Информационные модели в строительстве: а король-то голый!
Обычно, когда мы описываем какое-то событие, процесс или явление нашего, а не потустороннего, мира, мы более или менее понимаем или стараемся понять, о чем говорим. Хотя бы интуитивно. На таком интуитивном понимании построено много разных научных и около-научных конструкций. Ближайший пример для юристов – теория владения.
Но есть, оказывается, нечто вовсе не в далекой галактике, а рядом с нами, в котловане под фундамент очередного МКД/ТЦ/ТРЦ, в проектно-сметном отделе любого строительно-монтажного управления, и это нечто выпадает за пределы обремененного юриспруденцией человеческого разума.
Это – информационная модель объекта капитального строительства.
Однажды кто-то на волне всеобщего ажиотажа борьбы с бумажным документооборотом, подкрепленным извечным российским лозунгом «Догнать и перегнать Америку!», посмотрел в сторону заморских земель и узрел там некое явление, именуемое Building Information Model. Оно мигало светодиодными лампочками, светилось мониторами, щерилось разноцветными проводами. В общем, завораживало.
BIM — Информационная модель объекта транспортной инфраструктуры
Последовал руководящий окрик – «Нам тоже надо!», и понеслось. Поручения, указания, распоряжения, совещания, презентации, доклады, и проекты, проекты, проекты. Проекты всего: федеральных законов, постановлений Правительства, приказов министерств и ведомств, резолюции депутатов, в Москве и в губерниях, в территориальных образованиях открытых, закрытых и еще даже не созданных. В зонах свободного и не очень свободного предпринимательства. В общем, от моря до моря, от заснеженных горных вершин до не менее заснеженной тундры.
Одна очень крупная строительная компания бодро рапортовала, что в самое ближайшее время все свои проекты строительства многоквартирных домов переведет в разряд «информационных моделей» и жить дальше будет только в цифровой арматурно-кирпичной вселенной. По мнению этой компании, цифровая модель – это трехмерное изображение объекта капитального строительства от нулевого цикла или даже еще от смутного желания что-то построить, и до сдачи объекта в эксплуатацию и далее, на 50 или даже на 100 лет, пока дом не развалится от ветхости.
Уже не будет самой этой крупной компании, поседеют, облысеют и обзаведутся вставными челюстями праправнуки ее основателей, но информационная модель объекта будет продолжать жить. Где? Неизвестно. Как? Непонятно.
За чей счет? Неважно.
В этой трехмерной модели будет учтено все, каждый гвоздь, каждый кирпич, каждая песчинка, использованная при строительстве. И все будет оценено вплоть до десятых долей копейки, измерено до сотых долей миллиметра, а кликнув компьютерной мышкой на изображение гвоздя, можно будет сразу узнать все его биографию – где был сделан, когда был куплен, когда окончательно проржавеет и превратиться в труху.
Захотим поменять гвоздь на болт-саморез, кликнем мышкой, и вся модель заскрипит, задрожит, поднатужиться и выплюнет из себя все гвозди, отобразив на их месте новенькие болтики. Как было сказано в известном кинофильме, «Так выпьем же за кибернетика!».
ТИМ Построение информационной модели
А что на юридическом фронте борьбы за информационное моделирование в строительстве?
Здесь результат оказался совершенно разочаровывающим. Гора родила мышь.
Никто не хотел честно признаться в том, что он не понимает, что такое не в виртуальном, а в юридическом смысле информационная модель проекта строительства или объекта капстроя, и чем она отличается от проектно-сметной документации в хорошо и давно всем известной форме электронных документов, где тоже должен быть учтен каждый гвоздь вплоть до копейки, и чем такая модель отличается от тех строительных проектов, которые уже много лет рисуются специальными программами в трехмерных вариантах любой степени подробности. Все важно надували щеки и делали вид, что уж они-то прекрасно разбираются в информационных моделях в строительстве и знают, чем такие модели отличаются от протухшей морально и физически проектно-сметной документации.
Последняя все еще жестко ассоциировалась с картонными коробками, набитыми перевязанными веревкой крест-накрест пачками бумаги, общим весом в десятки килограммов. И это выглядело совершенно не комильфо в эпоху Цукерберга, Безоса, Министерства цифрового развития Российской Федерации и непонятно что делающего в этой могучей компании Илона Маска.
В 2019 году Градостроительный кодекс обогатился определением информационной модели объекта капитального строительства как совокупности всего, чего угодно, об этом самом объекте.
