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.
Светопрозрачные конструкции:легкость, прочность, экологичность
В современном строительстве на протяжении последних десятилетий прослеживается отчетливый тренд к увеличению площадей остекления как внутри зданий, так и на их фасадах. При этом расширяется применение светопрозрачных конструкций (СПК) на основе алюминия, доля которых на рынке растет с каждым годом.
Направления использования
Традиционным сегментом применения оконно-фасадных конструкций из алюминиевого профиля являются объекты социального и производственного назначения. По сей день основной объем потребления приходится на деловые и торговые центры, спортивные сооружения и т. п. Но участники рынка отмечают тенденцию к расширению использования алюминиевых светопрозрачных конструкций в жилищном строительстве. «До 2016 года основными проектами, куда мы поставляли свои системы, были административные и общественные здания. Появление в нашем портфеле новинок – SlimLine и Masterline, отличающихся разнообразием внешнего вида и улучшенными техническими характеристиками, – позволило нам значительно увеличить объем жилищных проектов», – поясняет директор филиала Reynaers Aluminium RUS в Северо-Западном регионе Сергей Колосов. «Изначальные возможности алюминиевых систем гораздо шире. Можно учесть хотя бы тот факт, что алюминиевые светопрозрачные конструкции можно устанавливать в регионах с сейсмичностью в 9 баллов. Не говоря уже о возможности исполнения противопожарных, бронированных и других специальных систем», – отмечает руководитель Северо-Западного представительства компании Schuco Нодар Тузбая.
Виды остекления
Говоря о применении светопрозрачных конструкций, можно выделить четыре укрупненных направления. Это внутренние перегородки, оконно-фасадные системы, крыши зданий (атриумы и зенитные фонари) и полностью остекленные помещения (террасы, теплицы и т. п.). В каждом из вышеупомянутых случаев в зависимости от поставленных задач и климатических условий целесообразным может быть как утепленное, так и холодное остекление.
Алюминий при высоких показателях прочности и долговечности отличает высокая теплопроводность, что послужило причиной сужения сферы его использования в северном климате. Но с появлением профилей с терморазрывом и алюмо-деревянных конструкций оконно-фасадные системы на основе алюминия увеличили долю в сегменте теплого остекления, сохраняя позиции в традиционной для вида области холодного остекления.
Потребительский спрос
По данным исследования «Фасадной академии», в 2017 году рынок алюминиевых конструкций для светопрозрачных фасадов составил около 18 тыс. т, а потребление алюминиевых конструкций для светопрозрачных фасадов – около 6, 5 тыс. кв. м. Доля рынка светопрозрачных алюминиевых конструкций растет – несмотря на то, что по стоимости такие системы превышают в большинстве случаев металлопластиковые аналоги.
Технологические особенности конструкций из алюминия:
Легкость и прочность
Использование алюминия благодаря его низкой плотности позволяет расширить площади остекления, не создавая дополнительных нагрузок на несущие конструкции. Это позволило строительной отрасли удовлетворить потребительский спрос на больший объем естественного освещения помещений, не приводя при этом к дополнительным затратам на увеличение запаса прочности конструкций в целом. Вес 1 кв. м металлопластикового окна с однокамерным стеклопакетом доходит до 35 кг, в то время как в алюминиевом исполнении он составит меньше 20 кг. «Панорамное остекление, французские балконы со створками высотой свыше 2,5 м сегодня перестают быть новинками, становясь с каждым днем все более широко используемыми благодаря прочности и легкости алюминиевого профиля», – отмечает Сергей Колосов. Помимо этого, алюминий отличает высокий уровень стойкости к температурным перепадам, деформациям и коррозии, а также высокая пожаробезопасность – материал не горит и не так-то легко плавится. Нодар Тузбая к основным преимуществам алюминиевых оконно-фасадных систем относит именно их «светопрозрачность», поясняя, что «за счет своих повышенных статических свойств алюминиевые и стальные системы могут удерживать больший вес и размеры стеклопакетов, при этом видимая часть самих конструкций сводится к минимуму».
Долговечность и экологичность
Такое неоспоримое преимущество конструкций из алюминия, как долговечность, изначально играло и продолжает играть весомую роль для потребителя. «Светопрозрачная конструкция из алюминиевого профиля соответствующего сплава и качества прослужит не менее 50 лет», – утверждает Сергей Колосов. Но необходимо отметить, что в последние годы все большую значимость приобретает экологический фактор. LEED, BREAM, GREEN ZOOM и другие системы экологической сертификации рекомендуют применение оконно-фасадных систем из алюминия. В качестве преимуществ данного материала указывается полное отсутствие выделений вредных веществ вне зависимости от условий эксплуатации, а также возможность 100%-ной переработки любого алюминиевого изделия. Помимо вышеперечисленного отмечаются и высокие звукозащитные свойства светопрозрачных алюминиевых конструкций, способных снизить уровень шума на 40 дБ.
