ишь технологии в строительстве что это такое
Что такое BIM-технологии и как они облегчают строительство
Содержание
С каждым годом все больше и больше компаний осваивают BIM-технологии, а федеральные власти стремятся сделать их обязательными для всех участников строительного рынка. Благодаря этому уменьшится количество ошибок при возведении зданий, а расчет стоимости станет намного нагляднее. Рассказываем подробнее о сути и перспективах этого направления.
Что такое BIM-технологии
Информационное моделирование зданий (Building Information Modeling) – это создание интеллектуальных 3D-моделей. С их помощью специалисты по архитектуре и строительству могут не только точнее планировать, проектировать и строить, но и эффективнее эксплуатировать здания и объекты инфраструктуры.
В чем ключевое отличие от обычных трехмерных моделей? BIM-модели содержат не только графику, но и полную информацию о характеристиках конструкций, инженерных систем и всего оборудования. Это полноценный цифровой двойник объекта, где прописана каждая деталь. К тому же, разные специалисты могут одновременно работать с одной и той же моделью. Нет необходимости иметь разные чертежи, а потом их совмещать. Это серьезно сокращает количество ошибок в проекте.
Этапы работы с BIM
1 этап. Сначала создают архитектурную 3D-модель здания со всеми необходимыми планами, видами и разрезами, необходимыми для раздела архитектурных решений.
2 этап. На основе архитектурной модели, конструкторы и смежники создают свои модели, которые просчитывают на все возможные нагрузки. На основе моделей они делают чертежи чертежи и расчет спецификаций.
3 этап. На основе собранной BIM-модели происходит сверка архитектурных и конструктных решений с моделями смежных разделов на предмет несостыковок. На этом этапе происходит проверка BIM-модели на ошибки, которые потом исправляются.
4 этап. На основе готовой BIM-модели специалисты разрабатывают проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР). Программа автоматически составляет календарный график для их реализации, добавляются логистические данные о том, какие материалы и в какие сроки должны быть доставлены на объект.
5 этап. Уже после возведения здания информационную модель можно использовать для эксплуатации объекта при помощи датчиков. Под контролем оказываются все режимы инженерных коммуникаций и возможные аварийные ситуации.
Преимущества BIM-технологий
Проект всегда под рукой. 3D-визуализация позволяет судить о состоянии объекта инвесторам, подрядчикам, будущим жильцам и проверяющим органам. Модель становится централизованным хранилищем всех необходимых данных о здании. Она позволяет быстро и эффективно вносить изменения в проект, отслеживая результат во всех связанных между собой проекциях.
Быстрая подготовка документов по проекту. По оценке Минстроя, BIM-технологии примерно на 40 % снижают вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации по сравнению с традиционными методами проектирования.
Меньше вероятность ошибок. BIM-технологии позволяют выявить возможные недостатки в инженерных системах и коммуникациях еще в момент проектирования, а не в процессе строительства или сдачи объекта.
Снижаются денежные расходы. Низкая вероятность ошибок позволяет избежать непредвиденных трат. К тому же, оценивая весь проект целиком еще до возведения, можно выбрать оптимальные по соотношению цены и качества материалы. Срок ввода здания в эксплуатацию тоже снижается.
Здание легко сдать в аренду или продать на более выгодных условиях. Намного легче, чем объект, построенный с применением традиционных методов и технологий. Объясняется это тем, что использовать здание с готовой эксплуатационной моделью гораздо проще и эффективнее.
Информационное моделирование выводит строительство объектов на новый технологический уровень. BIM-технологии позволяют экономить бюджет, оперативно выявлять ошибки и вносить изменения в проект. Сегодня формируется будущее проектной и строительной отрасли. Поэтому, если ваша организация хочет быть его частью, необходимо как можно скорее включаться в освоение новых инструментов.
BIM технологии в строительстве — что это такое и зачем они нужны
Building Information Modeling (BIM) – в переводе на русский: информационное моделирование здания. Аббревиатура обозначает комплекс мероприятий и работ по управлению жизненным циклом здания, начиная от проекта и заканчивая демонтажем. BIM технологии охватывают проектирование, строительство, эксплуатацию, ремонт здания или иного сооружения.
