Какое будущее имеют BIM-технологии?
Интеграция различных сведений и подсистем в информационной модели позволяет гораздо эффективнее использовать BIM вкупе с другими современными технологиями:
- Виртуальная/дополненная реальность (AR/VR). Специалисты визуализируют объект в его потенциальном месторасположении, что позволяет нагляднее оценить проект, а также выгоднее его презентовать.
- Полная замена традиционных SCADA-систем (более известных, как диспетчерское управление и сбор данных). Также БИМ-технологии способны выступать в качестве дополнения к ним.
- Возможность проведения финансовых транзакций в режиме реального времени. Идея реализуется за счет сочетания блокчейн-технологий совместно с BIM. Также это позволяет организовать удобное управление различными поставками.
Многие эксперты утверждают, что информационное моделирование поможет разрешить несколько актуальных проблем в сфере строительства.
SBS (офисный синдром)
SBS — понятие, применимое к сооружениям, в которых люди чувствуют острое ухудшение здоровья. Причины недомогания установить не удалось до сих пор. Благодаря созданию информационной модели, риск SBS заметно снижается, помогая не только максимизировать количество естественного освещения, но также организовать качественную вентиляцию, улучшить приток свежего воздуха и доработать акустические характеристики еще на этапе проектирования.
Повышение устойчивости и энергоэффективности
Энергетическое моделирование в проектировании является достаточно долгим и времязатратным процессом. BIM-модель помогает заведомо спрогнозировать потребление зданием воды, количество выброса CO2, а также объем энергопотребления. Дополнительно разрабатываются способы сокращения производимых отходов.
Возведение умных зданий
Сооружения, оборудованные специальными датчиками, практически полностью автоматизированы в плане работы подсистем. Это позволяет сократить потребление электричества, упростить навигацию посетителя внутри сооружения, а также эффективнее управлять планированием занятости отдельных помещений. Благодаря BIM-технологиям в архитектуре процент умных зданий заметно вырастет в ближайшем будущем.
Технология BIM
Revit построен по технологии BIM. Данный термин расшифровывается как Building Information Modeling или Building Information Model, что переводится как информационное моделирование здания или информационная модель здания. Автор книги «Большая BIM, маленькая bim» Финит Е. Джерниган разделяет понятие BIM на «большую BIM» и «маленькую bim». «Большую BIM» он определяет как «вся информация о проекте между его собственной линией к центру земли и бесконечно уходящем вдаль небом; его началом в виде конструкции и использованием до полного завершения жизненного цикла. Это включает в себя конструктивную и связанную с ней информацию, климатические условия, стоимость, данные о земельном участке, всевозможных приспособлениях, производителях, оснащении и многое другое». В идеале в цифровом виде BIM должна содержать вообще всю статическую и динамическую информацию об объекте на протяжении его жизненного цикла. Иными словами, данная технология позволяет полностью воспроизвести в виртуальном пространстве то, что происходит на реальном участке земли от начала строительства и до сноса объекта. Это даёт ряд неоспоримых преимуществ. Во-первых, для виртуального объекта можно провести системный анализ по всем направлениям. В том числе поведение его и его компонентов во времени. Во-вторых, ничего не мешает создать и проанализировать несколько вариантов, как всего объекта, так и его отдельных частей. А поскольку виртуальный аналог объекта ведёт себя так же, как его реальный собрат, то имеется возможность просчитать такие факторы, как энергопотребление, инсоляцию, конфликты между отдельными компонентами, материалоёмкость. Как следствие – по окончании проектирования у разработчиков имеются не просто чертежи, а чертежи наиболее эффективного объекта. Ещё одно преимущество технологии BIM – возможность высокоэффективного планирования расхода материалов, строительного процесса, и даже эксплуатации объекта. В процессе разработки технология BIM позволяет проектировать все части объекта одновременно, что с одной стороны значительно уменьшает сроки разработок, а с другой – сводит количество ошибок практически к нулю. Трудно переоценить эффективность такого подхода.
