Проектирование зданий и сооружений: современные технологии

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В статье рассматриваются вопросы двухмерного и информационного моделирования зданий (BIM), содержание информационного моделирования, его преимущества, перспективы внедрения в России, использование инновационных курсов в учебном процессе.

Проходя обучение в вузе мы изучаем, в соответствии с учебным планом, ряд дисциплин, позволяющих формировать у будущего специалиста профессиональные компетенции, связанные с его будущей работой проектировщика. Общеизвестно значение проектирования и проектной документации в строительстве. Непреложным является и тот факт, что и само проектирование и документация, создаваемая в этом процессе должны совершенствоваться. Но уже сегодня, в современных условиях необходим не просто проект возводимого здания, а модель объекта, где объединена вся информация на его жизненный цикл. В течении жизни объекта поток информации о нем не иссякает, а продолжает увеличиваться вплоть до утилизации последнего.

Концепция информационного моделирования зданий, как отмечает автор статьи, - это не просто новый метод в проектировании, а «принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонта здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую...»[ 1 ].

Технология двумерного проектирования давно прошла стадию становления и достигла предела своих возможностей. Делать описание объемного объекта двумерными чертежами, обеспечить согласованность документации, решить проблему сертифицирования объекта и пр. традиционному проектированию все сложнее.

Многие компании осваивают новые приемы организации двумерного проектирования, но его недостатки сохраняются. Компания Autodesk предлагает перейти к трехмерной модели объекта. Информационное моделирование зданий в качестве нового подхода к проектированию зданий носит название (Building Informational Modeling), или сокращенно, BIM. Если говорить о числовой информации о проектируемом, либо существующем объекте (Рисунок), которая составляет содержание информационной модели здания, то диапазон ее использования весьма широк. Она используется не только для принятия конкретных проектных решений, ка чественной проектной документации, предсказания эксплуатационных качеств объекта, но и вопросов управления возведением здания, управления эксплуатацией здания, управление зданием, как объектом коммерческой деятельности, управление ремонтом, сносом и утилизацией [2,4].

Таким образом, BIM представляет собой всю имеющую числовое описание и определенным образом организованную информацию об объекте,

используемую на всех стадиях строительства, даже таких, как эксплуата

ция здания или его снос.

Рисунок. 1. Основная информация проходящая через BIM и имеющая к BIM непосредственное отношение

Применение информационного моделирования облегчает работу с объектом и имеет множество преимуществ.

Во-первых, модели и объекты управления BIM являются не просто графическими объектами, это информация, которая позволяет автоматически создавать чертежи и отчеты, моделировать график выполнения работ, эксплуатацию работ и пр., что помогает участникам процесса принять наилучшее решение с учетом всех имеющихся данных.

Взамен традиционного набора чертежей проекта, создается единая трехмерная компьютерная модель здания, имеющая информацию о: геометрических параметрах объектов (размеры, объем и т.д.); физических параметрах объектов (масса, материал, физические константы и т.д.); присвоенных (назначенных) параметрах объектов (имя, сечение, маркировка, ГОСТ и т.д.). Особенностью BIM-модели является наличие в ней множества внутренних зависимостей, которые позволяют ей динамически изменяться при внесении корректив в конструкцию.

Во-вторых, BIM поддерживает распределенные группы, что помогает эффективно использовать информацию на протяжении всего жизненного цикла здания, исключая возможность повторного ввода, избыточности или потери данных, ошибки при их передаче или преобразовании.

Стоит подробнее остановиться на подходе к проектированию с помощью информационного моделирования. Согласно автору статьи, «в отличие от традиционных систем проектирования, результатом информационного моделирования здания обычно является объектно-ориентированная цифровая модель как всего объекта, так и всего строительства... »[1].

Трехмерная модель здания создается из конструктивных компонентов - твердотельных параметрических объектов. Они размещаются и ориентируются в пространстве как реальные элементы здания - со всеми необходимыми посадками, привязками, узлами, наложенными связями. Работая с виртуальной моделью как с реальным объектом, пользователь имеет возможность визуально контролировать ситуацию, имитировать и анализировать различные «жизненные» ситуации в поисках оптимального компоновочного конструктивного решения. Эта единая модель здания есть ни что иное, как согласованный банк данных графической и описательной информации, единый источник информации для всех частей и этапов проекта, единый объект разработки для всех участников проекта, где накопление данных идет параллельно или последовательно.

При создании информационной модели, в первую очередь разрабатываются блоки - первичные элементы проектирования, соответствующие строительным изделиям (окна, двери и т.д.), элементам оснащения (отопительные, осветительные приборы), и многому другому, что имеет отношение к зданию, но производится вне стройплощадки и не делится на части при возведении здания. Далее идет непосредственное моделирование того, что возводится на стройплощадке (фундаменты, стены, крыши и пр.). В результате мы получаем виртуальную копию здания.

Информационная модель существует в течение всего жизненного цикла здания - информация в ней может дополняться, изменяться, отражая нынешнее состояние здания. Такой подход часто называют 4D (3D плюс время или 3D плюс информация).

