В чем смысл BIM технологий? И как меняется подход к проектированию зданий

Информационное моделирование — BIM, Building Information Modeling — это комплекс мероприятий по управлению жизненным циклом здания. Информационная модель объекта существует параллельно ее реальному воплощению от концепции до сноса. BIM технологии пришли на смену традиционному подходу к проектированию строительных объектов с их чертежами, схемами, разрезами и плоскими проекциями 2D.

Хоть этот подход и остается пока ключевым, и в России именно в таком виде органы экспертизы принимают документацию, за BIM проектированием будущее. И вот почему.

Что такое BIM проектирование и в чем его смысл

BIM проектирование — это создание виртуальной трехмерной модели здания на основе архитектурно-планировочной, конструктивной, экономической, инженерной, технологической, эксплуатационной информации. Информационная модель здания включает в себя визуальное изображение в формате 3D, сформированное и дополненное в соответствии с характеристиками и спецификацией задуманного объекта.

BIM технологии предназначены для сбора, хранения, обработки и выгрузки данных по объекту, которые вначале вносят корректировки в виртуальную модель и рассчитывают их последствия, а затем реализуют на деле, т.е. в конкретном здании на этапе закладки фундамента, строительства, эксплуатации или ликвидации.

BIM проектирование подразумевает создание цифровой модели здания. Возможно это с помощью одной или нескольких программ, каждая из которых отвечает за свою спецификацию: электричество, отопление и вентиляция, канализация и водоснабжение, архитектурные решения, пожарная безопасность и т.д. В дальнейшем части модели будут интегрированы и соберутся в единый файл. Для этого используется специальная программа, одна из многих:

• Аutodesk Revit
• ArchiCad
• AutoCAD Civil 3D
• Tekla BIMsigh
• MagiCAD
• Allplan
• Graphisoft, BIM-сервер
• Renga Architecture
• и другие

От программного обеспечения и возможностей компьютера будет зависеть способ управления BIM моделью. Программа может автоматически вносить изменения во всю конструкцию из отдельно взятого файла, либо не распространять эти изменения на весь проект. Допустим, на этапе строительства пришлось менять некоторые составляющие инженерной системы дома. Поменялись материалы, размеры, стоимость оснащения. Все эти корректировки вносят в информационную модель, после чего программа автоматически рассчитывает новую глобальную стоимость объекта, подгоняет архитектурные решения, продлевает или сокращает срок сдачи. Если же эти корректировки требуют согласования и обсуждения, их вносят в отдельный файл и делают пробные расчеты.

Над BIM моделью работает целая команда специалистов: проектировщики, инженеры, архитекторы, дизайнеры, строители, подрядчики и даже будущие жильцы дома или арендаторы. Все, кто будет участвовать на разных этапах в жизни здания, задействованы в разработке модели. Последние из перечисленных имеют возможность оценить свой будущий дом или место работы с точки зрения качества материалов, надежности постройки, предполагаемой площади и иных параметров. Остальные — имеют к проекту непосредственное отношение, он их руками возводится. Сначала виртуально, потом реально.

Управлением моделью занимается BIM менеджер, который дирижирует оркестром технических специалистов. В задачу менеджера входит постановка сроков реализации частей проекта, контроль над интеграцией файлов в единую модель, коммуникация между подразделениями, мониторинг жизненного цикла модели.

Когда здание на базе BIM проектирования уже возведено и даже сдано в эксплуатацию, миссия информационной модели не заканчивается. Она актуальна всегда. Представим, что система водоснабжения дома дала сбой. Где-то есть течь, которую не подтвердил визуальный осмотр. Специалист открывает информационную модель дома и видит, что в предполагаемом месте протечки установлен вентиль или водяной клапан. Возможно, там произошла разгерметизация или участок разрушен. Значит, надо принимать экстренные меры по устранению проблемы. Вместе с тем, специалист получает полную информацию о конкретной детали: ее производитель, срок годности, метод уплотнения, материал изготовления и т.д. Это дает право предъявить претензии компании-изготовителю, исключить покупку аналогичных продуктов, рассчитать стоимость замены детали.

BIM моделирование — это не столько о визуальных возможностях современных строительных и архитекторских программ, сколько о возможностях иметь всегда под рукой огромную базу данных объекта. Этот информационный массив не только хранится на протяжении всей жизни здания, но и постоянно обновляется — в базу вносят новые данные о проведении текущего или капитального ремонта, реконструкции и аварийных работах, смене подрядчика и обслуживающей организации и т.д.

На каждом этапе жизненного цикла объекта BIM модель дополняется и меняется вместе со своим реальным воплощением. А потому, даже спустя 5,10, 15 лет после сдачи в эксплуатацию, можно узнать о всех движениях денежных средств на объекте, о поставщиках и потраченных суммах, о корректировках проекта в процессе строительства, о проблемах и достоинствах здания.

Отличный пример пользы BIM проектирования — построенный в Гонконге 308-метровый небоскреб One Island East. Построили его всего за два года. В момент работы над объектом, после создания единой информационной модели и ее диагностики, выявили свыше 2000 ошибок. Выявили и устранили. Естественно, до сдачи небоскреба в эксплуатацию. Кто знает, возможно, BIM технологии спасли не только репутацию застройщика и инвесторов, но и сотни жизней обычных людей.

Как происходит работа над информационной моделью?

1. Подготовка планов, разрезов, схем, видов и прочей проектной документации
2. Визуализация, создание 3D модели
3. Расчет параметров здания и всех его составляющих
4. Расчет объемов работ, сметной стоимости, сроков строительства
5. Расчет и визуализация инженерных систем
6. Подготовка проекта строительства, составление календарного графика работ на объекте
7. Спецификация строительных, отделочных, инженерных материалов и оборудования
8. Добавление логистических данных, сроков поставки материалов
9. Формирование отчетов о каждом этапе строительства
10. Диагностика объекта через информационную модель перед сдачей в эксплуатацию
11. Контроль всех систем здания после сдачи вплоть до сноса или реконструкции

Преимущества BIM проектирования для здания в целом:

• улучшенная визуализация
• хранение всех данных, возможность их дополнить
• сокращение сроков составления проектной документации
• сокращение сроков строительства
• уменьшение ошибок в проектировании и монтаже инженерных систем, систем безопасности
• наглядные расчеты
• управление строительством объекта, ведение учета рабочего времени
• выгрузка любых данных из информационной модели для их представления в органы надзора
• создание и хранение финансовой отчетности

Если говорить отдельно о проектировании инженерных систем, то и здесь есть плюсы:

• наглядная 3D визуализация трубопровода
• автоматическое формирование трубопроводных систем по заданным параметрам
• одновременная работа нескольких групп специалистов
• точные технические данные, спецификация материалов
• расчет стоимости систем
• подсчет всех элементов системы с подробной информацией о каждом
• возможность автоматически создать места соединения труб, установки запорной арматуры, фитингов

Цифровая модель — при всей первоначальной сложности работ — это выгодная инвестиция в будущее здания. С помощью BIM проектирования мы получаем объект, который превосходит по безопасности, экологичности, долговечности и энергоэффективности те, что построены по классическому проектному методу. BIM технологии повышают рыночную стоимость здания при значительном снижении расходов на этапе строительства.