Информационная модель была презентована в кодексе своим определением то ли как как альтернатива традиционной проектно-сметной документации, то ли как как довесок к ней или ее часть. Все юристы хорошо знают это милое в своем наивном лукавстве «и (или)» в наших законах.
В других своих новых нормах кодекс оказался более прямолинеен: информационная модель – это, как ни крути, тоже проектная документация. Иными словами, назови свои документы в виде электронных файлов информационной моделью, и это будет прорывная, инновационная и убивающая наповал всех завистников информационная модель объекта капитального строительства. Оставь в названиях файлов традиционное «проектно-сметная документация», и вот ты уже снова в Средневековье.
Просто градостроительная машина времени.
Но ничего другого придумать было нельзя.
Нет никакого принципиально нового технологического явления в строительстве и нет никакого принципиального нового института градостроительных отношений, на котором можно было бы создать отличное от существующего новое регулирование, связанное с подготовкой и реализацией проекта капитального строительства в форме «информационной модели».
Однако, все должно быть солидно, поэтому Правительству были приданы важные полномочия определить состав сведений, включаемых в информационную модель, порядок формирования и ведения такой модели, а также перечень случаев, когда ведение информационной модели является обязательным.
В 2020 году свет увидело постановление № 1431, содержащее правила формирования и ведения информационной модели объекта капитального строительства и состав включаемых в такую модель сведений.
Читая эти Правила, невозможно отвлечься от мысли, что составитель их текста вынужден был решать очень тоскливую задачу. Писать ему было не о чем. Но писать было нужно. Причем, писать «нормативообразно». Автор вымучивал каждую фразу этих Правил.
Неудивительно, что Правила могут претендовать на приз одного из самых коротких постановлений Правительства в области капитального строительства.
В общем, благодаря Правилам, правовое регулирование в строительной отрасли обогатилось, в частности, такими сентенциями:
1) сведения о фактическом выполнении работ включаются в информационную модель после завершения выполнения таких работ. Логичность стопроцентная, спорить невозможно. Плюс очевидный материал для громкой докторской диссертации — что подразумевал законодатель под понятием «завершение выполнения», и чем оно отличается просто от «завершения» и просто от «выполнения»?
2) взаимодействие между подрядчиками, заказчиками, техническими заказчиками и всеми прочими причастными к объекту капитального строительства лицами при формировании информационной модели должно осуществляться только в форме электронного взаимодействия. Т.е., ни в коем случае не путем телефонного общения или, не приведи Господи, при личных встречах.
Поговорили между собой с веселым русским матерком прораб и представитель заказчика, передали друг другу какие-то бумажки, и вот уже нет информационной модели. Все. Исчезла она. Требование электронного взаимодействия цинично нарушено.
Интересно, передача из рук в руки флэш-накопителя, это электронное взаимодействие или неэлектронное?
Поскольку в российском варианте информационная модель это ни что иное, как та же самая проектная документация, то в чем содержательное отличие двух этих сущностей, требующее для информационной модели специального регулирования, отдельных законов и постановлений? Нет его. И чему был посвящен раньше и посвящается сейчас весь тот регуляторный шум, который вводит всех в заблуждение относительно специальной юридической предметности информационной модели? Нет ответа. Есть только потраченные впустую время, нервы, бюджетные и частные деньги.
ИсточникСводная информационная модель здания: практическое занятие по технологии OpenBIM
Летом 2016 года вышла замечательная статья, демонстрирующая технологию OpenBIM (открытого взаимодействия информационных моделей) на примере проекта многоквартирного жилого дома в Ярославле, архитектурная часть которого проектировалась в программном продукте ARCHICAD (одном из самых мощных BIM-решений для архитекторов), а конструкторская (раздел КЖ) – в Tekla Structures (мощном BIM-решении для инженеров-конструкторов). Статья продемонстрировала практическую возможность объединения нескольких независимых между собой решений в рамках совместной работы над достаточно крупным объектом.
Специалисты «Нанософт» запросили у авторов статьи рабочую документацию по инженерной части проекта (выполненную по классической 2D-технологии) и воспроизвели ее с помощью современной технологии информационного моделирования в новом программном комплексе nanoCAD Инженерный BIM, который вышел в сентябре 2016 года. А затем дополнили ранее созданную архитектурно-конструкторскую модель инженерными разделами. В результате получилась сводная BIM-модель, объединяющая семь проектных разделов: архитектура, конструкции в части железобетонных конструкций и инженерные сети в частях электрика/освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация.
