Информационное моделирование
Цифровизация ворвалась во все сферы жизнедеятельности человека. Не осталось в стороне и строительство. Чертежный ватман и логарифмическая линейка уступили место калькулятору и графическим редакторам типа AutoCad. Нельзя говорить, что строительные проекты, уходящих эпох были хуже и примитивнее. Все дело в том, что современные методы и масштабы строительства требуют скорости, точности, четкости в планировании и взаимодействии всех звеньев. Обеспечить слаженность в работе призвана технология BIM.
BIM - это аббревиатура английской фразы "Building information Modeling", что в переводе означает строительное информационное моделирование.
BIM-технология позволяет создавать модели строительных объектов любой сложности: домов, мостов, дорог, тоннелей, скоростных автотрасс и прочего. BIM по парметрам визуализации сходно с 3D моделированием. Отличие заключается в том, что к BIM привязана обширная база данных.
Суть технологии информационного моделирования
При проектировании объекта, используя технологию BIM, в процесс одновременно могут быть включены все участвующие стороны. Техническая сторона технологии заключается в том, что 3D- объект создается из компонентов, находящихся в информационной базе. В электронную базу загружены данные о стоимости материалов, физико-механические характеристики, условия строительства: геологические, экологичесике и климатические данные. При изменении какого-либо составляющего в схеме проектируемого объекта, алгоритм мгновенно просчитает новые параметры.
Для чего необходим BIM
- Информационное моделирование позволяет создать объект, в котjром все участки взаимосвязаны.
- Технология позволяет предсказать процессы, котjрые будут происходить в процессе эксплуатации.
- Предоставляет возможность моделирования аварийных ситуаций и варианты недопущения таковых.
- Обладая исходными данными, система может заранее вычислить свойства проектируемого объекта.
- BIM призван оптимизировать во всех отношениях процесс строительства.
- Внедрение цифровых технологий - это новый виток в развитии строительной индустрии.
Возможности BIM
Building information Modeling вмещает в себя различные научные дисциплины. При помощи данной технологии в одном проекте можно объединить результаты решений по архитектуре, экономике, экологии, дизайну, инженерии.
Информационное моделирование позволяет коллективную работу над проектом. Одновременно может быть предоставлен доступ архитекторам, проектировщикам, сметчикам, дизайнерам. Каждый специалист может работать независимо от другого на своем уровне. Руководитель проекта предоставляет уровни доступа специалистам. При внесении изменений система гибко реагирует и корректирует проект одновременно на всех этапах.
Заказчикам и застройщикам BIM помогает в том, что:
- Визуализирует объект
- Всесторонне рассчитывает эксплуатационные характеристики
- Позволяет избежать ошибок в проектировании и строительстве
- Следить за соблюдением технологии возведения объекта и вовремя выявлять отклонения.
- Дает возможность синхронизировать все этапы работ.
- Сводятся к нулю недопонимания между участниками проекта. Задумка заказчика, благодаря цифровым технологиям и объемному моделированию "оживет" на экране. Совершенно однозначно система даст ответ насколько возможно реализовать идею, что нужно изменить и в какие траты это выльется.
Все это осуществимо только при условии создания единой информационной среды, которая обеспечит моментальный доступ к базе данных всех специалистов проекта. Возможности современных электронных систем позволяют создать виртуальную реальность, в которой возможно отслеживать и прогнозировать поведение каждого строительного узла из любой геоточки планеты.
BIM-технология в мире
Изобретение информационного моделирования повлияло на коммуникацию между специалистами в строительной индустрии, а особенно в международных проектах. Благодаря полной и достоверной информации об объекте: проектная стоимость, технологии, материалы, особенности эксплуатации- достигается эффективное взаимодействие и обмен опытом.
Великобритания
Страна, которая первая внедрила и активно развивает технолгии информационного моделирования в стрительстве. С 2016 года законодательно закреплено, что все бюджетные проекты должны создаваться при помощи BIM. Это позволяет государству отслеживать целевое расходование средств.
Соединенные Штаты Америки
Является активным пользователем BIM-технологий. В США более 70% проектных организаций применяют информационное моделирование.
Испания
С 2018 года BIM является обязательным при строителстве государственных объектов.
Китай
Страна с самой быстроразвивающейся экономикой пока не ввела обязательных требований к использованию BIM, но применение цифровых технологий в строительстве приветствуется. Китайцы оцифровали проекты по строительству атомных электростанций, что говорит о твердом решении внедрять повсеместно информационное моделирование.
