Что такое технология BIM? Ее применение в строительстве. Понятие BIM технологии в проектировании: что такое информационное моделирование зданий в строительстве Bim системы

Архитектор XXI века не может обойтись ватманом и чертежной тушью. Студенты технических университетов с первого курса начинают изучать основы компьютерного проектирования, чтобы в будущем иметь возможность устроиться в престижную компанию и стать востребованным специалистом на рынке. Наша статья просто и понятно расскажет о применении информационных BIM технологий моделирования зданий в строительстве и объяснит, в чем секрет их популярности.

Что такое BIM технология: из истории вопроса

Это способ проектирования зданий, основными особенностями которого будут:

• создание 3D модели;
• соединение всей доступной о будущем сооружении информации в единое целое;

В середине прошлого века американский архитектор Чак Истман впервые использовался понятие «информационная модель» в одной из своих статей. К концу 80-х концепция получила развитие в Европе и США. Современный термин «Building information modeling» – результат соединения английского (Product Information Model) и американского (Building Product Model) вариантов. Он появился в научной работе Роберта Эйша в 1986 году, где были сформулированы основные принципы нового подхода. Основная идея ученого заключалась в том, чтобы автоматизировать процесс создания строительных макетов. Вся необходимая информация, включая сметы, базы данных, временные расчеты, соединилась воедино в одной компьютерной 3D модели. Эйш наглядно продемонстрировал практическую ценность своей теории, использовав ее при восстановлении аэропорта Хитроу в Лондоне. Это была первая попытка внедрения системы BIM моделирования зданий в мировую архитектурно-строительную деятельность. С 2002 году она начала активно использоваться специалистами всех стран.

Единого, общепринятого определения нет до сих пор. Одни понимают BIM модель здания, как готовый проект, другие как процесс создания сооружения, третьи пытаются объяснить специфику этого направления через отрицание («это не бим, потому что…»). Попытаемся донести до вас суть понятия, через его основные признаки.

Это компьютерная модель здания, в которой скоординирована вся необходимая информация о нем. Если изменяется один параметр, тоже самое происходит с другими. Вы увеличиваете размеры чулана, а программа показывает, как ваши действия влияют на схему электросети.

Создав такой проект, вы сможете оценить внутренний и внешний вид здания, поймете, сколько денег, материала и рабочей силы потребуется для его возведения, какое оборудование будет использовано, как будет организован процесс строительства. Это удобная форма, которая позволяет учесть все нюансы и избежать ошибок при воплощении проекта в жизнь.

Сфера ее применения обширна:

• Составление точных расходных смет и планов.
• Регулирование хода работ.
• Оценка затраченных материалов.
• Расчет будущих эксплуатационных характеристик.
• Координирование здания, как объекта коммерческой деятельности.
• Контроль ремонта, перестройки, реставрации и усиления старых конструкций.
• Порядок эксплуатации.
• Снос.

Информационное моделирование БИМ проекта позволяет отслеживать жизнь сооружения с его закладки до сноса. Возведение – трудоемкий процесс, требующий участия большого количества специалистов разных профессий. ВIМ проектирование дает возможность представить их работу как единое целое, рассчитать и состыковать все возможные варианты развития событий, заранее удостовериться, что на стадии проекта не было допущено ошибок, которые могут откликнуться в будущем.

Признанные архитекторы и известные строительные компании работают с информационными моделями. В 2006 году создание музея современных искусств в Колорадо по плану Д. Либескинда доказало, что они ускоряют работу в несколько раз и существенно сокращают затраты. Музей был открыт на год раньше, чем предполагалось, а государственная казна сохранила 230 млн. рублей (400 тыс. $). В 2008 году, один из крупнейших архитекторов современности и лауреат Притцкеровской премии, Фрэнк Гери закрепил успех своего коллеги при возведении Высшей школы музыки в Майами.

Создание архитектурного плана – самый бюджетный этап строительства. Средства, которые уходят на него, составляют всего 5% от общей стоимости постройки. Но оплошность разработчиков, которые не учли мелкие детали или упустили что-то из вида, приведет к тому, что предполагаемые затраты увеличатся. Промахи, сделанные на этапе проектирования, могут откликнуться не только на этапе возведения здания, но и во время его эксплуатации. Иногда последствия недоработки плана весьма плачевны: рухнувший потолок, искрящаяся проводка и сорванная ветром крыша.

Разработчик ПО для проектирования, компания ZWSOFT провела опрос среди строительных компаний города. Анализ собранных данных показал, что большинство из них считают издержки в 20% от стоимости нормой. Реальные бухгалтерские отчёты, взятые у студий проектирования, говорят, что реальная цифра в 2 раза больше. На каждый заказ уходит на 50% больше средств, чем планировалось. Чаще всего проблемы возникают при работе с инженерными сетями: забывают сделать необходимые отверстия, неправильно рассчитывают объем требующихся материалов. Архитекторы, конструкторы и инженеры почти не контактируют друг с другом, и результат совместной работы оказывается неудовлетворительным. Чертежи формата 2D не способны решить эту проблему.

BIM программы автоматически выявляют на стадии проектирования даже мелкие недочеты, в то время как классические CAD-способы обнаруживают их только в разгар работы над новым домом или в момент его заселения. Непредвиденные расходы минимизируются. Специалисты видят изменения, которые вносят их коллеги, принимают их к сведению, следят за тем, как новые параметры повлияли на их зону контроля. С одним зданием могут работать не только люди разных профессий, но и сразу несколько компаний. Это очень удобно, если планируется большой общегородской проект или сетевые торговые сооружения.

