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.
От простого к сложному. Современные гидроизоляционные рулонные материалы завоевывают рынок
Современные кровельные и гидроизоляционные рулонные материалы на основе полимеров продолжают вытеснять с рынка технологически более простую продукцию.
По данным экспертов, в настоящее время продолжает наблюдаться спад производства и потребления битумных кровельных и гидроизоляционных материалов. Этот тренд на рынке сохраняется с 2014 года. Также, если говорить о скатной крыше, в серьезный минус ушли шифер и черепица.
Наиболее типичным кровельным рулонным материалом является рубероид. В его основу входит спрессованный картон со специальной пропиткой и нанесенной на обе стороны полотна смесью покровного битума и посыпки. За счет своих характеристик продукт универсален. Также преимуществом рубероида является его низкая цена, по сравнению с другими рулонными кровельными и гидроизоляционными материалами. Тем не менее востребованность его на рынке падает.
Как отмечают в корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ, спрос на рубероид в ближайшие пять лет может снизиться до 19% в общей структуре спроса на рулонные материалы. При этом доля продукции современного типа за этот период времени достигнет показателя 73%. Половина данных материалов будет изготавливаться на битумно-полимерной смеси, обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства.
По словам заместителя директора по маркетингу компании «Стройкомплект» Алексея Афонина, в настоящее время строительные подрядные организации все чаще делают выбор в пользу усовершенствованных кровельных и гидроизоляционных покрытий. «Их эксплуатационные характеристики гораздо выше, чем у обычных материалов. В частности, если говорить о сроке службы битумно-полимерных покрытий, то они достигают 25 лет. Это в три раза больше, чем у битумных материалов. Таким образом, в перспективе достигается экономия средств на дальнейшем ремонте кровли. В настоящее время наиболее востребованы у строительных компаний, которые являются нашими клиентами, «дышащие» битумно-полимерные материалы. Они имеют специальные воздушные каналы, которые помогают удалять влагу между прослойками покрытия и повысить срок службы изделий», – добавил он.
В более массовом сегменте DIY-торговли также наблюдается переход на использование более технологичных материалов. Руководитель направления в категории «Строительные материалы» торговой сети «Леруа Мерлен» Илья Поляков отметил, что сейчас идет «перетекание» клиентов с товаров первого уровня качества, к которым относится рубероид, на второй – на основе стеклохолста ХПП (холст, полимерная пленка, полимерная пленка) и ХКП (холст, крупнозернистая посыпка, полимерная пленка). Также набирают популярность товары третьего уровня качества на основе полиэфира ЭКП (полиэстер, крупнозернистая посыпка, полимерная пленка) и ЭПП (полиэстер, полимерная пленка). «Если вы посмотрите вокруг, то сейчас практически 90% новых зданий имеют плоскую крышу. Эти кровельные материалы предназначены в первую очередь для таких сооружений. Соответственно, и рынок этой продукции будет расти», – уверен специалист.
Стоит добавить, что в коттеджном строительстве в настоящее время наблюдается тренд на плоские кровли с применением в качестве сплошной гидроизоляции рулонных полимерных мембран (ПМ). Срок их эксплуатации достигает 60 лет. Они устойчивы к биологическому воздействию и сильному гидровоздействию. В частности, над ПМ-покрытием на крыше можно создать газон или бассейн. Правда, в сравнении с битумными и битумно-полимерными материалами данный продукт существенно дороже и пока менее распространен в строительстве.
Кстати
С 1 июля 2020 года вступит в силу ГОСТ Р 58796-2020 «Материалы пароизоляционные рулонные битумосодержащие. Общие технические условия». Разработан он был Национальным кровельным союзом на основе европейских стандартов. Новый ГОСТ определяет характеристики таких материалов, используемых в качестве пароизоляционного слоя для изоляции от водяного пара. Также документ содержит положения, касающиеся проведения испытаний и оценки соответствия материалов установленным требованиям.
В особых условиях. Проблемы геодезические изыскания на застроенных территориях
Проведение геодезических работ на застроенных территориях Петербурга осложнено отсутствием информации о некоторых объектах и инженерных сетях, а также бюрократическими проволочками.
Инженерно-геодезические изыскания на плотно застроенных городских территориях в России относятся к повышенному классу сложности. Их проведение затрудняют существующие объекты, магистрали, коммуникации. В Петербурге в силу его исторической застройки, огромного «серого пояса» (в частности, и с недействующими предприятиями) такие работы особо сложны.
Проблемы сетевые…
По словам начальника отдела топографо-геодезических работ ЗАО «ЛенТИСИЗ» Владимира Усова, сложности в работе действительно возникают. Традиционно они появляются при определении собственника или балансодержателя инженерных сетей и при согласовании возможности их использования.