Building Information Modeling (BIM) в строительстве — что это такое и зачем это нужно?
Что такое BIM проектирование
Традиционное проектирование работает с двухмерными моделями объектов строительства. Это планы, чертежи, техническая документация. BIM проектирование существенно отличается от прочих видов проектных работ. Его отличие – сбор и обработка данных об архитектурно–планировочных, конструктивных, экономических, технологических, эксплуатационных характеристиках объекта, объединенных в едином информационном поле (BIM – модели). Все данные, заложенные в информационную модель объекта, связаны между собой и взаимозависимы.
BIM проектирование
Технологии BIM базируются на виртуальной трехмерной модели, обладающей реальными физическими свойствами. Но это не все ресурсы технологии информационного моделирования. К ней присоединяются добавочные измерения: время, планы, стоимость.
Они позволяют рассчитать и определить параметры процессов строительства еще до начала строительных работ на объекте. Управление данными модели поможет сократить сроки реализации проекта, упростит эксплуатацию возведенного объекта и продлит срок его службы.
BIM моделирование
Можно выделить определенную последовательность работ при создании трехмерной информационной модели. На первоначальном этапе происходит разработка блоков первичных элементов проектирования. Это готовые изделия, необходимые зданию (двери, окна, приборы отопления и освещения, плиты перекрытий, вентиляционное оборудование и пр.), изготавливаемые вне территории строительства. Эти элементы при строительстве объекта не делятся на части. Следующий этап моделирует те части объекта, которые возводятся на стройплощадке: фундамент, стены, конструкции крыши и кровли, навесной фасад и другие необходимые элементы здания.
Деление на этапы условно. При BIM моделировании вы можете заменить партию не подходящих приборов отопления на другие, приобретенные у другого производителя и отличающиеся по цене от изначального варианта. Этапы моделирования поменялись, но это не потребует дополнительных работ по разработке проекта. Использование другого изделия автоматические отразится в соответствующей технической документации и на внешнем виде объекта. Информационная модель меняет свое содержание и конфигурацию на протяжении всего жизненного цикла объекта. К 3D характеристикам добавляются временные показатели. Тогда ее называют 4D моделью BIM.
Как функционирует BIM
Практически, работа над BIM проходит в несколько этапов:
Преимущества внедрения BIM
Применение BIM технологии в строительстве подразумевает комплексный подход на всех уровнях строительного процесса и имеет свои достоинства на каждом уровне:
Одно из главных достоинств BIM проектирования – получение всеобъемлющего соответствия параметров и эксплуатационных характеристик возведенного здания требованиям Заказчика.
Программное обеспечение для реализации BIM модели
Программных решений, реализующих BIM моделирование в строительстве множество. Они могут быть платными и бесплатными, многие позволяют облачное хранение BIM модели и удаленный доступ. Наиболее востребованные среди них:
Инструменты сборки единой информационной модели
Остается открытым вопрос: а как можно гарантировать совместную работу архитектурных и инженерных программ? В этом случае требуется возможность взаимосвязи различных моделей и поддержка формата обмена данными. Вопрос решается использованием продукта OpenBIM.
OpenBIM представляет концепцию универсального подхода к созданию проекта, возведению и эксплуатации объектов, базирующийся на открытых стандартах и процессах. При этом используется открытая модель данных buildingSMART.
OpenBIM создает совместимость не просто между программными файлами, она поддерживает совместимость на уровне рабочих процессов. Наилучшим вариантом для реализации концепции OpenBIM считается использование IFC — файлового формата, работающего по обмену данными между различными программными продуктами.
Есть много способов сборки единой BIM модели. Виртуальное моделирование требует к себе прогнозируемого подхода, взгляда на несколько ходов вперед. Нужно изначально представлять, как части модели, выполненные с применением различных программ, собрать затем в единый работающий комплекс. Для случая сборки модели, состоящей из элементов, разработанных в различных программах, имеющих собственные форматы файлов, существует федерированная модель. В этом случае сборка единой модели из программ выполняется в специальной сборочной программе: Autodesk NavisWorks, Tekla BIMsight и др.
