BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта. (обновлено)
Что такое BIM
BIM является аббревиатурой английского Building Information Modeling и представляет собой технологию информационного моделирования.
Данная технология позволяет моделировать любые строительные объекты, включая здания, железные дороги, мосты, тоннели, порты и т.д. Сходство BIM и 3D-моделирования заключается в том, что в обоих случаях проект здания выполняется в трехмерном пространстве. Но в отличие от 3D- модели, BIM напрямую связан с базой данных. Такая модель включает в себя не только несущие линии и текстуру материалов, но и другие данные (технологические, экономические и прочие), которые имеют отношение к зданию. Например, BIM учитывает физические характеристики объекта, варианты размещения в пространстве, стоимость каждого кирпича, плафона, трубы.
BIM-технологии: проектирование, строительство, эксплуатация
BIM позволяет представить здание как единый объект, в котором все элементы связаны и взаимозависимы. В случае если какой-то показатель системы изменится, система пересчитает остальные данные. С технологией информационного моделирования, обладая лишь исходными данными объекта без реальных свойств, возможно предсказать будущие свойства и характеристики объекта. Более того, при помощи BIM можно просчитать процессы, которые будут происходить в уже построенном объекте. Происходит это следующим образом: вся информация о здании, материалах, способе его использования, климате и других факторах переносится в цифровой вариант, после чего система просчитывает возможные варианты развития событий.
BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта.
Данные вносятся в соответствии с установленными стандартами, являются точными и обновляются регулярно. Одно из главных преимуществ модели — сокращение времени и расходов со стороны заказчика, а также возможность исправлять и улучшать проект на первых этапах его формирования. Технология информационного моделирования делает заказчика полноправным участником строительства.
Он может визуализировать то, каким будет объект и вносить коррективы по ходу работы. Ни один 2D-чертеж не предоставит такой реалистичной картинки будущего здания, как это возможно при BIM-моделировании. Бывает так, что задумка архитектора, дизайнера или заказчика не всегда выполнима на практике, и только в BIM модели это можно увидеть на первоначальных этапах проектирования. При таком типе проектировки еще не построенное здание “оживает” на экране, делая заметными любые недочеты и возможные проблемы.
Почему в BIM много платят. IT в строительстве
Для эффективной работы модели необходимо создать единую информационную среду, которая сможет обеспечить моментальный доступ к данным всех участников проекта. К цифровой BIM модели привязан огромный массив данных, включая график работы, геолокацию, финансовые отчеты. Современные мобильные приложения способны воспроизводить виртуальную реальность, позволяющую воссоздать строительный объект в реальных условиях и оценить ход строительства, находясь при этом в любой точке мира.
BIM исторический обзор
Идея BIM-моделирования берет свое начала с 1970-х годов. Словосочетание “строительная модель” впервые упомянул в 1985 году Саймон Раффл, а впоследствие Роберт Айш — разработчик программного обеспечения, которое использовалось для реконструкции аэропорта Хитроу.
Понятие “информационная модель здания” было впервые упомянуто в нынешнем значении в статье “Modelling multiple views on buildings” Г. А. ван Недервина и Ф. П. Толмана. В широкий обиход данный термин вошел только в 2002 году и начал использоваться для названия цифрового представления строительного процесса. Родоначальниками современных BIM программ были приложения RUCAPS, Sonata и Reflex, ArchiCAD. На сегодняшний день ключевые игроки мирового рынка информационного моделирования зданий — это Autodesk, Bentley Systems, Dassault Systemes, AECOM, Asite Solutions, Beck Technology, Nemetschek, Pentagon Solutions, Trimble Navigation, Synchro Software.
На данный момент среди крупных игроков на рынке России можно выделить такие проектные компании, как GENPRO, АрхиПлюс, Девелоперская Группа 3С, Группа Эталон. Существует ряд компаний, которые начали разрабатывать BIM-модели 5-10 лет назад. Сейчас данный подход используют большинство застройщиков в Москве и часть в крупных центральных городах. Количество BIM-проектов растет, что обусловлено снижением цены на BIM-разработку, а также совершенствованием нормативно-правовой базы. В России 19 июля 2018 вышло в свет Поручение Президента РФ, согласно которому BIM объявлялся приоритетной областью развития строительства. Считается, что переход к информационной системе моделирования сократит сроки строительства, при этом повысит качество строительных объектов и оптимизирует использование материальных и человеческих ресурсов.*
*Статья написана осенью 2020 года, с тех пор произошли важные изменения ситуации с BIM с России. Так, 1 января 2022 года Правительство РФ утвердило обязательное применение Информационной модели на всех бюджетных проектах с финансированием от государства.
Применение BIM-технологии в мире
Появление информационного моделирования в корне изменило способ взаимодействия между архитекторами, инженерами и другими специалистами в строительной области. Полная информация о проекте — материалы, технологии, их стоимость, а также дизайн, логистика, обслуживание объекта во время возведения, после введения в эксплуатацию — доступна каждому участнику благодаря BIM и облачным технологиям.
BIM только начинает свое стремительное развитие и востребованность, только самые богатые страны активно используют информационное моделирование последнее десятилетие.
Великобритания
Великобритания до сих пор не просто первая, но и абсолютный лидер по применению BIM. Это стало возможным благодаря поддержке на уровне государства: с 2016 года все бюджетные стройпроекты обязаны применять BIM 2 уровня, не ниже. Так, в качестве пробной реализации, технологию используют для проекта Министерства Юстиции — расширение тюрьмы Кукхэм Вуд в Кенте. И это позволило существенно сократить капитальные затраты и сроки реализации.
В США в Управлении общих служб составила программу BIM для всех проектов по обслуживанию общественных зданий с 2003 года.