«Можно выделить, пожалуй, две ситуации. Первая – изыскания производятся на застроенной или незастроенной «жилой» территории. При этом согласования с монополистами выливаются в круглую сумму, да и время оказания услуги бывает очень длительным, что сказывается на сроках представления технического отчета заказчику. Также существует вероятность после поиска собственника сети так и не получить положительный ответ о возможности подключения», – говорит он.
Вторая ситуация, по словам эксперта, возникает, когда изыскания производятся на территории промышленного предприятия. «Работа осложняется выявлением массы брошенных сетей, возможностью получения информации только из старых бумажных архивов прошлого века, отсутствием нужных специалистов на промышленной площадке. Здесь все зависит от опыта и профессионализма изыскателей! До сих пор «ЛенТИСИЗ» успешно справляется с поставленными задачами», – отметил Владимир Усов.
…и процедурные
По словам заместителя генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергея Лазарева, при всеобщей компьютеризации, электронном документообороте и т. д. изыскатели Петербурга, а их в настоящее время более 500, тратят огромное количество времени на поездки в геолого-геодезический отдел КГА для банальных операций. «Нужно подать уведомление, получить геодезические пункты, сдать на проверку геодезические и картографические материалы, для сдачи в архив приводить все документы об изысканиях в требуемый вид», – рассказывает он.
Эксперт подчеркивает, что происходит это несмотря на то, что уже как пару лет существует «личный кабинет» изыскателя, который никак не может начать работать в полную силу, из-за нерешенных вопросов со стороны ГГО КГА в части получения выписки исходных пунктов, а также регистрации результатов инженерных изысканий. «В частности, идет ссылка на секретность, хотя экспертное сообщество считает, что ее в выписках до 9 пунктов в местной системе координат не существует. Что касается регистрации инженерных изысканий – эту функцию можно реализовать через «личный кабинет» с ведением реестра инженерных изысканий, и уже давно пора отказаться от печати ГГО КГА на титульнике и никому не нужном лавсане», – считает Сергей Лазарев.
Он добавляет, что есть большая проблема по полнофункциональному доступу к сервису. Сейчас таковой имеется только у одной изыскательской компании, которая успешно работает почти два года. Все остальные участники рынка не могут получить от ГГО КГА информацию о сроках предоставления им доступа. Пока изыскатели Петербурга имеют возможность работать через «личный кабинет» только по контрольным исполнительным съемкам. А это лишь 20% от всех работ, которые проходят через отдел.
Генеральный директор компании «КБК Проект» Василий Костин отмечает, что сроки прохождения административных процедур, связанных как с проведением геодезических работ, так и в целом с экспертизой проектной документации, в Москве существенно меньше, чем в Петербурге, за счет оптимизации процесса подачи документов в электронном виде с помощью специализированного портала. Например, по данным столичного правительства, в 2019-м по сравнению с предыдущим годом из алгоритма получения разрешительной документации исключены две процедуры, а сроки сократились на 34,5 дня.
«Также следует отметить, что в плане сложности проведения инженерно-геодезических изысканий Москва находится в чуть более выгодном положении, нежели Петербург. Это связано в первую очередь с топографическими и геологическими характеристиками, различием в свойствах грунтов и водных пластов. Например, питерский грунт характеризуется большей ползучестью, а уровень подземных вод у нас значительно выше, чем в столице», – напоминает эксперт.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– За прошлый год наша организация поработала над изысканиями для строительства двух больших участков метрополитена. Проект интересный, сложный и денежный. Вообще, к нам постоянно приходят с интересными геодезическими задачами. Так, например, несколько лет назад мы делали съемку для цифровой модели, которая использовалась для 3D-анимации в фильме «28 панфиловцев». Также был случай, когда человек обратился за заключением о вычислении его местоположения с указанием расстояний, по результатам биллинга сотового оператора, для использования материалов в качестве доказательства невиновности в суде. Также нам заказывали геодезические изыскания в 3D для BIM-проектирования. Надеюсь, в будущем таких интересных проектов станет больше.
Владимир Усов, начальник отдела топографо-геодезических работ ЗАО «ЛенТИСИЗ»:
– Выделить конкретный интересный проект очень сложно, так как с каждым новым крупным заданием появляются дополнительные требования и пожелания заказчика. В основном это связано с развитием BIM, а также с желанием получить не только топоплан местности, но и цифровую модель рельефа или местности. Для выполнения поставленных задач мы совершенствуемся сами и обновляем парк оборудования. Так, на отдельных объектах используются беспилотные летательные аппараты для получения ортофотоматериалов и дополнительных сведений о площадке изысканий, а также наземное лазерное сканирование для получения детальной информации о местности, зданиях и сооружениях как снаружи, так и внутри. Все это позволяет дать исчерпывающую информацию об объекте и выдать материал, отвечающий всем требованиям клиента.