BIM программы и технологии информационного проектировании – это еще и гарантия слаженной работы на строительных площадках. Обязанности четко распределяются между бригадами. Погрешность графиков закупки материалов и оборудования сводится к минимуму. Начальство легко контролирует денежный оборот. Воровство исключается. Любые траты отслеживаются, все цены фиксируются. Каждый сотрудник может заглянуть в расходную смету или проверить бухгалтерский отчет.

Единственный существенный недостаток этого метода – сложность освоения. Архитекторы «старой школы» с недоверием относятся к любым нововведениям, даже если они модернизируют и ускоряют их работу. Некоторые пользователи утверждают, что ПО для информационного моделирования «глючит» и вылетает. Но это издержки техники, а не самой технологии.

Выбирайте лицензионные версии от ZWSOFT, и ваши проекты будут воплощаться в жизнь легко и быстро.

Компания гарантирует своим клиентам:

• Подробную информацию о характеристиках продукта и его совместимости с другим программным обеспечением. Поставщик следит за мировыми тенденциями развития BIM и регулярно обновляет версии предлагаемых ПО для будущего соответствия этому стандарту. Актуальные варианты выставляются на официальный сайт, и вы можете свободно их скачать.
• Бесплатную консультацию технического специалиста. Вы можете воспользоваться онлайн-чатом, связаться с сотрудниками организации по контактному номеру телефона или посетить офис фирмы. Вам не только ответят на любые вопросы, но и подберут продукт с подходящими техническими характеристиками, приемлемой стоимостью. Сервис поддержки работает постоянно и обращаться в него можно как до приобретения ПО, так и после. На официальном сайте функционирует форум, где пользователи обмениваются независимым мнением о достоинствах программ от ZWSOFT, и раздел «База знаний». Изучите его и вы узнаете много нового о российских платформах БИМ и особенностях их эксплуатации.
• Возможность испытать пробные версии с полным функционалом перед покупкой. Вы будете уверены, что ваш компьютер потянет программу для проектирования, и он не будет «глючить».

БИМ технологии проектирования в строительстве: что это такое и как они работают

Все современные архитектурные планы создаются на компьютере. Специфика метода, в том, что специалист работает не с геометрическими образами, а с цифровой моделью. Она создается в два этапа:

1. Первичный. На этой стадии учитываются все элементы, которые закупаются вне строительной площадки. Это материалы, двери, окна, внутренняя отделка, отопительное и водопроводное оборудование, лифты.
2. Вторичный. На этом моменте рассчитывается, как будет возводиться фасад, стены, какая будет крыша, сколько будет балконов. Предполагается использование всех деталей, указанных на первом этапе.

Это деление условно. Вы приобретаете партию входных железных дверей у одной фирмы. Она оказывается бракованной: краска слезла до того, как рабочие успели их поставить, половина замков не работает. Вы возвращаете никуда не годный товар и покупаете у другого производителя качественный, но дороже. Во второй этап вклинивается первый, но это не значит, что придется разрабатывать проект сначала. Все совершенные вами действия отражаются в расходных сметах и официальной документации. Внешний вид дома также изменится. У здания будут те двери, которые вы выбрали во второй раз.

Информационная модель будет существовать до тех пор, пока есть объекты, которые она воспроизводит. Она трансформируется и модернизируется вместе с сооружениями, поэтому иногда её называют 4D. К пространственным характеристикам добавляется временная.

Чем не является БИМ модель

Это сложное, многокомпонентное понятие. Чтобы его специфика стала более понятной, соберем несколько распространенных заблуждений и попытаемся их развеять.

BIM проект не будет:

• Макетом частей отдельного сооружения или обособленным компьютерным документом. Это связанный и взаимодействующий на уровне параметров каждого из BIM-объектов проект, который полностью согласуется и выполняется по утвержденным стандартам министерств и комитетов с привлечением квалифицированных BIM-менеджеров, освоивших дисциплину BIM управление проектом.
• Гарантией безошибочной работы. Проект разрабатывают люди. Они могут просчитаться, забыть что-то, упустить из вида. БИМ поможет избежать большинства оплошностей, но не заменит компетентных, опытных сотрудников.
• Только 3D. Графическая составляющая важная, но не единственная часть. Информационная модель включает в себя всю документацию, таблицы, графики, товарные чеки, расходные сметы, списки закупок. Строители могут обойтись без трехмерного изображения, если для выполнения заказа оно не требуется.

ПО для создания BIM не будет:

• Роботом, чей интеллект равен человеческому. Информационная система покажет, где были допущены ошибки, но исправлять их будут специалисты. Вы узнаете, что дом получится недостаточно теплым, но варианты решения проблемы будете искать самостоятельно. Вы можете заказать утеплитель, добавить батареи, проконопатить чердак или сделать пол с подогревом. Программа просчитает стоимость каждого варианта, но не сделает выбор за вас.
• Конкретной компьютерной программой. Это инновационный метод проектирования. Он реализует себя через комплексное ПО. Как правило, одно приложение не способно обеспечить такого масштаба, который требуется для постройки здания. Это комплекс разнообразных модулей или программ, слаженная работа которых обеспечивает создание инновационных архитектурных проектов. Представление о BIM системе, как о чем-то замкнутом и односложном, устарело и не соответствует действительности. Компания ZWSOFT предлагает приобрести пакет инструментов для конкретных специальностей (проектировщик промышленных объектов, жилых зданий, сооружений) и дополнительные плагины для отраслевых и узкоспециальных задач. Пользователи считают, что продукция компании ZWSOFT – российский аналог Autocad. Она не уступает зарубежным вариантам по качеству, но ниже по стоимости.
• Замкнутой системой. Разработчики постоянно совершенствуют BIM, следят, чтобы он соответствовал последним требованиям мирового архитектурно-строительного проектирования.
• Полностью автоматическим. Технология не может собирать данные, её задача – их обработка. Чтобы создать проект, инженер вбивает всю необходимую информацию в базу.
• Программированием. БИМ не подразумевает вбивания кодов. План будущего здания разрабатывается согласно общепринятой логике, в том числе в интерактивном режиме и с помощью графических средств. Заменой профессионала. Например, если у архитектора, конструктора или специалиста по инженерным сетям нет таланта, ему не поможет ни одна технология.

