Строительство дорог: новые материалы, технологии, решения
Первую четверть XXI века можно без преувеличения назвать эпохой бурного развития технологий и создания новых материалов. В ногу со временем идет и дорожно-строительная отрасль. О разработке инновационной продукции, реализации новых технологий и внедрении в свою практику передовых технических решений рассказывают эксперты отраслевых компаний, специализирующихся на проектировании и строительстве дорог, а также производстве материалов для дорожного покрытия.
Первый вопрос на повестке дня
Очевидно, что хорошая дорога начинается с грамотного проекта, а сегодня в области разработки проектной документации одним из первых на повестке дня стоит вопрос внедрения и применения технологий информационного моделирования (ТИМ).
Информационное моделирование позволяет получать модели в едином формате и создавать проектную и рабочую документацию более высокого качества, — констатирует директор по проектированию и инновациям холдинга «Автобан» Олег Лесюта. — Информационная модель объекта позволяет удобно связать проектные решения по всем разделам и проверить их на возможные коллизии и несоответствия. Благодаря ТИМ дорожники исключают риск получить несогласованные проектные решения, которые могут негативно сказаться на сроках и качестве строительства.
Татьяна Помельникова, руководитель группы отдела технологий информационного проектирования АО «Институт ”Стройпроект”». — Хотя есть успешный опыт в промышленном и гражданском строительстве, условия внедрения здесь другие.
Татьяна Помельникова обозначила основные факторы, влияющие на процесс внедрения информационного моделирования.
Первое — развитие ТИМ в строительной отрасли приводит к появлению новых нормативных документов. Некоторые из них полезны, другие — наоборот. При этом часть документов устаревает, становится сложно их применять, особенно в транспортном проектировании.
Второе — переход с зарубежного программного обеспечения на российское особенно повлиял на проектирование мостов, для которых нет идеально подходящей ТИМ-программы. С одной стороны, это усложняет работу, с другой — позволяет развивать отечественные продукты под нужды отрасли.
Третье — ТИМ требует участия всех сторон проекта. Заказчики и подрядчики не всегда видят все преимущества ТИМ, а это замедляет внедрение.
— Когда имеется высокоточная модель, основанная на топографической съемке и принятых технических решениях, качество выполняемой работы выходит на принципиально иной уровень, — убежден Олег Лесюта. — Геодезическая служба имеет возможность ежедневно контролировать ход строительно-монтажных работ с минимально допустимой погрешностью, применяя в том числе технологии лазерного сканирования и аэрофотосъемки. На этапе эксплуатации на искусственных сооружениях можно применять высокочувствительные системы мониторинга, датчики которых определяют деформацию, вибрации и малейшие отклонения от нормативных показателей.
По его словам, у холдинга «Автобан» накоплен хороший опыт разработки информационных моделей по крупным транспортным объектам, и компания не останавливается на достигнутом — ведет собственные разработки совместно с партнерами. В качестве примера Олег Лесюта привел проект «Цифровая экосистема для автомобильных дорог на базе цифрового двойника», который представляет собой виртуальную модель, наполненную необходимой атрибутивной информацией: документами, файлами, чертежами и спецификациями.
В ответ на запросы рынка
Каждый инженер отдает себе отчет в том, что проектирование и производство новых материалов базируется на достижениях науки, и сегодня возрастает роль научных центров, в том числе организованных на базе производственных компаний. Рассказывает эксперт Научно-исследовательского центра компании «Газпромнефть — Битумные материалы» Илья Кудряшов:
— Ассортимент продукции нашей компании насчитывает больше 300 наименований современных битумных материалов, в том числе уникальные разработки для строительства и текущего содержания дорог. Например жидкая стыковочная лента — специальный битумно-полимерный состав для герметизации шва, образующегося при укладке асфальтобетонной смеси. В отличие от привычной «твердой» ленты ее уже не нужно вручную разматывать и фиксировать на кромке покрытия. Для более эффективного нанесения применяется специальный автоматизированный модуль для асфальтоукладчика. Технология позволяет существенно улучшить качество холодных стыков и защитить их от попадания воды, которая при замерзании может вызвать появление трещин. В результате возрастает срок службы покрытия и межремонтный период. Еще одно решение — специализированные гранулы на основе битумного вяжущего и вторичной целлюлозы. Эта добавка надежно скрепляет компоненты асфальтобетонной смеси и предотвращает образование колеи.