Россия
Еще в 2016 году Министерство строительства России вносило инициативу об обязательном использовании BIM в стройках с государственным участием. В 2019 году понятие об информационной модели объекта капитального строительства было закреплено в Градостроительном кодексе, в статье 57. В марте 2020 Михаил Мишустин подписал постановление, согласно которому все бюджетные объекты должны создаваться при помощи BIM.
Как создается BIM-модель
Информационные технологии моделирования относительно новое направление в строительстве. Многие специалисты убеждены, что для достижения необходимого результата требуется длительное обучение, навыки программирования и глубокий опыт работы в графических редакторах. Это далеко не так. Интерфейс программного обеспечения выстроен таким образом, чтобы быть понятным всем участникам проекта. Участки по составлению сметы, финансовых отчетов, архитектурных решений, визуализации разнесены в определенные разделы. При взаимодействии с нужными разделами специалист касается только своего направления и ему не нужно расширять дополнять багаж профессиональных знаний.
В базе данных хранятся всевозможные варианты конструктивных элементов. Проектирование ведется поэтапно от подготовки основания до наивысшей степени готовности объекта к эксплуатации. По "кирпичикам" собираются и выстраиваются все элементы. Например, в упрощенном варианте работа по проекту выглядит так: согласно данным геологических изысканий, предельным состояниям грунтов и расчетных нагрузок на объекте применим ленточный фундамент. В библиотеке данных проектировщику необходимо выбрать вид фундамента, тип подушки, марку бетона, марку арматуры, материал опалубки и физические размеры фундамента. Автоматически подтянуться данные о необходимом количестве материала, его стоимости, сформируется объемный план. При этом в модели будут присутствовать не только графические изображения, но и полная информация о свойствах фундамента, включая допустимые нагрузки и предельные деформации. Далее можно подобным образом переходить к стенам и перекрытиям.
Как функционирует BIM
Чтобы получить объемную информационную модель объекта капитального строительства необходимо выполнить несколько этапов:
- Проектирование. Первым шагом служит создание 3D- модели объекта с подробными чертежами, объемными видами. Задействуя графический конструктор, параметры объемной модели вносятся в программу, которая рассчитывает характеристики элементов объекта, формирует рабочие чертежи, планирует затраты, готовит спецификацию, описывает перечень предстоящих работ. Для подготовки полноценного проекта к экспертизе и получению разрешения на строительство программа рассчитывает инженерные и энергетические сети, производит теплотехнический расчет здания с учетом климатических особенностей, рельефа, естественной освещенности, формирует данные по энергоэффективности. Помимо основных проектных параметров компьютер дополняет проект данными о рациональной логистике, необходимых вспомогательных объектах и локациях: подъездные пути, площадки разгрузки и хранения, временное водоснабжение и водоотведение, место для мойки спец.техники, бытовки, административные здания и так далее. Заключительным пунктом выступает составление детального плана работ, график выполнения этапов строительства, подбор необходимого количества техники и трудовых ресурсов.
- Строительство. Технология информационного моделирования позволяет на этапе строительства полностью контролировать ход проведения строительных работ. Делает возможным следить как расходуются финансовые средства заложенные в бюджет стройки. Фиксирует отклонения и корректирует изменения в рамках проекта все управленческие решения. При этом ситуацию на объекте могут отслеживать все заинтересованные стороны: заказчик, застройщик, инвестор, контролирующие и надзорные органы.
- Эксплуатация. После сдачи строительного объекта в эксплуатацию технологии BIM имеют технические возможности сбора информации о состоянии строения. Данные собираются при помощи датчиков и систем контроля, котрые передают параметры объекта в компьютерную систему. Это позволяет:
-предотвратить аварийные ситуации.
- отслеживать износ материалов.
- оперативно вносить изменения в конструкцию объектов, зданий и сооружений
- оснастить в короткий срок новым оборудованием объект.
- наладить взаимодействие инженерных служб.
- составить график проведения регламентных работ по обслуживанию
- контролировать оплату и расходы ресурсов: электричества, водоснабжения, водоотведения, кондиционирования, теплоснабжения.
- формировать отчет об эффективности управления недвижимостью. Сюда могут быть включены показатели по аренде, продаже площадей, оплате затрат на содержание и обслуживание.
- проводить технический аудит, планировать мероприятия по развитию инфраструктуры объекта.
Эффект от использования BIM
Анализ схожих, равнозначных реализованных строительных проектов позволяет говорить о различного рода преимуществах цифрового моделирования перед традиционным подходом. Опыт строительства с применением цифровых технологий позволил выделить наиболее яркие эффекты:
- Серьезная экономия расходов на строительство- до 20%
- Сокращение времени возведения объекта на 12%. А это влияет на срок окупаемости и инвестиционной привлекательности проекта в целом.
