Вим проектирование в строительстве что это такое

Информационное моделирование — BIM, Building Information Modeling — это комплекс мероприятий по управлению жизненным циклом здания. Информационная модель объекта существует параллельно ее реальному воплощению от концепции до сноса. BIM технологии пришли на смену традиционному подходу к проектированию строительных объектов с их чертежами, схемами, разрезами и плоскими проекциями 2D.

Хоть этот подход и остается пока ключевым, и в России именно в таком виде органы экспертизы принимают документацию, за BIM проектированием будущее. И вот почему.

Что такое BIM проектирование и в чем его смысл

BIM проектирование — это создание виртуальной трехмерной модели здания на основе архитектурно-планировочной, конструктивной, экономической, инженерной, технологической, эксплуатационной информации. Информационная модель здания включает в себя визуальное изображение в формате 3D, сформированное и дополненное в соответствии с характеристиками и спецификацией задуманного объекта.

BIM технологии предназначены для сбора, хранения, обработки и выгрузки данных по объекту, которые вначале вносят корректировки в виртуальную модель и рассчитывают их последствия, а затем реализуют на деле, т.е. в конкретном здании на этапе закладки фундамента, строительства, эксплуатации или ликвидации.

Особенности нормирования информационного моделирования в строительстве (BIM-технологии)

BIM проектирование подразумевает создание цифровой модели здания. Возможно это с помощью одной или нескольких программ, каждая из которых отвечает за свою спецификацию: электричество, отопление и вентиляция, канализация и водоснабжение, архитектурные решения, пожарная безопасность и т.д. В дальнейшем части модели будут интегрированы и соберутся в единый файл. Для этого используется специальная программа, одна из многих:

• Аutodesk Revit
• ArchiCad
• AutoCAD Civil 3D
• Tekla BIMsigh
• MagiCAD
• Allplan
• Graphisoft, BIM-сервер
• Renga Architecture
• и другие

От программного обеспечения и возможностей компьютера будет зависеть способ управления BIM моделью. Программа может автоматически вносить изменения во всю конструкцию из отдельно взятого файла, либо не распространять эти изменения на весь проект. Допустим, на этапе строительства пришлось менять некоторые составляющие инженерной системы дома.

Поменялись материалы, размеры, стоимость оснащения. Все эти корректировки вносят в информационную модель, после чего программа автоматически рассчитывает новую глобальную стоимость объекта, подгоняет архитектурные решения, продлевает или сокращает срок сдачи. Если же эти корректировки требуют согласования и обсуждения, их вносят в отдельный файл и делают пробные расчеты.

Над BIM моделью работает целая команда специалистов: проектировщики, инженеры, архитекторы, дизайнеры, строители, подрядчики и даже будущие жильцы дома или арендаторы. Все, кто будет участвовать на разных этапах в жизни здания, задействованы в разработке модели. Последние из перечисленных имеют возможность оценить свой будущий дом или место работы с точки зрения качества материалов, надежности постройки, предполагаемой площади и иных параметров. Остальные — имеют к проекту непосредственное отношение, он их руками возводится. Сначала виртуально, потом реально.

Круглый стол «BIM-технологии в строительстве»

Управлением моделью занимается BIM менеджер, который дирижирует оркестром технических специалистов. В задачу менеджера входит постановка сроков реализации частей проекта, контроль над интеграцией файлов в единую модель, коммуникация между подразделениями, мониторинг жизненного цикла модели.

Когда здание на базе BIM проектирования уже возведено и даже сдано в эксплуатацию, миссия информационной модели не заканчивается. Она актуальна всегда. Представим, что система водоснабжения дома дала сбой. Где-то есть течь, которую не подтвердил визуальный осмотр.