Сегодня в США около 72% строительных фирм используют BIM для значительной экономии средств на проектах. Ряд американских штатов, университетов и частных организаций также применяют стандарты BIM. Так, штат Висконсин сделал обязательным применение BIM для госпроектов, если их общий бюджет начинается от $5 млн
Во Франции уже полмиллиона домов, которые спроектированные с использованием BIM. С 2017 года правительство страны задействовало BIM в жилищном секторе на 500 000 домов.
Рабочая группа Le Plan Transition Numérique dans le Bâtiment отвечает за французскую стратегию BIM, цель которой обеспечить экологичность и снизить затраты.
В Германии также правительство влияет на продвижение технологии BIM. Акцент делается больше на коммерческие и жилые здания, чтобы к 2020 году внедрить BIM во все инфраструктурные проекты.
В Испании BIM применяется для проектов государственного сектора с 2018 года, а с 2019 — обязательное использование технологии в инфраструктурных проектах.
Была создана отдельная Комиссия для содействия по внедрению BIM в строительный сектор Испании.
Скандинавские страны одни из первых, кто начал использовать BIM. Например, Финляндия начала применять информационное моделирование зданий еще в 2002 году. BIM использовался для создания сложных инфраструктур, таких как линия метро Хельсинки.
Китайские специалисты Комиссии по атомной энергетике и несколько организаций интегрировали высокий уровень политики внедрения BIM для оцифровки и распространения технологии. BIM стал ключевым элементом и используется в большинстве их проектов. Правительство Китая еще не ввели обязательное использование BIM в строительстве, однако использование приветствуется.
В целом же, BIM даже в экономически сильных странах работает в экспериментальной форме — процесс внедрения цифровых технологий в строительстве не быстрый по ряду причин. Однако все равно прослеживается ускорение в цифровизации отрасли и большая заинтересованность застройщиков в современных долгосрочных решений, таких как строительное информационное моделирование.
BIM моделирование: этапы моделирования
Ввиду того, что BIM-моделирование относительно новая технология, не все специалисты до конца понимают его суть. Если не углубляться в детали, то объемное моделирование здания формируется из отдельных “кубиков” информации и включает:
1. Конструктивные элементы здания, такие как колонны, стены, фундамент, лестницы, крыши и т.д. Они, в свою очередь, создаются из конструктивных элементов, которые содержатся в базе данных BIM-проекта или формируются архитектором в процессе проектировки.
2. Элементы здания — это окна, двери, оборудование, мебель и подобное — создаются на основе стандартной базы данных, которая содержится во всемирной библиотеке в формате IFC, и находятся в открытом доступе. Также проектировщик может разработать свой собственный элемент и включить его при желании в общедоступную базу.
Подобный подход позволяет с легкостью сформировать здание (или другой строительный объект) из отдельных элементов стен, выбранных из “библиотеки”. К примеру, вы хотите создать модель подвала и первого этажа. Для этого вы выбираете конструктивный элемент под названием “фундамент”, к нему добавляете следующий необходимый элемент “перекрытие”, а затем — “стены”. Таким образом, вы создали фрагмент здания в объемной проекции. При этом, данная модель будет содержать не только линии чертежа, но и полную информацию о стенах, которые вы выбрали: какого они цвета, марки, какой тип наружной облицовки и т.д.
По факту, проектируя фрагмент информационной модели здания, вы автоматически получаете план подвала и первого этажа в 2D и в 3D-форматах. Также вы можете сразу увидеть, как будет выглядеть фасад данной части здания и просмотреть его в разрезе. Вам не нужно будет каждый раз поднимать все чертежи проекта в AutoCAD программе, чтобы увидеть, что содержит данный фрагмент здания, потому как каждый элемент, “кирпичик” постройки уже с максимально полной информацией, благодаря чему спецификация объекта происходит мгновенно и автоматически.
Вот еще один пример не самой сложной работы — установки окна — в традиционной и BIM моделях:
- Традиционный вариант. Чтобы включить окно в строительный чертеж, проектировщику нужно найти ГОСТ требования, выбрать подходящее окно и перенести на чертеж точный размер проема. Так получается рабочий чертеж с оконным проемом. А далее требуется составить спецификацию окна. Это если коротко. Построение работы таким образом неэффективно и времязатратно.
- BIM-моделирование. Проектировщик выбирает нужное окно в “библиотеке” данных. На чертеже отмечается место, где будет расположено окно. Затем, буквально одним щелчком на чертеже появляется изображение окна с максимальным информационным наполнением. Автоматически подтянутся все данные об этом окне, которые содержатся в базе данных. А дальше происходит следующее: данное окно задает стене параметры нужного проема. После этого в вашем Проекте появится информация о том, какие элементы нужно заказать для выполнения данной части строительных работ, то есть размер, тип окна, фурнитура, пена для монтажа, отделка и т.д. И все это с выведением актуальной цены на данные материалы/услуги.
Как функционирует BIM: этапы от проектирования и до стройки и эксплуатации
Работа с BIM-моделью проводится в несколько этапов:
- Проектирование. Для начала создается 3D-модель постройки с планами, разрезами, видами. При помощи специального конструктора, данная модель вносится в программу, которая рассчитывает параметры всех элементов строительного объекта. Обширная база данных позволяет получить все рабочие чертежи, спецификацию, информацию об объеме будущих работ, планируемых затратах. На стадии проектирования также производится расчет инженерных и энергетических сетей, тепловые потери и уровень естественного освещения с учетом характеристики местности, рельефа, грунта и т.д. Начальная информационная модель здания дополняется логистическими данными, определяющими сроки доставки материалов, наиболее выгодные варианты доставки. BIM-моделирование позволяет также планировать социальную инфраструктуру и транспортную сеть в районе застройки. На завершающем этапе проектирования составляется детальный план работ и график их выполнения, определяется необходимое количество техники и ресурсов для выполнения работ.
