Что не является преимуществом bim непосредственно для проектировщиков
StudArctic forum
электронный научный студенческий журнал
Техника и технологии строительства
| Яковлева Стефания Александровна СПбПУ Петра Великого (Санкт-Петербург, ул. Политехническая,29), stesha.yakovleva@gmail.com |
Преимущества и недостатки использования BIM при проектировании
Ключевые слова:
BIM, проектирование, оптимизация, 3D, строительство
Введение
В современном мире постоянно развивающихся технологий ни одна из сфер деятельности человека не обходится без нововведений. И проектирование не является исключением. Проблема инновационного подхода на всех этапах жизненного цикла, в том числе и в проектировании, представляется крайне важной для всего строительного комплекса.[1] По всему миру идет постепенное внедрение BIM (Building Information Modeling) в ход разработки проектов. В большинстве стран Евросоюза это является обязательным при получении госбюджетных заказов с 2016.
В нашей стране распространение BIM также набирает обороты, но большинство фирм все еще скептически относится к данной инновационной разработке. Наиболее инновационные российские предприятия активно переходят на BIM и уже почувствовали преимущества от использования технологии. Большая часть из тех, кто пока не перешел на BIM, осознали необратимость изменений, происходящих в архитектурно-строительной отрасли, и тогда возникает вопрос: « Что мне принесет переход на BIM?». Ответ на этот вопрос мы постараемся получить в этой статье путем анализа преимуществ и недостаток BIM-моделирования, учитывая возможные трудности и расходы, возникающие в процессе внедрения BIM в работу. [11]
Обзор литературы
Анализ литературы по данной теме показывает, что до сих пор большей заинтересованность в использовании BIM- технологиями обладает запад (ЕС, США). Об этом свидетельствует количество статей на схожую тему на английском языке по сравнению со схожими на русском. В ходе данных статей рассматриваются различные этапы перехода на BIM- моделирование: от внедрения, до проектирования. Отмечается, что BIM может использоваться на всех ступенях проекта: от проектирования, строительства, эксплуатации, сноса.[2,20] Особое внимание уделяется примерам использования и внедрения BIM в других странах.[1,3] Также рассматривается его использование в проектных организациях различного профиля.[4,5] В некоторых источниках приводится сравнение использования BIM и CAD (САПР). [6] Нередко рассматриваются перспективы использования BIM в России. [7,18]
Цель исследования
Целью данного исследования является выявление существенных преимуществ и недостатков в использовании BIM при проектировании, а также анализ и оценка рациональности перехода на BIM- моделирования с учетом расходов на его внедрение.
Объект исследования
BIM- моделирование в проектировании (строительстве).
Предмет исследования
Преимущества и недостатки BIM- моделирования; процесс внедрения BIM- технологий в проектную организацию.
Описание исследования
В статье будут выявлены основные преимущества и недостатки использования BIM- технологий, оценены затраты проектной организации, работающей в САПР, на переход на BIM- моделирование. После этого будет сделан вывод о рациональности данного перехода и использовании BIM при проектировании в целом.
Что такое BIM?
BIM- это процесс создания и обработки данных о 3D модели здания в процессе его создания. Это комплексный, мульти фазовый проект, который обобщает данные, полученные от всех членов команды, работающей над его созданием, передает их на 3D модель. 3D проектирование нацелено на достижение минимальных затрат за счет совместной работы и визуализации частей строения на мельчайшем уровне, что способствует проведению тех или иных изменений и модификаций самой модели. [8,17]
Не так давно BIM-технология воспринималась как 3D-модель для визуализации проекта и создания проектной̆ документации. Но 3D-модель — только «вершина айсберга» и самое старое применение BIM. [9,11,15,19]
Преимущества BIM
Внедрение BIM технологии способствует принятию конкретно продуманных, эффективных проектных решений. Они упрощают создание рабочей документации и являются результатом уменьшения запросов, связанных с ее изменением со стороны строителей. Значительно повысилась производительность благодаря оптимальному составлению смет, строительных планов. Заказ на доставку материалов и оборудования выполняется в пределах нормы – отсутствует их недостача либо избыток.