Постоянно совершенствует рецептуры битумно-полимерных герметиков «ТЕХНОНИКОЛЬ», где также создан свой научный центр. По словам Антона Федькаева, руководителя направления «Горячие битумные материалы» ТН-Инжиниринг ТЕХНОНИКОЛЬ, компания выпускает более 30 модификаций дорожных герметиков, которые применяются во всех климатических зонах страны.
— Считаем важным достижением тот факт, что для обеспечения сырьем нам удалось добиться полного импортозамещения, — подчеркивает он.
Эксперт рассказал об одной из ключевых новинок компании в области дорожного строительства — битумно-полимерном герметике ТЕХНОНИКОЛЬ СОТА. Он способен глубоко проникать в трещины и швы и сегодня активно используется в дорожном ремонте для герметизации усталостных и отраженных трещин в асфальтобетонном покрытии.
— Независимо от причины происхождения любая трещина может привести к локальному разрушению дорожного полотна, — поясняет Антон Федькаев. — Рынку был нужен продукт, способный санировать небольшие повреждения на ранних стадиях. Раньше эта проблема решалась путем заполнения трещин битумом. Однако эффекта от такого способа хватало максимум на два года. Отвечая на запрос рынка, мы разработали продукт с выносливостью в 30 000 циклов, то есть столько раз он может выдержать переход через ноль градусов — от положительных температур к отрицательным и обратно.
Коротким путем
Пожалуй, важнейшей стадией жизненного цикла любого инновационного решения становится реализация его на практике. В строительстве, в том числе дорожном, многое зависит от успешного сотрудничества ученых, проектировщиков, производственников и подрядчиков. Однако различные организации не всегда взаимодействуют так быстро и эффективно, как хотелось бы и разработчикам новой техники и технологий, и отрасли в целом.
Одним из путей по преодолению препятствий на пути внедрения инноваций стала диверсификация бизнеса компаний-производителей, которые основывают собственные строительные подразделения. Так действует, например, ГК «АБЗ-1», работающая в дорожно-строительной отрасли уже более 90 лет.
Мы одними из первых пришли к пониманию того, что для сохранения лидерских позиций в конкурентной среде необходима диверсификация бизнеса и освоение новых сегментов, — рассказывает Леонид Гиндин, генеральный директор АО «АБЗ-Дорстрой», которая входит в ГК «АБЗ-1». — Сегодня компания уверенно развивает свои компетенции не только в производстве дорожных материалов, внедряя инновационные продукты по самым высоким стандартам, но и в строительстве дорог и мостов, укрепляя свое присутствие в новых регионах.
По его словам, «АБЗ-1» за текущий год проделала огромный объем работ в этом направлении. На финальной стадии идет реконструкция улицы Крисанова в Перми, включая строительство четырехполосной развязки. Компания продолжает активное строительство путепровода в Кудрове и реализует проект трамвайной линии «Славянка», который включает в себя возведение семи современных искусственных сооружений. Сейчас возводится крупнейший путепровод ферменной металлической конструкции длиной более 1200 м, который уже прошел над Московским шоссе и скоро преодолеет третьим уровнем петербургскую КАД. Такое решение значительно сократит путь трамвая.
Источник: пресс-служба АО «АБЗ-Дорстрой»
От BIM к ТИМ
Максимально полный переход на отечественные решения в технологиях информационного моделирования, применяемых в проектировании и строительстве, может занять несколько лет. Но, отмечают эксперты, российские разработчики способны заместить рынок качественными продуктами.
С 1 июля 2024 года использование технологий информационного моделирования должно стать обязательным при реализации проектов капитального долевого строительства и возведении объектов по госзаказу. Такое решение в конце прошлого года принял глава Правительства РФ Михаил Мишустин. Напомним, с 1 января 2022 года BIM-технологии уже должны были стать обязательными для бюджетных строек, но в силу известных геополитических и экономических событий это требование сделали временно «опциональным».
В новых реалиях, предполагающих максимальное использование отечественных цифровых решений, в том числе в технологиях информационного моделирования, чиновники в своих речах и нормативных документах уже заместили иностранную аббревиатуру BIM отечественной ТИМ. На практике, считают эксперты, реальный переход на все отечественное будет совершить сложнее. Тем не менее потенциал качества и эффективности российских продуктов высок, и через несколько лет они могут занять максимальную долю рынка.