Специалист открывает информационную модель дома и видит, что в предполагаемом месте протечки установлен вентиль или водяной клапан. Возможно, там произошла разгерметизация или участок разрушен. Значит, надо принимать экстренные меры по устранению проблемы. Вместе с тем, специалист получает полную информацию о конкретной детали: ее производитель, срок годности, метод уплотнения, материал изготовления и т.д. Это дает право предъявить претензии компании-изготовителю, исключить покупку аналогичных продуктов, рассчитать стоимость замены детали.

BIM моделирование — это не столько о визуальных возможностях современных строительных и архитекторских программ, сколько о возможностях иметь всегда под рукой огромную базу данных объекта. Этот информационный массив не только хранится на протяжении всей жизни здания, но и постоянно обновляется — в базу вносят новые данные о проведении текущего или капитального ремонта, реконструкции и аварийных работах, смене подрядчика и обслуживающей организации и т.д.

На каждом этапе жизненного цикла объекта BIM модель дополняется и меняется вместе со своим реальным воплощением. А потому, даже спустя 5,10, 15 лет после сдачи в эксплуатацию, можно узнать о всех движениях денежных средств на объекте, о поставщиках и потраченных суммах, о корректировках проекта в процессе строительства, о проблемах и достоинствах здания.

Отличный пример пользы BIM проектирования — построенный в Гонконге 308-метровый небоскреб One Island East. Построили его всего за два года. В момент работы над объектом, после создания единой информационной модели и ее диагностики, выявили свыше 2000 ошибок. Выявили и устранили. Естественно, до сдачи небоскреба в эксплуатацию.

Кто знает, возможно, BIM технологии спасли не только репутацию застройщика и инвесторов, но и сотни жизней обычных людей.

Как происходит работа над информационной моделью?

1. Подготовка планов, разрезов, схем, видов и прочей проектной документации
2. Визуализация, создание 3D модели
3. Расчет параметров здания и всех его составляющих
4. Расчет объемов работ, сметной стоимости, сроков строительства
5. Расчет и визуализация инженерных систем
6. Подготовка проекта строительства, составление календарного графика работ на объекте
7. Спецификация строительных, отделочных, инженерных материалов и оборудования
8. Добавление логистических данных, сроков поставки материалов
9. Формирование отчетов о каждом этапе строительства
10. Диагностика объекта через информационную модель перед сдачей в эксплуатацию
11. Контроль всех систем здания после сдачи вплоть до сноса или реконструкции

Преимущества BIM проектирования для здания в целом:

• улучшенная визуализация
• хранение всех данных, возможность их дополнить
• сокращение сроков составления проектной документации
• сокращение сроков строительства
• уменьшение ошибок в проектировании и монтаже инженерных систем, систем безопасности
• наглядные расчеты
• управление строительством объекта, ведение учета рабочего времени
• выгрузка любых данных из информационной модели для их представления в органы надзора
• создание и хранение финансовой отчетности

Если говорить отдельно о проектировании инженерных систем, то и здесь есть плюсы:

• наглядная 3D визуализация трубопровода
• автоматическое формирование трубопроводных систем по заданным параметрам
• одновременная работа нескольких групп специалистов
• точные технические данные, спецификация материалов
• расчет стоимости систем
• подсчет всех элементов системы с подробной информацией о каждом
• возможность автоматически создать места соединения труб, установки запорной арматуры, фитингов

Цифровая модель — при всей первоначальной сложности работ — это выгодная инвестиция в будущее здания. С помощью BIM проектирования мы получаем объект, который превосходит по безопасности, экологичности, долговечности и энергоэффективности те, что построены по классическому проектному методу. BIM технологии повышают рыночную стоимость здания при значительном снижении расходов на этапе строительства.

Источник re-st.ru

Что такое технология BIM? Ее применение в строительстве

Технология BIM (Building Information Modeling), или информационное моделирование зданий, – это достаточно новое явление в строительной индустрии, которое находит все более широкое применение. Понятие включает совокупность мероприятий по управлению жизненным циклом объекта недвижимости – от разработки проекта до демонтажа. Новая технология позволяет инженерам эффективнее управлять данными для увеличения срока службы здания, упрощения этапов возведения и эксплуатации.

