BIM – новейшая технология, которая важна для каждого строителя: что это такое

Содержание

BIM позволяет представить здание как единый объект, в котором все элементы связаны и взаимозависимы. В случае если какой-то показатель системы изменится, система пересчитает остальные данные. С технологией информационного моделирования, обладая лишь исходными данными объекта без реальных свойств, возможно предсказать будущие свойства и характеристики объекта. Более того, при помощи BIM можно просчитать процессы, которые будут происходить в уже построенном объекте. Происходит это следующим образом: вся информация о здании, материалах, способе его использования, климате и других факторах переносится в цифровой вариант, после чего система просчитывает возможные варианты развития событий.

BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта. Данные вносятся в соответствии с установленными стандартами, являются точными и обновляются регулярно. Одно из главных преимуществ модели — сокращение времени и расходов со стороны заказчика, а также возможность исправлять и улучшать проект на первых этапах его формирования. Технология информационного моделирования делает заказчика полноправным участником строительства. Он может визуализировать то, каким будет объект и вносить коррективы по ходу работы. Ни один 2D-чертеж не предоставит такой реалистичной картинки будущего здания, как это возможно при BIM-моделировании. Бывает так, что задумка архитектора, дизайнера или заказчика не всегда выполнима на практике, и только в BIM модели это можно увидеть на первоначальных этапах проектирования. При таком типе проектировки еще не построенное здание “оживает” на экране, делая заметными любые недочеты и возможные проблемы.

Для эффективной работы модели необходимо создать единую информационную среду, которая сможет обеспечить моментальный доступ к данным всех участников проекта. К цифровой BIM модели привязан огромный массив данных, включая график работы, геолокацию, финансовые отчеты. Современные мобильные приложения способны воспроизводить виртуальную реальность, позволяющую воссоздать строительный объект в реальных условиях и оценить ход строительства, находясь при этом в любой точке мира.

Программное обеспечение – что это такое в BIM-технологии в проектировании

Программное обеспечение в этом направлении продолжает развиваться, и многие компании разработчики предлагают свои варианты. На сегодняшний день наилучшие оценки получили такие программы по BIM-технологии в проектировании:

Allplan – понятный интерфейс и лёгкое освоение сделали Allplan очень популярной, хотя нужно признать, что в архитектурном разделе ещё есть много недоработок;
ArchiCAD – отличается хорошей визуализацией и незаменима для архитекторов, но «хромает» в разработке инженерных сетей зданий;
Revit – имеет очень объёмную базу данных для строителей и архитекторов. Пользователи жалуются на трудности в освоении программы, а кроме того, в ней нет качественного редактора чертежей;
Renga – новая программа российского происхождения, которая только начинает делать первые шаги.

Как видите, существующее программное обеспечение ещё довольно сырое и требует усовершенствования, но, без сомнений, именно за ним будущее строительства

Влияние BIM-технологий на архитектуру

BIM не мешает творчеству в архитектурных решениях, здесь дело в позиции самого заказчика. Например, проекты ГК «ПИК» достаточно стандартизированы, это заложено их концепцией, где нет ставки на творчество. Здесь мы говорим о большой доле автоматизации.

Что касается архитектуры, этажности, квартирографии – BIM самостоятельно не прорабатывает эти вопросы. Архитектор по-прежнему решает, какими будут фасады, инсоляции, внутреннее благоустройство и т.д. Другое дело, что BIM упрощает работу архитектора. Например, если процессы автоматизированы, то не нужно каждый раз вырисовывать стандартные детали: программой выдается уже готовый драфт проекта или элемента проекта для реализации. Вопрос возможности появления одинаковых зданий и районов не решается на уровне применения BIM-технологий. История показывает нам, что, когда государству нужно было построить необходимое количество жилья по всей стране, вопрос был решен строительством «хрущевок». Это было сделано в максимально сжатые сроки и без применения новейших технологий

На сегодняшний день в Москве маловероятна подобная ситуация, так как архитектурному облику столицы уделяется особое внимание и строить одинаковые здания в массовом количестве просто не разрешат. Однако в некоторых регионах такие примеры есть

Конечно, каждый застройщик заинтересован в получении максимальной прибыли от строительства проекта. Но не стоит забывать, что сейчас покупатель настолько образован и искушен, что покупать однотипные проекты просто не будет. В свою очередь, застройщику неинтересно строить такие объекты, тем более в столице.