В нашей стране эта технология проектирования только набирает обороты. Первые попытки внедрения были сделаны в 2011 году. Правительство надеется сократить на 20-30% расходы на постройке жилых комплексов и промышленных объектов за счёт внедрения БИМ в профессиональный обиход строительных компаний.

Последним удачным экспериментом в этой области было применение информационного проектирования при строительстве АЭС. Общая стоимость объекта снизилась почти на 2 млрд. рублей. Больше половины этой суммы удалось сохранить благодаря сокращению сроков, а остальное – за счёт оптимизации рабочего процесса. Владельцы многих российских строительных фирм оценили удобство и практичность BIM проектировщиков. Но не спешат переходить на них полностью из-за высокой стоимости импортных программ. Зарубежные поставщики лидируют в этой сфере рынке.

Компания ZWSOFT предлагает недорогой аналог известных ПО, в том числе продукции ACAD. Вы оцените удобный инструментарий и гибкую систему лицензирования. На официальном сайте организации вы найдете широкий ассортимент программных обеспечении для всех видов строительных работ:

• моделирование сооружений;
• прокладывание линии коммуникаций;
• инженерные;
• дизайн.

И инструментарий для следующих специальностей:

• Архитектор.
• Конструктор.
• Геодезист.
• Инженер систем теплоснабжения.
• Реставратор.
• Инженер по водоснабжению и водоотведению.
• Кадастровый инженер.
• Геолог.
• Инженер-электрик.
• Инженер-проектировщик слаботочных систем.
• Инженер ППР.
• Инженер механик.
• Дизайнер помещений.

ZWSOFT разрабатывает приложения на заказ. Пригласите сотрудника фирмы, и он не только создаст индивидуальное техническое обеспечение для вашей организации, но и поможет персоналу разобраться с ним. ПО позволит добиться абсолютной точности при выполнении требований заказчика, и не нанесет урона бюджету фирмы. Теперь вы знаете, что такое БИМ технологии. Если хотите обучить свою команду современным методам проектирования, заменить традиционный подход инновационным, повысить скорость и качество строительства, приобретите платформу от ZWSOFT. Компания гарантирует техническую поддержку, приемлемую цену и большой выбор

Аббревиатура BIM означает Building Information Modeling и с английского языка переводится как "информационное моделирование зданий". Учитывая название, легко догадаться, что технология BIM применяется в строительстве. Впрочем, каждый человек по-разному воспринимает данный термин.

Что за технология - BIM?

Многие полагают, что за буквами BIM скрывается название программного обеспечения. Другие думают, что нарисованное здание - это и есть BIM. Но такого простого определения дать нельзя. Технологии BIM в проектировании основываются на создании трехмерной модели здания, но в данном случае модель представляет собой не просто набор геометрических элементов и текстур. На деле такая модель состоит из виртуальных элементов, которые есть в реальности и обладают при этом конкретными физическими свойствами. Технология BIM позволяет спроектировать здание и еще до начала строительства полностью просчитать и определить все процессы, которые будут в нем происходить.

Сегодня эта технология получила толчок в развитии, и если ранее нужно было устанавливать специальные сложные и профессиональные приложения для работы с ней, то сегодня есть "урезанные" и простые приложения для смартфонов и планшетов. Это позволяет заказчикам и застройщикам быстро и удобно получать доступ к выводит технологию на новый уровень.

Преимущества внедрения BIM-технологий

Самое первое и очевидное преимущество - 3D-визуализация. Именно визуализация является самым распространенным способом использования технологии BIM. Это не только позволяет красиво подать проект заказчику, но и найти лучшие проектные решения взамен старых.

Второе преимущество - централизованное хранение данных в модели, что позволяет эффективно и просто управлять изменениями. При внесении определенного изменения в проект, оно сразу отображается во всех представлениях: на планах этажей, фасаде или разрезах. Это также сильно повышает скорость создания проектной документации и снижает вероятность возникновения ошибки.

Управление данными - еще один плюс. Ведь далеко не вся информация, которая есть в BIM-модели, может быть представлена графически. Поэтому модель также содержит каталоги спецификации, с помощью которых определяются трудозатраты на создание проекта. Финансовые показатели тоже доступны в модели. Так, сметная стоимость проекта определяется сразу после внесения изменений в него.

Ну и про экономию средств нельзя забывать. Внедрение BIM-технологии в проектирование позволит снизить финансовые расходы и существенно сократить срок ввода объекта. По этой причине большинство строительных компаний пытаются использовать в своей практике современные методики информационного моделирования.

Какие решения работают на основе технологии BIM?

Самое популярное решение на ее базе - программа для архитекторов 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 расчета и энергетического моделирования. Ну и нельзя забывать про демонстрации и презентации - для этого реализовано мобильное приложение. Однако программ, созданных на базе BIM-технологии, множество, перечислять их можно долго.