BIM: как мы строим строителей на стройке
По нашей примерной оценке, основанной на 20-летней практике, на земляных работах можно «потерять» до 50-60 % бюджета. На железобетоне и отделке точно 30 %. На ошибках перезаказа при коллизиях стоимость инженерки увеличивается примерно на 10 %. Именно по этой простой причине, когда «злой заказчик» внедряет BIM-модель здания, со всех сторон начинаются дикие крики и стоны.
BIM-контроль сейчас будет на всех госзаказах по новому нормативу, поэтому крики и стоны будут особенно эпичны.
Вот здесь я вижу трассировку всех систем, могу получить точную смету на каждый узел: и при перемещении или добавлении объекта получу обновления сразу во всех проектных и рабочих документах.
Что такое BIM-модель? Это трёхмерная модель здания, где все системы состыкованы и увязаны в одном едином плане. Поставили розетку в комнате — в общей смете тут же появилась новая розетка и соответствующий метраж кабеля. Погрешность такой модели по материалам — 2 %. На бумаге обычно берут запас 15 %, и излишки этого запаса отчаянно «теряются».
Давайте лучше покажу примеры, чем буду рассказывать.
Вот основной вид: здесь видно модель здания без рендера, просто на уровне инженерных схем. В открытом сейчас по центру окне — здание для осмотра, на заднем плане видны разрезы по конкретным системам.
Вот так выглядят все инженерные системы здания «в сборке».
Можно отключить согласованный вид и посмотреть только конкретные подсистемы. Например, вот эту — водоснабжение.
Можно покрутить и увеличить интересующий участок.
Переключиться на вид другой системы.
Посмотреть отдельные узлы как «кирпичики», то есть объекты (их потом удобно дублировать в конструкторе, например).
Можно посмотреть бетонные конструкции и их свойства.
И уже на них наложить виды систем или отдельных узлов.
Для заказчика мы обычно собираем красивый рендер (вот как ниже), а сами пользуемся при проектировании видом как выше.
Примерно три года назад компьютеры начали тянуть BIM-модели зданий. Конечно, 3D-здания проектировали ещё в Советском Союзе, но сейчас это стало действительно общедоступным и легко воспроизводимым.
Даже вот эти «кирпичики», то есть модели узлов, типа устройства лифтов, — они сделаны в 3D и могут рассматриваться со всех сторон. Поскольку это не «Ведьмак» и не «Mass Effect», оптимизацией движка здесь занимаются в последнюю очередь, никакого особого пререндера нет, и были нужны достаточно мощные машины для комфортной работы с системой.
Как набираются данные в такую модель
Сегодня проектирование здания может идти тремя путями:
Для нашего офиса, нарезка которого видна выше, мы использовали оба метода. Точнее, импортировали старые 3-мерные модели и данные по проектной документации, а затем стали поддерживать всё в BIM.
Первый этап занял несколько месяцев у двух специалистов. Мы взяли чертежи из Автокада и импортировали их в BIM-среду. Кое-что было в PDF, их пришлось обводить вручную. Архитектуру и конструктив мы делали месяц. Остальное время — инженерка, в частности, приходилось ходить в здание, смотреть на места и фотографии. Самое главное, что давала схема, — отсутствие коллизий систем. BIM-среда не даёт пересекать инженерные подсистемы: это похоже на трассировку платы. Есть много способов избегать такого и ловить баги.
Это крайне важно для генподрядчика, потому что за каждую такую коллизию на объекте он платит из своих потом. Я вот жилой комплекс построил, небоскрёб построил, в нашей команде есть человек, который три станции метро с нуля спроектировал, дата-центры и прочие объекты поменьше — вообще без счёта. Так вот, каждый чёртов раз, когда нет BIM, вентиляция вечно в колонну приходит. Исправляем, двигаем, меняем. Потом дизайнер говорит: «Всё не так». И канитель начинается с самого начала. Теперь мы проектируем сразу в BIM, и это снимает массу головной боли.