Это, на мой взгляд, некое достижение для российского рынка – лично я вообще мало видел BIM-проектов, объединяющих в одну модель более трех разделов. А тут сводная информационная модель, объединяющая семь разделов, созданных в программных продуктах от независимых разработчиков, один из которых российский! Потому в этой практическо-технической статье мы решили поделиться с вами данными, с помощью которых вы сможете самостоятельно собрать сводную BIM-модель, на практике почувствовать суть информационных моделей, разобраться в деталях и, выяснив для себя все преимущества, применять эти знания на практике. А в комментариях к статье предлагаем обсудить околотематические вопросы.
Введение
Напомню, что сам проект (рис. 1) предоставила инвестиционная компания ООО «ПрофСтрой», деятельность которой направлена на строительство доступного и комфортного жилья, преимущественно эконом-класса, в Ярославле и Ярославском муниципальном районе.
Рис. 1. Информационные (BIM) модели жилого здания: архитектурная и конструкторская часть
Автор проекта и архитектурной модели, созданной в программе ARCHICAD, – архитектор А. Лысоконь. Все несущие конструкции были выполнены в программе Tekla Structures конструкторами В. Сизовым и Д. Роиком. Главный инженер проекта – А. Медведев.
Инженерная часть (рис. 2) по технологии BIM (Building Information Modeling — информационное моделирование зданийсооружений) воссоздавалась по 2D-документации специалистами «Нанософт»: электрическая часть – Д. Щуров, отопление, водоснабжение и канализация – Н. Суворов, слабые токи и системы безопасности – М. Бадаев, сводная модель и общая координация – Д. Ожигин.
Рис. 2. Воссозданная по 2D-документации информационная (BIM) модель жилого здания в части инженерии: электрика, освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация
Исходные данные: разбираемся со структурой здания
Получив материалы по зданию, мы выяснили следующее:
во-первых, здание фактически состоит из двух корпусов (рис. 3) – независимых частей, смещенных друг от друга по высоте на 800 мм. Это было неожиданно, и мы немного поломали голову, как лучше организовать проект: либо два отдельных здания, либо одна модель по зданию. В конце концов решили делать единую модель (в рамках каждого раздела) – в дальнейшем это решение оправдало себя, так как мы смогли проводить инженерные расчеты по всему зданию;
во-вторых, начало архитектурного проекта не совпадает с началом координат сетки осей: пересечение осей А1 лежит в координатах x = 19454.1, y = -271.4, z = 0. Тем не менее, начало координат инженерного проекта мы разместили в точке А1, а при сборе сводных моделей учитывали это смещение;
Рис. 3. Проект состоит из двух корпусов, а пересечение осей А1 расположено в координатах x = 19454.1, y = -271.4, z = 0
- поэтажные планы в формате *.dwg, выгружаемые из ARCHICAD-проекта – эти материалы мы использовали как основу (подложку) для проектирования инженерии и подготовки рабочей документации по разделу,
- единая архитектурная модель в формате IFC – эту модель мы использовали как подложку для согласования трехмерной компоновки оборудования и получения общего представления модели,
- рабочая документация в формате *.dwg – так как мы воспроизводили проект (а не проектировали с нуля), эти материалы мы использовали для понимания инженерного решения.
Выходные данные для практического задания (IFC-модели)
Рабочую документацию, расчеты, спецификации по проекту мы получаем в рамках программных продуктов: в частности, инженерные разделы – из nanoCAD Инженерный BIM. Как именно? Это немного выходит за рамки нашей статьи, так что за более подробной информацией приходите на наши семинары и вебинары. Или посмотрите, например, плейлист «Технология информационного моделирования (BIM) и САПР-платформа nanoCAD» на нашем YouTube-канале (https://www.youtube.com/playlist?list=PLaWJ5dzYEDosgGNi7SH3xtxZWaqDc4y4_). В рамках же этого практического задания мы соберем только сводную BIM-модель.
Из всех используемых программных продуктов в любой момент можно выгрузить информационную модель в формате IFC, и она будет содержать самую свежую и актуальную информацию. Для практической работы мы сформировали, используя программные продукты nanoCAD Электро, СКС, ОПС, ВК и Отопление, отдельные IFC-модели, которые собрали в rar-архив.