Суть понятия

Традиционно проектирование зданий подразумевает работу с отдельными двухмерными проекциями: планами, чертежами, техническими документами. Технология BIM-проектирования позволяет собирать и обрабатывать данные по всем основным характеристикам объекта в едином информационном поле. Специалист получает возможность одновременного анализа конструктивных, архитектурно-планировочных, технологических, экономических, эксплуатационных решений во взаимосвязи. Информация визуализируется на трехмерной виртуальной модели с реальными физическими свойствами.

Но объемное представление проектных данных строения – это далеко не все возможности BIM. Технология добавляет переменные величины: стоимость, планы, сроки. Параметры процесса возведения здания можно просчитать еще до начала работ. Управление трехмерными моделями позволяет находить оптимальные решения для сокращения периода реализации проекта и увеличения сроков службы конструкции.

История BIM-технологий

Концепция компьютерного моделирования в строительстве начала развиваться еще в конце 20 века. В то время активно использовали CAD-технологии, но возможности техники еще не позволяли перейти на качественно новый уровень.

В 1975 году в журнале AIA (Американский Институт Архитекторов) опубликовали работу профессора Технологического Института Чака Истмана, в которой впервые упоминалась информационная модель здания под названием Building Description System. Параллельно похожие работы велись и в Европе. Например, в Финляндии в начале 1980-х годов вошел в употребление термин Product Information Model, а в США – Building Product Model. Обе системы были ориентированы не на процесс проектирования, а на его объект. Позднее сформировалось общее понятие Building Information Modeling.

В 1986 году создателем программы RUCAPS, английским инженером Робертом Эйшем, были сформулированы основные принципы информационного подхода к проектированию:

• автоматическое составление чертежей;
• создание трехмерных объектов;
• интеллектуальная параметризация зданий;
• сведение баз данных;
• распределение этапов строительства во времени и т. д.

Практическое применение технологии было продемонстрировано в ходе реконструкции третьего терминала аэропорта Хитроу.

С начала 2000-х годов история BIM-технологии перешла на новый виток. Термин стал одним из ключевых в мировой строительной индустрии.

Для чего используют BIM

По сути, цель использования технологии информационного моделирования – это воплощение числовой информации в удобном для восприятия и анализа виде. Исходные данные в готовой модели координируются, согласуются и связываются между собой. Каждая цифра имеет конкретную физическую привязку, поддающуюся анализу и расчету. Упрощается порядок внесения корректировок, обновления.

Информация в трехмерном виде используется в следующих целях:

• разработка качественной проектной документации;
• принятие эффективных проектных решений;
• составление строительных планов и смет;
• заказ оборудования, материалов;
• управление ходом строительства;
• эксплуатация здания в течение всего жизненного цикла;
• управление недвижимостью как объектом, приносящим прибыль;
• снос и утилизация строительных конструкций;
• реконструкция, капитальный ремонт и т. д.

Практическое применение и преимущества технологии

Применение BIM-технологии в строительстве имеет множество преимуществ:

• наглядное информирование подрядчиков, инвесторов, заказчиков, контролирующих инстанций о состоянии объекта с помощью трехмерной визуализации. Возможна демонстрация моделей с использованием специальных очков;
• централизованное хранение полного спектра данных о строящемся объекте. При внесении изменений в какой-либо один раздел проектировщик может сразу проследить результаты и последствия во взаимосвязанных проекциях;
• сокращение сроков разработки проектов;
• снижение риска ошибок, выявление несостыковок на стадии проектирования, а не в ходе реализации;
• быстрый и наглядный расчет основных строительных конструкций. Для разработки инженерных комплексов используют уже созданные базы типовых узлов и элементов;
• управление в режиме реального времени. BIM-проектирование позволяет контролировать ключевые показатели объекта и сроки выполнения работ;
• автоматизация процессов управления рабочей техникой;
• быстрая выгрузка информации по результатам испытаний, изысканий, данных из проектной документации, других сведений по запросу;
• возможность изменения финансовых параметров здания, трудозатрат в отдельных спецификациях для корректировки общей стоимости строительства;
• централизованное управление бухгалтерией, закупками, программами развития;
• более простая и эффективная эксплуатация зданий;
• строительство объекта, максимально соответствующего требованиям заказчика и желаемым характеристикам.