На пути к альтернативе
Ряд опрошенных экспертов отмечают, что уход иностранных вендеров негативно отразился на внедрение BIM в строительную отрасль. Руководитель BIM-отдела компании «Айбим» Алексей Савватеев считает, что ситуация наглядно показала, что из-за софта (закрытия доступа, остановки техподдержки) могут быть нарушены жизненно важные бизнес-процессы компании. Особенно болезненно ощущается уход Autodesk — его продукты занимали ключевые доли рынка и во многом стали стандартом отрасли. Проектные организации, работающие с применением технологии BIM, вложили немало усилий в свое развитие: на протяжении нескольких лет обучали проектировщиков, разрабатывали средства автоматизации проектирования, формировали внутренние BIM-стандарты. В такой короткий срок заменить САПР не представляется возможным. Да, есть российские продукты Renga, nanoCAD, Model Studio CS, но они в данный момент не являются полноценной альтернативой зарубежным Revit, Archicad, Tekla. Вероятно, в ближайшее время нас ждет период использования нелицензионного программного обеспечения. Что будет дальше, загадывать сложно, так как годовые лицензии у многих компаний или закончились, или закончатся в 2023 году.
«Что касается государственных и окологосударственных компаний, то у них вариантов нет: в ближайшем будущем им необходимо будет перейти на российские САПР, каких бы усилий это ни стоило. Несмотря на сложности и нерешенные проблемы, связанные с зарубежным ПО, количество проектов, в рамках которых разрабатывались информационные модели, сильно выросло по сравнению с прошлым годом. Мы думаем, что цифровизация продолжится и BIM-моделирование будет использоваться на разных этапах жизненного цикла объектов, включая эксплуатацию. Какие-то организации смогут перейти на отечественные программные продукты, а кто-то из частных компаний останется с зарубежным нелицензионным софтом», — полагает Алексей Савватеев.
Вслед за постоянными отсрочками обязательного применения ТИМ в проектах, а также уходом основных поставщиков ПО с российского рынка, продолжает тему генеральный директор Проектного бюро ЛУЧ Александр Кузьмин, заказчики теряют интерес к информационному моделированию. «Во главе угла, к сожалению, все чаще стоит скорость и стоимость, а качество можно будет подтянуть в процессе строительства. С одной стороны, рынок по-прежнему не готов: менее 20% проектировщиков готовы выпускать свои проекты с использованием ТИМ, но и заказчиков, готовых работать с моделью, можно увидеть крайне редко. Пока государство не обяжет применять ТИМ хотя бы в проектах государственного финансирования, никакого рывка не случится. На все это накладывается уровень отечественных продуктов, которые еще не готовы полноценно заменить ушедший Autodesk. Поэтому массовый переход — дело не менее пяти лет».
Ломая предубеждение
Схожие выводы делает и исполнительный и технический директор компании АО «СиСофт Девелопмент» (CSoft Development) Игорь Орельяна Урсуа. По его словам, переход на отечественные BIM/ТИМ-решения — процесс долгий. Наравне с такой общераспространенной проблемой, как дополнительное финансирование на импортозамещение, одно из значимых препятствий — это определенное предубеждение потенциальных пользователей, связанное с качеством российского продукта. «Строительная отрасль — один из драйверов российской экономики, и многие современные технологии приходят в первую очередь именно сюда. Поэтому я считаю, что BIM/ТИМ-решения будут внедряться все интенсивнее. Очень интересным процессом станет цифровизация стройплощадки — появление решений для сбора, обработки, анализа данных в режиме реального времени с помощью роботизированных устройств, дронов, приложений. Однако для реальной динамики цифровизации строительства государству совместно с участниками рынка и экспертными сообществами необходимо уже сейчас создать прозрачное, понятное, работающее правовое поле для всего, что связано с ТИМ. Сегодня многие из действующих нормативных актов, определяющих порядок применения и критерии, предъявляемые к информационным моделям, содержат противоречивые требования и формулировки. Поэтому проектировщики, застройщики, эксплуатанты и разработчики софта тратят большие ресурсы там, где, по логике прогресса, должны их экономить», — отмечает представитель рынка.
По мнению инженера-геодезиста компании «КРЕДО-ДИАЛОГ» Глеба Серафимовича, процесс перехода на BIM уже заставил многих специалистов и еще многих заставит в ближайшее время, привыкших к комфорту отлаженных технологий и полному пониманию процесса, искать новые решения, осваивать новые методики и двигаться для достижения совместно поставленной цели — твердотельной 3D-модели. «Действуя в условиях санкций, специалисты ограничены в возможностях выбора решений, ведь ориентироваться приходится только на отечественных разработчиков. Это прекрасный шанс показать, на что способны отечественные разработчики, но вместе с этим это и огромная ответственность, ведь на кону стоит огромная строительная отрасль РФ. Однако все не так страшно, как может показаться на первый взгляд, ведь отечественных разработчиков во всех отраслях инженерных программных продуктов в достатке со своими решениями, преимуществами и возможностями. Это прекрасные условия для разработчиков и инженеров хорошо узнать друг друга и благодаря высокому уровню конкуренции создать качественный и востребованный продукт», — подчеркивает эксперт.