Заключение

BIM - технология, позволяющая создать многомерную модель объекта строительства, которая будет содержать всю информацию о нем. При этом данная модель используется не только для строительства, но и для эксплуатации объекта. Поэтому совершенно неверно думать, что BIM - это только графическая 3D-проекция. Спектр возможностей технологии очень широк. Информационное моделирование предполагает совершенно новый подходит к созданию и управлению зданием, в котором будет учтено абсолютно все.

Все это позволяет избегать возможных переделок в проектировании, сокращать расходы на строительство, а главное - экономить время. Внедрение BIM позволило принимать правильные решения на стадиях жизненного цикла - от инвестиций до эксплуатации и даже сноса.

Впрочем, эта технология также требует финансовых затрат. В частности, необходимо купить специальное программное обеспечение и оборудование для обучения. Но эти затраты в будущем компенсируются за счет снижения расходов на проектирование и организацию строительства здания.

BIM технология информационного моделирования объектов (Building Information Modeling) является развитием общепринятой сегодня системы автоматизированного проектирования (САПР). Основным отличием от последней, помимо трехмерного черчения, является наличие у модели базы данных, содержащей подробную информацию о технологических, технических, архитектурных, инженерно-строительных, сметных, экономических характеристиках объекта. В зависимости от конкретных требований база может дополняться юридической, эксплуатационной, экологической и другой информацией.

Принципы BIM проектирования

Постулаты информационного моделирования или BIM проектирования, которые легли в основу современного подхода в разработке проектной документации, выделил и применил при реконструкции Терминала 3 аэропорта Хитроу в конце 80-х разработчик программных комплексов для Autodesk и Bentley Systems, Роберт Эйш. В качестве базовых принципов BIM он назвал:

• конструирование объекта в трехмерном пространстве;
• возможность автоматической выдачи чертежей и спецификаций;
• наличие в модели всех проектных данных объекта;
• интеллектуальная параметризация;
• возможность моделирования процесса строительства с привязкой ко времени и бюджетированию.

Путем объединения всех разделов и решений проекта в едином многомерном пространстве, руководитель может увидеть результаты строительства до его начала. Когда говорят о BIM проектировании, то наряду с общепринятым термином «3D визуализация» часто употребляют «4D» и «5D». Это означает в прямом смысле слова расширение количества пространственных измерений, которые дает привязка модели к календарному графику строительства и сметной стоимости объекта.

Мировой опыт развития

Как уже отмечалось выше, разработка систем информационного моделирования за рубежом ведется с 80-х годов прошлого столетия. Одним из лидеров и основоположников движения стала компания Autodesk, достижения которой послужили толчком к созданию альянса по взаимодействию различных графических платформ.

В «Alliance of Interoperability» вошли 12 крупнейших разработчиков программного обеспечения, среди которых Autodesk (Revit, Autocad), Tekla, Graphisoft (Archicad), Trimble (Sketchup) и другие. Для корреспонденции между различными платформами используется формат данных IFC с открытой спецификацией.

Сегодня практически все именитые архитекторы и проектные студии работают с BIM технологиями проектирования. В соответствии с аналитическими исследованиями использование современных подходов в проектировании и строительстве позволяет достичь ощутимой экономии в сроках выполнения СМР, стоимости строительства и эксплуатации объектов.

Например, при строительстве музея искусств в Денвере по проекту Д. Либескинда в 2006 году, благодаря созданной модели взаимодействия подрядных организаций с привязкой к сетевому графику, общие сроки реализации удалось сократить на 14 месяцев. Значительных результатов достигли путем внедрения BIM при возведении высшей музыкальной школы в Майами по проекту Фрэнка Гери в 2008 году.

В соответствии с данными исследований McGraw-Hill Construction, уровень вовлеченности проектных бюро США и Канады в технологии BIM в 2007 году составлял 28%, в 2009 – 49%, в 2012 – 71%. В Соединенных Штатах планомерным переходом на информационное моделирование занимается Американское национальное бюро стандартов BIM, созданное при Национальном институте строительства.

Во многих странах Европы внедрение передовых BIM технологий производится целенаправленными действиями властей. В частности, в Великобритании еще в 2010 году был утвержден план мероприятий, в соответствии с которым, начиная с 2016 года все финансируемые государством строительные проекты должны разрабатываться в соответствии со стандартами BIM. Помимо этого тенденции рецессии в экономике ЕС создали условия для поиска проектными и строительными организациями новых, более эффективных подходов к выполнению работ. При вынужденном уменьшении количества участников проекта технологии BIM оказались действенным способом выживания.

BIM : достоинства и возможности

Итак, под термином BIM проектирование сегодня понимается информационная модель существующего или планируемого к строительству объекта, отличительными особенностями которой являются:

• взаимосвязанность и согласованность всех элементов;
• возможность дополнения, изменения, анализирования и прогнозирования развития;
• привязка к реальным времени и месту;
• доступ для одновременной работы специалистами различных направлений и возможность комбинации их технических решений в едином пространстве.

Из этого определения вытекают и основные преимущества использования BIM. В числе достоинств моделирования перечисляют:

• возможность автоматического создания проектно-сметной документации высокого качества;
• отсутствие ошибок в чертежах, размерах, спецификациях, сметах;
• актуальная информация об эксплуатационных и стоимостных показателях материалов;
• визуальная наглядность, способствующая принятию оптимальных технических решений;
• удобство управления строительством и эксплуатацией объекта;
• наличие актуальных данных для возможности реконструкции, технической модернизации и сноса зданий и сооружений по завершении их жизненного цикла.