Благовещенск. Амурский газоперерабатывающий завод

Программы для реализации технологии

Самые востребованные продукты:

Autodesk Revit. Программа обеспечивает разработку проектов зданий, инженерных сетей и строительных конструкций. Ее используют при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов. Программа хорошо подходит для командной работы. Например, при межотраслевом проектировании. Она обеспечивает импорт и экспорт данных, связывает их в разных форматах (IFC, DWG, DGN). При совместном моделировании используют Revit Server. Программа обеспечивает единое информационное пространство для работы с инвесторами, подрядчиками и клиентами.
ArchiCAD. При моделировании объектов недвижимости используется технология Virtual Building. Программа оснащена инструментами для создания 3d-моделей, подготовки рабочей документации, импорта и экспорта исходных параметров, визуализации объектов. Поставленные задачи можно выполнять самостоятельно или в команде.
Tekla Structures. Программа предназначена для работы с металлическими конструкциями в больших проектах. Программа обеспечивает работу команды, обмен информацией и взаимодействие компаний. Продукт позволяет контролировать рабочие процессы, обеспечивает автоматизацию конструирования.
Tekla BIMsight. Программа хорошо подходит для командного 3d-моделирования объектов строительства. Профессиональный софт доступен для бесплатной загрузки. Повысить качество работ можно путем объединения 3d-моделей объекта, созданных сотрудниками из разных областей. А также посредством выявления расхождений между отдельными элементами проекта и обеспечения эффективной работы его участников.
MagiCAD. Программа создана на базе AutoCAD и Revit. Здесь используется модульный подход при разработке проекта. Продукт обеспечивает высокий уровень автоматизации при подготовке проектной документации для инженерных систем внутри здания. Программа используется при разработке пространственных моделей, подготовке спецификаций, проведении расчетов, составлении отчетности. MagiCAD имеет большую базу данных для BIM проектирования инженерных систем с нужными параметрами.
AutoCAD Civil 3D. Программа применяется при проектировании и подготовке документов для инфраструктурных объектов. Она оснащена опцией визуализации и анализа. Продукт подходит для командной работы. Он позволяет координировать работу участников проекта и решать рабочие вопросы, которые возникают при моделировании объекта.
Allplan. Программа используется при разработке проектов для конструкций из железобетона. Является BIM платформой. Позволяет рассчитать план объекта с учетом расхода времени, стоимости и качества конструкции.
Graphisoft BIM Server. Программа предназначена для поддержки Teamwork, предоставляющей единовременный доступ к проекту группе лиц. Продукт использует сетевое подключение сразу для нескольких ARCHICAD, при условии, что они клиенты системы. Программа позволяет обрабатывать файлы больших размеров. Преимущество приложения – возможность запроса, проведение слияния, фильтрация данных.
Renga Architecture. Программа позволяет использовать рабочие инструменты в трехмерном пространстве. Продукт являет собой единую платформу для конструкторов и архитекторов. Он обеспечивает импорт и экспорт данных в разных форматах. Полученные сведения сохраняются в форматах .ifc, .dxf. Члены команды могут использовать двух- и трехмерные модели на любой стадии работы над проектом.

BIM в эксплуатации

BIM-проектирование может также быть полезно в процессе эксплуатации строительного объекта. Во многих развитых странах применение технологии BIM к существующим зданиям и сооружениям становится приоритетом. Преимуществом использования BIM в эксплуатации является возможность:

Применять изменения к существующей конструкции объекта
Переоснащать строительный объект новым оборудованием, которое поможет улучшить качество эксплуатации
Следить за состоянием строительных объектов и предпринимать меры в случае необходимости реставрации или ремонта
Наладить максимально грамотную эксплуатацию здания с технологической и экономической точки зрения

Преимущества BIM-проектировщиков

В целом, создание такого архитектурного плана – важнейший элемент работы проектировщика. Цена такого проекта не высока. В среднем она составляет 5% от общей стоимости постройки. Но по сути, экономит много больше. Подсчитано, в среднем на заказ без составления такого проекта уходит в два раза больше стоимости, чем планировалось изначально.

