Цифровая трансформация инвестиционно-строительной сферы в настоящее время является одним из направлений формирования цифровой экономики как за рубежом, так и в России. Внедрение цифровых технологий и инноваций в строительстве позволит не только повысить эффективность деятельности инвестиционно-строительных организаций, но и даст организациям новые возможности для повышения своей конкурентоспособности на строительном рынке.
В целях разработки механизма интенсификации цифровой трансформации строительства в России необходим анализ различных теоретических подходов к концепции цифровой трансформации, выявление особенностей данного процесса для инвестиционно-строительной деятельности, анализ существующих барьеров для цифровизации строительства и формирование на основе имеющегося практического опыта организационно-экономического механизма цифровой трансформации инвестиционно-строительной сферы. Именно становление концепции цифровой трансформации выступает важным этапом на пути полномасштабного формирования цифровой экономики. Применение цифровых технологий на различных этапах жизненного цикла инвестиционно-строительных проектов выступает основным элементом на пути формирования цифровой платформы в строительстве. В статье проанализированы различные подходы к сущности концепции цифровой трансформации инвестиционно-строительной деятельности, изучена эволюция данной концепции, оценен опыт цифровой трансформации в инвестиционно-строительной сфере. В результате работы выявлены особенности цифровой трансформации инвестиционно-строительной деятельности, рассмотрен процесс цифровой трансформации строительства в зависимости от этапов жизненного цикла проектов, а также сформулированы препятствия успешной реализации данной концепции.
Трансформация из нескольких строительных машин — «Трансформеры: Месть падших» отрывок из фильма
1. Berman S.J., Bell R. Digital transformation: Creating new business models where digital meets physical // IBM Institute for Business Value, 2011. – P. 1-17.
2. World Development Indicators. World Bank. 2015. – URL: http://data.worldbank.org/data-catalog/world-development-indicators (дата обращения: 13.11.2018).
5. Patel K., McCarthy M.P. Digital Transformation: The Essentials of E-Business Leadership. McGraw-Hill Professional, 2000.
6. Kaplan B., Truex D.P., Wastell D., Wood-Harper A.T., DeGross, J.I. Information systems research: Relevant theory and informed practice. IFIP Advances in Information and Communication Technology, 2006. – Vol. 143.
7. Hanelt A., Piccinini E., Gregory R.W., Hildebrandt B., Kolbe L.M. Digital Transformation of Primarily Physical Industries-Exploring the Impact of Digital Trends on Business Models of Automobile Manufacturers. Wirtschaftsinformatik, 2015. – P. 1313-1327.
8. Mithas S., Tafti A., Mitchell W. How a Firm’s Competitive Environment and Digital Strategic Posture Influence Digital Business Strategy. MIS quarterly, 2013. – Vol. 37. – № 2.
9. Matt C., Hess T., Benlian A. Digital transformation strategies // Business Marketing. – 2017. – Vol. 34. – № 1. – P. 92-100.
Цифровая трансформация в строительстве. Основные тренды
11. Benitez-Amado J., Llorens-Montes F.J., Nieves Perez-Arostegui M. Information technology-enabled intrapreneurship culture and firm performance // Industrial Management Industrial Marketing. – 2013. – Vol. 28. – № 6. – P. 506-513.
15. Setia P., Venkatesh V., Joglekar S. Leveraging digital technologies: How information quality leads to localized capabilities and customer service performance // MIS Quarterly. – 2013. – Vol. 37. – № 2.
16. El Sawy O.A., Pereira F. VISOR: A Unified Framework for Business Modeling in the Evolving Digital Space // Business Modelling in the Dynamic Digital Space. – 2013. – P. 21-35.
17. Van Alstyne M.W., Parker G.G., Choudary S.P. Pipelines, platforms, and the new rules of strategy // Harvard Business Review. – 2016. – Vol. 94. – № 4. – P. 54-62.
18. How are engineering and construction companies adapting digital to their businesses. Ernst Social Media) for Banking and Financial Services, Telecom and IT, Healthcare, Government, Automotive, Government, Manufacturing and Retails and Other application: Global Industry Perspective, Comprehensive Analysis and Forecast, 2015-2021 // Zion Research. – 2016. – P. 1-110.
20. Gerbert F., Castagnino S., Rothballer A., Filitz R. Digital in Engineering and Construction // The Boston Consulting Group. – 2016. – P. 1-18.
22. Jackson F. Ten ways we are changing the way we build. 2016. [Электронный ресурс]. – URL: http://raconteur.net/business/ten-ways-weare-changing-the-way-we-build (дата обращения: 13.11.2018).
23. Peiffer E. 10 construction industry trends to watch in 2016. 2016. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.constructiondive.com/news/10-construction-industry-trends-to-watchin-2016/411402/ (дата обращения: 13.11.2018).
24. Peiffer E. 3 concepts that will shape the future of construction. 2016. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.constructiondive.com/news/3-concepts-that-will-shape-the-future-of-construction/417049/ (дата обращения: 13.11.2018).
Цифровая трансформация в строительстве в настоящее время является одним из главных факторов повышения конкурентоспособности строительных организаций. Городское население ежедневно увеличивается на 200 000 человек в день и требуется обеспечить его не только качественным и доступным жильем, но объектами инфраструктуры [1]. Цифровая трансформация инвестиционно-строительной сферы имеет влияние на многие аспекты жизнедеятельности общества: сокращает затраты на строительство, повышает эффективность деятельности строительных организаций, сокращает негативное влияние строительства на окружающую среду и повышает темпы экономического развития как на уровне отдельных регионов и стран, так и на мировом уровне.
На строительную отрасль приходится около 6% мирового ВВП [2], в частности, в развитых странах на строительство приходится 5% ВВП, в развивающихся – до 8% ВВП. К 2025 г. планируется рост общего годового дохода строительных организаций до 15 трлн долл. США с 10 трлн долл. США в 2015 г. [3]. Уже сейчас более 100 млн человек в мире заняты в строительной сфере [4].
Строительные организации обладают высоким потенциалом внедрения цифровых технологий, а значит, имеют возможность повысить производительность труда и увеличить эффективность своей деятельности. За рубежом в строительной сфере активно применяются современные цифровые технологии, в то время как российские строительные организации находятся только на начальном этапе цифровой трансформации. Строительные организации в полной мере не используют все возможности цифровой трансформации, в то время как другие отрасли значительно преуспели во внедрении цифровых технологий в повседневную практику ведения предпринимательской деятельности. Отсутствие налаженного сотрудничества с поставщиками и подрядчиками, сложности в подборе квалифицированного персонала, отсутствие системы передачи информации от проекта к проекту – всё это лишь некоторые проблемы, с которыми сталкиваются строительные организации и которые могут быть решены путем цифровой трансформации.
Концепция цифровой трансформации
Использование цифровых технологий влияет не только на характеристики продукта, предоставляемого организацией, но и формирует принципиально новые бизнес-модели, создавая цифровые экосистемы, в рамках которых трансформируются все процессы ведения предпринимательской деятельности, от формирования стоимости продукции до послепродажного обслуживания клиентов.
Тем не менее в сфере строительства до сих пор отсутствует последовательный и всеобъемлющий подход к цифровой трансформации организаций. Несмотря на инвестиции в инновационные технологии, строительные организации только частично используют цифровой потенциал компании, что не позволяет провести фундаментальное преобразование всей отрасли.
Изначально авторы, такие как Патель и Маккарти, основное внимание при исследовании цифровой трансформации организаций уделяли таким областям, как электронная коммерция, цифровой маркетинг и цифровая грамотность персонала [5]. Распространенным определением является следующее: цифровая трансформация – изменения во всех аспектах жизни населения, вызываемые цифровыми технологиями [6].
Строительные организации зачастую рассматривают цифровую трансформацию как внедрение тех или иных цифровых технологий в процесс производства работ, что не предполагает создания новых бизнес-моделей и структурных усовершенствований на всех этапах формирования стоимости продукции [7]. В результате организации инвестируют в технологическое развитие, однако не получают максимально возможного эффекта от внедрения цифровых технологий: отсутствие целенаправленности при цифровой трансформации представляет собой управленческую проблему и требует более глубокого понимания цифровых бизнес-стратегий организации [8]. По мнению ученых [9], в целях эффективной цифровой трансформации строительным организациям необходима разработка цифровых стратегий, охватывающих вопросы управления в организации для обеспечения скоординированных действий в направлении роста цифрового потенциала компании.
Цифровая трансформация представляет собой новую возможность повышения эффективности деятельности строительных организаций за счет непрерывного внесения улучшений в весь процесс формирования стоимости продукции, а не только за счет переоценки положения компании в цепочке производства и реализации продукции, работ и услуг. Цифровая трансформация требует основы, в качестве которой выступает цифровая стратегия организации, главной целью которой, в отличие от прочих стратегий компании, является приспособление организации к современным цифровым условиям, что выражается в комплексном подходе к совершенствованию компании, направленном как на внутренние процессы организации, так и на механизмы её взаимодействия с внешней средой.
Зарубежные ученые, Берман С.Дж. и Бель Р. из IBM Institute for Business Value, выделили три этапа эволюции цифровой трансформации организаций (рис. 1).