Недостатки BIM
Результаты и обсуждение
Всё больше архитекторов и инженеров по всему миру делают шаги в сторону BIM. Всё больше строительных организаций настаивает на применении BIM. Эта технология экономит средства на всех стадиях жизненного цикла здания, но наибольшую эффективность она приносит тогда, когда речь идет о комплексном подходе в работе с объектом, поскольку, чем правильнее информационная модель создается изначально, тем больше она даёт пользы потом, в том числе сокращает количество ошибок и простоев на стройке, улучшает понимание между заказчиком, проектировщиком, строителем. [10] Основные недостатки BIM- моделирования связаны с косвенными проблемами, возникающими по ходу работы. Например, стоимость ПО, обучения, время на переобучение сотрудников и т. д. В то время как исходя из приведенных аргументов в пользу BIM, можно сделать вывод о том, что все эти показатели через какое-то время восполнятся за счет преимуществ информационного проектирования. Проанализировав все преимущества и недостатки, можно с уверенностью сказать о рациональности перехода на BIM- моделирование. Внедрение BIM выгодно и для каждого участника процесса работы со зданием в отдельности. [1] В современном мире, в котром так важна скорость выполнения поставленной задачи, наглядность модели, BIM- является незаменимым атрибутом работы хорошего проектировщика. BIM- моделирование позволяет не только представить работу в лучшем свете, но и создать модель, которая будет максимально приближена к финальному сооружению, что поможет избежать проектных ошибок и коллизий на этапе проектирования.
Заключение
Список литературы
2 В. П. Куприяновский, С.А. Синягов, А. П. Добрынин, BIM- цифровая экономика. Как достигли успеха? Практический подход к теоретической концепции. Часть1. Подходы и основные преимущества BIM.// International Journal Of Open Information Technologies. 2016. 3. vol.4
3 О. И. Пакидов, Что такое BIM и зачем он нужен строительному комплексу России,[Электронный ресурс].Систем. требования : AdobeAcrobatReader
4 Autodesk. Building Information Modeling// Autodesk Building Industry Solution. 2002
5 Опыт использования технологий BIM для проектирования дорог// САПР и графика. 2015.3
6 К. Новоковский, Так ли эффективны BIM- технологии проектирования, как об этом говорят?, [Электронный ресурс].Систем. требования : AdobeAcrobatReader
7 И. Чиковская, И. Новоженина, Тенденции развития BIM в России// САПР и графика. 2014.8
8 Juan Rodriguez, Inttoduction to Building Information Modeling// The balance. 2016. 10
9 Mc Graw- Hill Construction. The business value of BIM in North America: multi-year trend analysis and user ratings (2007-2012)// Smart Market Report Design and Construction Intelligence. 2012
10 В. П. Куприяновский, П. А. Тищенко, С. А. Синягов, М. А. Раевский, С. И. Савельев, В. В. Кононов, А. И. Сачик, BIM- основы и преимущества применения технологий// ArcReview. 2015. 2(73)
11 Autodesk. Информационное моделирование объектов промышленного и гражданского строительства. 2016
12 Р. А. Гилемханов, Опыт применения Autodesk Revit и Robot Structural Analysis Professional// Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. 11(38). с. 72-88
13 Rachel Burger, Should small construction companies use BIM?// The balance.2016.7
14 В. В. Шарманов, А. Е. Мамаев, А. С. Болейко, Ю. С. Золотова, Трудности поэтапного внедрения BIM// Строительство уникальных зданий и сооружений.2015.10(37).с. 108-120
15 Porter S., Tan., West, Breaking into BIM: Perfoming static and dynamic security analysis with the aid of BIM(2014) Automation in Construction, 40, pp 84-95
16 Migilinskas D., Popov V., Juocevicius V., Ustinovichius L., The benefits, obstacles, and problems of practical BIM implementation (2013) Procedia Engineering
17 NBS National BIM report 2014 (2013)
18 О.И. Пакидов, Основы BIM: Информационное моделирование для строителей. Набережные челны.2014
19 В. Талапов, Основы BIM: введение в информациооное моделирование зданий// ДМК Пресс. 2011.392
20 В.В. Ильин, История стандартизации BIM
Какие преимущества дает информационное моделирование зданий?
Более эффективная координация проекта и взаимодействие с его участниками, эффективные рабочие процессы, 3D-визуализация и высокая результативность — лишь некоторые из преимуществ использования технологии BIM.
На этой странице:
Что такое BIM?
Информационное моделирование зданий (BIM) — это процесс, который начинается с создания интеллектуальной 3D-модели и обеспечивает возможности управления документами, координации и моделирования на протяжении всего жизненного цикла проекта (планирование, проектирование, строительство, эксплуатация и обслуживание).
Для чего используется технология BIM?
Технология BIM используется для проектирования и документирования проектов зданий и объектов инфраструктуры. Все компоненты здания моделируются в BIM. Модель может использоваться для анализа с целью изучения вариантов проекта, создания визуализаций, помогающих участникам лучше понять, как будет выглядеть здание в реальных условиях. Модель также используется для создания проектной документации для строительства.
Предоставлено Perkins+Will Architects, Сканска, США
Какие преимущества обеспечивает BIM?