Важной составляющей инновационного подхода BIM считается возможность визуального моделирования самого процесса строительства, в ходе которого каждый из участвующих в проекте специалистов может отследить реализацию заложенных им технических решений и их взаимодействие со смежниками. При моделировании эксплуатации объекта имеется возможность наблюдать за работой предусмотренного проектом оборудования и делать выводы об удовлетворительности его параметров.

Внедрение BIM в отечественной индустрии строительства

Говоря о внедрении и перспективах развития информационного моделирования в России, необходимо выделить несколько основных факторов, которые влияют на этот процесс. С одной стороны имеется ряд заинтересованных в развитии компаний, которые продвигая BIM технологии на своих объектах, стремятся оказаться в авангарде строительных технологий.

С другой стороны, есть централизованные программы властей, направленные на поэтапный переход к более прогрессивным системам проектирования и строительства. При этом существуют определенные силы и обстоятельства, препятствующие этим позитивным процессам. Давайте рассмотрим каждый из этих пунктов более подробно.

Кто продвигает технологии BIM проектирования в России

Так или иначе, большинство проектировщиков и строителей, хоть что-то, но слышали об информационном моделировании. Для многих BIM проектирование ассоциируется в первую очередь с трехмерным проектированием. При этом дальше осознания, что за новой технологией – будущее, дело часто не заходит. Тем не менее, уже сегодня на отечественном рынке имеется ядро заинтересованных компаний, которые активно продвигают внедрение инноваций.

Одним из пионеров использования BIM в России является КБ Высотных и Подземных сооружений (г. Санкт-Петербург). Используя методы моделирования бюро разработало свыше 70 объектов различной степени сложности. Среди них комплексные проекты сцены Мариинского театра, 120-этажного небоскреба в Азербайджане, торгового центра в Минске и другие.

Один из крупнейших отечественных застройщиков, ГК «Мортон» (г. Москва) использует BIM технологии не только для оптимизации СМР, но и для планирования всего жизненного цикла возводимых объектов. Одним из пилотных проектов компании было строительство детского сада.

Группа компаний «Эталон» (г. Санкт-Петербург) в настоящее время внедрила систему информационного моделирования на всех своих стройках. Активными сторонниками внедрения BIM технологий являются зарубежные фирмы, имеющие свои представительства в России. Среди них – NCC (Швеция), YIT (Финляндия) и ряд других.

Государственное регулирование и экспертиза

Программа внедрения информационного моделирования строительства утверждена Минстроем РФ в декабре 2014 года. В соответствии с данным документом развитие технологии состоит из следующих этапов:

• разработка 23 пилотных BIM-проектов. В настоящее время модели находятся на экспертизе;
• экспертиза пилотных проектов и анализ результатов. Срок выполнения - до конца 2015 года (работа в стадии завершения);
• разработка BIM-классификатора, содержащего около 70 тысяч наименований строительных материалов;
• создание перечня нормативной базы, нуждающейся в корректировке при внедрении информационного моделирования, до конца 2015 года;
• корректировка строительных норм и правил – в течение 2016 год;
• начиная с 2017 года - обязательное требование к использованию BIM при реализации части государственных заказов на проектирование;
• начиная с 2018 года – Минстрой будет давать рекомендации по использованию BIM-технологий подрядными строительными организациями;
• дальнейшее увеличение процента моделирования при проектировании и строительстве объектов.

В настоящее время в рамках пилотных BIM проектов идет наладка взаимодействия между их разработчиками и экспертами. С апреля 2015 года государственная экспертиза наряду с классической технической документацией в бумажном виде принимает на рассмотрение и модели объектов. Для этих целей в штате госструктуры имеются подготовленные специалисты, а также оборудованные рабочие места. Основным инструментом проектировщиков и экспертов в настоящее время выступает комплекс Revit Autodesk.

Особенности внедрения BIM технологии проектирования в России

При изучении вопроса внедрения BIM технологий чаще всего попадаются положительные отзывы и детальное описание преимуществ более совершенной системы. Тем не менее, среди отечественных специалистов (проектировщиков и строителей) имеется и достаточное количество скептиков. И поводы для негативного восприятия процесса действительно есть.

Несмотря на провозглашенный разработчиками программного обеспечения единый подход к основам BIM и свободный обмен информацией между платформами Autodesk, Bentley, Tekla, Graphisoft и другими, фактически выполнить это условие без потери значительной части данных сегодня не представляется возможным. По сути, проектная организация, принявшая на вооружение тот или иной программный комплекс, становится заложником его производителя.

На данном этапе развития во многих случаях отсутствует налаженная связь между расчетными комплексами и визуальным построением модели. В единую BIM систему весьма проблематично вписывается информация о дефектах строительных конструкций существующих зданий и сооружений, требующих ремонта и усиления. Поэтому сегодня говорить о всеобъемлющем процессе моделирования объекта не приходится.

Определенный скепсис вызывает и утверждение о том, что комплекты рабочей документации «нарезаются» автоматически с готовой модели без участия «человеческого фактора», а возможность появления ошибки в этом процессе минимальна. Практика использования того же Revit Autodesk свидетельствует о необходимости значительной «ручной» доработки чертежей в части их приведения к нормам СПДС. Пользователи утверждают, что версия программного комплекса «из коробки» требует значительных временных затрат на ее настройку под свои нужды, создание собственных баз данных, штампов и форм.