В конце XX в. цифровая трансформация происходила в организациях, предоставляющих цифровые продукты, как правило в сфере развлечений, музыки, электроники и телекоммуникаций. В 2000-е гг. процесс трансформации перешел в сферу электронной розничной торговли и постоянно возрастающий спрос со стороны населения на услуги компаний, применяющих в своей деятельности цифровые технологии, стимулировал развитие государственного регулирования в сфере использования современных технологий. К 2010 г. начался процесс полноценной цифровой трансформации организаций, однако компании строительной сферы за счет специфики предоставляемых услуг и продуктов и сложности координации деятельности различных участников инвестиционно-строительных проектов позже других отраслей встали на путь цифровых преобразований. Изменения за счет цифровой трансформации отдельных строительных организаций ведут к трансформации отрасли, что вызывает более активное внедрение цифровых технологий не только компаниями-лидерами, но и другими участниками строительного рынка, так как поддержание конкурентоспособности станет возможным только при условии успешной цифровой трансформации.
Рис. 1. Эволюция цифровой трансформации организаций [1]
В целом цифровая трансформация в различных отраслях, включая строительство, направлена на формирование у организации способности к постоянному преобразованию своих процессов на основе внедрения цифровых технологий. Реализация цифровой стратегии может включать использование инновационных технологий, которые только косвенно связаны с основной деятельностью организации [7, 10]. Данные мероприятия могут быть обеспечены за счет деятельности так называемых интрапренеров – сотрудников организации, имеющих полномочия и ресурсы для разработки новых продуктов и услуг в рамках существующей организации. Развитие такого подхода к цифровой трансформации организации зависит от открытости системы обмена знаниями в компании, её корпоративной культуры, инновационного потенциала и организационной структуры [11, 12].
Данный вид «предпринимательства внутри организации» (intrapreneur образовано из приставки «intra» (внутри) и сокращения от «entrepreneur»-предприниматель) является важным источником инноваций в сложившихся организациях, а также способствует обновлению компании за счет нового видения её деятельности [11, 13]. Реализация данного подхода может выступать элементом цифровой стратегии организации, так как на современном этапе трансформации отраслей всё большее внимание уделяется не только технологическим аспектам внедрения цифровых технологий, но и организационному, кадровому развитию компаний.
Активное развитие цифровых технологий снижает значимость материальных активов в процессе формирования стоимости продукции и использование цифровых инноваций становится важным условием эффективной деятельности всех компаний, даже тех, продукт которых мало поддается цифровизации, что характерно для строительной сферы [7, 14, 15]. Обобщение различных точек зрения на цифровую трансформацию организаций позволяет сделать вывод, что данное понятие подразумевает адаптацию к неизбежному в настоящее время воздействию цифровых технологий и их внедрение как во внутренние процессы организации, так и их использование в механизмах внешнего взаимодействия.
Цифровая трансформация организаций приводит к фундаментальным изменениям в процессе формирования стоимости продукции [9], что находит отражение в появлении новых бизнес-моделей (рис. 2).
Строительное производство опирается на традиционную модель создания прибавленной стоимости посредством последовательных мероприятий в рамках границ организации [17]. В данной модели с ростом объемов реализации сокращаются средние затраты, что в перспективе приводит к экономии на эффекте масштаба производства.
Рис. 2. Цифровая трансформация бизнес-моделей организаций [16]
Строительные организации в большей степени ориентированы на конкурентоспособность продукции, в то время как в условиях цифровой экономики необходим контроль за совокупностью всех процессов внутри компании в целях эффективного использования потенциала организации.
В результате цифровой трансформации отраслей появляются новые бизнес-модели, основанные на различных платформах, соединяющих множество участников рынка. В дальнейшем развитие цифровых платформ приведет к формированию широких и независимых бизнес-экосистем [16]. В строительной сфере аналоги цифровых платформ существуют давно (выставки строительных организаций, конференции профессионального сообщества), однако данные способы взаимодействия в полной мере не соответствуют требованиям, предъявляемым к современным организациям. Цифровые платформы позволяют объединять значительное количество потенциальных контрагентов и покупателей, что способствует не только трансформации деятельности отдельных организаций, но и формированию полноценной цифровой экосистемы в строительной отрасли.
Особенности цифровой трансформации на различных этапах жизненного цикла объектов строительства
Практической основой цифровой трансформации инвестиционно-строительной сферы являются различные цифровые инструменты и системы, внедряемые в деятельность компаний (рис. 3).
К 2021 г. глобальный рынок цифровых трансформаций увеличится до 430 млрд долл. США, средний темп роста составит более 19% (включая услуги, аппаратное и программное обеспечение) [19].
Рис. 3. Цифровые инструменты строительных организаций [18]
В настоящее время основой цифровой трансформации строительства выступает распространение технологий информационного моделирования (BIM), с помощью которых уже при проектировании могут быть получены первые положительные результаты цифровой трансформации организации, хотя наибольшая выгода достигается за счет применения данных технологий на этапах строительства и эксплуатации объектов. Основными инновациями на этапе проектирования объектов строительства являются:
1. Одновременное проектирование несколькими группами специалистов. Данная технология реализуется через применение информационного моделирования, с помощью которого архитекторы, инженеры и другие участники инвестиционно-строительного процесса могут создавать свою часть проекта, при этом еще на этапе формирования проекта выявляя несогласованности различных систем. Примером данной цифровой технологии выступает строительство подземной железнодорожной линии Crossrail в Лондоне: в ходе реализации проекта более 1,7 млн документов формата CAD было объединено в единую цифровую модель, что позволило согласовать действия еще при проектировании, несмотря на сложность и масштабность проекта [20].
2. Перевод физических структур в область цифровых данных. Технологии цифрового картографирования территории и трехмерного лазерного сканирования могут использоваться как при реконструкции существующих объектов, так и при разработке проектов нового строительства. Данные технологии повышают точность измерения, что ведет к экономии затрат и повышению рентабельности инвестиционно-строительных проектов.
3. Проектирование на основе анализа данных. Аналитика больших данных (big data) позволяет совершенствовать инвестиционно-строительный проект за счет сбора информации из множества источников: опросов населения и сотрудников, видео с камер наблюдения, отчетов о транспортных потоках и пр. Подобный анализ дает возможность предусмотреть различные несовершенства имеющегося проекта и внести корректировки до того, как начнется строительство объекта.
4. Моделирование и создание прототипов. Использование 3D-печати и моделирования на основе голографических технологий значительно упрощают процесс визуализации объектов. Так, при возобновлении строительства Sagrada Familia в Барселоне были разработаны гипсовые 3D-модели сложных архитектурных элементов, что позволило предусмотреть неточности на дальнейших этапах реализации проекта.
5. Проектирование с использованием метода последовательных приближений. Итеративные разработки, наряду с внедрением BIM, позволяют автоматически создавать и оценивать альтернативные варианты проектных решений, повышая точность стоимостной оценки, что делает проект более совершенным с различных точек зрения. Примером применения итеративных разработок является внедрение системы анализа энергоэффективности проекта реновации отеля компаниями Sera Architects и Hoffman Construction, что на 30% сократило потребление электроэнергии при строительстве и на 29% сократило затраты на поддержание экологической устойчивости [20].
Завершив проектирование, организация переходит к этапу строительства объекта, на котором могут быть применены следующие цифровые технологии:
1. Обмен данными в режиме реального времени. Важной задачей на этапе строительства является обеспечение всех участников инвестиционно-строительной деятельности актуальной, нужной именно им информацией. Внедрение «облачных» систем информационного моделирования позволяет наладить эффективную координацию при реализации инвестиционно-строительных проектов. Так, при возведении несущей стальной конструкции на стадионе Вашингтон Нэшионалс в США количество уточняющих запросов не достигло и 100, в то время как для сопоставимого проекта без использования BIM количество запросов достигает 10 000 [20].
2. Организация процесса производства работ на основе анализа данных и с учетом экономичного расхода ресурсов. В целях рационального распределения ресурсов и составления оптимального графика производства работ строительные организации могут провести анализ данных прошлых проектов и воспользоваться системами отслеживания местонахождения необходимых ресурсов (материалов, оборудования, рабочей силы). Результатом является сокращение непроизводительных затрат на ожидание доставки материалов, простои оборудования и пр., что позволит более эффективно использовать ограниченные ресурсы. Примером внедрения данных цифровых технологий является строительная организация Fluor, которая за счет оптимальной организации работ и поставок сэкономила 700 млн долл. США в ходе реализации 100 инвестиционно-строительных проектов [20].
3. Новые способы производства строительной продукции. За счет наличия подробной виртуальной модели объекта процесс возведения может быть произведен с помощью технологий трехмерной печати, что позволяет не только сократить потери времени из-за невозможности производства работ в неблагоприятных погодных условиях или из-за нарушения последовательности процесса строительства, но и создает предпосылки для сокращения издержек, увеличения материальной отдачи и повышения безопасности труда на строительной площадке. Создание прототипов конструкций с большой массой также может быть использовано в целях определения оптимальных способов их транспортировки и монтажа.