- Снижение затрат на эксплуатацию.
- Более точная информация для управления на 72%. Связано с тем, что в электронном виде всегда можно оперативно найти необходимую информацию. В случае традиционного подхода нужно значительное количество времени для поиска нужных чертежей, схем, и их актуализации.
- Уменьшение времени на внутриведомственные согласования, увеличение эффективности коммуникации участников проекта на 60%.
- Повышается точность планирования, снижается количество ошибок, исправлений и доработок на 70%.
- Укрепление имиджа компании на 82%
- Увеличение конкурентоспособности при других равных показателях на 60%
Как видно из приведенных цифр внедрение цифровых технологий неизбежно. Цифровизация не оставляет никаких шансов традиционным методам. Достижение высоких показателей и поддержание уровня эффективности возможно только при государственной поддержке, грамотном нормативно-правовом регулировании, проведении политики с четко очерченными задачами.
Перспективы цифровизации
BIM - новая, еще не устоявшаяся, многим непонятная технология. Но и она не предел развития цифровизации. Следующим этапом развития информационного моделирования в строительстве заявлен CIM- City information modelling. Это технология, которая позволяет моделировать развитие городского пространства. По сути является цифровым двойником города. На основе цифровых данных упрощается решение сложнейших вопросов по реконструкции, развитию инфраструктуры, имиджу города, экологии, качеству жизни граждан. До широкого внедрения еще требуется время, но уже в настоящее время руководителями с новаторским мышлением организуются пилотные проекты в рамках планов по развитию городского пространства. Россия в этом вопросе может опираться на опыт зарубежных партнеров, где расчетным и опытным путем доказали колоссальную эффективность цифрового моделирования объектов капитального строительства.
Без всяких сомнений цифровые технологии в России будут наращивать обороты параллельно с тенденциями развития строительной отрасли. BI-моделирование уже актуально в проектировании, строительстве и эксплуатации "умных домов" , "эко домов" и объектов с государственным участием. В масштабе частного гражданского и промышленного строения технологии объемного информационного моделирования пока не получили широкого распространения. Причиной тому служит слабая проработка правовой базы, недочеты в нормативной документации, бюрократические барьеры, консерватизм мышления. Но с каждым днем все больше компаний понимают, что внедрение BIM делает бизнес более доходным, менее трудо и время затратным, а главное, конкурентным и открывает доступ к международным проектам.
Через посредника
Посреднические услуги по согласованию строительства по-прежнему востребованы игроками рынка.
Разрешение на строительство необходимо для возведения или реконструкции большинства капитальных объектов. Чтобы его получить, необходимо предварительно согласовать со множеством инстанций всю проектную и строительную документацию. Взять на себя все «походы по кабинетам» готовы специализированные организации.
Комплексный подход
В Петербурге согласованием и сопровождением проектов занимается около сотни компаний. Правда, некоторые из них почти полностью состоят из юристов и не имеют в своем штате специалистов из сферы строительства. Аналогичная ситуация наблюдается и в целом по России. Посреднические услуги по согласованию строительства оказывают свыше тысячи компаний. По оценке экспертов, их общий ежегодный доход превышает 1 млрд рублей. В крупных городах «ценник» согласования небольшого жилого или коммерческого объекта начинается в среднем от 100 тыс. рублей.
В настоящее время посреднические «бумажные» услуги в строительстве наиболее востребованы ритейлерами, рестораторами, образовательными учреждениями – те не готовы вникать в особенности строительной документации и ее согласования с профильными ведомствами. Также популярна услуга посредников у небольших застройщиков. Крупные девелоперы в большинстве своем обычно занимаются согласованием документации самостоятельно.
Генеральный директор ООО «Строй-Проверка» Вячеслав Гиндин рассказал, что компания осуществляет независимую строительную экспертизу и помогает получить все согласования, связанные с получением разрешения на строительство и вводом объектов в эксплуатацию. В частности, организация предоставляет услуги по управлению проектом (получение исходных данных, проектирование, экспертиза), занимается согласованием и экспертно-техническим сопровождением проектной и строительной документации со всеми структурами: администрацией города, Службой госстройнадзора, КГИОП (проведение историко-культурных экспертиз, составление исторических справок, обследование и проектирование), межведомственной комиссией, органами местного самоуправления. Также компания предоставляет юридические услуги, связанные с судебными процессами по получению разрешения на строительство и ПЗЗ.