К «маленькой bim» относится программное обеспечение для реализации «большой BIM». Виртуальный объект должен содержать всю геометрию и все свойства реального объекта. Естественно, без трёхмерной графики тут не обойтись. Существует мнение, что BIM – это и есть 3D. Оно ошибочно, так как 3D – лишь часть реализации технологии BIM (более того, бывают случаи, когда трёхмерная графика вообще не используется). Архитектурно-строительные и инженерные объекты – системы повышенной сложности. Количество входящих в них элементов доходит до миллионов. Следовательно, BIM-программы должны быть способны эффективно справляться с цифровым представлением таких систем. Иначе целесообразность их применения по сравнению с двухмерным черчением сводится к нулю. Кроме эффективной обработки моделей, BIM-программы должны быть удобны в использовании. Ведь если пользователь будет тратить больше времени на манипулирование программным интерфейсом, чем на проектирование, то теряется польза от такого подхода. Ну, и конечно, одним из важнейших аспектов BIM-программ является эффективность формирования выходной документации. Неэффективный инструментарий по работе с документацией может свести на нет пользу от BIM-программы, даже если она обладает максимально эффективными возможностями по моделированию объектов. Естественно, рисовать чертежи с нуля при наличии трёхмерного объекта – глупо. Следовательно, документация должна генерироваться на основе спроектированной модели объекта.
BIM как резерв снижения себестоимости строительства жилья
Одним из немногих оставшихся решений снижения себестоимости строительства жилья является внедрение BIM-технологий, начиная с самой первой стадии жизненного цикла здания, — так комментирует ситуацию Александр Осипов, генеральный директор «Академии БИМ». — На нулевой стадии инструментами BIM девелопер сможет рассчитать оценочную стоимость объекта, в дальнейшем имея постоянный контроль над BIM-моделью объекта в любой момент времени из любой точки мира. Это даст ему возможность спрогнозировать дальнейшие сценарии развития на основе актуальных данных и верно оценить ликвидность инвестиций, предупредить риски и в итоге увеличить прибыльность.
Начав проектирование в среде BIM и выпустив качественную рабочую документацию, — дополняет Александр Осипов, — девелопер приблизит время начала строительства, по нашим оценкам, на 20%. На стройплощадке станет возможным оптимизировать логистику и проводить регулярные проверки на пространственные и временные коллизии, что в итоге ускорит время строительства и приблизит стадию эксплуатацию. Итогом для девелопера станет сокращения срока возврата инвестиций до 20%».
Плюсы от применения BIM-технологии
Будущее строительной индустрии – цифровое, а BIM – это технология проектирования будущего. Стратегия BIM-проектирования направлена на снижение затрат, улучшение качества проектирования и строительства, ускорение поставок материалов, сокращение выбросов.
BIM предлагает:
улучшенную визуализацию;
повышение производительности благодаря простому поиску информации;
согласованность строительных документов разных разделов;
встраивание и связывание важной информации, такой как информация о поставщиках для конкретных стройматериалов с учетом их детального описания и количества, необходимого для оценки и проведения торгов;
снижение затрат;
устранение коллизий на стадии проектирования. BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа здания. Свойства здания в BIM можно использовать для автоматического создания входного файла для моделирования производительности строительства здания и экономии значительного количества времени и усилий. Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования производительности строительства здания
BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа здания. Свойства здания в BIM можно использовать для автоматического создания входного файла для моделирования производительности строительства здания и экономии значительного количества времени и усилий. Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования производительности строительства здания.
Сфера применения и решения
Одно из решений – пакет программного оборудования «ARCHICAD». Немного менее популярным, но не менее полезным является программное обеспечение «BIMcloud», с помощью которого возможна организация совместного проектирования в режиме online. «EcoDesigner» – решение для расчёта энергоэффективности зданий и энергетического моделирования.
Программа «ARCHICAD» – рабочее поле
Существуют даже мобильные решения программ, но она скорее относится к репрезентативной части. Не собственно моделирующей. Чтобы уточнить уже готовые элементы проекта, к примеру, на строительной площадке.