4. Автоматизированное и автономное строительство. Роботы и другая «умная» техника повышают производительность, точность и безопасность производства строительных работ. Развитие системы дистанционного управления строительной техникой ведет к тому, что наиболее сложные и опасные задачи будут выполняться с помощью полуавтономного или полностью автономного оборудования (экскаваторов, самосвалов, автокранов). Японский производитель оборудования Komatsu уже разработал полностью автоматизированный бульдозер, управляемый дроном, а также отображающий в режиме реального времени разрабатываемую площадь и передающий информацию об объеме камней или грунта для перемещения [20].
5. Строгий надзор за процессом строительства. Цифровые технологии позволяют проводить полномасштабный контроль за ходом строительных работ. В целях снижения количества изменений в проект применяется трехмерное лазерное сканирование на всех этапах строительства. Дроны и удаленные камеры наблюдения проводят постоянный мониторинг строительной площадки, а интегрированные средства обработки и передачи информации собирают множество данных, например, о расходе топлива строительных машин и механизмов, позволяя эффективно управлять процессом реализации инвестиционно-строительного проекта.
Собранная на этапах проектирования и строительства информация может быть использована при эксплуатации объекта через применение следующих цифровых технологий:
1. Применение BIM при обслуживании объекта. Информационная модель служит хранилищем информации, собранной на предыдущих этапах жизненного цикла объекта, а также подлежит уточнению и дополнению в ходе эксплуатации. Опыт японской строительной организации NTT Facilities показал, что внедрение BIM в процесс эксплуатации зданий, включая его ремонт, позволяет сократить расходы на обслуживание на 20% [20].
2. Цифровой ввод в эксплуатацию. Цифровые технологии и устройства могут значительно упростить процесс ввода объекта строительства в эксплуатацию за счет быстрого сбора информации и её передаче другим участникам инвестиционно-строительного процесса. Данные об объекте также могут быть использованы до ввода в эксплуатацию для выявления недоработок.
3. «Умное» управление объектом. За счет объединения данных, полученных из множества источников, может быть повышена эффективность деятельности построенного промышленного объекта. BDS VirCon совместно с IBM разработала систему технического обслуживания предприятий с использованием технологий дополненной реальности, что позволило одновременно отслеживать как фактические производственные процессы, так и скрытые возможности их совершенствования [20].
4. Цифровой мониторинг объекта. Организации могут непрерывно контролировать процесс эксплуатации объекта с помощью сенсоров, камер, сканеров и других цифровых технологий, предоставляющих информацию в режиме реального времени. Снижается потребность в контрольных выездах, повышается точность оценки состояния объекта, уменьшается вероятность внезапных сбоев инженерных систем, что ведет к сокращению затрат. Исследователи Ратгерского университета (США) предложили полностью автоматизированное устройство для обнаружения повреждений в конструкциях мостов, что повышает качество ремонта и модернизации подобных сложных объектов [20].
5. Упрощение процесса сноса объекта. Накопленная информация об объекте строительства позволяет спрогнозировать последствия его сноса, включая требования к утилизации отходов.
Таким образом, именно интенсификация цифровой трансформации выступает важным условием поддержания и повышения конкурентоспособности инвестиционно-строительной сферы не только в России, но за рубежом. Исследования показывают, что цифровая трансформация идет по пути автоматизации процесса производства строительных работ, в то время как области логистики, закупок, маркетинга и послепродажного обслуживания в значительной степени остаются без полноценной цифровой трансформации (рис. 4).
В результате исследования Ernst
URL: https://vaael.ru/ru/article/view?id=368 (дата обращения: 11.10.2022).
Вестник Алтайской академии экономики и права
Журнал издается с 1997 года. В журнале публикуются научные обзоры, статьи проблемного и научно-практического характера. Журнал представлен в Научной электронной библиотеке. Журнал зарегистрирован в Centre International de l’ISSN. Номерам журналов и публикациям присваивается DOI (Digital object identifier).
Материалы журнала доступны по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Сайт работает на универсальной издательской платформе RAE Editorial System
Источник: vaael.ru
Цифровая трансформация
промышленного строительства
TADетали
Цифровизация бизнеса затронула все его отрасли. В последнее десятилетие бум переживают решения для проектирования, инжиниринга и конструирования промышленных объектов. От советских кульманов проектировщики пришли к 3D-моделированию. Что цифровизация означает для этого сегмента, как помочь команде работать в едином пространстве и почему пока не удается окончательно избавиться от бумажных носителей, помогал разбираться генеральный директор компании AVEVA Алексей Лебедев.
Как цифровизация изменила строительство
Когда-то все этапы строительства – от проектирования до сдачи в эксплуатацию — были чисто бумажной историей. Когда-то — это вовсе не десятилетия назад, а даже еще в самом конце нулевых. Современные технологии диктуют свои условия, давая при этом новые возможности. Конечный смысл цифровизации — в ускорении каждого этапа, что, в конечном счете, приносит больше прибыли и превосходство над конкурентами.
Новую идеологию в Россию принесли западные компании. На протяжение 6–8 лет происходил переход от 2D к 3D.
Как перевести весь пласт работ на «цифровые рельсы»
У промышленного объекта есть две основные жизненные фазы. Это фаза строительства CAPEX (CAPital EXpenditure — капитальные затраты) и фаза OPEX (OPerating EXpenses — операционные затраты). Портфель решений в конечном счете складывается из ПО для CAPEX и ПО для OPEX.
Цифровизация строительства подразумевает разработку требований и определение методологии, а также регламент взаимодействия всех участников процесса. При этом грамотно разработанные требования для сбора данных позволяют разным департаментам работать в разных решениях.
Если говорить о конкретных решениях, то в первой фазе это средства проектирования и управления инженерными данными, которые позволяют от 2D переходить к 3D. А во второй — набор решений уровня MES- и SCADA-систем, расчетные системы, средства предиктивной аналитики, аналитики данных, полученных посредством интернета вещей, например, датчиков на производстве, а также решений, которые помогают оценивать эффективность как отдельных производственных механизмов, так и всего предприятия в целом. Грубо говоря, это решения, которые помогают выстроить процессы таким образом, что информация с датчиков, например, позволяет первым лицам компаний принимать конкретные решения.
Что такое интегрированное проектирование
Интегрированное проектирование помогает специалистам разного профиля и дисциплин видеть и контролировать все происходящие изменения. При этом, понятно, наблюдение ведется не в бумажном формате, а потому становится достаточно оперативным. Существующие на рынке решения помогают замораживать часть проекта, которая содержит изменения, и продолжать работу с остальным. В том числе — с расчетами стоимости расходных материалов или сроков строительства.
Как создать единое информационное пространство для всех участников проекта?
В первую очередь необходимо понять, что должно дать бизнесу единое цифровое пространство. На этом этапе формируются требования к нему и правильный набор инструментов. Если говорить об эксплуатации объекта, то эксперты находят логичным подход, при котором во главу угла ставится максимизация качеств продукта при минимизации затрат на его производство.
Сколько времени потребуется на цифровизацию
После определения стандартов на проект и выработки конкретной методологии, подбираются правильные инструменты для сбора и проверки информации. Портфель складывается из двух составляющих — решений для CAPEX и решений для OPEX.
На практике первичное развертывание приложений занимает от двух месяцев до года в зависимости от типа и объемов строительства. В это время происходит запуск продукта, обучение специалистов, а также налаживание работы и устранение недостатков. Еще несколько месяцев займет развертывание решений для эксплуатационной фазы.
Что дает бизнесу цифровизация проектных, инжиниринговых и строительных работ
Главные плюсы — сокращение сроков на этапах проектирования и строительства объекта, его скорейший ввод в эксплуатацию. Это позволяет получать прибыль как можно раньше. Правда, эксперты из отрасли досадуют из-за того, что пока в ней разработаны не все необходимые нормативы. А безальтернативное использование данных — например, чертежей — на цифровых носителях и вовсе не предусмотрено. И проектировщики, и строители, и надзорные органы работают только на бумаге, которая дублирует всю цифровую информацию. Когда от этого удастся избавиться — проектные, инжиниринговые и строительные работы станут приносить еще больше прибыли
Источник: www.tadviser.ru
Цифровая трансформация в строительстве сообщение
Как цифровизация поможет повысить эффективность строительной отрасли?
Технологии виртуальной (VR), дополненной (AR) и смешанной (MR) реальности активно применяются в промышленном строительстве. При помощи VR, например, проводится ознакомление с будущим объектом на этапе проектирования. Ощущение присутствия позволяет определить эргономику пространства, оптимальную ширину и высоту проходов, чтобы человек не бился головой и случайно не задевал переключатели, мог оценить удобство использования размещенного оборудования и т.д.
VR, Virtual Reality, виртуальная реальность – план действительности, полностью отличающийся от реального, на 100% цифровое окружение, созданное при помощи специальных приборов, например, VR-шлемов.
AR, Augmented Reality, дополненная реальность – план действительности, не меняющий реальность, но дополненный цифровым контентом, который отображается при помощи специальных устройств, таких как Google Glass.
MR, Mixed Reality, смешанная реальность – план действительности, подразумевающий сосуществование виртуальных и реальных объектов. Отображаются правдоподобные элементы виртуальной действительности.