Несмотря на уверения разработчиков, применение BIM технологии оправдано не во всех случаях. Построение информационной модели – достаточно трудоемкий и длительный процесс, который можно обосновать в масштабных проектах. Разработка дизайна небольших объектов с применением BIM попросту увеличит сроки и стоимость выполнения работ. Видимо для того, чтобы оправдать случаи неэффективного использования технологии, девелоперы активно продвигают идею использования модели на всех стадиях жизненного цикла объекта, вплоть до его сноса.

Кроме этих «подводных камней», процесс внедрения BIM в отечественных проектных и строительных организациях сталкивается с такими проблемами:

• высокая стоимость перехода с CAD-систем на информационное моделирование. Зачастую менеджмент предприятия не осознает необходимость использования лицензионных продуктов и специализированного обучения персонала;
• отрицательная реакция сотрудников компании при навязывании дополнительных обязанностей. В большинстве случаев процесс обучения специалистов моделированию происходит в нерабочее время и без дополнительной оплаты;
• снижение производительности труда и потеря времени при разработке пилотных проектов в среде BIM.

Работа в условиях санкций и импортозамещения

Так уж сложились обстоятельства, что кроме внутренних проблем внедрения передовых технологий сегодня проектировщики испытывают и влияние внешнеполитических факторов. По большому счету, вложив немалое количество денег и труда в свое развитие на базе импортной технологии, организация может остаться ни с чем.

В связи с этим Минстрой рассматривает предложения трех отечественных разработчиков программного обеспечения в рамках проекта импортозамещения. Требования к потенциальным претендентам – обеспечение полной совместимости с мировыми BIM технологиями и сопровождение внедрения программного продукта в среде проектных и экспертных организаций.

Выводы

Подытожив вые перечисленное выше, можно отметить, что:

• развитие BIM технологий – логичный и необратимый процесс эволюции технологии проектирования и строительства;
• наряду с безусловными достоинствами, процесс внедрения информационного моделирования в России, имеет ряд «подводных камней», наличие которых игнорировать нельзя;
• к внедрению BIM систем необходимо подходить избирательно, учитывая особенности конкретного проекта. Подход «все или ничего» не является правильным. В некоторых случаях более эффективными оказываются CAD-системы, а применение BIM может осуществляться в ограниченном виде (например – трехмерное моделирование).

Невероятное снижение затрат и срока строительства?

Власти Великобритании поставили следующие основные цели перед строительной отраслью до 2025 года:

• На 33% сократить стоимость на стадиях капитальных затрат и эксплуатации;
• На 50% сократить сроки возведения объектов;
• На 50% сократить вредные выбросы.

Эти цифры могут шокировать. Неужели с помощью BIM технологий можно построить жилой комплекса не за 10 млрд. руб., а за 7? И не за два года, а за год?

Давайте разбираться.

Англичане решили выполнить несколько пилотных проектов и проанализировать экономические выгоды от применения BIM на основе типичных госбюджетных объектов, в частности школ. В результате построенные при помощи BIM школы оказались на 30% дешевле. Отсюда, кстати, и пошла эта знаменитая цифра.

Можно ли перенести на коммерческие и нетиповые проекты эти значения? Скорее нет.

На основе опроса около 200 российских компаний России можно сделать вывод, что теоретически возможная экономия на этапе строительства может составить 10%.

Это же исследование показывает, что основная претензия девелоперов заключается в необходимости выполнять дополнительные работы, которые возникли из-за недостатков в проекте. При этом, 85% опрошенных считают, что причинами дополнительных работ на стройплощадке является плохая проработка и детализация проектов, а также неувязки между проектами смежников.

Кто насаждает BIM?

Считается, что инициатором внедрения BIM являются государственные органы власти.

К примеру, в Великобритании государственные заказы составляют примерно 40% объема строительного рынка.

Поэтому стимулом к переходу на BIM стала возможность участвовать в госзаказах, поскольку подрядчики, не применяющие эти технологии, не проходили по квалификационным требованиям и не могли выполнять заказы на новое строительство, реконструкцию и капитальный ремонт на любых объектах с госучастием.

Власти Сингапура поступили еще жестче, все проекты площадью более 5 000 кв.м. поступают в экспертизу за разрешением на строительство исключительно в виде BIM-модели. Поэтому, уже в 2015 году 100% проектных организаций перешли на технологию информационного моделирования зданий.

В Дании с 2013 года все государственные и муниципальные проекты стоимостью свыше 700 000 евро, а также все проекты стоимостью свыше 2 700 000 евро, реализуемые на государственные кредиты или гранты, должны выполняться по BIM технологиям.

Россия идет тем же маршрутом, однако, частный бизнес значительно опережает государственного заказчика в интенсивности использовании BIM. Количество BIM проектов, выполненных по заказу частных клиентов на порядок выше. Множество девелоперов в квалификационных требованиях к тендерам зачастую указывает наличие опыта работы в BIM. Генпроектировщики требуют того же от субподрядчиков. Сейчас для проектных компаний неиспользование BIM может означать потерю заказов с рядом ключевых девелоперов страны.

Можно ожидать, что переход на BIM российских компаний произойдет задолго до того момента, когда это будет критически важным для выполнения госконтрактов.

Почему не все европейцы принимают BIM?

Нельзя утверждать, что весь проектно-строительный бизнес принимает BIM технологии с распростертыми объятиями.

Скажем, Финляндия, которая является одним из пионеров внедрения BIM, не может похвастаться повсеместностью ее применения. К примеру, в 2015 году был проведен опрос, результаты которого вызвали озабоченность финских специалистов, ведь информационное моделирование использовалось лишь в 20-30% компаний и организаций строительной отрасли. К примеру, если проектные компании используют моделирование в 50% случаев, а строительные компании пользуются BIM технологиями в 40% случаев, то доля заказчиков, кто готов работать с BIM не превышает 10-20%.