По данным ООН к 2050 г. население мира достигнет 10 миллиардов. Мировая архитектурно-строительная отрасль (AEC) несет ответственность за организацию социальных и экономических пространств для населения Земли, а также за сохранение и восстановление уже используемых зданий и инфраструктуры. Очевидно, что отрасли требуются более целесообразные и эффективные способы проектирования и строительства, которые позволят удовлетворять текущие мировые потребности и формировать более рациональное и стабильное жизненное пространство.
Информационное моделирование зданий не только повышает эффективность работы специалистов по проектированию и строительству, но и позволяет сохранять создаваемые в ходе работы данные для оптимизации эксплуатации и обслуживания. Данные BIM также можно использовать для организации планирования и снабжения ресурсами на уровне проекта, города или страны. Именно поэтому интерес к технологии BIM постоянно растет.
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.
Что такое технология BIM? Ее применение в строительстве
Технология BIM (Building Information Modeling), или информационное моделирование зданий, – это достаточно новое явление в строительной индустрии, которое находит все более широкое применение. Понятие включает совокупность мероприятий по управлению жизненным циклом объекта недвижимости – от разработки проекта до демонтажа. Новая технология позволяет инженерам эффективнее управлять данными для увеличения срока службы здания, упрощения этапов возведения и эксплуатации.
Суть понятия
Традиционно проектирование зданий подразумевает работу с отдельными двухмерными проекциями: планами, чертежами, техническими документами. Технология BIM-проектирования позволяет собирать и обрабатывать данные по всем основным характеристикам объекта в едином информационном поле. Специалист получает возможность одновременного анализа конструктивных, архитектурно-планировочных, технологических, экономических, эксплуатационных решений во взаимосвязи. Информация визуализируется на трехмерной виртуальной модели с реальными физическими свойствами.
Но объемное представление проектных данных строения – это далеко не все возможности BIM. Технология добавляет переменные величины: стоимость, планы, сроки. Параметры процесса возведения здания можно просчитать еще до начала работ. Управление трехмерными моделями позволяет находить оптимальные решения для сокращения периода реализации проекта и увеличения сроков службы конструкции.
История BIM-технологий
Концепция компьютерного моделирования в строительстве начала развиваться еще в конце 20 века. В то время активно использовали CAD-технологии, но возможности техники еще не позволяли перейти на качественно новый уровень.
В 1975 году в журнале AIA (Американский Институт Архитекторов) опубликовали работу профессора Технологического Института Чака Истмана, в которой впервые упоминалась информационная модель здания под названием Building Description System. Параллельно похожие работы велись и в Европе. Например, в Финляндии в начале 1980-х годов вошел в употребление термин Product Information Model, а в США – Building Product Model. Обе системы были ориентированы не на процесс проектирования, а на его объект. Позднее сформировалось общее понятие Building Information Modeling.
В 1986 году создателем программы RUCAPS, английским инженером Робертом Эйшем, были сформулированы основные принципы информационного подхода к проектированию:
Практическое применение технологии было продемонстрировано в ходе реконструкции третьего терминала аэропорта Хитроу.
С начала 2000-х годов история BIM-технологии перешла на новый виток. Термин стал одним из ключевых в мировой строительной индустрии.
Для чего используют BIM
По сути, цель использования технологии информационного моделирования – это воплощение числовой информации в удобном для восприятия и анализа виде. Исходные данные в готовой модели координируются, согласуются и связываются между собой. Каждая цифра имеет конкретную физическую привязку, поддающуюся анализу и расчету. Упрощается порядок внесения корректировок, обновления.
Информация в трехмерном виде используется в следующих целях:
Практическое применение и преимущества технологии
Применение BIM-технологии в строительстве имеет множество преимуществ:
Этапы BIM-проектирования
Применение BIM-технологий в проектировании условно можно разделить на несколько этапов.
Более простыми словами процесс выглядит следующим образом.
На любом этапе можно, например, поменять один вид отопительного оборудования на другой, с различными характеристиками и стоимостью. Объемная модель очень гибкая – это одно из ключевых преимуществ BIM-технологии. Можно менять этапы моделирования, не производя масштабных дополнительных работ по корректировке проектной документации.
По завершении строительства готовую 3D-модель можно использовать для эксплуатации здания. Для этого применяют систему датчиков. Программа контролирует аварийные ситуации, рабочие режимы инженерных коммуникаций и т. д. Трехмерная модель будет автоматически менять свою конфигурацию и содержание в соответствии с начальными данными на протяжении всего жизненного цикла здания.
Информационное моделирование строящихся объектов не заменяет традиционного проектирования, а является только одним из очередных этапов его развития. Стоит понимать, что принципиальные решения по-прежнему зависят от человека, а программа только выполняет работу по поиску, хранению и анализу предоставленной информации. Разница заключается в качестве и объеме обработанных данных, с которыми просто невозможно справиться вручную и которыми блестяще оперирует компьютер.
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».