На этапе строительства проводится наглядный инструктаж по выполнению строительно-монтажных работ и технике безопасности, а также обучение и аттестация эксплуатационного персонала до завершения строительства. Специалисты строительного контроля при помощи технологий смешанной реальности имеют постоянный доступ к технической информации объекта. Это позволяет выявить несоответствия физического объекта и цифровой модели ( BIM-проект ).
Вместе с тем для мониторинга выполнения работ на удаленных объектах ведется регулярная съемка по технологии 360 градусов, в том числе с использованием дронов.
С помощью VR-шлема можно отследить все ключевые точки строительства.
Однако для полного перехода в мир виртуальной, дополненной и смешанной реальности следует решить еще ряд задач, таких как:
- Отсутствие компетенций и оборудования для VR, AR и MR в большинстве проектных организаций.
- Сложность конвертации из BIM в VR при внесении каких-либо изменений в объект.
- Нестабильность беспроводной передачи данных.
- Недостаточная точность позиционирования моделей.
- Массивность оборудования.
Ввиду нерешенных вышеперечисленных задач VR, AR и MR часто используют только как средство визуализации.
Применение информационного многомерного моделирования позволяет сделать прозрачным процесс проектирования и приемки результатов для заказчика. Это становится возможным за счет высокой интеграции и согласованности различных внутренних информационных систем.
Проработка проекта становится более детальной, в результате повышается качество проектной документации и снижается стоимость внесения изменений.
Единое информационное пространство для любой реальности
Так или иначе задача по сохранению актуальности информации выходит на первый план. Особенно это важно на длительных стадиях жизненного цикла объекта. Например, стадия строительства может длиться несколько лет, а эксплуатация – десятилетия.
За это время на объекте успевает поработать не одно поколение инженеров, внести в него множество изменений. И не всегда эти процессы сопровождаются созданием и сохранением исполнительной документации. Поэтому перед компаниями стоит задача создать единое информационное пространство проекта для всех его участников: заказчика, подрядчиков, надзорных органов и проч.
Инновационным явлением для таких задач является создание комплексной информационной модели, такой как Multi-D . Платформа представляет весь набор функциональных сервисов без привязки к отдельным инструментам.
Строительную отрасль принято считать консервативной: здесь много ручного труда, бумажной волокиты, высокие технологии внедряются медленно, а зачастую и нехотя. Еще в 2016 году аналитики McKinsey в своем отчете написали, что будущее отрасли — это цифровизация, а сейчас мы видим, как IT-технологии экономят строительным компаниям деньги, улучшают безопасность труда и выводят на новый уровень работу с заказчиками.
В 2022 году строители массово начнут применять BIM-модели — это требование государства для тех, кто хочет работать с госзаказом. Еще многие компании покупают 3D-принтеры по бетону, чтобы быть первыми в печати строительных конструкций. Другие уже сейчас используют дронов для осмотра стройплощадок и высотных объектов.
В этой статье мы собрали 8 цифровых технологий в строительстве, которые будут актуальны в ближайшие три года. Начинайте применять эти технологии, чтобы не отстать от конкурентов.
1. BIM-моделирование
Как работает. BIM — это цифровая модель здания, которая содержит характеристики всех элементов, от несущих стен и кровли до шаровых кранов в теплоузле. В BIM-модели можно посмотреть материалы, цены, графики производства работ, при этом модель одновременно доступна всем участникам строительства.
После завершения стройки модель передают эксплуатанту, и он даже спустя много лет может понять, какие технические решения использованы. А еще заранее будет знать, у какого оборудования истекает срок эксплуатации и сможет спланировать ремонт или замену.
2. Высокотехнологичная топосъемка для строительства и георазведка
Как работает. Чтобы выбрать строительную площадку и исследовать почву, сейчас уже не надо бурить, брать пробы и приглашать десяток специалистов-смежников. Аэромониторинг дешевле и быстрее традиционной геодезии: беспилотник, даже с условием регулярных посадок для смены аккумуляторов, сможет облететь 40−50 гектаров за сутки.
Современные георадары позволяют неразрушающими методами выяснить состав почвы, а значит, понять места и глубину забивки свай или сделать верный расчет бетонной плиты.
Технология фотограмметрии позволяет по обычным фотографиям и данным лазерных сканеров (лидаров) создать 3D-модель поверхности в мельчайших деталях — и интегрировать ее в BIM.
Какие проблемы решает. Сюрпризы в области геологии — один из самых раздражающих факторов в строительстве, часто это ведет к перерасходу бюджета и срывам сроков. Хорошо, если проблемы дают о себе знать сразу, но бывает, что они возникают с уже построенным зданием и всерьез угрожают его безопасности. Современные цифровые технологии в строительстве позволяют на самом раннем этапе, еще до появления первого экскаватора, понять, что под землей, и заложить в проект верные технические решения.
3. 3D-печать
Как работает. Еще несколько лет назад трехмерная печать пластиковых изделий была новшеством, а сейчас этим уже никого не удивишь. Многие строители не верили, что аналогичным образом можно печатать бетоном и строить целые дома, но это тоже стало реальностью.
Строительный принтер сам готовит смесь из заложенных в него компонентов и слой за слоем строит конструкции, будь то стена или перекрытие. Современные принтеры работают не только в фабричных условиях: их можно установить прямо на стройплощадке.
Со временем 3D-печать может изменить представления об архитектуре зданий, поскольку принтеры с легкостью выполняют закругления стен и другие сложные геометрические задачи, придавая объектам непривычные, но красивые и функциональные формы.
Кто уже применяет. В 2017 году Иркутская компания Apis Cor впервые в России напечатала на 3D-принтере дом. Строение площадью всего 38 м² печатали на заводе. В 2019 году эта же компания возвела в Дубае двухэтажное здание при помощи 3D-печати.
На этот раз принтер работал уже на стройплощадке, и его создатели с гордостью заявили, что устройству не нужны рельсы, так как его можно установить на неровную поверхность. С этим проектом российские строители попали в Книгу рекордов Гинесса.
3D-печатью сегодня интересуются, наверное, все крупные застройщики, а принтеры по бетону уже можно найти даже в небольших российских городах, где такие устройства используют для создания малых архитектурных форм: скамеек, урн, декоративных фигур.
4. Интернет вещей и умные датчики
Датчики времени работы двигателей позволяют высчитывать фактически и прогнозировать будущий расход топлива у спецмашин, находить простои и отклонения от графика.
Какие проблемы решает. Интернет вещей нужен, чтобы собрать воедино разрозненные данные: например, сейчас даже контроль за расходом топлива часто ведется на бумаге, а количество солярки в баках проверяют специальные люди. Это не самое эффективное решение, и многочисленные случаи воровства топлива это подтверждают. Кроме того, интернет вещей дает большой объем новых данных, которые раньше никто не собирал: так, если рабочие будут носить смарт-часы, станет понятно, где они находятся каждую минуту времени, как часто перемещаются и куда, сколько стоят на месте.
Согласно исследованию McKinsey, наибольший потенциал интернета вещей заключается именно в оптимизации рутинных операций и повседневного управления активами.
Летом 2021 года российская компания Sitronics представила умные часы Sitronics Smart Watch, которые разработаны специально для строительных бригад. Помимо прочего часы измеряют пульс и температуру тела и в случае критических отклонений передают сигнал тревоги.
5. Роботы и дроны
Как работают. Строительные роботы — это механизмы с удаленным управлением или искусственным интеллектом: в первом случае человек управляет на расстоянии, во втором робот умеет сам, без вмешательства человека, принимать решения.
Дроны в строительстве — это беспилотные летательные аппараты, разновидность роботов. В основном дроны служат для обследования и наблюдения: выполнять с их помощью какие-либо работы пока технологически сложно.
Какие проблемы решают. Роботы решают, пожалуй, самую важную проблему строительного сектора — нехватки рабочей силы. Роботизированный труд отлично подходит для задач, которые не требуют высокой квалификации: например, копки траншей, забивки свай, демонтажных работ.
Также роботы существенно повышают безопасность стройки, причем это не сказывается на скорости производства работ: роботы могут работать почти 24 часа в сутки.
Кто уже применяет. Самое простое применение удаленного управления — осмотр стройплощадок с земли или воздуха. В посёлке Дунай и городе Фокино Приморского края дронов использовали для обследования теплосетей. Дронов также используют для фотограмметрии — создания карт и планов с автоматическим вычислением объемов и размеров объектов: для этого применяют AutoDesk ReCAP, Pix2Dmapper, Datugram и другое программное обеспечение.
Применение дронов для обследования теплосетей
Маркетплейс цифровых решений Axora в 2021 году исследовал внедрение инноваций в промышленности: согласно опросу, 73% респондентов считают, что технологии удаленного управления уже стали незаменимыми в металлургии и горном деле. Под эти технологии создаются центры удаленных операций, которые призваны повысить безопасность производства и показать социальную ответственность компаний.
Это РОИН Р-700 — российский робот, который спроектирован для простых работ в опасных для человека условиях. Робот умеет копать, бурить, дробить, перемалывать кусты. Источник: robotrends А это австралийский робот-каменщик Hadrian X. Машина кладет до 1000 кирпичей в час. В декабре 2021 года робот строил 16 таунхаусов в местечке Уилладжи в Западной Австралии по заказу местной строительной компании Inspired Homes. Источник: building-tech
6. Искусственный интеллект
Как работает. ИИ — это алгоритмы, которые могут имитировать мышление человека, то есть, например, анализировать данные и принимать решения. В частности ИИ может быть начинкой роботов: такой строительный робот не ждет команды от человека на каждое движение, а сам понимает, где копать, и насколько продвинуться, чтобы не упасть в траншею.
