Запустить процесс. О некоторых сложностях внедрения BIM
Минстрой России за несколько дней до введения в стране карантинных мер начал разработку новой дорожной карты по внедрению технологий информационного моделирования в отрасль. В соответствии с ней переход на BIM должен начаться с 1 января 2021 года. Пока нет информации, будет ли из-за пандемии коронавируса отложен данный «день X». Однако понятно, что не все участники строительной отрасли готовы перейти на «цифру» в ближайшие месяцы. В период самоизоляции был отмечен повышенный интерес к данным технологиям проектных и строительных организаций. Но говорить о глубоком внедрении BIM в проекты рано.
Здесь и сейчас
По словам эксперта по технологическому развитию Glorax Infotech Василия Суворова, внедрение BIM довольно сложно одномоментно запустить в компании, это длительный процесс, который затрагивает не только этап проектирования, но и этап реализации и контроля процесса строительства. Это стратегическое решение, поэтому пандемия вряд ли кардинально повлияла на спрос на BIM-технологию “здесь и сейчас”. «По нашему опыту, команды, уже работающие в BIM, не потеряли в производительности, в то время как остальные значительно снизили качество и скорость выдачи проектных решений. Возможно, в будущем организации захотят внедрять BIM в том числе и из-за возможности удаленной работы, что позволит использовать более компетентных сотрудников за меньшие деньги из дальних регионов», - делает выводы специалист.
Начальник отдела информационного моделирования Института территориального развития Павел Семенцов обращает внимание, что при удаленной работе в BIM становятся особенно важными вопросы организации рабочих процессов и обеспечивающей инфраструктуры – проще говоря, «железа». В частности, компания, которой необходимо во время карантина экстренно перестроиться на удаленную работу в BIM, может столкнуться с множеством сложностей, начиная от стабильности и пропускной способности интернет-подключения и заканчивая вычислительными мощностями рабочих станций и серверов, использующихся для хранения и обмена данными. «Еще одна важная проблема при удаленной работе – информационная безопасность. Компаниям приходится решать, какую часть данных проекта они готовы передать конкретному исполнителю под его личную ответственность. К сожалению, организация эффективной и безопасной информационной инфраструктуры – это значительные вложения, на которых обычно экономят и в хорошие, экономически стабильные, времена. В «ИТР» вопрос безопасности решен в рамках единой BIM-модели: сотрудники и подрядчики подключаются к защищенному серверу и выполняют работы непосредственно на нем», - отмечает эксперт.
В теории и практике
Опрошенные порталом ASNinfo. ru участники рынка считают, что внедрение BIM в отрасль наряду с нормативной неопределенностью (в феврале были отменены принятые год назад госстандарты) тормозят и практические факторы: от отсутствия специалистов, которые могут заниматься информационным моделированием, до экономической нецелесообразности реализации тех или иных проектов с помощью данного IT-решения.
По мнению Павла Семенцова, если крупные застройщики за счет BIM экономят дважды – на разработке проекта и на сокращении ошибок на этапе строительства, то для проектных организаций, инвестирующих в данные технологии, это отрицательная мотивация. Вкупе с общим экономическим спадом и отменой национальных BIM-стандартов, взрывной динамики в этой сфере в ближайшее время ждать не стоит.
Василий Суворов более оптимистичен. «У государства уже есть дорожная карта по внедрению BIM-технологий и мы видим, что с их стороны есть интерес в данном направлении, поскольку это дает им понимание стоимости проекта до его реализации на этапе согласования. Кроме того, BIM позволяет государству быстрее и проще контролировать соответствие нормативам, прогнозировать эксплуатацию и риски»,- добавляет он.
Между тем, есть смежные проектированию и строительству отрасли, где BIM задействован совсем слабо. В частности, к таковым относится изыскание. По словам генерального директора ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николая Олейника, связано это, в первую очередь, с тем, что сами заказчики не проявляют пока особого интереса к интеграции результатов изысканий в процесс BIM-проектирования. Кроме того, выдача результатов изысканий в таком формате несколько дороже, что в условиях оптимизации затрат на проектирование не дает возможности развиваться данному направлению работ, и максимум, на что существует спрос – это на создание цифровой модели местности ЦММ. Также есть и технологические особенности интеграции в BIM как геодезических, так и геологических изысканий. Например, построение полноценной цифровой модели подземных коммуникаций может быть осложнено тем, что многие сети давно не имеют собственников, нет полной информации о том, как они проложены под землей. Отсутствие всех сведений обесценивает полезность такой BIM модели, именно в части подземных коммуникаций.
«Толчок к внедрению BIM в изысканиях может дать директивная установка на уровне нормативных документов или вложение на бюджетном уровне, по примеру Москвы, нескольких сотен миллионов рублей в создание информационной модели подземного городского пространства, включающего сведения о рельефе, инженерных сетях и пространственном залегании геологических слоев»,- считает Николай Олейник.
Вперед, к цифре
Несмотря на некоторые сложности с внедрением BIM эксперты убеждены, что в обозримом будущем полноценное использование информационного моделирования станет обыденным. Связано это с постепенной цифровизации всей строительной и смежных отраслей, совершенствованием используемых IT-решений, появлением новых инструментов и продуктов.
«BIM - это только одна из составляющих цифровизации изыскательской, проектной строительной отрасли. Уже задействованы и другие приемы, в том числе позволяющие эффективно работать в удаленном режиме из-за пандемии коронавируса. К примеру, отрадно, что в настоящее время наконец-то ГГО КГА перешел на дистанционный электронный документооборот в работе с изыскателями», - отмечает Николай Олейник.
По словам Павла Семенцова, Институт территориального развития в рамках BIM-стратегии запустил единую цифровую модель задолго до введения карантинных мер. Это позволило спокойно перейти на удаленную работу и в штатном режиме отладить взаимодействие сотрудников. «Наша BIM-стратегия направлена, в первую очередь, на повышение качества и продуктивности работы, поэтому мы продолжаем совершенствовать оборудование и оптимизировать BIM-процессы. В 2020 году также собираемся протестировать некоторые наши решения на внешнем рынке. Например, планируем запуск коммерческого продукта, автоматизирующего расчет ВК-систем через BIM-модель»,- добавил он.
Василий Суворов отмечает, что сейчас максимально удачное время для инвестиций в инновационные IT-решения. Ведь именно пандемия дала толчок к повсеместной цифровизации всей отрасли, которая коснется не только повышения уровня сервиса при взаимодействии с клиентами, но и приведет к автоматизации бизнес-процессов и строительства. «До конца 2020 года в рамках акселератора Glorax Infotech мы планируем вложить в самые перспективные проекты области PropTech до 1 млрд рублей и запустить ряд пилотных проектов. Кстати, срез проектов – участников акселератора весьма показателен в этом плане: превалируют IT-решения, позволяющие быстрее реализовать объект недвижимости, а вот разработок по контролю качества проводимых работ, BIM-моделирования зданий значительно меньше. Мы ожидаем, что в области PropTech будет появляться все больше решений с использованием искусственного интеллекта, машинного обучения, Big Data, просто потому что большинство застройщиков за время вынужденной трансформации уже будут готовы к внедрению таких сложных продуктов», - подчеркнул эксперт по технологическому развитию Glorax Infotech.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
В удаленном формате. Самоизоляция подогрела интерес к BIM-продуктам
Михаил Орлов, ЦДС: «Наше IT-решение может быть востребовано у всех игроков строительной отрасли»
Главгосэкспертиза. Курс на цифровизацию
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