«Пользователями наших услуг являются как физические, так и юридические лица, связанные с проектированием или реализацией строительства. Стоимость работ очень индивидуальна и зависит от сложности задач, объекта и требований инстанций», – отмечает Вячеслав Гиндин.
Заместитель директора ООО «Стройсервис» Максим Шишков напоминает, что получение разрешительных документов, согласование строительства может длиться много месяцев. Это существенная потеря времени, приводящая к финансовым издержкам. Несмотря на то, что за последние пару лет согласование проектной и строительной документации немного упростилось (в частности, был введен электронный документооборот), ситуация к лучшему существенно не изменилась. Чтобы быстро получить разрешения при правильно подготовленных документах, надо знать все нюансы постоянно меняющегося законодательства и иметь налаженные контакты с госучреждениями.
«Наиболее верное решение – полное сопровождение сторонней организацией объекта строительства от момента подготовки и сдачи проектной документации до ввода его в эксплуатацию. По сути, в этот период клиенту оказывается функция технического заказчика, которая является ключевой, а не вспомогательной при реализации проекта», – подчеркивает Максим Шишков.
Внимание: перепланировка
Стоит добавить, что к особо востребованным услугам данных посреднических организаций относится и перепланировка жилых и нежилых помещений. Причем очень часто ее приходится узаконивать уже после ее проведения при продаже квартиры.
Представители рынка предупреждают, что в этом сегменте услуг встречается множество мошенников, якобы готовых в срочном порядке согласовать перепланировку помещений. Компанию, оказывающую услуги по получению разрешения на строительство, потенциальный клиент (как правило, юрлицо) может достаточно легко проверить. Организацию, занимающуюся решением «квартирного вопроса», обычному человеку оценить сложнее. Поэтому гражданам рекомендуется оплачивать услугу согласования перепланировки по факту ее исполнения.
Мнение
Вячеслав Гиндин, генеральный директор ООО «Строй-Проверка»:
– Ввиду бюрократической машины документооборота, особенно выраженной в нашем городе, процессы и время согласования зависят от сложности задач, объекта и требований инстанций. Согласование может длиться от трех месяцев до трех лет. На наш взгляд, имеется необходимость коррекции работы в этой сфере. От лица всех коллег хотелось бы поднять вопрос о сокращении процессов и времени согласования с госорганами, необходимость которых часто отсутствует, т. е. упростить операционную часть, либо снизить трудозатратную часть путем совершенствования электронного документооборота.
Сэкономить с умом
Применение новых технологий и материалов ускоряет и удешевляет проектирование и строительство. Максимального положительного эффекта можно достичь при использовании новшеств в полном цикле работ.
По словам экспертов, ключевым способом снижения стоимости строительства является сокращение сроков проектирования и СМР (строительно-монтажных работ). В результате чего происходит высвобождение человеческих ресурсов, занятых на возведении объектов, и увеличение оборота средств.
Уменьшая сроки
По словам генерального директора ГК «Высота» Ирины Харченко, использование на этапе проектирования BIM-технологий позволяет сократить сроки будущих работ на площадке за счет повышения качества проектирования, сокращения количества ошибок и последующих правок. Это вдвойне актуально для зданий сложной конструкции и конфигурации. «При этом самый эффективный способ сокращения сроков СМР – четкая организация и параллельные работы на всех участках, где это допустимо. Также для ускорения монолитного строительства высотных зданий и сооружений дополнительно к башенным кранам и бетононасосам можно использовать бетонораспределительную стрелу. Данная технология позволяет организовать непрерывную заливку бетона и занятость персонала на площадке в три смены. Кроме того, зарекомендовавшей себя технологией ускорения строительства является использование сборно-монолитных элементов для лестниц, инженерных и лифтовых шахт. Поступая на строительную площадку в готовом виде, они существенно позволяют сократить время строительно-монтажных работ», – отмечает она.
По оценке генерального директора компании «КБК Проект» Василия Костина, внедрение различных новых технологий в проектирование и строительство позволяет снизить общую стоимость проекта на 10–30%. Это касается снижения прямых трат на строительство и проектирование благодаря использованию инновационных строительных материалов и технологий и снижения косвенных расходов на непосредственное управление проектом. «Мы, как проектная организация, стараемся снизить затраты для заказчика – в первую очередь, за счет комплексной проработки техзадания с использованием информационного моделирования вкупе с предложением обоснованных экономичных решений, таких как энерго- и теплосберегающие технологии», – добавляет он.