Великобритания также столкнулась с этим противодействием, даже в условиях, когда государство создавало осваивающим технологию информационного моделирования определенные финансовые льготы. После осознания этого факта властями были предприняты более жесткие действия по «стимулированию» перехода на BIM.

Можно сделать следующий вывод, что проектировщики и строители далеко не всегда готовы переходить на BIM технологии по собственной воле. Но их могут это заставить сделать требования заказчика.

При этом, заказчики должны предварительно внедрить BIM технологии в своих компаниях, что, очевидно, придется не всем по вкусу. В той же Финляндии 80% заказчиков вообще не имеют этого в планах.

Уровень внедрения BIM в России

Думаю, вы слышали о том, что существует четыре уровня внедрения BIM технологий.

Подавляющее большинство (90-95%) проектных компаний в России находится на первом уровне, выполняя проекты с применением той или иной степени автоматизации. Немногие компании (5-10%), давно работающие в BIM, достигают, скажем так, начальной стадии второго уровня.

Важно понимать, что проектная компания не сможет достичь второго уровня внедрения BIM самостоятельно, поскольку существенная доля информации этого уровня внедрения лежит в области ответственности заказчика и подрядчиков. Вряд ли вопросы определения ценообразования и трудозатрат будут когда-либо переданы в руки проектировщиков.

Можно констатировать, что в России на втором уровне находятся единичные холдинги или группы компаний, в которых под одним началом находится девелопмент, проектирование, управление строительством, генподрядчик и служба эксплуатации.

Третий уровень в России пока достижим в фантазиях. В Великобритании же, на гособъектах он должен быть достигнут к 2025 году.

BIM - это не 3 D!

Это нужно четко понимать, ведь в модель закладывается, кроме объемной геометрии (собственно 3D) всех элементов, масса дополнительной информации, которая может быть использована сметчиками, специалистами по закупке, разработчиками проекта производства работ, руководителями проекта, службой эксплуатации и т.п.

• 3D - полная информационная модель (проект) самого здания: архитектура, конструктив, инженерные системы.
• 4D - информационная модель включает сведения, позволяющие строить и визуализировать график выполнения работ.
• 5D - модель позволяет определять стоимость строительства и его этапов.

Возможно продолжить это перечисление (6D, 7D…), добавив уровни, учитывающие остальные жизненные циклы здания.

Так кому же нужен BIM?

Еще два года назад, участвуя в тендере на проектирование жилой застройки у одного известного девелопера, мы поинтересовались, почему заказчик требует от подрядчиков использовать Revit (одна из программ по BIM проектированию). Он ответил: «Чтобы избежать пересечений инженерных систем между собой и конструкциями на стройплощадке».

Позже, общаясь с другими девелоперами, мы не раз слышали точно такие же доводы. Всех волнует пересечения. С помощью BIMзаказчики хотели решить проблему недостаточной квалификации проектировщиков и строителей.

Однако, это самый низкий из возможных уровней использования BIM. Профессиональные проектировщики и строители без использования этих технологий вполне могли бы спроектировать и построить объекты любой сложности.

Истинное предназначение BIM намного шире: создать не только информационную модель здания, но и всего процесса строительства.

Проведем аналогию BIM технологий с бухгалтерией. Раньше вся бухгалтерия была «на бумаге»: чековые книжки, квартальные отчеты, журналы, а для проведения платежей нужно было ехать в банк. Это уровень полного отсутствия автоматизации и взаимоувязки.

Теперь вся бухгалтерия и банковские услуги могут быть в смартфоне: принимать и проводить платежи контрагентам, рассчитывать и платить налоги, отправлять отчеты в налоговую, вступать в общение с банком одним касанием пальца.

Это то, что может сделать BIM в строительстве.

Главная целевая аудитория BIM - заказчики, которые потенциально смогут управлять сложнейшим процессом проектирования, строительства и эксплуатации с максимальной эффективностью с минимальными усилиями.

Что сейчас может девелопер получать от BIM?

При нынешнем развитии BIMтехнологий в России девелоперу разумнее всего (не ввергая себя в значительные затраты) рассчитывать на следующее:

1. Выполнить проектную документацию в BIM с достаточной степенью проработанности. Это позволит избежать в дальнейшем изменений ТЭПов здания, ведь в модели будут учтены реальные размеры шахт, всех технических и прочих помещений. Также будут исключены основные коллизии (пересечения).
2. Выполнить тендерную документацию в BIM, которая позволит за относительно короткое время подготовить вполне точные спецификации и ведомости объемов работ, по которым можно провести тендер на выбор подрядчика. Будут исключены подавляющее большинство коллизий.

Внедрение функций расчета стоимости и графика выполнения работ может быть выполнено только при непосредственном участии заказчика, а значит ему придется понести затраты на BIM консультантов или нанять собственный штат BIM специалистов, чтобы подготовить все необходимые сведения для внесения и корректировки модель.

Кроме того, учитывая переменчивые условия, в процессе реализации проекта девелопер может изменить очередность и последовательность строительства, что потребует значительной корректировки модели в части объемов и последовательности «захваток».

Сколько стоят BIM программы?

BIM программ, которые покрывали бы все разделы почти нет, обычно разработчики программ охватывают отдельные разделы:

• ArchiCAD - архитектура;
• Allplan - архитектура и конструктив;
• Tekla - конструкции;
• MagiCad - инженерные системы;
• NanoCAD - инженерные системы и конструктив.

