BIM-моделирование как перспективная технология проектирования
На протяжении всей истории люди старались создать комфортные условия для своего существования. Любое вмешательство в преобразование материального мира начинается с прогнозирования предстоящих событий и выбора методов решения предполагаемых проблем. В настоящее время невозможно представить решение любой из данных задач без предварительного создания проекта, который позволит воплотить намеченные планы в жизнь. Проектирование строительных объектов долгое время оставалось весьма консервативным процессом, который, тем не менее, активно впитывал достижения научно-технического прогресса. До появления электронно-вычислительных машин сам процесс проектирования являлся весьма кропотливым, энерго- и трудоемким занятием, с довольно низкой производительностью. Традиционными помощниками специалистов-проектировщиков во всем мире многие десятилетия являлись довольно громоздкие и примитивные чертежные устройства и приспособления, а также традиционные листы ватманской бумаги (Рис. 1).
Рис. 1. Работа специалистов-чертежников в середине ХХ века.
Стоит ли говорить, что для реального воплощения на бумаге технически сложного объекта требовался весьма значительный штат квалифицированных специалистов, средства производства и обеспечения условий их труда. Получение готового продукта было сопряжено с огромными затратами времени отдельных специалистов, не было лишено риска возникновения ошибок, которые зачастую сложно было выявить на ранних стадиях и еще сложнее устранить впоследствии. Кроме того, готовый продукт предмета проектирования с большим трудом можно было представить в конечном объемном воплощении, не применяя образное мышление и руководствуясь развитым воображением. Зачастую, проектное решение, выполненное данным образом, имело преобладающее черно-белое исполнение и плоские проекции, однако разумные альтернативы отсутствовали по вполне объективным причинам.
Развитие научно-технического прогресса в сочетании с бурным внедрением средств автоматизации труда, стремительным усложнением цифровых средств, возрастанием уровня их сложности, быстродействия и стремительным обретением доступности для всего человечества, в корне изменили положение вещей. Решение части рутинных технических задач уже можно стало доверять компьютерам, исходя из уровня их возможностей, высвобождая человеческий разум для более творческой и созидательной деятельности. Эпоха массового внедрения компьютеров открыла новую страницу в мире проектирования, в частности системы автоматического проектирования (CAПP) или проектирования с помощью компьютера (Computer Aided Design), сокращенно - CAD, вытеснили кульманы, готовальни, линейки, трафареты, транспортиры и прочие классические чертежные инструменты (Рис. 2).
Рис. 2. Работа специалистов в конце ХХ - начале XXI века.
Появление персональных компьютеров существенно расширило арсенал технических возможностей специалистов в области проектирования. По мере роста их производительности, расширения ресурса памяти, упрощения процесса управления, появления цветной печати и иных привычных нам сегодня опций появились возможности создания и отображения сложных 3D-моделей, то есть получить перспективный вид на объект проектирования с любой точки и в любом ракурсе. Отпала необходимость подготовки громоздких перспективных рисунков, неизмеримо выросли возможности выполнения презентаций и демонстраций, расширился диапазон сотрудничества специалистов в смежных отраслях деятельности. Программное обеспечение также совершило качественный скачок и позволило создавать базы данных, библиотеки и приложения, доступные профильным специалистам, которые получили возможность комбинировать различные задачи, инженерные и прочие решения с объектами проектирования. Другими словами, процесс проектирования вышел на качественно иной уровень эффективности, принципиально недостижимый в недавнем прошлом. Современный компьютер, оснащенный CAПP, в руках умелого пользователя стал способен заменить множество традиционных специалистов и рабочих мест, оснащенных классическими кульманами, обладая неизмеримо большими возможностями и перспективами.
Специфика более раннего технологического развития опиралась исключительно на геометрические характеристики объекта проектирования и не предполагала наличия в готовом материале доступной к извлечению и анализу актуальной информации о его свойствах. Необходимо отметить, что ни готовый классический двухмерный чертеж, ни 3D-модель и даже ни законченный макет не одержали информации обо всех материалах, узлах, компонентах и взаимосвязях между ними. Безусловно, каждый из упомянутых выше этапов развития - от простейшего рисунка, выполненного человеческой рукой, и до этапа получения возможности всестороннего ознакомления с трехмерной моделью, внес и продолжает вносить неоценимый вклад в развитие процесса проектирования и моделирования, но в современных реалиях быстроменяющегося мира этого уже недостаточно для поступательного движения вперед.