- Строительство. На данном этапе BIM-проектирование позволяет отследить состояние и ход выполнения работ. С его помощью возможно контролировать расходы средств и то, насколько реализовывается заложенный бюджет. BIM предоставляет информацию обо всех управленческих решениях и изменениях в строительстве в реальном времени.
- Эксплуатация. После завершения строительства при помощи датчиков информационная модель может продолжить собирать нужные данные о здании, контролируя его функциональность и предсказывая потенциальные аварийные ситуации. Используя BIM, можно вести учет оборудования, контролировать гарантийные обязательства, а также расход ресурсов. Возможна интеграция с BMS-системой объекта. Более того, BIM-моделирование может быть полезно и для управления недвижимостью: данная модель позволяет вести учет аренды, сдачи помещений, плановых ремонтных работ, взаимодействий с различными инстанциями. Оценка управления, технический аудит, разработка плана развития строительного объекта — это и не только возможно при помощи BIM-проектирования.
Преимущества внедрения BIM — что дает использование моделей
Основным преимуществом внедрения BIM-моделирования является результат работы. Строительные объекты, построенные с применением BIM, отличаются хорошим качеством застройки, архитектурой, продуманной инфраструктурой, удобством и безопасностью. Также данная модель позволяет сократить время и расходы на разработку, избежать возможных ошибок при строительстве, рационально распределить человеческий и материальный ресурс.
BIM-проектирование может быть использовано для разных целей, например:
- 3D-визуализация. Теперь проектировщик, архитектор или заказчик имеет возможность увидеть 3D-модель будущего здания во всех деталях, а также распечатать ее на 3D-принтере, тестировать и вносить улучшения до начала реального строительства.
- Хранение всех данных о проекте в одном месте. Вся информация и чертежи проекта взаимосвязаны и находятся в одной программе. Любое изменение какого-либо показателя автоматически отражается на других элементах информационной модели здания.
- Комплексное управление данными проекта. В традиционной модели генеральный план постройки обычно включает в себя множество проектных решений в виде чертежей и отдельной документации. В BIM-модели все данные объединены в одной программе или файле и доступны в реальном времени.
Реальные кейсы BIM на практике
BIM-проектирование — это универсальная программа, которая хранит все данные о строительстве объекта и может дополняться информацией на любой стадии реализации. BIM-технология имеет геометрическую привязку, благодаря чему можно создавать чертежи в нескольких вариантах, выбирая наиболее эффективный. Использование BIM сопутствует разработке успешных рентабельных проектов, которые могут порадовать не только архитекторов и проектировщиков, но и инвесторов.
Пример 1. По заказу предприятия ФАУ «ФЦС» проектировочная компания Renga создала в BIM-системе комплексную информационную модель общеобразовательной школы, которая прошла оценку госэкспертизы. Над данным проектом работало 8 человек, которые смогли воссоздать информационную модель школы на 1000 учеников всего за несколько месяцев. Благодаря использованию BIM-технологии удалось обнаружить ошибки и недочеты, допущенные при 2D-моделировании. В результате пилотного проекта специалистам Renga удалось сформулировать требования к информационной модели объекта, что, в свою очередь, позволило ускорить разработку нормативной базы по информационному моделированию и еще больше приблизило строительную отрасль к полному переходу на BIM-технологии.
Пример 2. Компания ООО «ПСК АрхСтандарт», работающая на рынке с 2011 года и ранее использовавшая программное обеспечение AutoCAD для ведения документации проектов, обратилась в Renga с просьбой создать информационную модель жилого дома. В процессе сотрудничества, руководители ООО «ПСК АрхСтандарт» по достоинству оценили все преимущества BIM-метода в сравнении с 2-D моделью.
В частности, во время работы с BIM удалось заметить ряд недочетов, допущенных при проектировании в AutoCAD, а также избежать ошибок при проектировании каналов для прокладки проводки внутри панелей. В результате проекта компанией Renga была создана эффективная информационная модель жилого дома из сборного железобетона и подготовлена база сборных ж/б панелей для использования в дальнейших проектах заказчика. Рабочий файл разработанной модели имеет размер всего ~2,5 Мб, что очень удобно для его передачи и хранения в облаке. По данной модели уже начато возведение здания.
Как используется BIM в строительстве
Кроме проектной визуализации и архитектурно-конструкторского этапа проработки с учетом множества составляющих, BIM-технология решает и технологические, и экономические задачи в будущем рабочем проекте. С ее помощью просчитывается точная смета задолго до старта реального строительства на выбранные материалы, их доставку, доставку готовых конструкций или модульных частей, а также затраты на рабочую силу или роботизированные процессы.
Такие просчеты и наглядные сметы дают архитекторам сделать объективный выбор, учитывая бюджет и цели объекта, и искать альтернативы, чтобы снизить затраты. Это может касаться как и времени закупки материалов, так и выбора экономичных материалов, а также выбора в пользу собранных готовых конструкций или наоборот, 3D- печати на месте. Можно просчитать выгоду применения человекочасов или роботизированных механизмов, применение дронов. Все задуманное в проекте благодаря оцифрованным данным и программам, умеющим анализировать и подбирать нужное согласно алгоритмам, можно увидеть в четких расчетах и, самое главное, в трехмерной модели, которая «подвижна» и меняется в зависимости от выбора тех или иных компонентов.