Преимущества BIM технологий: эволюция в проектировании и строительстве
Автоматизация 2Dчерчения это переход к новому этапу в проектировании. Прогресс в этой сфере начался с 2D / 3D CAD -это САПР, система автоматизированного проектирования, как мы и привыкли расшифровывать данную аббревиатуру. САПР используют библиотеку интеллектуальных параметрических элементов, насыщенных атрибутикой. Это так же как проектировщик создает объект и ссылается на каталоги элементов и, например, сортамент труб, так и в САПР модель объекта насыщенна информацией о наборе атрибутов, но уже выраженных графически. Подобный процесс происходит в создании параметрической модели, что и является главным принципом работы в BIM.
Принципиальное отличие между BIM и обычным 2D / 3D CAD: лекция «Эволюция технологий проектирования» — лектор Чуприн А.И.
Что можно сказать об использовании программ для BIM проектирования на начальных этапах проектов? Существует стереотип о том, что, например, Revit как и другие (Allplan, ArchiCAD) ограничивают архитекторов в творчестве, поскольку, программы действительно имеют жесткие рамки моделирования объектов. Но не Revit, как и другие CAD, никогда не дадут вам ту же свободу манипуляции словно карандаш или эскизный макет, потому как их задача – создавать объемную информационную модель
Важно применять инструменты, отвечающие поставленным задачам, и когда концепция архитектора формируется во что-то физическое, поддающееся математическому описанию – габариты, формы, объемы – тогда создание информационной модели становится обоснованным
Те, кто приобщаются к BIM, начинают с постижения «что это и для чего», но ими часто противопоставляется не конкретная система автоматизированного проектирования САПР, а традиционный и новый принципы работы: СAD и BIM. Сравнивая и делая короткий анализ работы СAD и BIM с точки зрения модели и с точки зрения процесса видим:
Первое, с точки зрения модели, CAD — это файлы, в котором информационные элементы модели являются не связанными графически данными 2D / 3D вида. В этом случае мы создаем планы, разрезы, фасады и тому подобное, состоящие из графических объектов (линии, дуги, окружности, штриховки), и их свойств (толщины, типы, цвет).
BIMs – файлы — носители информации, взаимосвязанных и структурированных элементов или систем, из которых состоят объекты строительства (пространства, зоны, стены, балки, колонны и т.п.) Данные элементы выражены через цифровое поле и содержат внесенные геометрические, физические и другие данные, необходимые в определенных рамках конкретного жизненного цикла объекта.
Второе, система CAD –это цифровое воспроизведение традиционного процесса изготовления чертежей в ходе выполнения проектного задания, что-то вроде электронной доски. При внесении изменений к графическому виду, точно так же как на кульмане, электронный комбайн требует последовательной проверки и обновления всех остальных видов. Можно сделать вывод: это ненадежный, склонный к ошибкам процесс, где человеческий фактор имеет большое значение — одна из самых веских причин некачественной документации.
BIM — процесс создания комплексной информационной модели с цифровым представлением об объектах, в ней содержащихся. Модель используется на всех этапах жизненного цикла, с сохранением всех необходимых данных, а это, как следствие, даёт уже более надежную основу для принятия решений.
Резюмируем. Если говорить о противоположности CAD и BIM, то суть заключается в следующем. BIM оперирует «интеллектуальными» объектами, у которых есть геометрия, информационное наполнение и «нормы поведения», то есть они знают, как и с чем взаимодействуют. BIM живет далеко за пределами этапа проектирования, его возможности и задачи гораздо шире, а CAD оперирует примитивами и предназначен для автоматизации черчения.
Развитие BIM-технологий в нашей стране и за рубежом
Нужно признать, что мы значительно отстаём в этом вопросе. Европейские и американские архитекторы уже почти два десятилетия активно применяют программное обеспечение в проектировании, а у нас эта практика только делает первые шаги.
Сейчас процесс освоения технологии взят на контроль правительственными структурами.
Планируется сократить траты на строительство жилья в стране с помощью внедрения компьютерного моделирования почти на 30 процентов
На сегодняшний день самым удачным опытом применения BIM-технологии в России можно считать строительство атомной электростанции. Результат – снижение расходов почти на 2 миллиарда рублей.
Преимущества использования BIM участниками строительства
Итак, если взять идеальный бизнес-процесс, охватывающий весь жизненный цикл здания начиная с проекта, — для каждого из его участников подход BIM предполагает ряд преимуществ.
Заказчику важно, чтобы в систему BIM были включены данные об объекте строительства, его предполагаемом расположении. Например, учет движения людских потоков крайне важен для строительства торгового центра
Кроме того, заказчик должен понимать, как будет выглядеть здание, хотя бы с низким уровнем детализации объектов, и при необходимости иметь возможность быстро изменить модель.
Проектировщик, разработав информационную модель объекта строительства, может быстро получить необходимые чертежи и спецификации. На этапе создания проекта в процесс включается большое количество специалистов разных специальностей: соответственно, единая информационная модель позволит оптимизировать и ускорить их совместную работу, исправить неточности и выпустить согласованные между собой чертежи — даже если эти специалисты изначально работают в отдельных файлах и программах.
На этапе строительства альтернативой бумажной проектно-сметной документации могут стать электронные чертежи. В качестве технических средств могут использоваться защищенные ноутбуки и планшеты.
На этапе эксплуатации здания уточненная после строительства информационная модель позволит, к примеру, сделать реконструкцию, учитывая расположение инженерных систем, рассчитать необходимость замены того или иного оборудования, тем самым прогнозируя затраты.
* * *
В целом, отраслевые эксперты, основываясь на многолетней практике, практически единодушно признают ведущую роль BIM в контроле сроков строительства, сокращении его стоимости и минимизации рисков. При этом необходимо еще раз подчеркнуть многоплановость этой концепции, которая применима на каждом этапе жизненного цикла строящегося здания – и может быть реализована в самых разных форматах, от проектирования до документооборота и проектного менеджмента. Особенно радует, что отечественные разработчики программных решений, поддерживаемые регуляторами, включились в гонку BIM-вооружений и выводят на рынок собственные продукты, адаптированные под российские реалии. Результаты их труда можно оценить, к примеру, на одном из отраслевых мероприятий, посвященных трехмерному информационному моделированию и смежным областям.
BIM моделирование: этапы моделирования
Ввиду того, что BIM-моделирование относительно новая технология, не все специалисты до конца понимают его суть. Если не углубляться в детали, то объемное моделирование здания формируется из отдельных “кубиков” информации и включает:
1. Конструктивные элементы здания, такие как колонны, стены, фундамент, лестницы, крыши и т.д. Они, в свою очередь, создаются из конструктивных элементов, которые содержатся в базе данных BIM-проекта или формируются архитектором в процессе проектировки.
2. Элементы здания — это окна, двери, оборудование, мебель и подобное — создаются на основе стандартной базы данных, которая содержится во всемирной библиотеке в формате IFC, и находятся в открытом доступе. Также проектировщик может разработать свой собственный элемент и включить его при желании в общедоступную базу.
Подобный подход позволяет с легкостью сформировать здание (или другой строительный объект) из отдельных элементов стен, выбранных из “библиотеки”. К примеру, вы хотите создать модель подвала и первого этажа. Для этого вы выбираете конструктивный элемент под названием “фундамент”, к нему добавляете следующий необходимый элемент “перекрытие”, а затем — “стены”. Таким образом, вы создали фрагмент здания в объемной проекции. При этом, данная модель будет содержать не только линии чертежа, но и полную информацию о стенах, которые вы выбрали: какого они цвета, марки, какой тип наружной облицовки и т.д.
По факту, проектируя фрагмент информационной модели здания, вы автоматически получаете план подвала и первого этажа в 2D и в 3D-форматах. Также вы можете сразу увидеть, как будет выглядеть фасад данной части здания и просмотреть его в разрезе. Вам не нужно будет каждый раз поднимать все чертежи проекта в AutoCAD программе, чтобы увидеть, что содержит данный фрагмент здания, потому как каждый элемент, “кирпичик” постройки уже с максимально полной информацией, благодаря чему спецификация объекта происходит мгновенно и автоматически.
Вот еще один пример не самой сложной работы — установки окна — в традиционной и BIM моделях:
Процесс работы
АО «Стройпроект» предлагает услуги комплексного архитектурно-строительного проектирования, занимаясь разработкой BIM-моделей на профессиональном уровне. В процессе сотрудничества с заказчиками мы организуем работу по 3-м основным этапам:
- Подготовительные процедуры. С вами согласуются основные технологии строительства, используемое оборудование и материалы. Дополнительно определяются стандарты, необходимые для качественного проведения комплексного проектирования.
- Взаимодействие с информационной моделью. Этап подразумевает контроль заказчика на каждом уровне детализации. Процесс взаимодействия можно наладить через любые коммуникационные каналы, в том числе и облачные сервисы с высочайшим уровнем безопасности данных. Информационная модель отправляется в различных форматах с комментариями, замечаниями и предложениями.
- Заключительные работы. После завершения разработки заказчик получает модель в информационном виде с прикрепленным пакетом чертежей. При необходимости специалисты заказчика могут быть обучены правилам эксплуатации результатов проектирования.
Чтобы оставить заявку, достаточно связаться с нашими менеджерами по телефону или электронной почте. Наши специалисты предварительно проконсультируют вас о стоимости услуг, а также требуемых сроках на реализацию проекта. После принятия положительного решения мы заключаем договор и сразу же приступаем к исполнению задачи.
Ключевые термины BIM
Выполняя проект по технологии информационного моделирования, приходится сталкиваться с использованием различных терминов. Большинство из них официально описано в СП 333.1325800.2017 (в т. ч. во вступающем в ближайшее время в силу СП 333.1325800.2020), и в работе стоит ориентироваться на этот документ. Но для понимания сути терминов, ниже приводятся основные из них и их описание:
EIR (Employer’s Information Requirements) – информационные требования заказчика. Документ, определяющий какой должна быть BIM модель для принятия ее заказчиком. Если мы говорим о BIM проектировании, то EIR, по сути, является частью задания на проектирование, конкретизируя требования к модели (детализацию, регламенты проверок модели, именования и т. д.) и может быть как отдельным документом, так и содержаться в самом ТЗ на проектирование (как один из пунктов).
BEP (BIM Execution Plan) – план реализации проекта. Своего рода ответная часть EIR, но со стороны исполнителя. Грубо говоря, это план того, как будет разрабатываться BIM-модель для того, чтобы соответствовать требованиям обозначенным заказчиком в EIR. План реализации проекта содержит информацию о ролях и ответственных специалистах, сроках, структуре модели и других важных аспектах информационного моделирования.
BIM Uses – сценарии использования BIM-модели. Так как BIM-модель можно считать виртуальной копией здания, ее использование многогранно и ограничивается только здравым смыслом и техническими возможностями программ. Основным назначением BIM Uses видится выполнение чертежей и другой проектной документации необходимой в соответствии с Постановлением №87 «О составе разделов проектной документации и их содержанию». Но это далеко не единственный сценарий. Иногда BIM-модели создают для того, чтобы получить только объемы (например, для смет), иногда для общей координации подрядчиков (без выпуска проектной документации). В 2020-2021 годах активно набирает обороты еще один сценарий использования BIM технологий – эксплуатация, особенно сложных производственных и коммерческих объектов. Для этих целей модель создается по уже имеющимся чертежам или натурным обмерам здания и наполняется только необходимыми для эксплуатации данными и упрощенной геометрией.
LOD (Level of Development) – уровень проработки (детализации) BIM-модели. Принято обозначать условными значениями от 100 до 500, где 100 – это низкая детализация (только габариты), которая увеличивается по мере развития проекта. Уровень LOD 300 приблизительно соответствует проработке необходимой для получения чертежей стадии П, а LOD 350 – стадии Р
При формировании требований к модели, важно разумно подойти к вопросу определения необходимого уровня детализации. Больше – не всегда значит лучше
Завышенные требования могут привести к осложнению прочтения и работы с моделью, повысить стоимость и сроки выполнения работ.
CDE (Common Data Environment) – среда общих данных. Программное средство, обеспечивающее объединение и централизацию данных по BIM-проекту. Чаще всего совмещено с функцией управления проектами, ролями, доступом, версионностью документов.
