовавшее в 2022 году.
Самая нетипичная
По данным «Брусники», в состав проекта вошли не только само здание, но и концепция общественных пространств, а также техзадание, описывающее механику будущего процесса обучения.
Как сообщает сайт бюро SVESMI, школа в Новосибирске — эксперимент, но должна стать прототипом будущих районных школ и альтернативой массовым социалистическим школам.
Школы советского образца, как правило, имели в плане буквы «Н» или «П». Новосибирскую школу сложно назвать прямоугольной, поскольку углы вовсе не прямые. Тем не менее у здания — четыре фасада красного кирпича, а в сложных углах внутри располагаются лестницы. Центром школы стал атриум, классы распределены по периметру. Благодаря планировке нет тупиковых коридоров. Кроме того, нет подвала как такового и технического этажа, их заменяют лотки для инженерных коммуникаций и отдельные технические помещения.
Одна из важных идей — много света внутри здания. Его дают стеклянный потолок атриума с зенитным фонарем, стеклянные перегородки, прозрачные входные двери и большие окна.
Площадь витражного остекления крыши — 600 кв. м. Гнутые балки из клееного бруса для атриума изготовили в Новосибирске, на них монтировали немецкую алюминиевую подсистему Schuko и стеклопакеты с теплоотражающим покрытием, которое защищает от ультрафиолета и холода.
Атриум представляет собой многофункциональное пространство. Рядом располагаются спортивные залы, рекреационные зоны, столовая, музыкальные и хореографический классы. Если убрать стеклянные перегородки, пространство можно расширить.
Фасады облицованы клинкерным кирпичом. В конструкциях внутри школы используется много дерева.
Концепция благоустройства основана на многофункциональности и совмещении спортивных, игровых функций и рельефа. И конечно, не забыто озеленение.
«Брусника» потратила 116 млн рублей на закупку мебели, инструментов и оборудования для оснащения школы. Часть мебели — от Министерства образования региона.
Самая умная
Как поясняют в компании «Брусника», построена школа, которая может легко приспосабливаться к любым изменениям. Основная идея новой школы — инклюзивность и открытость.
Благодаря нестандартной планировке школьные помещениям могут трансформироваться в зависимости от возникающих потребностей. Вместо библиотеки здесь обустроен медиа-кластер — информационно-библиотечный центр, лаборатория, пресс-центр, коворкинг и книгохранилище. Вместо классов — кластеры: медиа и арт, спортивный, естественно-научный и технологический. Внутри кластеров помещения универсальны и могут использоваться для изучения нескольких предметов. Каждый кластер имеет общественное пространство-хаб, в котором объединены лаборатории профильного назначения. Школьная столовая больше напоминает помещение ресторана с террасой. Учительская похожа на офис — openspace из нескольких зон, где учителей и администрацию можно видеть за стеклянными перегородками.
Как указано на официальном портале, планировалось создать ресурсный центр для формирования нового подхода к модернизации системы среднего образования в России в рамках внедрения федерального государственного образовательного стандарта.
Родителей, желающих, чтобы дети учились именно в школе № 220, предостаточно. Поэтому скоро в микрорайоне «Европейский берег» компания «Брусника» приступит к сооружению еще одной школы на 1100 учеников. По сообщению телеграм-канала «Брусника. Говорит и показывает», проект готов, проходит экспертизу. Строительство предполагается начать уже в этом году.