Катализатор перемен
Влияние санкций на внедрение BIM-технологий в отечественную строительную отрасль не стоит преувеличивать, считает BIM-эксперт «НИП-Информатика» Павел Храпкин. Скорее введение санкций породило взрывной рост предложений на рынке ПО для строителей. С уходом западных вендоров множество ИТ-компаний ринулось осваивать освободившееся место на рынке России и ближнего зарубежья. Сейчас в реестре Минцифры таких импортозамещающих приложений более 600. Однако министр строительства и ЖКХ Ирек Файзуллин отметил, что почти всем им необходимо 2–3 года для становления и устранения недостатков. Многие разделы отечественных BIM-технологий и не могли быть использованы в России в силу различий отечественных и западных практик в нормативных требованиях, в документообороте и пр. А в последнее время сами крупные строительные компании внедрили у себя и распространяют свои приложения, разработанные под руководством строителей для строительного рынка.
«По-моему, перспективы внедрения BIM в строительство сейчас зависят не от разработок IT-приложений, а от расширения практики работы с цифровыми информационными моделями. С этого года Государственная экспертиза стала во многих городах и регионах страны принимать к проверке BIM-модели, а Правительство — поощрять проектировщиков, использующих BIM применением дополнительных финансовых стимулов. Несомненно, цифровизация строительной отрасли — тенденция нашего времени», — добавил он.
Санкции послужили катализатором перемен, которые ждали своего часа уже много лет, считает директор департамента управления продуктом компании «Нанософт» Сергей Сыч. Гегемония западных разработчиков в России начала медленно, но верно ослабевать, а отечественные разработчики САПР и ТИМ стали стремительно развивать свои продукты. В текущих условиях оперативного импортозамещения отечественные компании столкнулись с необходимостью быстрой адаптации к новым условиям. Но не все быстро примирились с необходимостью кардинальных перемен. К тому же и сейчас еще не во всех компаниях выстроены процессы работы в среде общих данных.
«Тем не менее все больше компаний оценивают потенциал российских ТИМ как достаточно высокий. С каждым днем растет число предприятий, которые переходят на отечественные решения для цифрового моделирования. К сожалению, многих российских пользователей САПР и BIM еще преследует "тень" продуктов иностранных разработчиков и в целом нежелание переучиваться на новые продукты. Но в ближайшие годы ситуация изменится, так как крупные российские профильные вузы — такие, например, как МГСУ, НовГУ, ВГТУ и КГТУ, — обучают своих студентов работе с САПР и BIM на отечественном ПО, решая одну из стратегических задач, определенных Правительством РФ при переходе на российские BIM. Слишком много уже вложено сил, времени и средств в переход к работе с российскими продуктами. С уверенностью могу сказать, что мы готовы не только успешно заместить импортные аналоги, но и развивать и внедрять свой отечественный ТИМ», — резюмирует Сергей Сыч.
Оптимистично настроен и основатель и генеральный директор компании Development Systems Сергей Веселов. «Сегодняшнее положение дел в строительной отрасли могу сравнить с экономическими кризисами конца 90-х и середины 2000-х: финансовая нестабильность, снижение спроса, уход иностранных вендоров, разрыв партнерских отношений, растерянность, невозможность долгосрочного планирования. При этом существует однозначная уверенность, что без BIM-технологий и дальнейшего их распространения мы жить уже не сможем. Процесс цифровизации строительства, как и любой другой сферы деятельности, необратим. Из новых тенденций в области BIM-технологий, которых еще не было год-два назад, хочу отметить начало слияния BIM и искусственного интеллекта. ИИ помогает в разы увеличить количество возможных концептуальных предложений по заданным параметрам или вариантов планировок в определенном пространстве. За этим стоит большое будущее в скорости и вариативности проектирования».
«Мы в DS, — добавляет Сергей Веселов, — начали использование ИИ как раз на объектах отельной недвижимости. Загружая исходные параметры и пожелания инвестора в программу, на выходе получаем несколько вариантов концепций с точными характеристиками, удовлетворяющими запросам заказчика. При традиционном подходе нам пришлось бы сделать несколько десятков трудоемких итераций, чтобы найти компромиссный вариант. Считаю, движение в этом направлении будет продолжаться», — констатирует участник рынка.