Этапы BIM-проектирования

Применение BIM-технологий в проектировании условно можно разделить на несколько этапов.

• Создание трехмерной архитектурной модели здания. Визуализируют все разрезы, планы. Данные, необходимые для раздела архитектурных решений, загружаются автоматически.
• Расчет параметров основных элементов здания. Специалист вводит полученную модель в программу, которая выдает характеристики и одновременно выгружает чертежи, спецификации, ведомости, детализацию определения сметной стоимости строительства.
• Введение информации об инженерных сетях. В трехмерной модели определяют уровень естественной освещенности участков, тепловые потери и другие важные характеристики.
• Разработка ППР (проекта производства работ) и ПОС (проекта организации строительства). Этот этап выполняют после получения расчетов по объему работ. Календарный график программа составляет автоматически.
• Логистика. В модель вводят информацию о типах материалов и сроках их доставки на объект.

Более простыми словами процесс выглядит следующим образом.

• В программе разрабатывают блоки, которые будут изготовлены за пределами строительной площадки и не подлежат делению на части, но являются важными составляющими элементами здания: окна, двери, оборудование для освещения и отопления, вентиляция, плиты перекрытия и т. д.
• Моделируют части здания, которые будут возведены непосредственно на площадке: стены, фундамент, крышу, фасадную систему и т. д.

На любом этапе можно, например, поменять один вид отопительного оборудования на другой, с различными характеристиками и стоимостью. Объемная модель очень гибкая – это одно из ключевых преимуществ BIM-технологии. Можно менять этапы моделирования, не производя масштабных дополнительных работ по корректировке проектной документации.

Информационное моделирование строящихся объектов не заменяет традиционного проектирования, а является только одним из очередных этапов его развития. Стоит понимать, что принципиальные решения по-прежнему зависят от человека, а программа только выполняет работу по поиску, хранению и анализу предоставленной информации. Разница заключается в качестве и объеме обработанных данных, с которыми просто невозможно справиться вручную и которыми блестяще оперирует компьютер.

Источник ardexpert.ru

BIM: как мы строим строителей на стройке

По нашей примерной оценке, основанной на 20-летней практике, на земляных работах можно «потерять» до 50-60 % бюджета. На железобетоне и отделке точно 30 %. На ошибках перезаказа при коллизиях стоимость инженерки увеличивается примерно на 10 %. Именно по этой простой причине, когда «злой заказчик» внедряет BIM-модель здания, со всех сторон начинаются дикие крики и стоны.

BIM-контроль сейчас будет на всех госзаказах по новому нормативу, поэтому крики и стоны будут особенно эпичны.

Вот здесь я вижу трассировку всех систем, могу получить точную смету на каждый узел: и при перемещении или добавлении объекта получу обновления сразу во всех проектных и рабочих документах.

Что такое BIM-модель? Это трёхмерная модель здания, где все системы состыкованы и увязаны в одном едином плане. Поставили розетку в комнате — в общей смете тут же появилась новая розетка и соответствующий метраж кабеля. Погрешность такой модели по материалам — 2 %. На бумаге обычно берут запас 15 %, и излишки этого запаса отчаянно «теряются».

Давайте лучше покажу примеры, чем буду рассказывать.

Вот основной вид: здесь видно модель здания без рендера, просто на уровне инженерных схем. В открытом сейчас по центру окне — здание для осмотра, на заднем плане видны разрезы по конкретным системам.