В самом начале XXI века в профессиональный язык компаний-разработчиков и специалистов-проектировщиков стало входить понятие «Building Information Model», то есть «информационное моделирование зданий» (BIM). Говоря доступным языком, BIM содержит сведения об объекте строительства не в виде привычных нам табличных данных, перечней и спецификаций, а комплексную виртуальную модель с конкретными техническими и технологическими параметрами, структурированными и скоординированными между собой, а кроме того, обладающими конкретными геометрическими привязками. Это дает неоспоримые преимущества: в модель легко вносить изменения, она может подвергаться обновлениям, а также имеется возможность оперативной избирательной выгрузки и текущего анализа требуемых сведений об объекте. В общем смысле, в отличие от спроектированной в CAПP модели с исключительно визуальной составляющей, программа BIM-проектирования может предоставить пользователю трехмерную модель, наполненную необходимой рабочей информацией об используемых материалах, их физико-химических свойствах, эксплуатационных характеристиках, технических параметрах и т.д. Здание в данном случае воспринимается как единый объект, в котором соединено все, связанное с процессом строительства: внешний вид, инженерные коммуникации, дизайнерские решения, экономические показатели, этапы строительства, логистика, окружающая среда, количественные показатели используемых материалов и их спецификация. Такой подход экономит материальные и финансовые ресурсы, оптимизирует время и позволяет осуществлять текущий мониторинг, корректировать выявленные ошибки и недочеты.
Это отличает BIM-проектирование от 3D-модели, разработанной специалистами с помощью программы AutoCAD. Указанные обстоятельства способствуют качественному облегчению и ускорению как самого процесса проектирования, повышают производительность труда, а кроме того, создают весомые рычаги и обстоятельства для многопрофильного управления зданием.
Цифровая модель BIM-проектирования обладает тем преимуществом, что может использоваться для оценки состояния здания и управления его эксплуатацией на протяжении всего жизненного цикла (Рис. 3), в том числе для:
первичной визуализации проекта для согласования с заказчиком;
проведения необходимых анализов и расчетов с целью обоснования выбранных проектных решений;
создания комплекта проектной документации и составления смет в автоматическом режиме;
оптимизации процессов заказа строительных материалов и выстраивания логистических цепочек;
управления процессом строительства здания, его эксплуатацией, реконструкцией, ремонтом, сносом и утилизацией.
Рис. 3. Универсальность процесса BIM-проектирования
Программы Revit, ArchiCad, Allplan специально разработаны для реализации вышеуказанных задач BIM-проектирования, а одной из профессий будущего, которая востребована на рынке и уже стала реальностью в наши дни, является BIM-проектировщик. Высшим уровнем BIM-модели является цифровой двойник здания. В этом случае «умная» программа фиксирует, регистрирует и обрабатывает показания всех текущих параметров (уровень освещения, давление воды, температура воздуха, утечка газа и т. п.). Это является предпосылкой для создания в будущем целых цифровых городов с упрощенной и качественной эксплуатацией (Рис. 4).
Рис. 4. BIM-модель внутренних коммуникаций Лахта Центра (г. Санкт-Петербург)
Тем не менее, было бы некорректным утверждать, что BIM-модели являются универсальным решением, поскольку и в наше время ряд сложных инженерных задач выполняется с помощью других специальных прикладных программ. Однако, потенциальная трудность внедрения BIM-проектирования заключается в том, что оно может максимально прозрачно продемонстрировать на всех этапах сметные и реальные показатели, как заказчику, так и надзорным органам, что может иметь своих потенциальных противников в среде изначально недобросовестных исполнителей. Кроме того, в настоящее время отсутствуют стандарты единого подхода к работе с BIM, многие заказчики в полной мере не обладают необходимыми знаниями обо всех возможностях данной технологии и инструментов информационного моделирования, поэтому не исключены недопонимания, как на стадии подготовки технического задания, так и методиках оценки выполненного объема работ.
Текущие трудности не умаляют очевидных достоинств BIM-моделирования, которые с определенной долей уверенности позволяют прогнозировать в недалеком будущем постепенное вытеснение ими САРП, так же как в свое время они вытеснили черчение на бумаге, ведь История неумолима в своем поступательном развитии.
Хочется особенно отметить, что специалисты нашей компании идут в ногу со временем и уже приступили к работе по разработке BIM-моделей продукции противопожарного назначения, которая выпускается под пользующимся популярностью у потребителей брендом PROFIREX. В самое ближайшее время указанные модели будут доступны для скачивания на нашем корпоративном сайте www.p-con.ru. Сейчас с BIM-моделями продукции можно ознакомиться, пройдя по ссылке на библиотеке BIM-контента для целей проектирования, архитектуры, строительства - BIMLIB.ru. В перспективные планы Инженерно-производственной компании «Промо-консалтинг» входит разработка BIM-моделей на всю линейку выпускаемой продукции и предоставление открытого доступа к этой информации всем заинтересованным профильным специалистам (инженерам-проектировщикам) с целью оптимизации трудозатрат и повышения уровня комфорта в их профессиональной работе.
Скачать BIM-модели нашей продукции можно по ссылке
В данном обзоре проанализированы, обобщены и использованы материалы, полученные из открытых источников, размещенных в сети Интернет, в том числе на следующих информационных ресурсах:
