Бин технологии в проектировании что это
Что такое BIM-технологии и как они облегчают строительство
Содержание
С каждым годом все больше и больше компаний осваивают BIM-технологии, а федеральные власти стремятся сделать их обязательными для всех участников строительного рынка. Благодаря этому уменьшится количество ошибок при возведении зданий, а расчет стоимости станет намного нагляднее. Рассказываем подробнее о сути и перспективах этого направления.
Что такое BIM-технологии
Информационное моделирование зданий (Building Information Modeling) – это создание интеллектуальных 3D-моделей. С их помощью специалисты по архитектуре и строительству могут не только точнее планировать, проектировать и строить, но и эффективнее эксплуатировать здания и объекты инфраструктуры.
В чем ключевое отличие от обычных трехмерных моделей? BIM-модели содержат не только графику, но и полную информацию о характеристиках конструкций, инженерных систем и всего оборудования. Это полноценный цифровой двойник объекта, где прописана каждая деталь. К тому же, разные специалисты могут одновременно работать с одной и той же моделью. Нет необходимости иметь разные чертежи, а потом их совмещать. Это серьезно сокращает количество ошибок в проекте.
Этапы работы с BIM
1 этап. Сначала создают архитектурную 3D-модель здания со всеми необходимыми планами, видами и разрезами, необходимыми для раздела архитектурных решений.
2 этап. На основе архитектурной модели, конструкторы и смежники создают свои модели, которые просчитывают на все возможные нагрузки. На основе моделей они делают чертежи чертежи и расчет спецификаций.
3 этап. На основе собранной BIM-модели происходит сверка архитектурных и конструктных решений с моделями смежных разделов на предмет несостыковок. На этом этапе происходит проверка BIM-модели на ошибки, которые потом исправляются.
4 этап. На основе готовой BIM-модели специалисты разрабатывают проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР). Программа автоматически составляет календарный график для их реализации, добавляются логистические данные о том, какие материалы и в какие сроки должны быть доставлены на объект.
5 этап. Уже после возведения здания информационную модель можно использовать для эксплуатации объекта при помощи датчиков. Под контролем оказываются все режимы инженерных коммуникаций и возможные аварийные ситуации.
Преимущества BIM-технологий
Проект всегда под рукой. 3D-визуализация позволяет судить о состоянии объекта инвесторам, подрядчикам, будущим жильцам и проверяющим органам. Модель становится централизованным хранилищем всех необходимых данных о здании. Она позволяет быстро и эффективно вносить изменения в проект, отслеживая результат во всех связанных между собой проекциях.
Быстрая подготовка документов по проекту. По оценке Минстроя, BIM-технологии примерно на 40 % снижают вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации по сравнению с традиционными методами проектирования.
Меньше вероятность ошибок. BIM-технологии позволяют выявить возможные недостатки в инженерных системах и коммуникациях еще в момент проектирования, а не в процессе строительства или сдачи объекта.
Снижаются денежные расходы. Низкая вероятность ошибок позволяет избежать непредвиденных трат. К тому же, оценивая весь проект целиком еще до возведения, можно выбрать оптимальные по соотношению цены и качества материалы. Срок ввода здания в эксплуатацию тоже снижается.
Здание легко сдать в аренду или продать на более выгодных условиях. Намного легче, чем объект, построенный с применением традиционных методов и технологий. Объясняется это тем, что использовать здание с готовой эксплуатационной моделью гораздо проще и эффективнее.
Информационное моделирование выводит строительство объектов на новый технологический уровень. BIM-технологии позволяют экономить бюджет, оперативно выявлять ошибки и вносить изменения в проект. Сегодня формируется будущее проектной и строительной отрасли. Поэтому, если ваша организация хочет быть его частью, необходимо как можно скорее включаться в освоение новых инструментов.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ BIM-ТЕХНОЛОГИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ
Внедряя возможности BIM, компания Autodesk помогает специалистам по проектированию и строительству промышленных и гражданских объектов (AEC) формировать более удобную, автоматизированную рабочую среду, ориентированную на взаимодействие.
Изображение предоставлено Hassell
Что такое BIM?
Информационное моделирование зданий (BIM) — это процесс, основанный на использовании интеллектуальных 3D-моделей. С помощью этой технологии специалисты по архитектуре и строительству (AEC) могут еще эффективнее планировать, проектировать, строить и эксплуатировать здания и объекты инфраструктуры.
BIM для вашей отрасли
Узнайте больше о том, как оптимизировать рабочие процессы в вашей компании с помощью платформы BIM.
Архитектура
Принимайте более обоснованные решения, оптимизируйте эксплуатационные характеристики зданий и повысьте эффективность совместной работы на протяжении всего жизненного цикла проекта.
Инфраструктура
Повысьте прогнозируемость, производительность и доходность благодаря интеллектуальным и взаимосвязанным рабочим процессам.
Строительство
Используйте цифровые технологии на строительной площадке и отправляйте все данные по проекту (начиная с этапа проектирования и заканчивая строительством и сдачей) в централизованное хранилище.
Инженерные системы
Повысьте качество проектирования механических, электрических и сантехнических систем (MEP) и воспользуйтесь возможностями совместной работы в реальном времени для обеспечения своевременной сдачи проекта.
Промышленные предприятия (английский)
Управляйте технологическими процессами, а также проектированием и строительством трубопроводов и конструкций на более высоком уровне эффективности, взаимодействия и автоматизации на протяжении всего жизненного цикла проекта.
Строительные конструкции
Узнайте, как программное обеспечение для проектирования строительных конструкций и детализации помогает получать новые заказы и выполнять проекты в установленные сроки.
Субтитры
ОЗНАКОМЬТЕСЬ С AEC COLLECTION
Субтитры
БЕСПЛАТНЫЕ РЕСУРСЫ ПО BIM
Проектирование Северного дублера Кутузовского проспекта с помощью BIM
В 2015 г. «Моспроект 3» — ведущая компания в области архитектурно-строительного проектирования со штаб-квартирой в Москве (Россия) — приступила к освоению цифровых технологий будущего,начав внедрение информационного моделирования. Проект дороги дублера Кутузовского проспекта стал первым проектом, который компания «Моспроект 3» разработала с помощью BIM.
Популярная парфюмерно-косметическая сеть «Рив Гош» переходит с 2D-систем на BIM
Сеть «Рив Гош» насчитывает более 200 магазинов по всей России и является одним из самых популярных парфюмерно-косметических брендов среди ведущих российских ретейлеров. До 2016 г. строительный отдел компании проектировал новые магазины с помощью AutoCAD. Однако руководство потребовало более эффективного взаимодействия между строительным отделом и внутренним заказчиком.
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.
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:
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
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.
BIM: что под этим обычно понимают
Новости САПР, PLM, ERP от isicad
Это стало естественной реакцией человека на кардинально изменившуюся информационную насыщенность окружающей нас жизни. В современных условиях стало невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами хлынувший на проектировщиков огромный (и неуклонно возрастающий) поток «информации для размышления», предваряющей и сопровождающей само проектирование.
Причем поток этой информации не прекращается даже после того, как здание уже спроектировано и построено, поскольку новый объект вступает в стадию эксплуатации, происходит его взаимодействие с другими объектами и окружающей средой, то есть начинается, говоря современным языком, активная фаза «жизненного цикла» здания.
Так что возникшая в результате реакции на сложившееся положение концепция информационного моделирования здания – это намного больше, чем просто новый метод в проектировании.
Это также принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания.
Это – изменившееся отношение к зданиям и сооружениям вообще.
Наконец, это наш новый взгляд на окружающий мир и переосмысление способов воздействия человека на этот мир.
Подход к проектированию зданий через их информационное моделирование предполагает прежде всего сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.
Правильное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо организованное структурирование и достоверность используемых данных – залог успеха информационного моделирования.
Если внимательно приглядеться, то нетрудно увидеть, что при такой концепции принципиальные решения по проектированию снова остаются в руках человека, а компьютер опять выполняет лишь порученную ему техническую функцию по обработке информации.
Но главное отличие нового подхода от прежних методов проектирования заключается в том, что возникающий объем этой технической работы, выполняемой компьютером, носит принципиально иной характер, и человеку самому с ним уже не справиться.
Новый подход к проектированию объектов получил название Информационное моделирование зданий или сокращенно BIM (от принятого в английском языке термина Building Information Modeling).
Краткая история терминологии
Термин BIM появился в лексиконе специалистов сравнительно недавно, хотя сама концепция компьютерного моделирования с максимальным учетом всей информации об объекте начала формироваться и приобретать конкретные очертания намного раньше. С конца ХХ века такой подход в проектировании постепенно «вызревал» внутри бурно развивающихся CAD-технологий.
Понятие Информационной модели здания была впервые предложено профессором Технологического института Джорджии Чаком Истманом (Chuck Eastman) в 1975 году в журнале Американского Института Архитекторов (AIA) под рабочим названием «Building Description System» (Система описания здания).
В конце 1970х – начале 1980х эта концепция развивалось параллельно в Старом и Новом Свете, причем в США чаще всего употреблялся термин «Building Product Model», а в Европе (особенно в Финляндии) – «Product Information Model». При этом оба раза слово Product подчеркивало первоочередную ориентацию внимания исследователей на объект проектирования, а не на процесс. Можно предположить, что несложное лингвистическое объединение этих двух названий и привело к рождению «Building Information Model».
Параллельно в разработке подходов к информационному моделированию зданий европейцами в середине 1980х применялись немецкий термин «Bauinformatik» и голландский «Gebouwmodel», которые в переводе также соответствовали английскому «Building Model» или «Building Information Model».
Эти лингвистические сближения терминологии сопровождались и выработкой единого наполнения используемых понятий, что в итоге и привело к первому появлению в научной литературе в 1992 году термина «Building Information Model» в его нынешнем содержании.
Чуть раньше, в 1986 году, англичанин Роберт Эйш (Robert Aish), в то время – создатель программы RUCAPS, затем в течение длительного периода – сотрудник Bentley Systemes, недавно перешедший в Autodesk, в своей статье впервые использовал термин «Building Modeling» в его нынешнем понимании как информационного моделирования зданий.
Но, что более важно, он тогда же впервые сформулировал основные принципы этого информационного подхода в проектировании: трехмерное моделирование; автоматическое получение чертежей; интеллектуальная параметризация объектов; соответствующие объектам базы данных; распределение процесса строительства по временным этапам и т.д.
Примерно с 2002 года благодаря стараниям многих авторов и энтузиастов нового подхода в проектировании концепцию «Building Information Model» ввели в употребление и ведущие разработчики программного обеспечения, сделав это понятие одним из ключевых в своей терминологии.
В дальнейшем, в результате деятельности таких компаний, как в первую очередь Autodesk, аббревиатура BIM прочно вошла в лексикон специалистов по компьютерным технологиям проектирования и получила широчайшее распространение, и ее теперь знает весь мир.
Исторически сложилось, что некоторые разработчики компьютерных программ, относящихся к информационному моделированию зданий, кроме общепринятой, пользуются еще и своей собственной терминологией.
Например, компания Graphisoft, создатель широко распространенного пакета ArchiCAD, ввела понятие VB (Virtual Building) – виртуальное здание, которое в сущности перекликается с BIM.
Иногда можно встретить сходное по значению словосочетание электронное строительство (e-construction).
Но на сегодняшний день термин BIM, уже получивший в мире всеобщее признание и самое широкое распространение, считается доминирующим в этой области.
Что понимается под BIM
Если перейти теперь к внутреннему содержанию термина, то сегодня существует несколько его определений, которые в основной своей смысловой части совпадают, при этом отличаясь нюансами.
Думается, это вызвано в первую тем, что разные специалисты приходили к концепции информационного моделирования зданий разными путями, поэтому одни понимают под BIM модель как продукт, для других BIM – это процесс моделирования, некоторые определяют и рассматривают BIM с точки зрения практической реализации, а кое-кто вообще определяет это понятие через его отрицание, подробно объясняя, что такое «не BIM».
Наша цель – донести до читателя суть информационного моделирования зданий, поэтому мы будем меньше внимания уделять формальной стороне вопроса, временами «смешивая» разные формулировки и апеллируя к здравому смыслу и интуитивному пониманию.
Теперь сформулируем определение, которое в большей степени соответствует сегодняшнему подходу к BIM компании Autodesk и, с точки зрения автора, наиболее точно раскрывает саму суть понятия.
Информационная модель здания (BIM) (Building Information Model) – это:
числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте, которая может использоваться для:
Схематически информация, относящаяся к BIM, поступающая в модель и получаемая из модели, показана на рис.1.
Как вы уже поняли, аббревиатура BIM может использоваться как для обозначения непосредственно самой информационной модели здания, так и для процесса информационного моделирования, при этом, как правило, никаких недоразумений не возникает.
Весьма близка к BIM сформулированная компанией Dassault Systemes в 1998 году концепция PLM (Product Lifecycle Management) – управление жизненным циклом изделия, которой сегодня активно пользуется практически вся индустрия машиностроительного САПР.
При этом в качестве изделий могут рассматриваться всевозможные технически сложные объекты: самолеты и корабли, автомобили и ракеты, здания и их системы, компьютерные сети и т.п.
Наличие такой объединенной модели обеспечивает возможность быстро и эффективно увязывать и оптимизировать всю указанную цепочку.
Так что с большой уверенностью можно говорить, что BIM и PLM – «близнецы-братья», или, более точно, что BIM является отражением и уточнением концепции PLM в специализированной области человеческой деятельности – архитектурно-строительном проектировании. Вполне логично, что по аналогии с PLM даже начал появляться термин BLM (Building Lifecycle Management) – управление жизненным циклом здания.
При этом, в силу специфики архитектурно-строительного производства и его отличия от машиностроения, стоит признать, что BIM – это все-таки не PLM.
Практическая польза от информационной модели здания
Однако терминология – это не главное. Применение информационной модели здания существенно облегчает работу с объектом и имеет массу преимуществ перед прежними формами проектирования.
В отличие от традиционных систем компьютерного проектирования, создающих геометрические образы, результатом информационного моделирования здания обычно является объектно-ориентированная цифровая модель как всего объекта, так и процесса его строительства.
Чаще всего работа по созданию информационной модели здания ведется как бы в два этапа.
Сначала разрабатываются некие блоки (семейства) – первичные элементы проектирования, соответствующие как строительным изделиям (окна, двери, плиты перекрытий и т.п.), так и элементам оснащения (отопительные и осветительные приборы, лифты и т.п.) и многому другому, что имеет непосредственное отношение к зданию, но производится вне рамок стройплощадки и при возведении объекта не делится на части.
Второй этап – моделирование того, что создается на стройплощадке. Это фундаменты, стены, крыши, навесные фасады и многое другое. При этом предполагается широкое использование заранее созданных элементов, например, крепежных или обрамляющих деталей при формировании навесных стен здания.
Таким образом, логика информационного моделирования зданий, вопреки опасениям некоторых скептиков, ушла из непонятной для проектировщиков и строителей области программирования и соответствует обычному пониманию, как строить дом, как его оснащать и как в нем жить.
Это существенно облегчает и упрощает работу с BIM как проектировщикам, так и всем остальным категориям строителей, а затем и эксплуатантов.
Что касается деления на этапы (первый и второй) при создании BIM, то оно носит достаточно условный характер – вы можете, например, вставить окна в моделируемый объект, а затем, по вновь появившимся соображениям, поменять их, и в проекте будут задействованы уже измененные окна.
Построенная специалистами информационная модель проектируемого объекта затем становится основой и активно используется для создания рабочей документации всех видов, разработки и изготовления строительных конструкций и деталей, комплектации объекта, заказа и монтажа технологического оборудования, экономических расчетов, организации возведения самого здания, а также решения технических и организационно-хозяйственных вопросов последующей эксплуатации (рис.3).
Информационная модель существует в течение всего жизненного цикла здания, и даже дольше. Содержащаяся в ней информация может изменяться, дополняться, заменяться, отражая текущее состояние здания.
Такой подход в проектировании, когда объект рассматривается не только в пространстве, но и во времени, то есть «3D плюс время», часто называют 4D, а «4D плюс информацию» принято обозначать уже 5D. Хотя, с другой стороны, в ряде публикаций под 4D могут понимать «3D плюс спецификации».
Как видим, полного единства в этих модных количествах D пока еще тоже нет, но это всего лишь вопрос времени. Главное – внутреннее содержание новой концепции проектирования.
Технология BIM уже сейчас показала возможность достижения высокой скорости, объема и качества строительства, а также значительную экономию бюджетных средств.
Например, при создании сложнейшего по форме и внутреннему оснащению нового корпуса Музея искусств в американском городе Денвере для организации взаимодействия субподрядчиков при проектировании и возведении каркаса здания (металл и железобетон) и разработке и монтаже сантехнических и электрических систем была использована специально разработанная для этого объекта информационная модель.
По данным генерального подрядчика, только чисто организационное применение BIM (модель была создана для отработки взаимодействия субподрядчиков и оптимизации графика работ) сократило срок строительства на 14 месяцев и привело к экономии примерно 400 тысяч долларов при сметной стоимости объекта в 70 миллионов долларов (рис.4).
Но одно из самых главных достижений BIM – возможность добиться практически полного соответствия эксплуатационных характеристик нового здания требованиям заказчика.
Поскольку технология BIM позволяет с высокой степенью достоверности воссоздать сам объект со всеми конструкциями, материалами, инженерным оснащением и протекающими в нем процессами и отладить на виртуальной модели основные проектные решения.
Иными способами такая проверка проектных решений на правильность не осуществима – придется просто построить макет здания в натуральную величину. Что в прежние времена периодически и происходило (да и сейчас еще происходит) – правильность проектных расчетов проверялась на уже созданном объекте, когда исправить что-либо было почти невозможно.
Таким образом, процесс создания BIM всегда растянут во времени (носит практически непрерывный характер), поскольку может иметь неограниченное количество «уточнений».
А сама информационная модель здания – весьма динамичное и постоянно развивающееся образование, «живущее» самостоятельной жизнью.
При этом надо понимать, что физически BIM существует только в памяти компьютера. И ею можно воспользоваться только посредством тех программных средств (комплекса программ), в которых она и была создана.
BIM и обмен информацией
Результатом развития компьютерного проектирования является то обстоятельство, что на сегодняшний день работа на основе CAD-технологий представляется достаточно организованной и отлаженной.
Сейчас, спустя примерно 25 лет после своего появления, формат файлов DWG, создаваемых пакетом AutoCAD, занял место неофициального, но общепризнанного стандарта работы с проектом в CAD-программах и уже начал жить независимой от своего создателя жизнью.
То же относится и к формату DXF, разработанному Autodesk для осуществления обмена данными между различными CAD-программами и другими, в том числе вычислительными, комплексами.
Теперь практически все CAD-программы могут принимать и сохранять информацию в этих форматах, хотя их собственные «родные» форматы файлов порой существенно отличаются от последних.
Таким образом, еще раз констатируем, что форматы файлов, создаваемых пакетом AutoCAD, стали неким «унификатором» информации для CAD-программ, причем это случилось не по команде сверху или решению некоего общего собрания разработчиков программного обеспечения, а исторически определилось самой логикой естественного развития автоматизированного проектирования в мире.
Что касается BIM, то в наши дни форма, содержание и способы работы по информационному моделированию зданий всецело определяются используемым архитекторами (проектировщиками) программным обеспечением, которого сейчас для BIM уже немало.
Поскольку повсеместное внедрение технологии BIM в мировую проектную практику в настоящее время находится (по историческим меркам) на своей начальной стадии, еще не выработан единый стандарт для файлов программных систем, создающих информационные модели зданий, или обмена данными между ними, хотя такое понимание назревает и попытки разработки единых «правил игры» уже предпринимаются.
Думается, должно пройти еще какое-то время, чтобы мировое сообщество проектировщиков выработало общепризнанные «шаблоны» для BIM, унифицирующие правила передачи, хранения и использования информации.
Возможно, решение этого вопроса будет найдено по аналогии с CAD-системами, когда один из BIM-комплексов в явочном порядке станет наиболее популярным.
К сожалению, по указанной только что причине отсутствия единого стандарта перенос информационной модели с одной программной платформы на другую без потери данных и существенных переделок (часто почти все надо повторить заново) пока невозможен.
Так что работающие сегодня в BIM архитекторы, строители, смежники и другие специалисты существенно зависят от правильного выбора используемого программного обеспечения, особенно на начальном этапе своей деятельности, поскольку в дальнейшем они будут к нему прочно привязаны, фактически станут его «заложниками».
Конечно, такое положение дел не способствует развитию информационного моделирования зданий. Проектировщики, перешедшие на технологию BIM, всецело зависят от уровня развития информационных технологий, уровня понимания проблемы и мастерства создателей компьютерных программ. Они ограничены в своей профессиональной деятельности теми рамками, которые им предоставляют программисты. Это плохо, но ничего другого пока нет.
С другой стороны, в машиностроении, например, уровень развития авиации напрямую зависит от уровня развития станкостроения. И это не мешает прогрессу. Если все правильно координировать в масштабе целых отраслей. Даже наоборот, потребности авиации во многом стимулируют развитие станкостроения.
Напрашивается парадоксальный вывод – дальнейшее развитие архитектурно-строительного проектирования будет зависеть от уровня развития программирования. Возможно, это не всем понравится, но это уже реальность.
Как и то обстоятельство, что задачи, возникающие в проектировании, стимулируют развитие информационных технологий. Все взаимосвязано.
Формы получения информации из модели
Информационная модель здания сегодня – это специальным образом организованный и структурированный набор данных из одного или нескольких файлов, допускающий на выходе как графическое, так и любое иное числовое представление, пригодное для последующего использования различными программными средствами проектирования, расчета и анализа здания и всех входящих в него компонентов и систем.
Сама информационная модель здания как организованный набор данных об объекте непосредственно используется создавшей ее программой. Но специалистам важно также иметь возможность брать информацию из модели в удобном виде и широко использовать в своей профессиональной деятельности вне рамок конкретной BIM-программы.
Отсюда возникает еще одна из важных задач информационного моделирования – предоставлять пользователю данные об объекте в широком спектре форматов, технологически пригодных для дальнейшей обработки компьютерными или иными средствами.
Поэтому современные BIM-программы предполагают, что содержащуюся в модели информацию о здании для внешнего использования можно получать в большом спектре видов, минимальный перечень которых на сегодняшний день уже достаточно четко определен профессиональным сообществом и не вызывает никаких дискуссий (рис.5).
К таким общепризнанным формам вывода или передачи содержащейся в BIM информации о здании прежде всего относятся:
Все это многообразие форм выводимой информации обеспечивает универсальность и эффективность BIM как нового подхода в проектировании зданий и гарантирует ему определяющее положение в архитектурно-строительной отрасли в ближайшем будущем.
Опровержение основных заблуждений о BIM
Для лучшего понимания сущности информационного моделирования зданий полезно будет также уточнить, чего BIM не может и чем не является.
BIM не является единичной моделью здания или единичной базой данных. Обычно это – целый взаимосвязанный и сложноподчиненный комплекс таких моделей и баз данных, вырабатываемых различными программами и взаимосвязанных с помощью этих же программ. А восприятие BIM как односложной модели – одно из ранних и наиболее распространенных заблуждений.
BIM не является «искусственным интеллектом». Например, собранная в модели информация о здании может анализироваться на предмет обнаружения в проекте возможных нестыковок и коллизий. Но способы устранения этих противоречий находятся всецело в руках человека, поскольку сама логика проектирования еще не поддается математическому описанию.
Например, если вы в модели уменьшите количество утеплителя на здании, то BIM-программа не будет думать за вас, как поступить: то ли добавить (закупить) еще утеплителя, то ли уменьшить площадь помещений, то ли усилить систему отопления, то ли перенести здание на новое место с более теплым климатом и т.п. Это проектировщик должен решать сам.
Почти наверняка в будущем компьютерные программы начнут постепенно заменять человека и в наиболее простых (рутинных) интеллектуальных операциях в проектировании, как сейчас уже заменяют в черчении, но пока в реальной практике об этом говорить рано. Когда это произойдет, справедливо будет утверждать о начале нового этапа развития проектирования.
BIM – это не конкретная компьютерная программа. Это – новая технология проектирования. А компьютерные программы (Revit, Digital Project, Bently Architecture, Allplan, ArchiCAD и т.п.) – это лишь инструменты ее реализации, которые постоянно развиваются и совершенствуются. Но эти компьютерные программы определяют современный уровень развития информационного моделирования зданий, без них технология BIM лишена всякого смысла.
BIM – это не только 3D. Это еще и масса дополнительной информации (атрибутов объектов), которая выходит далеко за рамки только геометрического восприятия этих объекта. Какой бы хорошей не была геометрическая модель и ее визуализация, у объектов должна быть еще количественная информация для анализа. Если кому-то удобнее, можно считать, что BIM – это 5D. И все же дело не в количестве D. BIM – это BIM. А только 3D – это не BIM.
BIM – это не обязательно 3D. Это еще и числовые характеристики, таблицы, спецификации, цены, календарные графики, электронные адреса и т.п. И если для решения проектных задач не требуется трехмерной модели сооружения, то 3D и не будет. Проще говоря, BIM – это ровно столько D, сколько надо, плюс числовые данные для анализа.
BIM – это параметрически заданные объекты. Поведение (свойства, геометрические размеры, расположение и т.п.) создаваемых объектов определяется наборами параметров и зависит от этих параметров.
BIM – это не набор 2D проекций, в совокупности описывающих проектируемое здание. Наоборот, все проекции получаются из информационной модели.
У BIM какое-либо изменение модели одновременно проявляется на всех видах. В противном случае создаются условия для возможных ошибок, которые трудно будет отследить.
BIM – это не завершенная (застывшая) модель. Информационная модель любого здания постоянно находится в развитии, по мере необходимости пополняясь все более новой информацией и корректируясь с учетом изменяющихся условий и нового понимания проектных или эксплуатационных задач. В подавляющем большинстве случаев это – «живая», развивающаяся модель. И при правильном понимании срок ее жизни полностью перекрывает жизненный цикл реального объекта.
BIM приносит пользу не только на больших объектах. На больших объектах много пользы. На маленьких абсолютная величина этой пользы меньше, но самих маленьких объектов обычно больше, так что опять пользы много. Информационная модель здания эффективна всегда.
BIM не заменяет человека. Более того, технология BIM не может существовать без человека и требует от него большего профессионализма, лучшего, комплексного понимания созидательного процесса проектирования здания и большей ответственности в работе. Но BIM делает работу человека более эффективной.
BIM не работает автоматически. Собирать информацию (либо руководить процессом сбора информации) по тем или иным проблемам все равно придется проектировщику. Но технология BIM существенно автоматизирует и поэтому облегчает процесс сбора, обработки, систематизации, хранения и использования такой информации. Как и весь процесс проектирования здания.
BIM не требует от человека «тупой набивки данных». Создание информационной модели осуществляется по обычной и понятной для проектировщика логике построения здания, где главную роль играют его квалификация и интеллект. А само построение модели осуществляется в основном традиционными для проектирования графическими средствами, в том числе и в интерактивном режиме.
Что, в прочем, совершенно не отвергает возможности ввода каких-то (например, текстовых) данных с клавиатуры.
BIM не делает ненужной «старую гвардию» специалистов. Конечно, любая гвардия рано или поздно становится «старой». Но опыт и профессиональное мастерство нужны в любом деле, особенно при проектировании в технологии информационного моделирования зданий, а они обычно приходят с годами. Другое дело, что прежним специалистам (всем, а не только «старым») придется приложить определенные усилия (кому-то даже немалые) при освоении новых инструментов и переходе на новую технологию. Но практика показывает, что это все – из области реального.
Освоение BIM не является делом избранных и не требует большого времени. Если точнее, времени на освоение BIM требуется ровно столько же, сколько уходит на профессиональное освоение любой другой технологии – «период первоначального обучения плюс вся жизнь».
Цикл публикаций Владимира Талапова о BIM продолжается статьей «В основании BIM лежит кит».