Оптимизация затрат и времени — одно из главных достоинств применения BIM-технологии. В конечном счете, чем быстрее завершится строительство, тем дешевле оно будет. Любые ошибки или просчеты приводят к продлению процесса, а значит, увеличению расходов. А применяя BIM на этапах строительства и эксплуатации — самые расходные этапы — можно существенно снижать затраты. А чем скорее объект будет сдан в эксплуатацию, тем быстрее начнется окупаемость инвестиций.
Источник www.planradar.comТехнология BIM: единая модель и связанные с этим заблуждения
Технология BIM, еще недавно казавшаяся чем-то из области фантастики, постепенно, но неуклонно входит в нашу жизнь. Как всё новое, BIM очень быстро, (даже быстрее, чем происходит само внедрение) обрастает легендами, слухами и домыслами, подчас не имеющими ничего общего с реальностью. Цель настоящей статьи – помочь читателю во всём этом разобраться и чётко представлять главное, составляющее суть технологии BIM.
В современных условиях проектно-строительной или инфраструктурной деятельности стало уже практически невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами хлынувший на нас огромный (и неуклонно возрастающий) поток «информации для размышления», предваряющей и сопровождающей работу с «рукотворными» объектами. Да и результат этой работы также насыщен информацией, которую надо хранить в форме, удобной для использования.
Такой информационный «вызов» окружающего нас современного мира потребовал от интеллектуально-технического сообщества серьезной ответной реакции. И она последовала в виде появления концепции информационного моделирования зданий.
Первоначально возникнув в проектной среде и получив широкое и весьма успешное практическое применение при создании новых объектов, эта концепция, тем не менее, довольно быстро перешагнула через установленные для нее рамки, и сейчас информационное моделирование зданий значит намного больше, чем просто новый метод в проектировании.
Теперь это — также принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания.
Это – изменившееся отношение к зданиям и сооружениям вообще.
Наконец, это наш новый взгляд на окружающий мир и переосмысление способов воздействия человека на этот мир.
Что понимается под BIM
Информационное моделирование зданий (от английского Building Informational Modeling), сокращенно BIM– это процесс, в результате которого формируется информационная модель здания (от английского Building Informational Model), также получившая аббревиатуру BIM.
Таким образом, на каждой стадии процесса информационного моделирования мы имеем некую результирующую информационную модель, которая отражает объём обработанной на этот момент информации о здании.
Из этого определения следует, что исчерпывающей информационной модели здания не существует в принципе, поскольку мы всегда можем дополнить имеющуюся на какой-то момент времени модель новой информацией.
Процесс информационного моделирования, как всякое осуществляемое человеком действие, на каждом своем этапе решает какие-то поставленные перед его исполнителями задачи. А информационная модель здания каждый раз является результатом решения этих задач.
Если перейти теперь к внутреннему содержанию термина, то сегодня существует несколько его определений, которые в основной своей смысловой части совпадают, при этом отличаясь нюансами. Думается, такое положение вызвано в первую очередь тем, что разные специалисты, внесшие свой вклад в становление BIM, приходили к концепции информационного моделирования зданий разными путями, причём в течение длительного периода времени.
До сих пор одни понимают под BIM модель как результат деятельности, для других BIM – это процесс моделирования, некоторые определяют и рассматривают BIM с точки зрения факторов практической реализации, а кое-кто вообще описывает это понятие через его отрицание, подробно объясняя, что такое «не BIM».
Не вдаваясь в детальный анализ, можно отметить, что практически все перечисленные подходы к определению BIM можно считать эквивалентными, поскольку они рассматривают одно и то же явление (технологию) в проектно-строительной деятельности.
В частности, любая модель предполагает наличие процесса её создания, а в свою очередь любой созидательный процесс предполагаетрезультат.
Более того, имеющиеся «теоретические» расхождения в нюансах определений не мешают никому из участников дискуссий вокруг понятия BIM плодотворно работать, как только дело доходит до его практического применения.
Для интересующихся можно сообщить, что достаточно подробный анализ различных подходов к определению информационного моделирования приведен в книге одного из основоположников BIM Чарльза Истмэна с коллегами «BIM Handbook» [1].
Теперь сформулируем определения, которые, с точки зрения автора, наиболее точно раскрывает саму суть понятия BIM. В чем-то мы повторимся, но, думается, это пойдет только на пользу читателю.
Итак, информационное моделирование зданий (BIM) – это процесс, в результате которого на каждом его этапе создается, развивается и совершенствуется информационная модель здания (тоже BIM).
Исторически сложилось, что аббревиатура BIM используется сразу в двух случаях: для процесса и для модели. Как правило, путаницы не возникает, поскольку всегда есть контекст. Но если ситуация все же становится спорной, надо помнить, что процесс – первичен, а модель – вторична, то есть BIM – это прежде всего процесс.
Информационная модель здания (BIM) – это предназначенная для решения конкретных задач и пригодная для компьютерной обработки структурированная информация о проектируемом, существующем или даже утраченном строительном объекте, при этом:
- нужным образом скоординированная, согласованная и взаимосвязанная,
- имеющая геометрическую привязку,
- пригодная для расчётов и количественного анализа,
- допускающая необходимые обновления.
Если говорить о работе со зданием в период его жизненного цикла, то здесь информационная модель здания – это некоторая база данных об этом здании, управляемая с помощью соответствующей компьютерной программы (или комплекса таких программ). Эта информация в первую очередь предназначена и может использоваться для:
- принятия конкретных проектных решений,
- расчета узлов и компонентов здания,
- предсказания эксплуатационных качеств объекта,
- создания проектной и иной документации,
- составления смет и строительных планов,
- заказа и изготовления материалов и оборудования,
- управления возведением здания,
- управления эксплуатацией в течение всего жизненного цикла объекта,
- управления зданием как объектом коммерческой деятельности,
- проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания,
- сноса и утилизации здания,
- иных связанных со зданием целей.