Обратите внимание, что в архиве также лежит файл МКЖД.АС.ifc – это архитектурная часть проекта (IFC-модель, сформированная из ARCHICAD). Здесь же *.dwg-файлы, которые получены из BIM-модели ARCHICAD в автоматизированном режиме и обновляются по мере обновления основной модели – это двумерный чертеж-задание первого этажа и трехмерная модель первого этажа (корпус 1 и корпус 2). Фактически это исходные данные по первому этажу для проектирования инженерии. Мы будем использовать их для наглядности сбора сводной модели.
Программное обеспечение
Для практической работы нам понадобится одна программа – платформа nanoCAD Plus 8.1, которую можно скачать на сайте разработчика: www.nanocad.ru/products/detail.php?ID=606057.
Шаг 1: формируем подложки
Этот шаг скорее подготовительный и нужен для того, чтобы вы наглядно понимали, что происходит. Создайте новый проект в nanoCAD Plus (команда НОВЫЙ) и сохраните его под именем Сводная BIM-модель.dwg.
Далее вставляем двумерную подложку. Для этого командой ATTACH (меню Вставка/Внешняя ссылка. ) подключаем файл 01 Первый этаж 2D.dwg из скачанных материалов (рис. 4). Обращаю внимание, что при вставке я использую относительный путь для подложки (раздел Задание пути в диалоге Вставка внешней ссылки) и указываю координаты вставки: x = -19454.1, y = 271.4, z = 0 (то есть начало координат размещаю в точку пересечения осей А1).
Рис. 4. При размещении подложек уточняем координаты точки вставки и используем относительные пути вставки
Когда подложка появилась на поле документа, наведите курсор на центр экрана и, удерживая клавишу SHIFT + колесо мыши, разверните чертеж под углом в 3D-пространство. Или разверните его в стандартную ЮВ изометрию (команда _SEISO).
Повторите команду вставки подложки для файлов 01 Первый этаж 3D (часть 01).dwg и 01 Первый этаж 3D (часть 02).dwg с теми же координатами вставки, что и для двумерного проекта, – в ваш проект будет добавлена трехмерная геометрия архитектуры первого этажа. Это еще не BIM-модель, так как полученная геометрия не содержит никакой информации об элементах. *.dwg-файлы дают только геометрию, и мы будем использовать ее для того, чтобы понять разницу с настоящей BIM-моделью.
И, наконец, задайте способ отображения трехмерного пространства: в меню Вид/Визуальные стили выберите пункт Быстро с показом ребер или Быстро.
Если все сделано правильно, то вы получите результат, отображенный на рис. 5.
Рис. 5. Размещаем в проект nanoCAD двумерную и трехмерную подложку, чтобы наглядно видеть процесс сбора BIM-проекта
Совет 1: используйте клавишу SHIFT и одновременно нажатое колесо мыши для того чтобы вращать модель – это позволит рассмотреть проект со всех сторон.
Совет 2: если у вас мощный компьютер, но при вращении модель «моргает», отключая раскраску граней, то в настройках программы (Сервис/Настройка) можно отключить Оптимизацию отрисовки треугольников (Графическая подсистема/Оптимизация отрисовки) – после этого nanoCAD будет отрисовывать модель полностью даже при вращении. Намного удобнее для глаз.
Шаг 2: добавляем BIM-модель
Мы полностью готовы к сбору сводной BIM-модели. Теперь с помощью команды IFCVIEW3D загрузите файл МКЖД.О_корпус1.ifc. Вы можете выбрать любой другой файл, но я рекомендую начать именно с этого – он небольшой по размеру, быстро загружается и достаточно нагляден. Если все сделано правильно, то у вас появится отопительная система здания в корпусе 1 – см. рис. 6.
Обратите внимание, что на функциональной панели IFC появилась структура подгруженного IFC-файла (панель расположена рядом с панелью Свойства и включается/отключается через меню Вид/Панели/Функциональные панели/IFC. ): этажи, классы элементов, высоты и т.д. Панель позволяет быстро найти элементы по своим классам, а также моментально отключить видимость объектов – можно, например, выключить объекты верхних этажей.
Рис. 6. Трехмерная модель проекта с *.dwg- и IFC-данными
Также обратите внимание, что BIM-модель содержит информацию по объектам: например, если выделить радиатор, то в окне свойств отобразится информация по объекту – объем, тепловая нагрузка, высота установки относительно этажа, мощность, название, ссылка на сайт производителя и т.д. Вся эта информация была заложена в программном продукте nanoCAD Отопление и аккуратно передана в среду nanoCAD Plus благодаря формату IFC, который как раз и предназначен для переноса такой информации между программами. Сравните, например, со свойствами объектов из *.dwg-файла, которые содержат только общую информацию типа цвет, слой, толщина линий (см.рис. 7).