BIM-программы автоматически выявляют на стадии проектирования даже мелкие недочёты, в то время как классические CAD-способы обнаруживают их только в разгар работы над новым домом или в момент его заселения

По сути, главным недостатком такого решения можно считать отсутствие большого количества универсальных специалистов, которые помогают качественно использовать возможности БИМ-проектирования.

Монтаж с айпадом

Кроме всего прочего, система BIM позволяет создавать условия для улучшения проектной документации. А как известно, для инвесторов правильно составленные документы играют очень большую роль. Они не будут заинтересованы сотрудничать, если в проектной документации содержаться какие-либо технические ошибки.

Рассмотрим один наглядный пример. Предположим, при составлении проекта разработчики и инженеры произвели неправильный расчёт характеристик по воздухообмену. Как следствие, было построено меньшее количество вентиляционных шахт, чем этого требовалось. Из-за этого, их пришлось добавлять. Это повлияло на квадратуру каждой квартиры. На одном этаже было урезано по 4 кв. метра. Таким образом, если в доме 40 этажей, то это выходит меньше на 160 кв. метров. Если один метр стоит около 100 тысяч, то теряется 16 миллионов рублей. Это один из примеров, когда инвестор может понести значительный финансовый ущерб из-за невнимательности проектировщика. Если же пользоваться системой BIM, то такие ошибки полностью исключены.

Рассмотрим другой вопрос. К примеру, вам удалось при помощи данной системы создать отличную проектную документацию. Вопрос следующий, кто будет внедрять все данные в непосредственном строительстве? К сожалению, сегодняшние специалисты в российской федерации не обладают должным опытом.

Взять те же соединенные штаты. Там уже давно не работают с бумажными документами. Все перешло в цифровую программу. Мы убедились в этом сами, когда нам показали схему силовых агрегатов здания. Она настолько сложная, что ее практически невозможно начертить на бумаге. Именно поэтому, каждый из работников имеет айпад, на котором он может визуально оценить данную конструкцию. Таким образом, в Америке упростили работу монтажников. Теперь им достаточно легко вникнуть в общую схему.

По моему убеждению, переход на новые технологии позволит увеличить не только качество проектной документации в целом, но и даст возможность инвесторам и архитекторам выйти на международный уровень культуры производства. Таким образом, крупные строительные объекты будут возводиться в 2 – 3 раза быстрее, чем это происходит у нас сегодня. Здание в 250 тысяч квадратных метров и высотой 400 метров, можно будет построить за 1 год и два месяца!

Сферы применения BIM-технологии

На данный момент BIM-технология применяется на всех стадиях проектирования и строительства начиная с эскизов и заканчивая эксплуатацией здания. Она объединяет всю информацию о каждом компоненте здания в одном месте и позволяет любому участнику получить доступ к этой информации для любых целей, например более эффективно интегрировать различные аспекты дизайна. Таким образом снижается риск ошибок или неточностей, а затраты на исправления сводятся к минимуму. Данные BIM могут использоваться для иллюстрации всего жизненного цикла здания – от создания и проектирования до сноса и повторного использования материалов. Пространства, системы, продукты и последовательности могут быть показаны в относительном масштабе друг к другу и относительно всего проекта. А благодаря процессу обнаружения конфликтов BIM предотвращает появление ошибок на разных этапах разработки и строительства.

Концепция BIM предусматривает виртуальное строительство объекта до его фактического физического строительства, уменьшая неопределенность, повышая безопасность, решая проблемы, а также моделируя и анализируя потенциальные воздействия различных факторов. На каждом этапе проектирования специалисты могут вводить критическую информацию в модель, имея возможность предварительно изготовить или предварительно собрать некоторые системы за пределами площадки. Тем самым затраты можно свести к минимуму, строительные материалы доставлять точно в срок, а не складировать на месте.

Количество и общие свойства стройматериалов могут быть легко посчитаны на начальной стадии. Объемы работ также легко определяются уже на стадии проектирования.