Такое определение в наибольшей степени соответствует сегодняшнему подходу к концепции BIM многих разработчиков компьютерных средств проектирования на основе информационного моделирования зданий.
Взаимоотношение старого и нового подходов в проектировании.
Подход к проектированию зданий через их информационное моделирование предполагает прежде всего сбор, хранение и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми её взаимосвязями и зависимостями, когда здание и всё, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый комплекс.
Правильное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо продуманное и организованное структурирование, актуальность и достоверность используемых данных, удобные и эффективные инструменты доступа и работы с имеющейся информацией (интерфейс управления данными), возможность передавать эту информацию или результаты её анализа для дальнейшего использования во внешние системы – вот основные составляющие, характеризующие информационное моделирование зданий и определяющие его дальнейший успех.
А планам, фасадам и разрезам, которые раньше главенствовали в процессе проектирования, как и всей прочей рабочей документации, визуальным изображениям и другим видам представления проекта, теперь отводится лишь роль частных результатов этого информационного моделирования.
Правда, результатов, пока ещё привычных для нас, и потому позволяющих опытным проектировщикам достаточно быстро оценить качество проделанной работы и при необходимости внести в проект требуемые коррективы.
Одним из главных достоинств информационного моделирования является возможность работать со всей моделью, используя любой из её видов. В частности, для этих целей опять же отлично подходят привычные проектировщикам планы, фасады и разрезы, хотя новое поколение пользователей уже предпочитает сразу работать в 3D.
Кто-то в такой ситуации может увидеть явное противоречие – уходя в проектировании от плоских проекций к информационной модели, мы сохраняем за плоскими проекциями право формировать эту модель.
Думается, никакого противоречия здесь нет. Надо лишь учитывать следующие обстоятельства:
- Информационное моделирование зданий приходит не вместо классических методов проектирования, а является развитием последних, поэтому логично вбирает их в себя, особенно в «переходный» период.
- В отличие от классического подхода работа через плоские проекции является методом доступным и привычным, поэтому для многих удобным. Но это — не единственный метод работы с моделью.
- При новом методе проектирования работа с плоскими проекциями перестает быть «чисто чертёжной» или «геометрической», она становится более информационной, поскольку плоским проекциям фактически отводится роль своеобразного «окна», через которое мы смотрим на модель.
- Результатом проектирования по новой методике является модель (можно сказать, что теперь это и есть проект), а ворох чертежей и документации (то есть то, что раньше считалось проектом) теперь – лишь одна из форм представления этой модели. Кстати, некоторые органы экспертизы, например «Мосгосэкспертиза», уже начали принимать в работу информационную модель, правда, пока в дополнение к классическому набору бумажной документации –у нас BIM ещё законодательного признания не получило.
Если внимательно приглядеться, то нетрудно увидеть, что при концепции информационного моделирования зданий принципиальные решения по проектированию, как и прежде, остаются в руках человека, а «компьютер» опять выполняет лишь порученную ему техническую функцию по поиску и хранению, специальной обработке, анализу, выводу или передаче информации, но уже на более высоком уровне.
Но есть ещё одно, не менее важное отличие нового подхода от прежних методов проектирования, и заключается оно в том, что возрастающий объём технической работы, выполняемой компьютером, носит уже принципиально иной характер — человеку самому с таким объёмом в условиях постоянно сокращающегося времени, выделяемого на проектирование, уже не справиться.
В основе концепции BIM – единая информационная модель.
Единая модель возводимого объекта – основа BIM, являющаяся неотъемлемым условием любой реализации этой технологии. При этом под единой моделью понимается полная и согласованная информация, необходимая для решения конкретной задачи информационного моделирования.
В 2008 году в Гонконге был сдан в эксплуатацию спроектированный за год и построенный за два года 308-метровый небоскреб One Island East, ставший мировым образцом применения технологии BIM (более подробно о нём рассказано в книге «Основы BIM» [2]).
В частности, его единая информационная модель использовалась для нахождения всех нестыковок и коллизий, появлявшихся при проектировании этого сложнейшего здания большим коллективом различных специалистов. По данным генподрядчика, фирмы Swire Properties Ltd, в процессе работы над проектом было своевременно обнаружено и устранено порядка 2000 таких ошибок. В применявшейся тогда программе Digital Project, как и в подавляющем большинстве современных BIM — комплексов, поиск коллизий является следствием согласованности информации и происходит автоматически, а вот их устранение, естественно, уже является делом рук человека.
Рис. 1. Спроектированный за год и построенный за два года небоскреб One Island East отлично продемонстрировал еще одну сильную сторону BIM – экономию средств. Вместо запланированных 300 он обошелся в 260 миллионов долларов.
Надо отметить, что на стадии проектирования и строительства единая информационная модель здания, включающая в себя архитектуру, конструкции и оборудование со всей атрибутикой – это не что-то особо выдающееся, а совершенно нормальное и несложно реализуемое явление, доступное даже на учебном уровне. Только по единой модели здания можно проводить полноценные расчеты его характеристик, а также генерировать спецификации и другую необходимую рабочую документацию, планировать движение финансовых средств и поставку комплектующих на стройплощадку, управлять строительством объекта и делать многое другое.
Однако технология BIM, как и вообще всё новое, вполне закономерно обрастает различными слухами и заблуждениями, наиболее характерные из которых разобраны в книге [3]. Но и здесь жизнь не стоит на месте, и у определённой части специалистов стали возникать некоторые недопонимания насчет принципа единой модели, которые способны существенно мешать внедрению BIM. Иногда, как следствие, даже встречаются глубокомысленные утверждения типа: «Единая модель – это хорошо, но её время ещё не пришло!»