Безопасность на стройке
Более глубокие варианты использования ИИ включают в себя машинное обучение и предиктивную аналитику, то есть возможность алгоритмов учиться и предсказывать ситуации.
Какие проблемы решает. Применение искусственного интеллекта в строительстве предполагает, что ИИ может на основе прошлых данных и данных от датчиков, которые работают в реальном времени, предсказывать угрозы безопасности. Так, зная, что в помещении неделю работают сварщики и, заметив аномальное увеличение температуры воздуха, алгоритм с ИИ предупредит о пожаре и может сам вызвать пожарных.
Технологии машинного зрения с элементами ИИ позволяют распознавать транспорт и людей на стройке, контролировать периметр, количество рабочих, порядок на стройплощадке.
По данным компании UK Connect, ведущего поставщика коммуникационных решений для строительной отрасли в Англии, хороший экономический эффект от применения ИИ можно получить в проектном менеджменте и финансовом планировании. Алгоритмы ИИ могут анализировать сметы любого объема, сопоставлять цены, отслеживать их изменения, прогнозировать стоимость материалов, следить за соблюдением сроков и выявлять странности, за которыми могут скрываться злоупотребления.
Американская компания ConXtech, которая занимается модульным строительством из стальных конструкций, и AutoDesk Research в 2021 году заявили, что вместе разработали ИИ-модуль для анализа торгов. Он анализирует данные о ценах на металлоконструкции, находит выгодные варианты и даже предлагает наиболее экономичную для застройщика конфигурацию здания.
7. Виртуальная и дополненная реальность
Как работает. Виртуальная реальность (VR) — это полностью цифровой мир, как, например, компьютерная игра. В VR можно воссоздать готовое здание, строительную площадку или кабину экскаватора. Дополненная реальность (AR) — это модель, где реальность и цифровой мир смешиваются: например, при помощи специальных алгоритмов на компьютере дорисовываются еще не построенные этажи здания вместе с помещениями.
Пользователи могут использовать VR- и AR-решения как при помощи обычных компьютеров и телефонов, так и при помощи специальных очков — тогда глубина погружения будет выше, а ощущения яснее и интереснее.
Какие проблемы решает. Технологии VR/AR отлично подходят для решения маркетинговых задач в строительстве. Можно демонстрировать заказчикам готовую виртуальную модель здания или продавать квартиры в жилом комплексе при помощи виртуальных туров. При этом жилой комплекс еще может строиться.
Еще одна важная сфера применения VR/AR — обучение сотрудников.
VR/AR также решают и чисто строительные задачи: позволяет смоделировать пересечения коммуникаций или, например, проверить корректность расположения оборудования в котельной.
Кто уже применяет. Использование VR/AR стало стандартом для обучения сотрудников в любых сферах, где люди имеют дело с источниками повышенной опасности: это железная дорога, добыча полезных ископаемых, металлургия. В строительной отрасли VR/AR используют для обучения операторов сложных механизмов: кранов, демонтажных машин, гидравлических подъемников и экскаваторов.
У Doka, Paschal, Peri есть приложения, которые при помощи VR/AR помогают рассчитать и представить опалубки.
8. Блокчейн
Технологии блокчейн в строительстве — это еще и основа для так называемых смарт-контрактов, то есть схем финансирования и бизнес-процессов, которые публикуются онлайн. Смарт-контракты описывают логику движения денег и работают как бы сами по себе: когда подрядчик закончил часть работы, а заказчик подписали акты, смарт-контракт сам проводит оплату.
Какие проблемы решает. Смарт-контракты на основе блокчейна снижают количество посредников: если заранее известна процедура движения средств и все причинно-следственные связи, не нужны проектные управляющие. По мнению Forbes, блокчейн может стать основной для возрождения в новом виде жилищно-строительных кооперативов: на квартиры будут выдаваться токены, аналог жилищных сертификатов, учет которых будет вести не Росреестр, а блокчейн. Через смарт-контракты покупатели токенов смогут сами контролировать процесс строительства.
Кто уже применяет. Нам не удалось найти ярких примеров использования технологии блокчейн в строительстве в России. В мире создан консорциум по блокчейну в строительстве. Участникам консорциума удалось интегрировать платформу Autodesk Forge и блокчейн Эфириум: действия, которые инженеры выполняли в облаке Autodesk, были успешно записаны как транзакции в блокчейне. Таким образом, блокчейн может стать надежным и единственно достоверным источником обо всех изменениях строительного проекта, которые вносятся разными людьми и разными программами, — делают вывод исследователи, добавляя, что такую же интеграцию можно сделать для AutoCAD и Revit.
Выводы
В ближайшие годы строительная отрасль может кардинально изменить свой облик благодаря внедрению IT-технологий. Строительство станет более прозрачным и понятным для всех, а значит, преимущество получат те компании, которые уже сейчас думают над своей эффективностью, снижают издержки и развивают клиентскую работу.
Цифровизация строительства – это процесс перевода всех строительных процессов в цифровой формат, а также использование современных технологий для сокращения сроков и повышения качества строительства. Строительные компании, желающие получить конкурентные преимущества и оптимизировать бизнес-процессы, уже сейчас активно внедряют автоматизацию. Государство также заинтересовано в цифровой трансформации отрасли, являющейся системообразующей для экономики, и выступает инициатором в законодательной сфере.
Внедрение BIM-технологий
С 2022 года в российской строительной отрасли начинается обязательное внедрение BIM-технологий (компьютерное моделирование объектов строительства). Для проектов с привлечением государственного финансирования использование BIM считается обязательным требованием. Это необходимое условие для организаций, которые участвуют в возведении объектов, финансируемых за счет использования бюджетных средств (больницы, школы, детские сады и др.).
BIM-технологии направлены на усовершенствование всех процедур реализации проекта и эффективное взаимодействие его участников. Макетное изображение зданий с помощью программ позволит увидеть более подробную картину об объекте, включая процесс проектирования, оснащения и обслуживания. Это современный подход разработки конструкций, позволяющий моделировать здания в виртуально-цифровом формате.
Так, внедрение отечественного программного продукта Renga предоставит возможность строительным компаниям участвовать в реализации проектов с государственным участием после 1 января 2022 года. Доступна интеграция Renga с комплексным решением БИТ.СТРОИТЕЛЬСТВО, которое обеспечивает автоматизацию таких ключевых процессов, как учет, планирование, контроль и управление строительными проектами.
Стратегия развития строительной отрасли до 2030 года
В целях повышения объема ввода жилья Минстрой РФ разработал Стратегию развития строительной отрасли и ЖКХ до 2030 года. Благодаря планируемому преобразованию строительная отрасль выйдет на новый уровень, а производительность труда вырастет на 10% за счет внедрения новых технологий.
В частности, планируется цифровая трансформация строительства, в которую войдут:
Итогом реализации стратегии должно стать сокращение финансовых затрат на создание объектов капитального строительства на 20%, а сроков возведения – на 30%. Для компаний отрасли станет важным своевременный перевод своих бизнес-процессов в электронный формат, чтобы эффективно взаимодействовать с органами власти в рамках цифровых инициатив.
В целях улучшения условий и прорыва в сфере строительства внедряются различные государственные программы, направленные на рациональное использование средств и сокращение времени реализации проектов.
Указанный сервис направлен на:
- оптимизацию процессов получения разрешительной документации;
- переход на электронный формат работы;
- сокращение процедур согласования документов;
- ускорение проведения государственной экспертизы проектов;
- сокращение цикла инвестирования проекта.
Электронный документооборот для строительной компании
Внедрим СЭД под ваши бизнес-процессы
- Создание электронного архива документов;
- Оперативное согласование и заполнение договоров и актов;
- Поддержка электронной подписи;
- Электронное взаимодействие с госорганами.
Ипотечное обеспечение в цифровом формате
Это государственная программа, представляющая возможность одобрения и получения денежных средств через онлайн-платформу, которая обеспечит прозрачность и учет прав на закладные. Предлагаемые новшества направлены не только на минимизацию бумажного документооборота, но и на снижение ставок по ипотеке.
Нужна помощь с внедрением электронного документооборота и цифровизацией бизнес-процессов? Оставьте заявку, и специалисты нашей компании проконсультируют по всем вопросам и подберут подходящее решение.
Хотите получать подобные статьи по четвергам?
Быть в курсе изменений в законодательстве?
Подпишитесь на рассылку
МОСКВА, 29 декабря. /ТАСС/. Правительство утвердило стратегическое направление в области цифровой трансформации строительной отрасли, городского и жилищно-коммунального хозяйства России до 2030 года. Соответствующее распоряжение в среду опубликовано на портале правовой информации.