Вот так выглядят все инженерные системы здания «в сборке».

Можно отключить согласованный вид и посмотреть только конкретные подсистемы. Например, вот эту — водоснабжение.

А это электрика.

Можно покрутить и увеличить интересующий участок.

Переключиться на вид другой системы.

Посмотреть отдельные узлы как «кирпичики», то есть объекты (их потом удобно дублировать в конструкторе, например).

Можно посмотреть бетонные конструкции и их свойства.

И уже на них наложить виды систем или отдельных узлов.

Для заказчика мы обычно собираем красивый рендер (вот как ниже), а сами пользуемся при проектировании видом как выше.

Примерно три года назад компьютеры начали тянуть BIM-модели зданий. Конечно, 3D-здания проектировали ещё в Советском Союзе, но сейчас это стало действительно общедоступным и легко воспроизводимым.

Даже вот эти «кирпичики», то есть модели узлов, типа устройства лифтов, — они сделаны в 3D и могут рассматриваться со всех сторон. Поскольку это не «Ведьмак» и не «Mass Effect», оптимизацией движка здесь занимаются в последнюю очередь, никакого особого пререндера нет, и были нужны достаточно мощные машины для комфортной работы с системой.

Как набираются данные в такую модель

Сегодня проектирование здания может идти тремя путями:

1. По старинке, то есть на бумаге, точнее — в одной из CAD-систем. Будет куча разных документов, которые потом в уме инженера соединяются в один общий проект. Это совершенно нормальный метод, когда работой занимаются квалифицированные специалисты. Но на деле, в реальном мире, всё равно кто-нибудь пересечёт кабель-канал и вентиляцию если не при проектировании, то уж точно при реализации. Играя на допусках, разнице схем и отсутствии единого плана, можно достаточно много «потерять».
2. Начинать по старинке и получать согласование эскиза по старинке, а потом переходить в BIM и проектировать всё сразу как надо. Промежуточный этап чаще всего нужен тогда, когда генподрядчик решает нормально контролировать стройку.
3. Проектировать сразу в BIM. Тогда эскиз — это одно из представлений (просто сохранение модели в определённом формате и распечатка), план электрики — другое представление и т. п. Всё это можно уже даже согласовывать в Москве в электронном виде.

Для нашего офиса, нарезка которого видна выше, мы использовали оба метода. Точнее, импортировали старые 3-мерные модели и данные по проектной документации, а затем стали поддерживать всё в BIM.

Первый этап занял несколько месяцев у двух специалистов. Мы взяли чертежи из Автокада и импортировали их в BIM-среду. Кое-что было в PDF, их пришлось обводить вручную. Архитектуру и конструктив мы делали месяц. Остальное время — инженерка, в частности, приходилось ходить в здание, смотреть на места и фотографии. Самое главное, что давала схема, — отсутствие коллизий систем.

BIM-среда не даёт пересекать инженерные подсистемы: это похоже на трассировку платы. Есть много способов избегать такого и ловить баги.

Это крайне важно для генподрядчика, потому что за каждую такую коллизию на объекте он платит из своих потом. Я вот жилой комплекс построил, небоскрёб построил, в нашей команде есть человек, который три станции метро с нуля спроектировал, дата-центры и прочие объекты поменьше — вообще без счёта. Так вот, каждый чёртов раз, когда нет BIM, вентиляция вечно в колонну приходит.

Исправляем, двигаем, меняем. Потом дизайнер говорит: «Всё не так». И канитель начинается с самого начала. Теперь мы проектируем сразу в BIM, и это снимает массу головной боли.

Но вернёмся к нашему зданию. После того, как все системы были очерчены, стали насыщать инженеркой и правильно оформлять чертежи, чтобы в BIM были полные спецификации.

То есть сначала, например, электрощитовая была просто одним узлом, типа материальной точки, потом там появилось разбиение на отдельные крупные устройства и линии внутри, а потом она стала такой детализированной, что мы знали уже серийные номера запчастей. Эта глубина проектирования называется LOD: британский стандарт уровней детализации элементов информационных моделей.