Но вернёмся к нашему зданию. После того, как все системы были очерчены, стали насыщать инженеркой и правильно оформлять чертежи, чтобы в BIM были полные спецификации. То есть сначала, например, электрощитовая была просто одним узлом, типа материальной точки, потом там появилось разбиение на отдельные крупные устройства и линии внутри, а потом она стала такой детализированной, что мы знали уже серийные номера запчастей. Эта глубина проектирования называется LOD: британский стандарт уровней детализации элементов информационных моделей. LOD100 и LOD200 — это как в компьютерных играх, когда есть некий конструктор и узлы. Модель может использоваться для анализа (на основе объемов, площадей и ориентации путем применения обобщенных критериев эффективности) и оценки стоимости на основании расчётных площадей и объемов. Ну, и планирования, конечно. LOD300 — это уже нормальная детализация для выпуска проектной традиционной документации и для проведения различных инженерных расчётов. Там же можно считать оборудование, изделия и материалы, а также черновую работу. Трёхсотая модель может быть использована для анализа коллизий. LOD 400 — уже выпуск рабочей документации, для проведения различных инженерных расчётов, для получения точных данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчёта объемов работ. Эта модель может быть использована на стадии СМР, то есть послужит прямой инструкцией строителям. За каждый косяк можно будет смело спрашивать. Утерялся метр кабеля — никто не заметит. Пропало 50 метров — сразу спалился. Мы обычно работаем на этом уровне, но для своего офиса замахиваемся на LOD 500. Эта модель может быть использована на стадии эксплуатации, там видны расходники вроде ламп и их ресурс.
400-й LOD на практике строительства даёт ещё несколько явных плюсов. Вот один пример. Очень частая ошибка — неверный расчёт мощностей. Обычно это делается вручную по сопоставлению различных планов. В BIM — автоматически считается системой, и всё состыковывается как надо. Часто проектировщики считают по разным методологиям либо просто не замечают какую-то деталь, и оборудование просто не включается по мощности.
Выход за бюджет обычно до 7 % на перезаказ новых агрегатов (это ещё если не приходится менять что-то в планировке на лету, чтобы поставить новое оборудование).
На 500-м LOD технико-экономические показатели здания уже один в один: оно же построено со всеми формулами расчёта нагрузок, мощности, марками унитазов, разуклонами и точным количеством провода.
Что дальше
Сметчикам очень удобно работать с BIM-моделью с 400-го LOD. Проектировщикам удобно — они быстро печатают и нарезают на узлы. Это очень сокращает время различных работ. Образованные прорабы BIM крутят и вертят. Подрядчикам на самой стройке, естественно, это вообще не надо, все «потери» на виду, да и подделать документацию очень сложно. Проверяется вся технико-экономика: земляная масса идеально, все трубы, всё. Пишутся логи: кто залез в модель, когда залез, что посмотрел, что поменял. Естественно, все эти модули усложняют работу в плане обучения (нужен где-то месячный курс минимум, чтобы просто профессионально читать BIM), но это уже требование нормативов. На госконкурсах теперь всё будет через BIM-модель. Необразованные подрядчики будут страдать.
Сколько это стоит
100 тысяч квадратных метров под LOD 400 перенести стоит примерно как 5-6 квартир в центре в деньгах и несколько месяцев в работе. Как это ни странно, это всё равно хорошо окупается на экономии на проекте. Однако более правильный подход — нужно сразу проектировать в BIM-среде. Это дольше на месяц на стадии подготовки, но получается почти бесплатно в общей смете.
Дороже автоматизация. Например, наши коллеги делали модуль для системы управления стадионом, там на нижних уровнях стоят датчики контроля, которые проверяют вибрации, уровень уклона стен и балок, оценивают появление дефектов в металле. Проще говоря, помогают понять, что стадион может обрушиться за полгода-год при нормальной жизни или за несколько часов, если он был повреждён землетрясением (но, вроде, стоит). Эти же данные передаются в МЧС в реальном времени.
BIM технологии в строительстве: что это такое и зачем они нужны.