BIM - это технология проектирования. Обычно это - целый взаимосвязанный и сложноподчиненный комплекс таких моделей и баз данных, вырабатываемых различными программами и взаимосвязанных с помощью этих же программ, которые постоянно развиваются и совершенствуются. Следовательно, технология BIM требует от проектировщика большего профессионализма, комплексного понимания процесса проектирования и большей ответственности в работе. Очевидно, что времени на освоение BIM требуется ровно столько же, сколько уходит на профессиональное освоение любой другой технологии.

Естественно, преимущества технологии BIM неопровержимы, и она должна единодушно и быстрыми темпами внедряться в проектностроительную практику по всему миру, так как никто и никогда не отказывался от уменьшения сроков выполнения работы, повышения ее качества, уменьшения производственных расходов и увеличения прибыли.

Но у нас в России массового внедрения BIM пока еще вообще не наблюдается. Точнее, освоение информационного моделирования зданий происходит, но очень медленно и мало, носит в основном очаговый характер и никак не стимулируется сверху.

Информационное моделирование зданий - технология новая, экспертов в этой области еще мало, все пользователи в основном относятся к категории начинающих. Поэтому не удивительно, что у части проектировщиков все же может возникнуть законный вопрос - действительно ли технология BIM сегодня так уж выгодна и нужна? Может, это чисто «западная» выдумка, без которой мы прожили и еще проживем? И вообще - что делать и кому верить?

Внедрение BIM - это стратегический вопрос, имеющий принципиальное значение для дальнейшего развития целой отрасли, и его своевременное решение - объективная необходимость. При этом надо понимать, что полный эффект от внедрения BIM будет достигнут только в случае, если все специалисты организации перейдут на новую технологию.

Конечно, рядовые сотрудники чисто психологически могут противиться внедрению чего-то нового, потому что оно требует усилий по освоению и определенных изменений привычного ритма работы. В такой ситуации возможно скрытое или явное сопротивление нововведениям. Но это все решается правильной мотивацией. Если сотрудник действительно заинтересован в успехе своей фирмы, он будет все делать для этого успеха. Так что с большой долей уверенности можно утверждать, что в проектной организации с правильной мотивацией труда рядовой персонал освоение новой технологии BIM воспримет нормально.

На уровне руководства организаций дело обстоит несколько иначе. Они хотят новой технологии, более высокой прибыли, но чтобы падений производительности труда (пусть даже временных) не было. На практике это обычно означает, что по решению руководства сотрудники переходят на новую технологию «без отрыва от производства», другими словами, все тяготы и лишения, связанные с переходом на новую технологию, перекладываются на плечи трудящихся. В таком случае и трудящиеся сильно стараться не будут - для них важнее сохранить свой уровень доходов. И тогда возможно противодействие внедрению новой технологии на уровне исполнителей со всеми вытекающими отсюда последствиями. Экономические предпосылки успешного внедрения BIM в проектную деятельность всегда имеются, но правильное понимание руководством и основным персоналом объективных закономерностей этого внедрения - ключ к успеху.

Заинтересованность во внедрении новых технологий появляется только в случае, если проектировщики и строители связаны еще и организационно-технологически, то есть когда реализованы определенные схемы и формы совместной деятельности над общим объектом. В России комплексные проектно-строительные компании уже развиваются. И есть надежда, что эта форма организации строительного бизнеса будет и в нашей стране серьезно способствовать внедрению технологии информационного моделирования зданий.

В России информационное моделирование зданий пока еще проходит начальную стадию внедрения, но фирмы, внедрившие технологию BIM, у нас уже есть, как есть и созданные и реализованные ими проекты[3]. Как и всякое новое дело, массовое внедрение технологии информационного моделирования зданий в проектно-строительную практику - процесс длительный, сложный и противоречивый. В основном он проходит по общим для таких процессов законам.

Организация учебного процесса в вузе, в соответствии с основными образовательными программами, должна максимально способствовать формированию высоких профессиональных компетенций будущих специалистов, позволяющих им быть конкурентоспособными в рыночной среде.На наш взгляд, необходимо в процессе обучения студентов по специальности ПЗ и Архитектура вводить для изучения инновационные курсы по выбору, где будет изучаться материал информационного моделирования объектов по BIM технологии проектирования. Изучение этого материала - это завтрашний день молодых специалистов, что позволит им быть увереннее и быстрее адаптироваться на производстве.

Список литературы

Талапов В. Информационное моделирование зданий - современное понимание // CADmaster - М., 2010. - №4. - С. 114-121

scadsoft.com/download/BIM2011 .pdf

Бауск А. Модель ориентированный подход на примере BIM моделирования строительных конструкций// CADmaster - М., 2012. - №6. - С. 98-1

Поваляев А. Технология BIM проектирования на основе комплекса Autodesk Building Design Suite 2013 // CADmaster - M., 2012. - №4. - C. 86-89 УДК 624.01:69.059.3

Количество показов: 3374