Мнение: Сергей Веселов, основатель и генеральный директор компании Development Systems:
— Мы в DS всегда были и остаемся мобильными и гибкими: каждую сложность оцениваем как вызов и возможность выйти на новый, более совершенный уровень. Начав свое развитие с проектирования жилой недвижимости, к настоящему времени мы расширили функционал, в нашей группе компаний появилось два новых направления: технический заказчик и стратегические международные закупки. Дополнительный драйвер развития нашего бизнеса и еще одно новое направление — проектирование курортных отелей, с учетом изменения туристических потоков прошлого года мы видим в нем большую перспективу.
Технический заказчик (ТЗ) дал новый импульс в применении накопленных нами BIM-компетенций. ТЗ — совместный бизнес Development Systems и крупнейшего туристического оператора России Alean. В сотрудничестве мы развиваем старые и строим новые отели на Черноморском побережье. Это большой и очень перспективный, в отличие от жилищной недвижимости, сегмент приложения девелоперских усилий. Применение BIM-технологий здесь становится крайне востребованным. Проектирование новых объектов гостиничной инфраструктуры от концепции до инженерных коммуникаций, реконструкция старых санаториев — поднятие по облаку точек и дальнейшая модернизация, разработка ландшафтных территорий с особенностями местного рельефа и природопользования, автоматизация расчетов объемов и стоимости строительства, инженерный документооборот — это неполный спектр задач, которые мы решаем с помощью BIM.
Подключая BIM в традиционное проектирование, мы получаем раннее прогнозирование стоимости объекта и возможность иметь бюджет уже на стадии «Концепция». Это важно в работе с инвестором, поскольку позволяет точно рассчитывать и оптимизировать расходы на строительство. Встроенные в BIM-модель процедуры контроля качества снижают дальнейшие издержки при возведении объектов.
Renga Software подготовила шаблон проекта для прохождения экспертизы
Технологии информационного моделирования поступательно развиваются в нашей стране. Об этом говорит и постоянный рост запросов от пользователей с просьбами разъяснить, как подготовить модель в Renga по требованиям той или иной региональной экспертизы. Чтобы помочь в этом вопросе, компания Renga Software подготовила для проектировщиков, работающих в Renga, пример шаблона, который поможет чётче понять все аспекты подготовки цифровой информационной модели к прохождению в экспертизе.
Первая часть этой большой работы была создана при поддержке пользователей Renga. Проектная компания ООО «КС-Девелопмент» (г. Ростов-на-Дону) предоставила свой проект в качестве основы для разработки шаблона. Стоит отметить, что первоначальный проект уже проходил госэкспертизу в формате проектной документации.
Кроме этого, большую поддержку в процессе работы оказали специалисты отдела внедрения технологий информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» (г. Санкт-Петербург). Стоит отметить профессионализм сотрудников СПб ГАУ ЦГЭ – очень грамотные требования к ЦИМ.
Шаблон представляет комплект материалов, в который вошли:
- Модель многоквартирного жилого дома, смоделированная полностью в Renga.
- Файлы сопоставления типов и параметров, которые понадобятся для экспорта из Renga в IFC.
- Шаблон для создания проекта, настроенный по требованиям СПб ГАУ ЦГЭ, который в последующем можно передать на экспертизу в формате ЦИМ.
- Подробная инструкция по работе с шаблоном.
Эталонная модель
В качестве примера был взят проект односекционного многоквартирного жилого дома. Первым этапом была разработана модель архитектурных решений и базовая модель (модель строительных объёмов и зон), которая входит в состав ЦИМ, передаваемая на экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ в формате IFC.
Также данные модели представлены и в формате IFC.
Разработка проекта продолжается. На следующих этапах в модели будут появляться конструктивные решения, инженерное оборудование и системы.
Файлы сопоставления
Это правила, без которых формирование модели IFC по требованиям экспертизы не может быть осуществлено. Вместе с моделью также подготовлены файлы сопоставления типов и параметров для правильного экспорта в IFC.
Шаблоны проектов
На основе выполненных моделей, созданы шаблоны проектов для основной и базовой моделей. Они пригодятся для создания собственных проектов, которые будут проходить экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ.
Они формируют информационную модель по действующим на данный момент времени требованиям СПб ГАУ ЦГЭ (версия 3.0). Файлы сопоставления (для экспорта в IFC) настроены для работы именно с этой моделью данных.
Большой проект стартовал. Надеемся, что он послужит точкой опоры для многих проектировщиков и повысит уровень знаний по информационным технологиям. Первую часть уже можно скачать c сайта Renga Software. По мере разработки следующих разделов, комплект материалов будет обновляться. В перспективе он может быть масштабирован до требований других экспертиз.