Визуально все инфраструктурные системы, сборки и последовательности могут быть показаны в относительном масштабе со всем проектируемым объектом или группой объектов. BIM также предотвращает ошибки, позволяя обнаруживать конфликты, в результате чего компьютерная модель визуально выделяет конкретные локации, где части здания могут неправильно совмещаться. Динамическая информация о здании, такая как измерения датчиков и управляющие сигналы от систем здания, также может быть включена в программное обеспечение BIM для поддержки анализа эксплуатации и технического обслуживания здания.

Одной из проблем правильного обслуживания и управления существующими объектами является понимание того, как BIM может использоваться для поддержки целостного понимания и реализации методов управления зданием и принципов стоимости владения, которые поддерживают полный жизненный цикл продукта здания. Например, американский национальный стандарт под названием APPA 1000 (общая стоимость владения объектами и управление активами) включает BIM для учета множества критических требований и затрат в течение жизненного цикла здания. Помимо прочего, он включает замену и обслуживание энергетической инфраструктуры, коммунальные услуги и системы безопасности, постоянное обслуживание экстерьера и интерьера здания и замену материалов, обновления дизайна и функциональность, расходы на рекапитализацию.

Плюсы внедрения BIM-технологий

Польза для строительных организаций

Контроль над расходами при создании будущего объекта строительства. Использование цифровых технологий в строительстве предоставляет возможность с максимальной точностью определить объемы будущих работ и соответствующие затраты на них. Кроме того, использование BIM-технологии позволяет заранее снизить финансовые риски, возникающие вследствие неточной оценки затрат на строительство объекта.
Заблаговременная оценка различных вариантов проектно-строительных решений для будущего объекта. Цифровое моделирование позволит на первоначальном этапе рассмотреть несколько вариантов строительства объекта, сравнить их между собой и оценить финансовые затраты на те или иные решения.
Эффективное планирование на первоначальном этапе. Информационное моделирование в четырехмерном формате позволяет заказчику воспользоваться большим ассортиментом инструментов для эффективного планирования сроков и этапов выполнения строительных работ. В основе данного процесса лежит сопоставление 4D-модели объекта с календарно-сетевым графиком его строительства. Такой способ также позволяет определить неточности планирования объекта и выявить потребность в тех или иных строительных материалах.
Взаимодействие со всеми участниками процесса. Внедрение цифровых технологий BIM позволяет производить эффективный обмен информацией в общей среде между всеми участниками процесса строительства. Для анализа данной информации используется специализированное программное обеспечение.

Удобное визуальное представление информации. Для заказчика цифровая модель удобна для наглядного восприятия и понимания выбранных проектных решений. Такой способ проектирования позволяет своевременно вносить изменения в процесс, благодаря чему существенно снижаются финансовые издержки.

Польза для проектных институтов

Соблюдение законодательных требований. Следует отметить, что с 1 января 2022 года использование технологий Building information modeling станет обязательным при выполнении работ по объектам госзаказа. Связано это со стремлением к повышению качества конечного продукта для потенциального заказчика.
Снижение издержек при взаимодействии с контрагентами. Внедрение BIM-технологий, при условии их регламентирования внутренней документацией юридического лица, существенно снижает финансовые издержки и упрощает процесс взаимодействия с подрядчиками.
Единообразный подход к созданию проектно-строительной документации. Внедрение BIM позволяет повысить эффективность планирования и строительства объектов, что подразумевает использование цифровых технологий в целях облегчения труда проектировщиков. Такой подход снижает влияние человеческого фактора на качество разработки проектно-строительной документации и уменьшает количество различных ошибок и неточностей при планировании объекта.
Повышение эффективности использования предыдущих наработок. Цифровое моделирование способствует более эффективному использованию предыдущих проектных решений, которые уже зарекомендовали себя, для новых строительных объектов, что существенно увеличивает скорость разработки проектно-строительной документации.

Повышение качества продукта. Избежать множества ошибок, которые повлекут за собой большие финансовые издержки, можно и на стадии разработки проектной документации, и на стадии возведения строительного объекта, при условии внедрения технологии информационного моделирования. Таким образом, в конечном счете, повышается качество готового объекта строительства.
Автоматизация работ. BIM-технологии позволяют собирать базы данных и библиотеки различных проектных решений, которые в будущем можно будет применять на практике, автоматизировав, таким образом, множество процессов на стадии разработки проектно-строительной документации.