Конечно, новые слухи и заблуждения – это показатель всё более активного прихода информационного моделирования в нашу практику. Но, обратите внимание, эти заблуждения, искажая суть новой технологии, могут мешать именно её внедрению. В тех же организациях, где BIM умело используется, подобные «спорные» вопросы уже никого не волнуют, там всё понятно и всё работает.
Рис. 2. Пересечение несущих конструкций и коробов воздуховодов – яркий пример работы без использования принципа единой модели.
На сегодняшний день можно выделить три основных непонимания или заблуждения, связанных с единой моделью, и все они вполне закономерно отражают «страхи» тех, кто ещё «не попал в BIM».
Заблуждение первое: некоторые ошибочно думают, что единая модель – это один (общий для всех) файл.
Такое непонимание часто соседствует с ещё более сильным заблуждением о том, что BIM – это некая компьютерная программа, которая «всё делает сама».
На самом деле единый файл модели или связанное множество таких файлов – это уже способ организации работы с моделью в конкретной BIM-программе или комплексе таких программ, определяемый также ресурсами компьютерной техники и особенностями взаимоотношения исполнителей проекта, да и простое умение работать в области информационного моделирования играет здесь весьма важную роль.
Как правило, части модели, относящиеся к разным тематическим областям, могут быть автономными файлами. Например, электрику нет смысла видеть в своем файле все нагрузки и связи строительных конструкций, ему достаточно представлять сами конструкции (их габариты). Кроме того, большие проекты порождают огромные информационные модели, работа с которыми как с единым файлом уже представляет немалые технически трудности. В таких случаях создатели модели принудительно делят её на части, сразу же организуя их правильнуюстыковку. Это – обычная практика для нынешних IT-технологий, обусловленная уровнем развития современной компьютерной техники и программ.
С другой стороны, при небольшом объеме единого файла и с учётом специфики решаемых задач часто нет никакой необходимости искусственно разделять этот файл на части. Например, в приведенном ниже примере общий файл исчерпывающе представлял единую архитектурно-конструкторскую модель храма, после определённой профилактической чистки имел объём 50 Мб и хорошо обрабатывался на обычном компьютере.
Рис. 3. Евгения Чуприна. Проект православного храма в Новосибирске. Работа выполнена в Revit Architecture, 2011.
В других же ситуациях, на связанных напрямую с объёмом информации, внутренняя логика и сложность объекта вынуждают проектировщиков иметь в единой модели множество файлов. Например, следующий проект подземной застройки (7 этажей в глубину) и общей реконструкции площади Свердлова в Новосибирске содержал 48 файлов, непосредственно формирующих единую модель, и около 800 файлов семейств, вставленных в эту модель. Разделение этой модели на согласованные логические части также позволило достаточно эффективно работать с проектом на обычном персональном компьютере.
Рис. 4. Софья Куликова, Сергей Ульрих. Проект реконструкции площади Свердлова в Новосибирске. Работа выполнена в Revit Architecture, 2011.
Если с маленькими проектами все просто – можно работать с одним файлом (при подходящим по своей универсальности программном обеспечении, конечно), то большие работы, даже если они выполняются на основе одной программы моделирования, «обречены» сначала на деление, а затем на «сшивание» частей в единое целое. Причем это «сшивание» должно быть правильным, чтобы получить согласованную информацию, а не набор разрозненных «чертежей в электронном виде».
Некоторые BIM-программы, например Bentley AECOsim Building Designer, для решения подобной задачи сразу записывают единую модель в несколько тематически разделённых ассоциированных файлов. Другие программы оставляют это на самостоятельную реализацию пользователями.
Иногда можно услышать мнение, что при информационном моделировании надо для выполнения каждого раздела проекта брать ту программу, которая этот раздел делает наилучшим образом, а потом как-то это всё собирать вместе. Конечно, хорошо, если у вас в результате объединения получилось информационная модель, по которой можно хотя бы коллизии проверить. Но чаще всего это неудачное «собирание вместе» сводит к нулю всю эффективность информационного моделирования – части проекта, выполненные в разных программах, в одну согласованную модель могут просто не объединяться.
Чтобы не попасть в такое положение, надо помнить, что компьютерное моделирование, особенно BIM – это как игра в шахматы, где надо думать на несколько шагов вперед. В частности, работая с частями модели, надо сразу четко представлять, как это потом соберётся в единое целое. Если вы этого не представляете – не думайте про BIM и работайте в AutoCAD, в классическом «компьютерном черчении» эта программа ещё никого не подвела!
Те же, кто думает на несколько шагов вперед, давно практически обнаружили, что единую модель можно собирать многими способами, и что это в особо сложных случаях даже выделяет некоторую специализацию среди сотрудников. Более того, теория BIM тоже не стоит на месте — уже появилась специальная терминология, поясняющая «происхождение» единой модели в случаях, когда (по разным причинам) информационное моделирование не является одноплатформенным.
Например, федерированная модель (federated model). Эта модель создаётся путем работы различных специалистов, чаще всего в различных программах со своими форматами файлов, а сборка общей модели осуществляется в специальных «сборочных» программах (типа Autodesk NavisWorks, Bentley Navigator или Tekla BIMsight).
В таком случае части, из которых собирается модель, не теряют своей самостоятельности, а вносимые в них изменения могут осуществляться только через породившую их программу и не приводят автоматически к изменениям в других составных частях модели. Федерированная модель может использоваться для общих действий (визуализация, специфицирование, поиск коллизий и т.п.).
На сегодняшний день федерированная модель — один из достаточно распространенных вариантов построения единой информационной модели для комплексных объектов. Этот подход характеризует «ранний» период развития BIM (по британской классификации — BIM Level 2) с работой в «разношёрстном» программном обеспечении. Думается, «с годами это пройдёт».