Правильный дом – это каменный дом
Малоэтажное загородное домостроение в последнее время активно развивается. Дома строят как для постоянного, так и для сезонного проживания. Но в итоге человеку важно одно – получить максимально комфортное жилье. А правильный дом, в котором жить тепло и удобно, – это каменный дом.
В компании «ЛСР. Стеновые» – «дочке» одного из лидеров российского строительного рынка, «Группы ЛСР» – об этом правиле знают по собственному опыту. Компания является одним из крупнейших отечественных производителей стройматериалов, и за ее продукцию голосуют рублем чаще всего. Особенной популярностью у покупателей пользуются лицевой и рядовой кирпич, а также клинкер – фасадный и тротуарный (о нем подробнее читайте статью «Российский клинкер: эпоха возрождения», «Строительный Еженедельник, № 8, 2019»).
Надежная основа
Собственников будущего жилья и строителей, которые будут его возводить, беспокоит главный вопрос: как выбрать экономичный, но качественный современный материал, который обеспечит теплоизоляцию, экологичность и долговечность здания? Судя по наметившемуся тренду на рост использования газобетона для этих нужд (около 50% от всего малоэтажного строительства), принципиальный выбор потребителями уже сделан. И хозяева, и девелоперы коттеджных поселков все больше ориентируются на газобетон как основу будущего дома.
«Из какого материала должны быть возведены стены, чтобы дом получился прочным, теплым и красивым? Определенно, из каменных стеновых материалов. Особо широкое распространение на рынке получил именно газобетон. Его используют для строительства наружных стен, так как он обладает высокими теплозащитными свойствами», – подчеркивает коммерческий директор компании «ЛСР. Стеновые» Алексей Онищенко.
Чем же так хороши газобетонные блоки?
- Они удобны в использовании и легко поддаются обработке.
- Отличаются высокой прочностью.
- Низкий вес блоков и их геометрические характеристики снижают сроки строительства в сравнении с другими материалами.
- Огнестойкость.
- Обладают прекрасной шумозащитой и теплоизоляцией.
- Благодаря структуре газобетона воздух свободно проникает снаружи, в результате чего создается комфортный микроклимат в доме.
- Широкий ассортимент типоразмеров дает возможность строительства зданий любых форм.
- Небольшая цена в сравнении с подавляющим большинством стеновых материалов.
- Высокая морозостойкость. Можно считать, что газобетон является рекордсменом среди материалов, применяемых для строительства малоэтажных зданий. Об том говорит его способность без ущерба выдерживать 100 циклов замораживаний и оттаиваний при полном насыщении водой.
- Практически идеальная конфигурация газобетонных блоков (допускается отклонение до 1 мм) позволяет использовать тонкошовную кладку с применением специального клеевого раствора, что дает возможность экономить при строительстве.
«Решая, из какого материала лучше строить дом, выбирайте материал, обладающий высокой надежностью и хорошими теплоизоляционными свойствами. Газобетон соответствует всем этим критериям», – замечает Алексей Онищенко.
Все познается в сравнении
Чтобы оценить преимущества газобетона, давайте сравним его с деревянным брусом, одним из наиболее популярных строительных материалов.
Особенно среди своих «собратьев» выделяется газобетон марки ЛСР (AEROC) D400:
- Возможность строительства трех полных этажей из газобетона.
- Полностью негорючий материал. Огнестойкость конструкций до REI 240.
- Обладает достаточной паропроницаемостью, так называемой способностью «дышать».
- Морозостойкость не менее F100. Позволяет возводить здания сроком службы более 100 лет.
- Высокая звукоизоляция воздушного шума – не менее 47 дБ.
Легкость – в тренде
Чем тяжелее дом, тем дороже обходится ему фундамент, а качество обеспечить в таком случае еще сложнее. Особенно если строительство ведется на сложных грунтах – например, с низкой несущей способностью. В этом случае именно стены являются значительной составляющей в общем весе всего дома и, как следствие, в итоговой нагрузке на фундамент.
Выбрав наиболее легкий стеновой материал, можно значительно снизить нагрузку. И снова сравним брус и газобетон:
Дома из газобетона ЛСР (AEROC) марки D400 являются одними из самых легких – плотность этого материала практически в два раза ниже, чем у бруса при одинаковой влажности.