Тем не менее, сетует коммерческий директор компании RDI Валерий Кузнецов, о BIM в строительстве намного больше говорят, чем используют на практике. «Ограниченное применение BIM имеет свои причины. Это не стандартизированный продукт. Нет единой технологической платформы, на которой разрабатываются проекты. В каждом случае выполняется, по сути, отдельная программа работы с BIM. Экспертиза по-прежнему принимает проектную документацию в бумажном виде или в формате PDF даже при наличии BIM. Использование этого подхода будет ограниченным и в дальнейшем, пока правительство не сделает технологию обязательной. Сейчас мы видим разный уровень профессиональных знаний BIM у всех компаний, которые привлекаются к проекту. А это большие сложности для эффективного взаимодействия», – отмечает он.
IT-директор Группы ЦДС Михаил Орлов сообщил, что «цифра» сейчас внедряется не только в проектирование, но и в строительный процесс в целом. «Одним из наших приоритетов в последние два года был переход на цифровые технологии. Современные системы, такие как ERP (интегрирующий финансовый инструмент), система контроля качества строительства и BIM-проектирование, позволяют всем подразделениям компании находиться в едином информационном поле и четко координировать свою работу, что в конечном счете отражается на сроках и стоимости строительства. Применяемые технологии уже доказали свою эффективность. В частности, система контроля качества объектов позволяет координировать деятельность технадзора, генподряда и службы заказчика. От слаженности их работы во многом зависит скорость строительства», – подчеркнул он.
Улучшая качество
Представители строительной отрасли отмечают, что в последнее время появилось и множество стройматериалов, которые обеспечивают необходимое качество и при этом позволяют сэкономить.
Такие технические решения, говорит генеральный директор СК «Домино» Дмитрий Макеев, можно найти практически на каждой стадии строительства: от фундамента до кровли. На рынке существует современные материалы, которые с успехом заменяют материалы устаревшие. «Например, появились специальные изоляционные мембраны. При выполнении армирования, с учетом роста цен на металл, многие закладывают в проектные решения композитную арматуру, что позволяет снизить транспортные расходы и уменьшить сметную стоимость. Современные системы опалубки позволяют использовать их многократно, сокращая время на подготовку и минимизируя издержки на доску. Также на рынке появляются новые стеновые материалы, которые обеспечивают высокую скорость кладки, а простота выполнения работ позволяет привлекать менее квалифицированную рабочую силу. При этом крайне важно, чтобы новый на рынке материал имел под собой серьезную научно-техническую базу, успешно пройденные испытания, разработанные альбомы технических решений», – отмечает он.
По словам руководителя инженерно-технического центра ТЕХНОНИКОЛЬ Алексея Арабова, снижение стоимости строительства при сохранении высокого качества и надежности является одним из приоритетов. «Для реализации данной цели мы активно работаем сразу в нескольких направлениях. Первое – это производство материалов и применение технологий, увеличивающих скорость строительства. В качестве примера можно привести кровельные материалы, которые монтируются методом механического крепления, а также системы клиновидной изоляции для устройства уклонов. Это позволяет существенно увеличить скорость монтажа, что особенно актуально при строительстве зданий и сооружений с большой площадью крыш. Второе – это разработка новых типов ограждающих конструкций. Так, мы разрабатываем бесстяжечные системы изоляции крыш. Это решение позволяет отказаться от применения стяжки, что значительно сокращает стоимость самой конструкции, существенно увеличивает скорость монтажа. Третье – применение композитных материалов. Основной плюс таких решений состоит в том, что один или несколько процессов, которые ранее выполнялись на объекте, уже сделаны на производстве», – отмечает он.
В целом, резюмирует специалист, для правильной оценки эффективности новых технологий нужно использовать оценку стоимости жизненного цикла конструкций. Не всегда снижение стоимости на этапе строительства приводит к желаемому эффекту. Очень важно при сравнении различных материалов и технологий оценивать стоимость, приведенную к сроку их безремонтной эксплуатации.
Мнение
Сергей Терехов, директор по продажам H+H:
– К строительному сезону H+H («Эйч плюс Эйч») представила обновленную формулу всесезонного клея H+H LimFix для кладки газобетонных блоков. Благодаря этому собственному инновационному продукту H+H процесс возведения всех видов наружных и внутренних стен из газобетона, включая несущие, оказывается более быстрым и выгодным. Так, один баллон обновленной версии клея Н+Н LimFix позволяет склеивать в 2 раза больше газобетонных блоков по сравнению с предыдущим вариантом – до 2 куб. м вместо прежнего 1 куб. м. Клей LimFix, поставляемый в баллонах, полностью готов к применению. Так что не тратится время на разведение сухого клея, полностью исключены «мокрые» процессы.