Рис. 5. Екатерина Пичуева. Проверка коллизий в Autodesk NavisWorks при стыковке нескольких частей модели. 2013.
Другой вариант — интегрированная модель (integrated model). Такая модель собирается из частей, выполненных (точнее, сохранённых) в открытых форматах типа IFC. Этот подход соответствует концепции OpenBIM, но он также не обеспечивает высокую степень ассоциированности различных частей модели.
Отдельно стоит упомянуть гибридную модель (hybrid model), объединяющую в себе как трехмерные элементы, так и ассоциированные с ними 2D чертежи или текстовые документы (последние всё чаще заменяются web-ссылками на первоисточники). Гибридная модель – явление весьма распространенное и набирающее силу, поскольку делает процесс моделирования вне зависимости от того, по какому пути он идёт, достаточно рациональным.
Например, если в организации имеется давно разработанный альбом типовых узлов, которые применяются в проекте, то нет необходимости все эти узлы переводить в трехмерный вид (моделировать) и «перегружать» ими общий файл, достаточно в соответствующих местах модели просто поставить ссылку (гиперссылку) на нужные альбомные листы (при этом сами листы могут использоваться в векторном или даже растровом формате).
Другой пример – документация по инженерному оборудованию. Она практически всегда является многостраничным текстовым документом, который невозможно «смоделировать», поэтому её просто прикрепляют ссылками к соответствующим элементам основной модели.
Среди типичных представителей гибридного семейства можно также назвать модели памятников истории и архитектуры. Так, недавно на кафедре Исторической информатики МГУ была проведена уникальная работа по виртуальному воссозданию облика Страстного монастыря в Москве (http://www.hist.msu.ru/Strastnoy/ ). Информационное моделирование в этом случае проводилось «с историческим уклоном» — от воссоздаваемого внешнего облика зданий требовалась прежде всего историческая достоверность, которая подтверждалась прикрепляемыми ссылками на документы. При этом внутренняя начинка зданий не являлась предметом исследования, но её при желании можно добавить на следующих этапах моделирования.
Рис. 6. Созданная в МГУ информационная модель Страстного монастыря – уникальная возможность сопоставить историю с нашим временем. Напомним, что сам монастырь был почти полностью разрушен в 1937 году.
Теперь в качестве рекомендации сформулируем некоторые (основные) принципы, которыми следует руководствоваться при получении единой информационной модели здания, состоящей из множества файлов:
- Если модель можно не делить на части, то лучше этого и не делать, а сразу работать с общим файлом.
- Если деления модели не избежать, то лучше пользоваться вариантом центрального файла и локальных копий для каждого пользователя, организуя таким образом совместную работу многих пользователей над одним проектом.
- Если это не получается (например, архитекторам и электрикам требуются разные шаблоны файлов), то надо также пользоваться внешними ссылками.
- Если внешние ссылки в режиме «он-лайн» также проблематичны (например, исполнители частей проекта находятся в разных городах либо работают в разное время), то готовьтесь к «сшивке» частей модели с использованием специализированных программ.
- Если вообще не удается работать в одном программном обеспечении (или в едином формате файлов), то также придётся «сшивать» части модели в специализированных программах, причём быть готовыми к потере при объединении некоторой части информации и её последующему «ручному» восстановлению.
- Если вы дошли до этого пункта, пропустив пять предыдущих как не подходящих, то забудьте про BIM и чертите в AutoCAD, либо пригласите несколько студентов, обученных информационному моделированию – они вам всё быстро и правильно сделают.
И ещё – надо помнить, что методы получения единой модели очень сильно зависят от программного обеспечения, которое используется в организации. И здесь надо отдавать предпочтение не тем программам, в которых привыкли работать сотрудники, а тем, которые упрощают создание единой модели.
Но тут появляется вторая проблема.
Заблуждение второе: «Не надо мне вашего 3D, я эту линию «руками» быстрее начерчу!»
Думаю, что все, кто пытался внедрять BIM, подобные высказывания многократно слышали. Здесь мы имеем дело с заблуждением в сочетании с одновременным нежеланием правильно работать.
Заблуждение заключается в том, что люди вообще не понимают смысла информационного моделирования, сводя его лишь к «ритуальному» построению объектов в трёхмерном виде.
Нежелание проявляется в отказе от командной работы: «Мне так проще, а проблемы остальных, тем более единая модель, меня не волнуют!»
Действительно, например, электрический кабель в проекте можно быстро провести одной линией. Но тогда возможные коллизии также придётся искать «вручную», а в спецификации каждый раз добавлять результаты собственного «подсчёта». При этом надо отметить, что моделирование электрического кабеля занимает практически столько же времени, сколько требуется на его «вычерчивание», но это будет уже элемент модели, так что результат получается принципиально иной.
Причины подобного явления кроются в определённом цеховом «эгоизме» некоторых групп проектировщиков, сформировавшемся за последние десятилетия. Решение проблемы также понятно – оно командно-административное, то есть через убеждение и принуждение.
Заблуждение третье: некоторые ошибочно думают, что единая модель – это «исчерпывающая» модель, в которой должна быть информация об объекте «на все случаи жизни».
Сразу ответим – такой модели не существует и существовать не может в принципе.
Подобным заблуждением чаще всего страдают некоторые руководители, для которых информационное моделирование в «упрощенном понимании» – это «группа девочек, тупо набивающих какую-то (ненужную) информацию». Понятно, что такой BIM им не нужен, и они всячески будут ему препятствовать.