Стратегия затрагивает этапы проектирования, строительства и эксплуатации зданий. В частности, она направлена на применение технологий информационного моделирования, внедрение цифровых сервисов ценообразования и информационной системы управления проектами государственных заказчиков, развитие цифровой вертикали экспертизы и строительного надзора, а также на развитие клиентоцентричной системы управления ЖКХ и цифровой экосистемы формирования комфортной городской среды.
Согласно документу, в течение 2022 года планируется создание суперсервиса «Цифровое строительство — стройка в один клик». Все услуги в сфере строительства должны быть переведены в электронный вид уже к концу 2023 года. До конца 2024 года должна появиться возможность подключения к сетям в электронном виде с помощью портала госуслуг. Кроме того, к концу 2024 года все диспетчерские службы муниципальных районов и городских округов планируется подключить к федеральной системе мониторинга аварий ЖКХ.
Как установлено в стратегии, к концу 2030 года 500 тыс. человек должны пройти обучение в сфере цифровых технологий в строительстве и ЖКХ. К этому же времени все закладные по ипотеке должны выпускаться в электронном виде. Доля объектов с положительным заключением экспертизы, документация по которым подготовлена в форме информационной модели, согласно стратегии, достигнет 65%. Не менее 80% общих собраний собственников жилья в многоквартирных домах должны проводиться в онлайн-режиме. А среднее значение индекса цифровой трансформации городского хозяйства (IQ городов) планируется увеличить до 60%.
Как цифровизация поможет повысить эффективность строительной отрасли?
Технологии виртуальной (VR), дополненной (AR) и смешанной (MR) реальности активно применяются в промышленном строительстве. При помощи VR, например, проводится ознакомление с будущим объектом на этапе проектирования. Ощущение присутствия позволяет определить эргономику пространства, оптимальную ширину и высоту проходов, чтобы человек не бился головой и случайно не задевал переключатели, мог оценить удобство использования размещенного оборудования и т.д.
VR, Virtual Reality, виртуальная реальность – план действительности, полностью отличающийся от реального, на 100% цифровое окружение, созданное при помощи специальных приборов, например, VR-шлемов.
AR, Augmented Reality, дополненная реальность – план действительности, не меняющий реальность, но дополненный цифровым контентом, который отображается при помощи специальных устройств, таких как Google Glass.
MR, Mixed Reality, смешанная реальность – план действительности, подразумевающий сосуществование виртуальных и реальных объектов. Отображаются правдоподобные элементы виртуальной действительности.
На этапе строительства проводится наглядный инструктаж по выполнению строительно-монтажных работ и технике безопасности, а также обучение и аттестация эксплуатационного персонала до завершения строительства. Специалисты строительного контроля при помощи технологий смешанной реальности имеют постоянный доступ к технической информации объекта. Это позволяет выявить несоответствия физического объекта и цифровой модели ( BIM-проект ).
Вместе с тем для мониторинга выполнения работ на удаленных объектах ведется регулярная съемка по технологии 360 градусов, в том числе с использованием дронов.
С помощью VR-шлема можно отследить все ключевые точки строительства.
Однако для полного перехода в мир виртуальной, дополненной и смешанной реальности следует решить еще ряд задач, таких как:
- Отсутствие компетенций и оборудования для VR, AR и MR в большинстве проектных организаций.
- Сложность конвертации из BIM в VR при внесении каких-либо изменений в объект.
- Нестабильность беспроводной передачи данных.
- Недостаточная точность позиционирования моделей.
- Массивность оборудования.
Ввиду нерешенных вышеперечисленных задач VR, AR и MR часто используют только как средство визуализации.
Применение информационного многомерного моделирования позволяет сделать прозрачным процесс проектирования и приемки результатов для заказчика. Это становится возможным за счет высокой интеграции и согласованности различных внутренних информационных систем.
Проработка проекта становится более детальной, в результате повышается качество проектной документации и снижается стоимость внесения изменений.
Единое информационное пространство для любой реальности
Так или иначе задача по сохранению актуальности информации выходит на первый план. Особенно это важно на длительных стадиях жизненного цикла объекта. Например, стадия строительства может длиться несколько лет, а эксплуатация – десятилетия.
За это время на объекте успевает поработать не одно поколение инженеров, внести в него множество изменений. И не всегда эти процессы сопровождаются созданием и сохранением исполнительной документации. Поэтому перед компаниями стоит задача создать единое информационное пространство проекта для всех его участников: заказчика, подрядчиков, надзорных органов и проч.
Инновационным явлением для таких задач является создание комплексной информационной модели, такой как Multi-D . Платформа представляет весь набор функциональных сервисов без привязки к отдельным инструментам.
Источник: obrazovanie-gid.ru
Трансформация в архитектуре уникальных общественных зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
ARCHITECTURE PUBLIC BUILDING / UNIQUE BUILDING / TRANSFORMATION IN ARCHITECTURE / INNOVATIVE TECHNOLOGY / SUSTAINABLE ARCHITECTURE / CONSTRUCTION / АРХИТЕКТУРА / ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ / УНИКАЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ / ТРАНСФОРМАЦИЯ В АРХИТЕКТУРЕ / ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / УСТОЙЧИВАЯ АРХИТЕКТУРА / СТРОИТЕЛЬСТВО / «ЗЕЛЁНЫЕ» ТЕХНОЛОГИИ
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Пименова Е.В., Шумейко В.И.
В данной статье рассматривается актуальность применения трансформации в архитектуре и строительстве уникальных общественных зданий . На основе анализа современного опыта проектирования и строительства приводятся основные направления и приёмы архитектурной трансформации в проектировании уникальных общественных зданий .
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Пименова Е.В., Шумейко В.И.
Применение трансформируемых систем в архитектуре уникальных высотных зданий в условиях устойчивого развития общества
Современные направления в архитектурном проектировании учебных зданий (на примере республики Сингапур)
The transformation of the unique architecture of public buildings
Discusses the relevance of applying a transformation in the architecture and construction of unique public buildings, on the basis of the conducted research. Based on the analysis of contemporary experience of design and construction are the main directions of architectural transformations in the design of unique public buildings
Текст научной работы на тему «Трансформация в архитектуре уникальных общественных зданий»
Трансформация в архитектуре уникальных общественных зданий
Е.В. Пименова, В.И. Шумейко
Донской государственный технический университет, Академия строительства и архитектуры, Ростов-на-Дону
Аннотация: в данной статье рассматривается актуальность применения трансформации в архитектуре и строительстве уникальных общественных зданий. На основе анализа современного опыта проектирования и строительства приводятся основные направления и приёмы архитектурной трансформации в проектировании уникальных общественных зданий.
Ключевые слова: архитектура, общественные здания, уникальные здания, трансформация в архитектуре, инновационные технологии, устойчивая архитектура, строительство, «зелёные» технологии.
На сегодняшний день одним из современных направлений в архитектурной и строительной практике выделяют применение инновационных технологий, связанных с архитектурной трансформацией зданий. Трансформация (от лат. йа^огтайо — превращение) -преобразование, изменение вида, формы, существенных свойств чего-либо [1]. Трансформация в архитектуре — метод изменения формы, определяющийся динамикой, движением превращения или небольшого изменения формы [2]. Трансформация может осуществляться путём частичного преобразования конструкций, конструктивной системы, изменения объёмно-планировочного решения здания.
Применение трансформации в архитектуре уникальных общественных зданий, одно из актуальных и значимых направлений в архитектурной и строительной практике, так как, прежде всего, связано с архитектурно-пространственной организацией. Общественные здания являются тем типом зданий, которые наиболее полно отражают взаимодействие функциональной составляющей и образного решения [3]. Использование элементов трансформации в архитектуре общественных зданий увеличивает его многофункциональность, позволяет создавать уникальные по своему образному и конструктивному решению здания, делать неповторимым
фасадное решение, а самое главное применять новейшие достижения устойчивой архитектуры, связанные с «зелёными» технологиями.
С целью выявления основных направлений и приемов трансформации в архитектуре уникальных общественных зданий был проведен анализ теоретических исследований и опыта проектирования и строительства уникальных общественных зданий основанных на применении архитектурной трансформации.
Трансформируемые системы в архитектуре общественных зданий, были применены еще в 1931 году по проекту архитектора Б.М. Иофана в Кинотеатре «Ударник» в Москве (Россия). Здание кинотеатра построено в стиле позднего конструктивизма, с утяжелённым ступенчатым аттиком и купольным покрытием, при перекрытии зрительного зала использована система арок разного пролёта и высоты (рис.1).
Кинотеатр был оснащён самой современной техникой того времени, а его архитектура и знаменитый раздвижной потолок-купол сделали здание уникальным. В конструкции крыши предусматривались раздвижные механизмы, позволяющие открывать крышу. Это было сделано для того, чтоб показывать фильмы под открытым небом, такой своеобразный спецэффект. Благодаря яркому архитектурному образу и новаторским инженерным идеям кинотеатр стал в Москве знаковым, для того времени, местом [4]. В настоящие дни планируется провести реконструкцию здания и создать в нем Центр современного искусства.
Рис. 1. — Кинотеатр «Ударник», Москва, Россия, 1931 г.
На сегодняшний день широко применяется архитектурно-пространственная трансформация в уникальных спортивных зданиях. Спортивно-гостиничный комплекс Небесный купол (Sport-hotel complex Sky Dome), построенный в 1989 году, в Торонто (Канада) (рис.2), является первым в мире уникальным спортивным сооружением с применением трансформируемых систем [5]. Его высота — 86 метров.