Что такое BIM проектирование
Традиционное проектирование работает с двухмерными моделями объектов строительства. Это планы, чертежи, техническая документация. BIM проектирование существенно отличается от прочих видов проектных работ. Его отличие – сбор и обработка данных об архитектурно–планировочных, конструктивных, экономических, технологических, эксплуатационных характеристиках объекта, объединенных в едином информационном поле (BIM – модели). Все данные, заложенные в информационную модель объекта, связаны между собой и взаимозависимы.
Технологии BIM базируются на виртуальной трехмерной модели, обладающей реальными физическими свойствами. Но это не все ресурсы технологии информационного моделирования. К ней присоединяются добавочные измерения: время, планы, стоимость.
Они позволяют рассчитать и определить параметры процессов строительства еще до начала строительных работ на объекте. Управление данными модели поможет сократить сроки реализации проекта, упростит эксплуатацию возведенного объекта и продлит срок его службы.
BIM моделирование
Можно выделить определенную последовательность работ при создании трехмерной информационной модели. На первоначальном этапе происходит разработка блоков первичных элементов проектирования. Это готовые изделия, необходимые зданию (двери, окна, приборы отопления и освещения, плиты перекрытий, вентиляционное оборудование и пр.), изготавливаемые вне территории строительства. Эти элементы при строительстве объекта не делятся на части. Следующий этап моделирует те части объекта, которые возводятся на стройплощадке: фундамент, стены, конструкции крыши и кровли, навесной фасад и другие необходимые элементы здания.
Деление на этапы условно. При BIM моделировании вы можете заменить партию не подходящих приборов отопления на другие, приобретенные у другого производителя и отличающиеся по цене от изначального варианта. Этапы моделирования поменялись, но это не потребует дополнительных работ по разработке проекта. Использование другого изделия автоматические отразится в соответствующей технической документации и на внешнем виде объекта. Информационная модель меняет свое содержание и конфигурацию на протяжении всего жизненного цикла объекта. К 3D характеристикам добавляются временные показатели. Тогда ее называют 4D моделью BIM.
Присоединяйтесь к более 3 тыс. наших подписчиков. 1 раз в месяц мы будем отправлять на ваш email дайджест лучших материалов, опубликованных у нас на сайте, на странице в LinkedIn и Facebook.
Как функционирует BIM
Практически работа над BIM проходит несколько этапов:
Преимущества внедрения BIM
Применение BIM технологии в строительстве подразумевает комплексный подход на всех уровнях строительного процесса и имеет свои достоинства на каждом уровне.
Одно из главных достоинств Вim проектирования – получение всеобъемлющего соответствия параметров и эксплуатационных характеристик возведенного здания требованиям Заказчика.
Программное обеспечение для реализации BIM модели
Программных решений, реализующих BIM моделирование в строительстве множество. Они могут быть платными и бесплатными, многие позволяют облачное хранение BIM модели и удаленный доступ. Наиболее востребованные среди них:
Инструменты сборки единой информационной модели
Остается открытым вопрос: а как можно гарантировать совместную работу архитектурных и инженерных программ? В этом случае требуется возможность взаимосвязи различных моделей и поддержка формата обмена данными. Вопрос решается использованием продукта OpenBIM.
OpenBIM представляет концепцию универсального подхода к созданию проекта, возведению и эксплуатации объектов, базирующийся на открытых стандартах и процессах. При этом используется открытая модель данных buildingSMART.
Вывод: Есть много способов сборки единой BIM модели. Виртуальное моделирование требует к себе прогнозируемого подхода, взгляда на несколько ходов вперед. Нужно изначально представлять, как части модели, выполненные с применением различных программ, собрать затем в единый работающий комплекс. Для случая сборки модели, состоящей из элементов, разработанных в различных программах, имеющих собственные форматы файлов, существует федерированная модель. В этом случае сборка единой модели из программ выполняется в специальной сборочной программе: Autodesk NavisWorks, Tekla BIMsight и др.
Присоединяйтесь к более 3 тыс. наших подписчиков. 1 раз в месяц мы будем отправлять на ваш email дайджест лучших материалов, опубликованных у нас на сайте, на странице в LinkedIn и Facebook.