Рис. 7. IFC объекты содержат гораздо больше параметров по сравнению с DWG блоками
Информацию из IFC-объектов можно использовать и в панели Выбор при настройке выборок по проекту, и в автоформируемых спецификациях (например, в спецификации оборудования) – см. рис. 8.
Рис. 8. Параметры и информацию из IFC-объектов можно использовать в таблицах и выборках
Шаг 3: формируем сводную BIM-модель
Последовательно повторяя шаг 2 для других IFC-моделей, мы можем собрать сводную BIM-модель (рис. 9).
Для каждого раздела создается список объектов на панели IFC. Каждый добавленный раздел содержит IFC-объекты со своими специфическими данными (заложенными в соответствующих программных продуктах), которые могут либо задаваться вручную, либо браться из базы данных, либо вычисляться в результате расчетов.
При этом каждый добавленный раздел достаточно существенно нагружает компьютер, и для того чтобы собрать полную модель нужны мощные ресурсы. Наиболее тяжелой в этом проекте является модель водоснабжения – скорее всего, ее подгрузки придется некоторое время ждать. Поэтому в реальной работе вы можете объединять не всю модель, а только определенные разделы или даже этажи – это позволит решать практические задачи без существенного увеличения ресурсов компьютера.
Рис. 9. Сводная BIM-модель позволяет специалистам работать в едином информационном пространстве
nanoCAD Plus как вьювер обеспечивает отображение модели, навигацию как в параллельной (SHIFT+колесо мыши), так и в перспективной проекции (команда 3DОБЛЕТ и клавиши WSAD для управления). Это позволяет забираться внутрь проекта и визуально находить проблемные участки, коллизии и недоработки. Кроме того, используя автоматические спецификации, можно быстро выбирать нужные IFC-объекты и контролировать параметры инженерных сетей. В целом это дает возможность представить проект целиком с учетом ситуации в смежных разделах, распределить дальнейшую работу между специалистами и вести работу в едином информационном пространстве (рис. 10 и 11).
Рис. 10. Навигационные функции платформы nanoCAD Plus позволяют рассмотреть сводную BIM-модель с любых ракурсов
Рис. 11. Различные виды сводной BIM модели в рабочем окне nanoCAD Plus 8.1
Шаг 5: обновление IFC моделей
На данный момент в nanoCAD Plus 8.1 обновление моделей осуществляется путем удаления IFC-модели с панели IFC и повторной загрузки новой версии модели. Тут нужна оптимизация технологического процесса – в будущем мы хотим реализовать подгрузку IFC-данных как подложки. Тогда они будут обновляться самостоятельно вслед за изменением IFC-файла.
Шаг 6: сводные BIM модели в других решениях
В качестве дополнительного задания вы можете попытаться собрать сводные модели в Tekla BIMsight (бесплатное решение) (рис. 12) и в Solibri Model Checker (платное решение; бесплатная версия Solibri Model Viewer позволяет открыть только одну IFC-модель). Эти продукты разрабатываются как универсальные решения для просмотра IFC и расширяются функционалом для автоматического поиска коллизий, формирования отчетов по изменениям, а также более широким инструментарием визуализации моделей.
Рис. 12. Сводная BIM модель в IFC-просмоторщике Tekla BIMsight позволяет в автоматизированном режиме найти коллизии между системами.
Заключение
Технология BIM развивается, и с каждым днем у проектировщиков появляются дополнительные инструменты создания качественных проектов. Еще пару лет назад собрать в рамках одного пространства модель многоэтажного жилого здания с архитектурой и инженерией было сложно, а сейчас это вполне обычное практическое задание.
Тем не менее, дальнейшее развитие еще требуется. Необходимо развивать скорость работы с IFC-данными, совершенствовать инструменты обновления в рамках сводных BIM-моделей, улучшать интеграцию между решениями на уровне передачи информации, стандартизовать параметры, классы и иерархию строительных конструкций и материалов для того чтобы автоматизировать расчеты, передачу изменений между проектами и разделами. Все это работа ближайшего будущего.
Специалисты «Нанософт» приглашают к сотрудничеству и готовы проконсультировать вас по вопросам создания BIM-моделей инженерных сетей и организации BIM-взаимодействия.
Источник