Это огромный стадион, поле которого имеет площадь в 8 акров. В комплексе применяется архитектурная трансформация, позволяющая изменять внешнюю оболочку здания. Конструкция крыши имеет структуру купола, первая панель неподвижна, остальные три — подвижные, общая ширина купола в развернутом состоянии 209 м. Крыша весом 9 тысяч тонн раздвигается за 20 минут, создавая эффект восходящего солнца. Полифункциональный комплекс оснащен системой, позволяющей изменять расположение и количество зрительских мест, в соответствии с проводимыми мероприятиями — спортивными матчами, концертами и др. В состав комплекса входят: магазины, рестораны, 4-х звездочный отель с фитнесс-залом, рестораном и детским игровым центром.
Рис. 2. [6] — Спортивно-гостиничный комплекс Sky Dome, г. Торонто,
Канада, 1989 г., Арх. Р. Робби, М. Аллен Одним из инновационных примеров, применения трансформируемых систем в спортивных комплексах, считается Мерседес-Бенц Стэдиум
(Mercedes-Benz Stadium) в Атланте, США (рис.3). Открытие стадиона планируется 1 июня 2017 года. Проект разработала архитектурная группа HOK и 360 Architecture совместно ещё с несколькими другими компаниями. В стадионе применена уникальная конструктивная система трансформации крыши. Раздвижная конструкция крыши происходит от формы соколиного крыла [7], олицетворяющего символ команды.
Конструкция состоит из восьми треугольных панелей, словно обертывающих здание и способных открываться и закрываться, напоминая динамичную систему объектива фотоаппарата.
Рис. 3. [7] — Трансформация крыши в спортивном комплексе Mercedes-
Benz Stadium, Атланта, США, 2017 г. Архитектурная группа HOK и 360
Конструкция крыши будет дополнительно оснащена новейшими HD технологиям, разработанными группой архитекторов HOK. В стадионе применяется трансформация самого поля, а также мест для зрителей. Проектная вместимость стадиона составляет 71000 зрителей с возможностью расширения до 81000.
При необходимости снижения количества зрителей, с помощью трансформации вместимость может быть изменена до 32 000. Выдвижные сидения, окружающие поле позволяют любителям приблизиться к футбольному действию. Цифровые медиа-платформы на стадионе обеспечивают гибкие возможности просмотра игр для команд и спонсоров с помощью трансляции. Применяются технологии и материалы с помощью
которых наружное освещение может легко изменить цвет прозрачных фасадов [7].
Ещё один пример, архитектурной трансформации на примере спортивного сооружения. Теннисный стадион Чи Джонг, в Шанхае, созданный по проекту японского архитектора Митсуру Сенда в 2005г. (рис. 4) стал всемирно известным спортивным объектом за счет раздвижной конструкции крыши, которая в раскрытом состоянии напоминает очертания цветка магнолии — важный национальный символ города. Чтобы полностью раскрыться, крыше стадиона достаточно всего 8 минут. Трибуны вмещают 15000 зрителей [8].
Рис. 4. [8] — Трансформация крыши, напоминающей очертания цветка магнолии. Стадион Чи Джонг, г. Шанхай, Китай, 2005 г.
Архитектор Митсуру Сенда Трансформация пространства с целью изменения функционального назначения была применена в проекте Дома мод Prada (Prada Transformer), в Сеуле (Южная Корея), в 2009 году (рис.5), по проекту архитектора Рема Колхаса (группа ОМА). Объём здания, представляющий собой передвижной культурный центр, может трансформироваться в кинозал, пространство для показа мод, художественную галерею или зал для приемов. Павильон состоит из четырех основных геометрических фигур — круг, крест, шестигранник, прямоугольник. Павильон может поворачиваться. Стены могут стать полом,
а пол стать стенами [9]. Данный объект уникален еще тем, что может сам перемещаться в пространстве.
Рис. 5. [9] — Дом мод Prada, г. Сеул, Южная Корея, 2009 г.
Архитектор Рем Колхас, группа ОМА Уникальным представляется проект многоцелевого комплекса для компании Benetton Group Headquarters, разработанный миланской архитектурной студией Aquili Alberg, уже совсем скоро будет реализован в Тегеране (Иран) (рис. 6). Концепция, в которой двумерный символ развивается в трехмерный объем, основана на приёме, характерном для исторических памятников города.
Рис. 6. [10] — Комплекс для компании Benetton Group Headquarters, г. Тегеран, Иран, архитектурная студия Aquili Alberg (Италия) Идея формирования впечатляющей структуры от архитекторов-экспериментаторов, заключается в интеграции преобразования трех одинаковых объемов в единое целое путем вращения. Проект
многофункционального комплекса имеет четкое вертикальное функциональное зонирование: жилые апартаменты находятся на верхних уровнях, офисы в центре, и коммерческие площади на первом этаже [10].
Уникальное общественное здание, выставочный центр «One Ocean», построенное в городе Йосу (Южная Корея) в 2009 году, по проекту архитектурной студии Soma, основано на трансформации внешней оболочки [11, 12]. Здание, одетое в движущийся фасад из многослойных «плавников», напоминает плывущую в океане рыбу, раскрывающую огромные жабры (рис.7 а, б).
Постройка протянулась на 140 метров в длину, высота фасада варьируется от 3 до 13 метров. На крыше расположено 108 вертикальных пластин, контролирующих проникновение солнечного тепла и открывающихся и закрывающихся в разном порядке после захода солнца. Боковины фасада «жабры» (рис.7 б) созданы из усиленного полимерного стекловолокна — материала, обладающего высокой прочностью и низкой жесткостью на изгибе. Компьютерные технологии управляют фасадными панелями, напоминающих жабры, заставляя их двигаться [12].
Рис. 7. [12] — Выставочный центр «One Ocean», г. Йосу, Южная Корея, 2009 г., архитектурная студия Soma а) Общий вид сверху б) трансформация фасада, состоящего из движущихся, раскрывающихся пластин В проекте особое внимание уделяется общественным пространствам, территориям общего пользования, предназначенным для проведения
массовых мероприятий, организации пешеходных коммуникаций, мест отдыха и других целей [13]. Общественные пространства являются неотъемлемой частью всего комплекса — они обеспечивают функциональные взаимосвязи между отдельными частями в структуре общего образного решения. В выставочном центре, расположенном в гавани, входы-порталы ведут в глубь здания, к многочисленным выставкам. С террас, расположенных на крыше необычного центра, открывается панорамный вид на ближайший остров. Выставочный павильон окружен пешеходными аллеями и многочисленными тропинками.
В данном проекте воплощены системы трансформации, обеспечивающие не только изменение образного решения, но и использование инновационных эко-технологий и интеллектуальных систем.
В современной архитектурной практике уникальных зданий большой интерес вызывают высотные здания, которые отвечая определенным функциональным процессам, отражают самые новаторские подходы в формообразовании, конструктивных системах, новейших технологиях [14].
Одним из ярких примеров стало, построенное в Объединённых Арабских Эмиратах (ОАЭ), впечатляющее сооружение — башни Аль Бахар в Абу-Даби (архитектурная компания Aedas Architects) (рис.8). Каждая башня-близнец имеет высоту 25 этажей. Внутри башен находится штаб-квартира, в которой действует инвестиционный совет Абу-Даби.
Башни построены с применением самых современных инновационных архитектурных технологий. Архитектурная трансформация здания, прежде всего, нацелена на создание благоприятного микроклимата в помещениях. Для защиты офисных помещений от перегрева башни оборудовали своеобразным решетчатым фасадом, который состоит из подвижных элементов (рис. 8 а).
Интересные геометрические фигуры, которыми как бы обёрнуты башни, создают необычный визуальный эффект, и в то же время надёжно
защищают здание от чрезмерного воздействия солнца (рис. 8 б). Специальные защитные экраны регулируют температуру в помещениях без использования кондиционеров [15].
Рис. 8. [15] — Башни Аль Бахар, г. Абу-Даби, ОАЭ, архитектурная
компания Aedas Architects а) общий вид; б) трансформируемые геометрические фигуры для
защиты от перегрева Подвижные элементы созданы таким образом, что, в зависимости от положения солнца, на протяжении суток они могут складываться и раскладываться, защищая от перегрева.
В проекте применены так называемые, «зелёные» технологии. Технологии, связанные с применением альтернативных источников энергии, обеспечивающих постоянное возобновление энергии за счет естественных природных процессов [16]. Соответствуя современным мировым тенденциям, система работает от солнечных батарей, размещённых на поверхности здания. Башни Абу-Даби были построены в первую очередь в соответствии с экологическими потребностями страны [15].
На основе анализа теоретических исследований и опыта проектирования и строительства уникальных общественных зданий, были
выявлены основные направления и приемы трансформации в архитектуре таких зданий:
1. Уникальные здания с общественной функцией, основанные на применении архитектурной трансформации имеют свою собственную индивидуальность и неповторимость. Образное решение имеет возможность видоизменяться на основе динамичной формы и в зависимости от конкретных условий.