К комплексным BIM программам можно отнести наиболее популярную в России программу Revit от компании Autodesk, средняя стоимость около 75 000 руб. в год на одно рабочее место.

Ведро дегтя

Тема BIM очень живая и довольно активно пропагандируется, вселяя надежду, что эта технология быстро решит все проблемы проектирования в России.

Однако, стоит отметить следующее.

К нам приходит множество проектировщиков, которые хотят устроится на работу. Мы заметили, что нередко за знанием проектировщиком Revit и других современных программ скрывается его техническая некомпетентность. Поэтому, чертежи в 3D выглядят у этих проектировщиков очень эффектно, но совершенно безграмотно с технической точки зрения.

Поэтому, ключевая задача - зажечь настоящих профессионалов идеей перейти на BIM технологии.

Я многократно сталкивался с ситуацией, что большие мастера своего дела никогда не испытывают проблем с получением заказов, поэтому смысла отходить от привычного проектирования для них нет. Как только они изменят свое мнение, рынок проектирования изменится быстро.

Но как это сделать?

Рубеж конца ХХ - начала XXI веков, связанный с бурным развитием информационных технологий, ознаменовался появлением принципиально нового подхода в архитектурно-строительном проектировании, заключающемся в создании компьютерной модели нового здания, несущей в себе все сведения о будущем объекте.

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.

Роберт Эйш проиллюстрировал новый подход в проектировании примером успешного применения комплекса моделирования зданий RUCAPS при реконструкции «Терминала 3» лондонского аэропорта Хитроу. По всей видимости, этот опыт 25-летней давности - первый случай использования технологии BIM в мировой проектно-строительной практике.

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:

• хорошо скоординированная, согласованная и взаимосвязанная,
• поддающаяся расчетам и анализу,
• имеющая геометрическую привязку,
• пригодная к компьютерному использованию,
• допускающая необходимые обновления

числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте, которая может использоваться для:

1. принятия конкретных проектных решений,
2. создания высококачественной проектной документации,
3. предсказания эксплуатационных качеств объекта,
4. составления смет и строительных планов,
5. заказа и изготовления материалов и оборудования,
6. управления возведением здания,
7. управления и эксплуатации самого здания и средств технического оснащения в течение всего жизненного цикла,
8. управления зданием как объектом коммерческой деятельности,
9. проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания,
10. сноса и утилизации здания,
11. иных связанных со зданием целей.

Схематически информация, относящаяся к BIM, поступающая в модель и получаемая из модели, показана на рис.1.

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

Иными словами, BIM - это вся имеющая числовое описание и нужным образом организованная информация об объекте, используемая как на стадии проектирования и строительства здания, так и в период его эксплуатации и даже сноса.

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.

В ряде литературных источников употребляется и уменьшенный вариант этого сокращения bim (так называемое «малое BIM») – общее обозначение для всего класса программного обеспечения, работающего в технологии «большого BIM» - информационного моделирования зданий.

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.

Концепция PLM предполагает, что создается единая информационная база, описывающая три основных компоненты создания чего-либо нового по схеме Продукт - Процессы – Ресурсы , а также связи между этими компонентами.

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.

Прежде всего, оно позволяет в виртуальном режиме собрать воедино, подобрать по предназначению, рассчитать, состыковать и согласовать создаваемые разными специалистами и организациями компоненты и системы будущего сооружения, «на кончике пера» заранее проверить их жизнеспособность, функциональную пригодность и эксплуатационные качества, а также избежать самого неприятного для проектировщиков - внутренних нестыковок (коллизий) (рис.2).

Рис. 2. Проект нового здания высшей музыкальной школы New World Symphony в Майами (США) архитектора Фрэнка Гери, разработанный по технологии BIM (начало проектирования в 2006). Отдельно показаны компоненты единой модели: внешняя оболочка здания, несущий каркас, комплекс инженерного оборудования и внутренняя организация помещений.

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).

Рис. 3. Строительство нового здания американской высшей музыкальной школы New World Symphony (начато в 2008) и его будущий внешний вид (окончание строительства планируется в 2010). Здание площадью 10 000 кв. м, зал рассчитан на 700 зрителей, приспособлен для проведения веб-трансляций и записи концертов, а также - видеопроекций на 360 градусов, на верхнем этаже расположены музыкальная библиотека, дирижерская студия, а также 26 индивидуальных репетиционных аудиторий и шесть – для совместных репетиций нескольких музыкантов. Сметная стоимость объекта 200 млн. долларов.

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).

Рис. 4. Музей искусств в Денвере (США), корпус Фредерика С.Хэмилтона. Архитектор Дэниель Либескинд, 2006.

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.

При этом особо важно подчеркнуть, что информационная модель здания - это виртуальная модель, результат применения компьютерных технологий. В идеале BIM – это виртуальная копия здания. На начальном этапе создания модели мы имеем некоторый набор информации, почти всегда неполный, но достаточный для начала работы в первом приближении. Затем введенная в модель информация пополняется по мере ее поступления, и модель становится более насыщенной.

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).

Рис. 5. Виды графического представления информационной модели здания. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.

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.

Рис. 7. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске: трехмерный разрез здания. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.

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 не идеальна . Поскольку она создана людьми и получает от людей информацию, а людям свойственно ошибаться, в все равно будут встречаться ошибки. Эти ошибки могут появляться непосредственно при внесении данных, при создании BIM-программ, даже при работе компьютеров. Но этих ошибок возникает принципиально меньше, чем в случае, когда человек сам манипулирует информацией. И гораздо больше внутренних уровней программного контроля корректности данных. Так что сегодня BIM - это лучшее из того, что есть.

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».