Суть этого заблуждения – незнание (непонимание) лежащего в основе информационного моделирования принципа прагматизма: каждый раз моделируется ровно столько, сколько требуется для решения поставленной задачи. Как только начать при работе в BIM руководствоваться этим принципом, проблема исчезает, а освободившийся от «тупого набивания информации» персонал может заняться другими делами.
Источник stroi.mos.ruБум BIM: как изменилось строительство
Когда мы говорим о строительстве, в голове вспыхивают стереотипы, что это безумные горы денег, в городах бесконечно не докладывают перекладывают плитку, гости из южных стран орудуют мастерком и кирпичами, где-то в офисах сидят архивариусы с кульманами и ватманами, а во главе всего этого, в лучшем случае, сидит эпик-босс с автокадом.
Но на самом деле цифровизация добралась и сюда. В этом лонгриде я расскажу, как сквозь века менялась сфера строительства, а потом познакомлю вас с мистером BIM, который сыграл не последнюю роль в этом деле. Так что откидывайте спинку кресла, сдвигайте рабочие дедлайны и заваривайте чего-нибудь покрепче — будет интересно.
Абрадж аль-Бейт, самое дорогое ($15 млрд), и самое тяжелое сооружение в мире.
Что такое BIM
Аббревиатура BIM расшифровывается как Building Information Modeling. Эта технология даёт возможность не просто проектировать интеллектуальные 3D-модели, а позволяет создавать полный виртуальный аналог сооружения и работать всем участниками проекта, где бы они не находились, в одном информационном пространстве.
Термин BIM в буквальном переводе означает “информационное моделирование зданий”, но сюда входят и любые другие объекты инфраструктуры.
Например:
Инженерная сеть (электрическая, канализационная, газовая и т.д.);
BIM значительно увеличивает эффективность на всех этапах жизни проекта: планирование, проектирование, строительство, эксплуатация и обслуживание. Всё это позволяет заглядывать в будущие свойства и характеристики реального объекта, чтобы эффективно управлять им.
История: до и после BIM
Жилища – первые постройки человечества
Люди во всех сферах жизни перманентно совершенствовали своё окружение. Первые жилища первобытного человека были скорее природными, чем созданными человеком: пещеры, гроты и т.д.
А когда вы вырастите, дети, у вас будет своя пещера.
Вероятно, всё началось с пещерных людей. Холодные каменные гроты в скалах были далеки от идеала, а потому нужно было обустраивать жильё: мощение камнем, спальные места из шкур диких животных, ограды из камней и костей и т.д. Назвать это строительством палец на клавиатуре не повернётся, но предпосылкой – пожалуй.
Изменение климата, освоение северных территорий и дикие животные вынуждали древнего человека думать об улучшении условий жилья. Появление первых построек, отдалённо напоминающих современные дома, связывают с эпохой неолита. Тогда у людей появились каменные шлифовальные и просверленные орудия труда, а также сместился акцент с собирательства и охоты на земледелие и скотоводство. В разных народах старт строительства начался в разное время. Например, неолитические жилища Древнего Египта относят к X тысячелетию до н.э., а в Греции найдены сооружения, созданные примерно 6000 лет до н.э.
Доступное жильё прямиком из 4500 г. до н. э. Реконструкция типичной древней постройки в Европе.
С развитием земледелия люди стали вести оседлый образ жизни, а потому изменили подход к строительству жилищ. Строили в ту эпоху из того, что было рядом и под рукой. Есть лес? Значит вырубали деревья и строили дома. Нет леса, а климат сухой?
Тогда дома строили из кирпича, глины и саманных материалов (википедия — кирпич-сырец из глинистого грунта с добавлением соломы или других волокнистых растительных материалов, этакий прото-железобетон). Вместе с оседлым образом жизни начали появляться и комнаты: кухни, спальни т.д.
Глинобитные дома. Саманный дом.
Приблизительно на стыке каменного и бронзового веков у многих народов распространяются свайные дома и склады. Мелким вредителям было сложнее добраться до склада на сваях в воде, а жилища становились защищеннее от наводнений.
Реконструкция свайного жилища в Германии.
Сельское хозяйство способствовало появлению деревень и сёл, а ремесленный образ жизни и купечество начали эпоху городов, которые вырастали на торговых путях. При этом из-за постоянных войн, конфликтов и грабежей появилась необходимость в защищённых поселениях, замках, крепостях и кремлях. Приход захватчиков и грабителей нёс с собой только беды: убийства, поджоги, голод и т.п. Поэтому при приближении врага жители ближайших поселений прятались за укреплёнными городскими стенами, забирая из незащищенных домов самое ценное.
Средневековый Париж.
Важным этапом в истории жилищ стало отделение дома от работы. Вплоть до средневековья большинство людей работало либо внутри дома, либо на его территории. Однако с ростом городов и промышленности труд всё больше отдалялся от дома. Так, жилые помещения превратились в небольшие постройки без больших прилегающих территорий, где комфортно могло проживать совсем немного людей – 4 или 5.
Типичные небольшие дома в Амстердаме.
Великая индустриальная революция подарила людям доставку суши и подписки машинный труд, заводы, фабрики, рабочие места и нехватку жилищного фонда. Чтобы хоть как-то справиться с резко возросшим спросом на жильё, вызванным урбанизацией, стали повально возводить кирпичные дешёвые однотипные дома.
Фильм “Ирония судьбы” должен был сниматься здесь.
С развитием автомобильной промышленности у людей появляется возможность быстро перемещаться. Это дало толчок к развитию пригородов, что видно по застройке в США и Западной Европы.
Субурбанизация во всей красе. А что там по пробкам в 8 утра?
При этом уровень жизни и медицины, а также население планеты и процент городских жителей рос невообразимыми темпами. В таблице ниже приведены цифры.
Источник habr.com