Преимущества BIM-технологии
Принципиальным отличием данного подхода к проектированию является возможность представления трехмерных моделей зданий. Аналогичные информационные системы обеспечивали построение объектов в двухмерных плоскостях, а средства BIM-моделирования дают возможность наглядной видимости объемного 3D-изображения. Еще одним преимуществом является вариативность. Это значит, что даже после финального этапа моделирования разработчики могут применять несколько вариантов исполнения объекта, подгоняя его под определенные характеристики. Также существенно и достоинство метода как минимизирующего допуск ошибки. Дело в том, что BIM-технология базируется на машинных вычислениях высокого уровня, что практически сводит к нулю риск неверного расчета. В конечном счете заказчик выигрывает и в финансовом аспекте, поскольку автоматизация проектирования отменяет целый ряд этапов, которые требуют немалых денежных вложений.
Плюсы внедрения BIM-технологий
Польза для строительных организаций
- Контроль над расходами при создании будущего объекта строительства. Использование цифровых технологий в строительстве предоставляет возможность с максимальной точностью определить объемы будущих работ и соответствующие затраты на них. Кроме того, использование BIM-технологии позволяет заранее снизить финансовые риски, возникающие вследствие неточной оценки затрат на строительство объекта.
- Заблаговременная оценка различных вариантов проектно-строительных решений для будущего объекта. Цифровое моделирование позволит на первоначальном этапе рассмотреть несколько вариантов строительства объекта, сравнить их между собой и оценить финансовые затраты на те или иные решения.
- Эффективное планирование на первоначальном этапе. Информационное моделирование в четырехмерном формате позволяет заказчику воспользоваться большим ассортиментом инструментов для эффективного планирования сроков и этапов выполнения строительных работ. В основе данного процесса лежит сопоставление 4D-модели объекта с календарно-сетевым графиком его строительства. Такой способ также позволяет определить неточности планирования объекта и выявить потребность в тех или иных строительных материалах.
- Взаимодействие со всеми участниками процесса. Внедрение цифровых технологий BIM позволяет производить эффективный обмен информацией в общей среде между всеми участниками процесса строительства. Для анализа данной информации используется специализированное программное обеспечение.
Удобное визуальное представление информации. Для заказчика цифровая модель удобна для наглядного восприятия и понимания выбранных проектных решений. Такой способ проектирования позволяет своевременно вносить изменения в процесс, благодаря чему существенно снижаются финансовые издержки.
Польза для проектных институтов
- Соблюдение законодательных требований. Следует отметить, что с 1 января 2022 года использование технологий Building information modeling станет обязательным при выполнении работ по объектам госзаказа. Связано это со стремлением к повышению качества конечного продукта для потенциального заказчика.
- Снижение издержек при взаимодействии с контрагентами. Внедрение BIM-технологий, при условии их регламентирования внутренней документацией юридического лица, существенно снижает финансовые издержки и упрощает процесс взаимодействия с подрядчиками.
- Единообразный подход к созданию проектно-строительной документации. Внедрение BIM позволяет повысить эффективность планирования и строительства объектов, что подразумевает использование цифровых технологий в целях облегчения труда проектировщиков. Такой подход снижает влияние человеческого фактора на качество разработки проектно-строительной документации и уменьшает количество различных ошибок и неточностей при планировании объекта.
- Повышение эффективности использования предыдущих наработок. Цифровое моделирование способствует более эффективному использованию предыдущих проектных решений, которые уже зарекомендовали себя, для новых строительных объектов, что существенно увеличивает скорость разработки проектно-строительной документации.
- Повышение качества продукта. Избежать множества ошибок, которые повлекут за собой большие финансовые издержки, можно и на стадии разработки проектной документации, и на стадии возведения строительного объекта, при условии внедрения технологии информационного моделирования. Таким образом, в конечном счете, повышается качество готового объекта строительства.
- Автоматизация работ. BIM-технологии позволяют собирать базы данных и библиотеки различных проектных решений, которые в будущем можно будет применять на практике, автоматизировав, таким образом, множество процессов на стадии разработки проектно-строительной документации.
Повышение эффективности взаимодействия различных специалистов. Помимо повышения прозрачности процесса разработки проектной документации в глазах заказчика, цифровое моделирование позволяет использовать среду общих данных (СОД). Это, в свою очередь, упрощает взаимодействие между собой различных специалистов, использующих в собственной работе разное программное обеспечение.