LOD100 и LOD200 — это как в компьютерных играх, когда есть некий конструктор и узлы. Модель может использоваться для анализа (на основе объемов, площадей и ориентации путем применения обобщенных критериев эффективности) и оценки стоимости на основании расчётных площадей и объемов. Ну, и планирования, конечно.

LOD300 — это уже нормальная детализация для выпуска проектной традиционной документации и для проведения различных инженерных расчётов. Там же можно считать оборудование, изделия и материалы, а также черновую работу. Трёхсотая модель может быть использована для анализа коллизий.

LOD 400 — уже выпуск рабочей документации, для проведения различных инженерных расчётов, для получения точных данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчёта объемов работ. Эта модель может быть использована на стадии СМР, то есть послужит прямой инструкцией строителям. За каждый косяк можно будет смело спрашивать. Утерялся метр кабеля — никто не заметит.

Пропало 50 метров — сразу спалился. Мы обычно работаем на этом уровне, но для своего офиса замахиваемся на LOD 500. Эта модель может быть использована на стадии эксплуатации, там видны расходники вроде ламп и их ресурс.

400-й LOD на практике строительства даёт ещё несколько явных плюсов. Вот один пример. Очень частая ошибка — неверный расчёт мощностей. Обычно это делается вручную по сопоставлению различных планов. В BIM — автоматически считается системой, и всё состыковывается как надо.

Часто проектировщики считают по разным методологиям либо просто не замечают какую-то деталь, и оборудование просто не включается по мощности.
Выход за бюджет обычно до 7 % на перезаказ новых агрегатов (это ещё если не приходится менять что-то в планировке на лету, чтобы поставить новое оборудование).

На 500-м LOD технико-экономические показатели здания уже один в один: оно же построено со всеми формулами расчёта нагрузок, мощности, марками унитазов, разуклонами и точным количеством провода.

Что дальше

Дальше, имея такую модель, к ней прикручиваются любые модули автоматизации. Можно повесить поверх график производства работ и смотреть. Мы вот в нашем здании повесим автоматизацию и отдадим часть доступов в диспетчерскую, чтобы управлять зданием как в Голливуде.

Сметчикам очень удобно работать с BIM-моделью с 400-го LOD. Проектировщикам удобно — они быстро печатают и нарезают на узлы. Это очень сокращает время различных работ. Образованные прорабы BIM крутят и вертят. Подрядчикам на самой стройке, естественно, это вообще не надо, все «потери» на виду, да и подделать документацию очень сложно.

Проверяется вся технико-экономика: земляная масса идеально, все трубы, всё. Пишутся логи: кто залез в модель, когда залез, что посмотрел, что поменял. Естественно, все эти модули усложняют работу в плане обучения (нужен где-то месячный курс минимум, чтобы просто профессионально читать BIM), но это уже требование нормативов. На госконкурсах теперь всё будет через BIM-модель. Необразованные подрядчики будут страдать.

Сколько это стоит

100 тысяч квадратных метров под LOD 400 перенести стоит примерно как 5-6 квартир в центре в деньгах и несколько месяцев в работе. Как это ни странно, это всё равно хорошо окупается на экономии на проекте. Однако более правильный подход — нужно сразу проектировать в BIM-среде. Это дольше на месяц на стадии подготовки, но получается почти бесплатно в общей смете.

Дороже автоматизация. Например, наши коллеги делали модуль для системы управления стадионом, там на нижних уровнях стоят датчики контроля, которые проверяют вибрации, уровень уклона стен и балок, оценивают появление дефектов в металле. Проще говоря, помогают понять, что стадион может обрушиться за полгода-год при нормальной жизни или за несколько часов, если он был повреждён землетрясением (но, вроде, стоит). Эти же данные передаются в МЧС в реальном времени.

Источник habr.com