2. Трансформируемые системы и динамические формы позволяют не только создавать уникальные образные решения, но и обеспечивать все необходимые функциональные процессы, а также предусмотреть возможность их изменения в связи с возникающими, со временем, новыми потребностями. Такие системы формируют многофункциональные пространства. Создание многофункционального пространства может быть достигнуто на основе применения мобильных конструкций, элементов. При этом, трансформация может быть внутренней, за счет применения внутри здания трансформируемых стен, перегородок и др. элементов и (или) внешней, основанной на изменении самого объема здания, его оболочки.
3. Трансформируемые системы, основанные на инновационных технологиях, позволяют создавать высокоэффективные структуры, сохраняющие природные ресурсы, что на сегодняшний день является необходимым условием в строительстве зданий. Применение новейших достижений устойчивой архитектуры, связанных с эко-технологиями, осуществляется с помощью динамики конструктивных элементов, позволяющих регулировать микроклимат (например, трансформируемые фасадные системы позволяют регулировать параметры микроклимата в помещении, постоянно изменяясь под воздействием окружающей среды: солнца, ветра, осадков и т.д.). Применение таких систем основывается на предварительных расчетах и экспериментальных исследованиях, в которых само здание рассматривается как единая пространственная система,
в которую входят основания и фундаменты, каркас и покрытие, при этом, оснащённая новейшими технологиями [17].
Комплексный анализ показал, что применение трансформации в архитектуре уникальных общественных зданий увеличивает возможности их эксплуатации, обеспечивая индивидуальность, многофункциональность, комфортность.
Таким образом, реализация трансформации осуществляется в общественных зданиях с целью создания:
— во-первых, уникальности здания, путем применения инновационных конструктивных систем и индивидуального образного решения;
— во-вторых, необходимых функциональных процессов и возможности адаптации пространств, обеспечивая их многофункциональность;
— в третьих, динамики объемного решения или его элементов, в зависимости от климатических условий, и с помощью применения интеллектуальных технологий, с целью создания благоприятного микроклимата.
Применение инновационных трансформируемых систем в архитектуре уникальных общественных зданий может рассматриваться как метод изменения объемно-планировочного решения в зависимости от требований, функциональных процессов, конкретных условий, а также создания устойчивой архитектуры, основанной на внедрении «зелёных» технологий.
1. Ефремова Т.Ф. Новый словарь русского языка. Толково-словообразовательный. — М.: Русский язык, 2000. — 1233 с.
2. Данилова О.Н., Шеромова И.А., Еремина А.А. Архитектоника объемных форм: учебное пособие. — Владивосток: ВГУЭС, 2005. — 100 с.
3. Пименова Е.В. Особенности архитектурного проектирования общественных зданий: учебное пособие. — Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. — 120 с.
4. Бархин М.Г., Иконников А.В., Маца И.Л. и др. Мастера советской архитектуры об архитектуре.- М.: Искусство, 1975. — 541 с.
5. Федорова О.В. Архитектурно-пространственная трансформация спортивных сооружений // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2012. №2. С. 66-69.
6. The 25th anniversary of Rogers Centre. Toronto’s Sky Dome // Toronto’s News. 2014 URL: torontosnews.blogspot.ru/2014_05_01_archive.html (фото) (доступ 01/12/16)
7. Arthur Blank. One of the World’s Most Spectacular Venues. Mercedes-Benz Stadium Atlanta, Georgia, USA URL: hok.com/design/type/sports-recreation-entertainment/mercedes-benz-stadium (доступ 01/12/16)
8. Стадион Чи Джонг, Китай. Из серии: «Стадионы впечатляющие своим дизайном» URL: orangesmile.com/extreme/ru/magnificent-stadiums/qi-zhong-stadium.htm (доступ 29/11/16)
9. Новый поворот: здания, которые меняют этот мир. Prada-трансформер в Сеуле. OMA // Speech: archspeech интернет-издание об архитектуре, градостроительстве и дизайне URL:archspeech.com/article/novyy-povorot-zdaniya-kotorye-menyayut-etot-mir
10. Benetton Group Headquarters in Tehran, Iran // Evolo, 2010, № 12 URL: evolo.us/architecture/benetton-group-headquarters-in-tehran-iran-aquilialberg/
11. One Ocean. Единый и многообразный. Материалы предоставлены архитектурным бюро Soma // Зеленые здания (Green buildings). 2012. №3. С. 44-49
12. Florian Maier. One Ocean — Thematic pavilion for EXPO 2012 // Detail, 2012, №11 URL: detail-online.com/article/one-ocean-thematic-pavilion-for-expo-2012-16339/
13. Пименова Е.В. Особенности формирования общественных пространств в структуре зданий образовательных организаций //Инженерный вестник Дона, 2016, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3739
14. Пименова Е.В., Минвалеева Р.Р. Инновационные технологии в проектировании «наклонных» высотных зданий // Х11 Международная научно-практическая конференция «Теоретические и практические проблемы развития современной науки». Махачкала: НИЦ «Апробация», 2016. С.128-130.
15. Побыть в тени: интеллектуальная система затенения на башнях Аль Бахар от Aedas Architects, Абу-Даби, ОАЭ // Красивый загородный дом URL: designerdreamhomes.ru/intellektualnaya-sistema-zateneniya-na-bashnyakh-al-bakhar-ot-aedas-architects/ (доступ 27/11/16)
16. Шеина С.Г., Пирожникова А.П. Тенденции развития альтернативной энергетики в странах мира и России // Инженерный вестник Дона, 2016, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3720
17. Шумейко В.И., Кудинов О.А. Об особенностях проектирования уникальных, большепролетных и высотных зданий и сооружений // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2164
1. Efremova T.F. Novyy slovar’ russkogo yazyka. Tolkovo-slovoobrazovatel’nyy [New Dictionary of Russian language. Explanatory word-formative]. M.: Russkiy yazyk, 2000. 1233 p.
2. Danilova O.N., Sheromova I.A., Eremina A.A. Arkhitektonika ob»emnykh form [Arhitektonika volumetric forms]: uchebnoe posobie . Vladivostok: VGUES, 2005. 100 p.
3. Pimenova E.V. Osobennosti arkhitekturnogo proektirovaniya obshchestvennykh zdaniy [Features architectural design of public buildings]: uchebnoe posobie. Rostov n/D: Rost. gos. stroit. un-t, 2015. 120 p.
4. Barkhin M.G., Ikonnikov A.V., Matsa I.L. i dr. Mastera sovetskoy arkhitektury ob arkhitekture [Masters of Soviet architecture on architecture]. M.: Iskusstvo, 1975. 541 p.
5. Fedorova O.V. Akademicheskiy vestnik UralNIIproekt RAASN. 2012. №2. pp.66-69.
6. The 25th anniversary of Rogers Centre. Toronto’s Sky Dome [The 25th anniversary of Rogers Centre. Toronto’s Sky Dome] URL: torontosnews.blogspot.ru/2014_05_01_archive.html (foto) (accessed 01/12/16)
7. Arthur Blank. One of the World’s Most Spectacular Venues. Mercedes-Benz Stadium Atlanta, Georgia, USA [One of the World’s Most Spectacular Venues. Mercedes-Benz Stadium Atlanta, Georgia, USA] URL: hok.com/design/type/sports-recreation-entertainment/mercedes-benz-stadium (accessed 01/12/16)
8. Stadion Chi Dzhong, Kitay. Iz serii: «Stadiony vpechatlyayushchie svoim dizaynom». [Stadium Chi Jong, China. From the series: «Stadiums impressive with its design»] URL: orangesmile.com/extreme/ru/magnificent-stadiums/qi-zhong-stadium.htm (accessed 29/11/16)
9. Speech: archspeech internet-izdanie ob arkhitekture, gradostroitel’stve i dizayne URL:archspeech.com/article/novyy-povorot-zdaniya-kotorye-menyayut-etot-mir
10. Benetton Group Headquarters in Tehran, Iran. Evolo, 2010, №12 URL: evolo .us/architecture/benetton-group-headquarters-in-tehran-iran-aquilialberg/
11. Materialy predostavleny arkhitekturnym byuro Soma. Zelenye zdaniya (Green buildings). 2012. №3. pp. 44-49
12. Florian Maier. Detail, 2012, №11 URL: detail-online.com/article/one-ocean-thematic-pavilion-for-expo-2012-16339/
13. Pimenova E.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2016, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3739
14. Pimenova E.V., Minvaleeva R.R. ХII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Teoreticheskie i prakticheskie problemy razvitiya sovremennoy nauki». Makhachkala, 2016, pp.128-130.
15. Pobyt’ v teni: intellektual’naya sistema zateneniya na bashnyakh Al’ Bakhar ot Aedas Architects, Abu-Dabi, OAE [To stay in the shade: intelligent shading on the towers al Bahar from Aedas Architects, Abu Dhabi, UAE]. Krasivyy zagorodnyy dom URL: designerdreamhomes.ru/intellektualnaya-sistema-zateneniya-na-bashnyakh-al-bakhar-ot-aedas-architects/ (accessed 27/11/16)
16. Sheina S.G., Pirozhnikova A.P. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2016, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3720
17. Shumeyko V.I., Kudinov O.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2164
Источник: cyberleninka.ru