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.
Первый пошел!
Свершилось то, чего так ждали! Возводится первое в мире здание, спроектированное по технологии информационного моделирования в российской BIM-системе Renga.
Первопроходцем в области освоения отечественной BIM-программы выступила столичная проектная компания ООО «ПСК «АрхСтандарт». Жилой дом, спроектированный в BIM-системе Renga из сборного железобетона, уже возводится в подмосковном городе Королёве.
Традиционно специалисты ООО «ПСК «АрхСтандарт» для разработки проектной документации использовали программу AutoCAD. Впервые руководство компании обратило внимание на BIM-технологию в 2017 году в связи с новыми требованиями заказчиков предоставлять информационную модель. Еще одной причиной перехода на BIM стала необходимость устранения нестыковок в проектах, которые приводили к дополнительным финансовым затратам.
При выборе конкретной BIM-системы было важным, чтобы новую программу сотрудники могли быстро освоить и сразу начать применять в рабочих проектах. Кроме того, важно было, чтобы она имела привлекательную цену и на ее стоимость не влияли колебания валютного курса. После рассмотрения ряда имеющихся на рынке продуктов выбор был сделан в пользу Renga.
Проектировщикам ООО «ПСК «АрхСтандарт» понравился понятный, лаконичный интерфейс программы, а руководство отметило ее доступную стоимость. На обучение специалистов было потрачено всего 12 часов, после чего специалисты приступили к проектированию многоэтажного жилого дома из семи секций. Надземные конструкции дома были спроектированы из сборного железобетона, подземная часть – из монолитного железобетона. Фундамент здания представляет собой сплошную плиту с монолитными стенами подвала. Надземная часть состоит из несущих стеновых панелей и панелей перекрытий. Фасад здания – утепленный, вентилируемый, с навесными плитками из керамогранита.
Специалисты ООО «ПСК «АрхСтандарт» легко освоили Renga, создали информационную модель жилого дома из сборного железобетона, получили из нее чертежную документацию и убедились, что наглядность, которую обеспечивает 3D-проектирование, позволяет избежать неточностей при проектировании. Также, за счет наглядности 3D-модели, удалось выявить некоторые ошибки, допущенные на предварительном этапе при работе в AutoCAD.
Рабочий файл модели имеет размер всего около 2,5 Мб. Итоговая модель содержит 150 типоразмеров панелей. Только сборные конструкции здания составляют более 12 тыс. элементов.
Информационная модель передана на стройку. Строительство здания уже идет полным ходом и должно быть закончено к концу этого года.
Работа с BIM-технологиями получила высокую оценку как проектировщиков, так и руководства ООО «ПСК «АрхСтандарт». «При освоении системы не возникло трудностей, так как ее интерфейс лаконичен и понятен. Опыт выполнения данного проекта показал преимущества использования BIM-технологии по сравнению с двухмерным черчением. При выполнении последующих проектов мы будем использовать все три системы Renga, постепенно заменяя классический метод проектирования на информационное моделирование», – говорит генеральный директор ПСК «АрхСтандарт» Станислав Щербатенко.
Справка
Renga Software – совместное предприятие компании «АСКОН» и фирмы «1С» – первый отечественный разработчик BIM-решений. Компания создает продукты для трехмерного проектирования с удобным функционалом, интуитивно понятным интерфейсом и доступной стоимостью. Вся документация, создаваемая в программе, соответствует используемой в России нормативной базе. BIM-продукты: Renga Architecture – для архитектурно-строительного проектирования; Renga Structure – для конструктивной части зданий и сооружений (железобетонные и металлические конструкции); Renga MEP –для проектирования внутренних инженерных систем зданий (водоснабжение, канализация, отопление, вентиляция, электроснабжение). Сайт: Rengabim.com
Всеволод Яковлев: «Работая над проектом, помним, что мы с заказчиком в одной команде»
Проектировщики и заказчики, несмотря на иногда разное видение проектов, всегда могут прийти к консенсусу. В этом уверен управляющий партнер архитектурного бюро «Проксима», член Союза архитекторов России Всеволод Яковлев. Он рассказал «Строительному Еженедельнику» об особенностях работы компании с партнерами.
– Всеволод Александрович, расскажите, как начиналась «Проксима». Что уже сделано?
– Работаем на рынке мы более 10 лет. Начинали с малого, с небольших заказов по проектированию. Более серьезную деятельность стали осуществлять приблизительно с 2011–2012 годов. В частности, начали активно работать с крупными строительными компаниями города. Сейчас в нашем портфолио немало интересных и знаковых проектов. Среди них есть и жилые, и общественные, и производственные здания.
– Можете ли выделить какие-то проекты?
– Все проекты нам по-своему дороги. В них вложили частичку себя. Из крупных последних проектов могу отметить ЖК «Северный» Группы ЦДС. Строительство его началось в прошлом году. По своим архитектурным особенностям он принципиально новый в своем сегменте. Мы разрабатывали его концепцию, делали проектную, рабочую документацию и сейчас ведем авторский надзор.
Также интересно было работать с компанией Docklands development в их проекте на Васильевском острове. Важно, что мы любим всех заказчиков и, повторюсь, каждый разработанный объект очень важен для нас.
– А случалось такое, что у вас и заказчика было разное видение проекта?
– Бывало, и не раз. И это нормальная ситуация при работе проектировщиков с заказчиками. При этом в случае каких-то разногласий по проекту мы всегда приходили и приходим к консенсусу, который удовлетворяет всех. Важно понимать, что, работая над проектом, ты с заказчиком находишься в одной команде.
– «Проксима» занимается и разработкой концепций реставрации исторических зданий. В чем тут особенность?
– Это особо тонкая работа. Важно не навредить историческому объекту и при этом сохранить и подчеркнуть его особенности. В этом плане Петербург уникальный город – и тут есть с чем работать. Совсем недавно мы закончили и согласовали с КГИОП концепцию реставрации объекта исторического наследия по адресу: Большая Морская улица, 32. До революции в здании располагался Русский банк для внешней торговли. В советский и современный период работал Архитектурно-строительный техникум, в другое место он переехал совсем недавно. У нас работают люди, которые учились в техникуме, – и сейчас помогают реставрировать здание. Уверен, что скоро оно заиграет новыми красками.
– Вы активно используете в работе BIM. В чем его преимущества?
– Использовать BIM-технологии мы начали около пяти лет назад. Это стало очередным скачком нашего развития. Безусловно, вначале было сложно, так как это принципиальный отход от того, что ты чертишь на бумаге. Делались определенные ошибки. Но о переходе на цифровое моделирование нисколько не жалеем. Благодаря BIM мы стали быстрее и эффективнее работать. Это видят и наши заказчики.
– Приближается День строителя. Чего бы Вы хотели пожелать коллегам?
– Чтобы было все у всех хорошо и стало еще лучше. Это касается и профессиональной деятельности, и личной жизни. Помните, что строитель – великая и уважаемая профессия. Всех с праздником!