Еще один важный нюанс, который влияет на легкость конструкции, – это газобетонные перекрытия. Именно они в сочетании с газобетонными стенами дают будущему дому бюджетный, а главное, легкий фундамент и цоколь.
Перекрытия из газобетона марки Marco-ЛСР (AEROC) могут применяться в помещениях любой формы и вдобавок к легкости и доступности обладают таким немаловажным преимуществом, как хороший акустический комфорт.
Сокращение затрат при использовании перекрытий достигается за счет:
- снижения расхода бетона на 25–30% в сравнении с монолитным перекрытием;
- исключения из технологического процесса использования дорогостоящих элементов съемной опалубки и вспомогательных материалов;
- меньшей стоимости работ, благодаря меньшему времени их проведения;
- сокращения числа используемых технологических опор;
- проведения монтажных работ без применения грузоподъемных механизмов;
- исключения стяжки для выравнивания основания пола;
- снижения объема арматурных и подготовительных работ на строительной площадке;
- оптимизации конструкций здания, благодаря использованию перекрытий с разной несущей способностью и толщиной;
- снижения затрат на доставку элементов перекрытия на строительную площадку.
Экономия на всех этапах
Будущий дом должен быть не только теплым и комфортным для жизни, но и экономичным в процессе строительства и эксплуатации. Важно учитывать тот факт, что цена стенового материала не особо влияет на итоговую стоимость строительства. Гораздо больше средств «съедают» фундамент и отделка. Дом же из газобетона может обойтись и без внешней отделки. Это еще один неоспоримый плюс материала.
Но главное – это экономия в процессе эксплуатации. Например, дерево имеет свойство либо расширяться от влажности, либо усыхать. В результате в конструкции образуются продуваемые места. Все это ведет к потере тепла в доме и росту затрат на его обслуживание. Ничего подобного с домами из газобетона не происходит: в них тепло зимой и прохладно летом. За подобные теплоизоляционные свойства отвечают пузырьки воздуха, образующиеся в материале, которые берегут тепло. Стены из газобетона в 40 см дают примерно такой же эффект теплоизоляции, как кирпичные стены толщиной не менее 70 см. Экономия на отоплении может достигать 40%.
«Благодаря низкой теплопроводности газобетона существенно увеличивается энергоэффективность дома. Газобетонные блоки имеют почти идеальную геометрическую форму, поэтому швы кладки получаются очень тонкими, что позволяет экономить клей, а также улучшает теплоизоляцию и делает стены дома прочнее. Газобетон можно обрабатывать обычным ручным инструментом. Из него вырезают нестандартные элементы всевозможных размеров. Работать с газобетоном настолько просто, что с этим справится любой частный строитель, не говоря уже о профессионале», – уверен Алексей Онищенко.
В чем секрет?
Для производства газобетонных блоков используется безопасное сырье, основными компонентами которого являются кварцевый песок и цемент. А «волшебные пузырьки» образуют обычная известь и алюминий.
Основные сырьевые материалы (песок, цемент, известь) дозируют, перемешивают, а затем добавляют в очень малых количествах алюминиевый порошок. После формования и нарезки основного массива с помощью струн – начинается процесс автоклавного твердения. Таким образом, мы получаем прочный, экологически чистый, минерализованный и теплый стеновой материал.
Для выпуска качественной продукции нужны современные высокотехнологичные и высокопроизводительные (что обеспечивает сравнительно невысокую стоимость) производственные линии. Именно такие установлены на Сертоловском газобетонном заводе «Группы ЛСР».
Качество строительных материалов сложно оценить «на глаз». Прочность, теплопроводность и прочие характеристики можно проверить только на специальном оборудовании в лабораторных условиях. У Сертоловского газобетонного завода, производящего газобетон ЛСР (AEROC), такая лаборатория есть. Квалифицированные специалисты проводят всевозможные обследования и испытания. Помимо этого, продукция, выпускаемая на Сертоловском газобетонном заводе, получила аттестат аккредитации Центра испытаний строительных материалов и изделий – сертификат соответствия качества ГОСТ Р.
О популярности газобетона говорят цифры. Сегодня доля новых домов с использованием этого материала на рынке малоэтажного строительства близка к 50%. Заслуженным лидером продаж газобетон является и в Центрах строительных материалов «Группы ЛСР». При этом любой желающий может лично убедиться в его качестве на регулярных мастер-классах по работе с материалами производства «Группы ЛСР». Приглашаем всех оценить преимущество газобетона:
пр. Кима, 19
ул. Репищева, 10
пр. Народного Ополчения, 10
+7 (812) 334-87-87
Ежедневно: 09:00–20:00.
Интернет-магазин строительных материалов «Группы ЛСР»: sm.lsr.ru