Повышение эффективности взаимодействия различных специалистов. Помимо повышения прозрачности процесса разработки проектной документации в глазах заказчика, цифровое моделирование позволяет использовать среду общих данных (СОД). Это, в свою очередь, упрощает взаимодействие между собой различных специалистов, использующих в собственной работе разное программное обеспечение.

О принципах BIM-проектирования

Любой архитектор вам скажет, что мало построить дом – нужно заранее предугадать, как строение будет вести себя в разных условиях эксплуатации, как окружающая среда будет влиять на него. Именно эта составляющая и стала одним из существенных аспектов BIM-технологии.

Именно исследование жизненного цикла постройки полностью меняет подход к созданию проекта

Это предполагает сбор глобальной информации о взаимосвязях и зависимостях, экономических факторах и особенностях строительных технологий. Человек в этом процессе – главное звено, а машина всего лишь помогает систематизировать полученные данные и правильно применять их.

Чем не является BIM

Часто очень сложно понять, в руках вы держите проект БИМ или нет. Выделим основные вехи, которые помогут определить, что же не будет BIM-моделью.

Итак, BIM-моделью не является:

макет или 3D-модель какой-то части здания или его системы;
планом строительства и готовой рекомендацией для подрядчика. Это лишь ваш предварительный ориентир;
визуальной графической моделью. Только графическое воплощение не является главным отличием и особенностью проекта, важна описательная часть с полным, качественным и количественным анализом всех систем будущего здания, включая инженерные сети, оборудования и нагрузку на них.
гарантией безошибочной работы. Даже специалисты высокого уровня могут ошибаться. Некоторые моменты могут просто быть опущены из-за незнания или необходимостью оптимизировать процесс работ.

Варианты рисунков BIM-проекта

Плюсы от применения BIM-технологии

Будущее строительной индустрии – цифровое, а BIM – это технология проектирования будущего. Стратегия BIM-проектирования направлена на снижение затрат, улучшение качества проектирования и строительства, ускорение поставок материалов, сокращение выбросов.

BIM предлагает:

улучшенную визуализацию;

повышение производительности благодаря простому поиску информации;

согласованность строительных документов разных разделов;

встраивание и связывание важной информации, такой как информация о поставщиках для конкретных стройматериалов с учетом их детального описания и количества, необходимого для оценки и проведения торгов;

снижение затрат;

устранение коллизий на стадии проектирования. BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа здания. Свойства здания в BIM можно использовать для автоматического создания входного файла для моделирования производительности строительства здания и экономии значительного количества времени и усилий. Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования производительности строительства здания

BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа здания. Свойства здания в BIM можно использовать для автоматического создания входного файла для моделирования производительности строительства здания и экономии значительного количества времени и усилий. Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования производительности строительства здания.

Реальные кейсы BIM на практике

BIM-проектирование — это универсальная программа, которая хранит все данные о строительстве объекта и может дополняться информацией на любой стадии реализации. BIM-технология имеет геометрическую привязку, благодаря чему можно создавать чертежи в нескольких вариантах, выбирая наиболее эффективный. Использование BIM сопутствует разработке успешных рентабельных проектов, которые могут порадовать не только архитекторов и проектировщиков, но и инвесторов.

Пример 1. По заказу предприятия ФАУ «ФЦС» проектировочная компания Renga создала в BIM-системе комплексную информационную модель общеобразовательной школы, которая прошла оценку госэкспертизы. Над данным проектом работало 8 человек, которые смогли воссоздать информационную модель школы на 1000 учеников всего за несколько месяцев. Благодаря использованию BIM-технологии удалось обнаружить ошибки и недочеты, допущенные при 2D-моделировании. В результате пилотного проекта специалистам Renga удалось сформулировать требования к информационной модели объекта, что, в свою очередь, позволило ускорить разработку нормативной базы по информационному моделированию и еще больше приблизило строительную отрасль к полному переходу на BIM-технологии.