CC BY
48
УДК 004.4 + 004.92
BIM-СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА В АРХИТЕКТУРНОМ ВУЗЕ
Мусиенко Ю.И., архитектор
Мусиенко Е.И., кандидат физико-математических наук, доцент Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств
Аннотация. Статья посвящена исследованию стратегического и общефилософского понимания технологии BIM в деятельности архитектора как жизнеустроителя. Обосновывается неизбежность перехода архитектурной деятельности на BIM-технологии в контексте общемировой цифровизации и виртуального моделирования массы взаимосвязанных процессов, в частности процесса проектирования и строительства зданий, поселений и городов как составляющей всей структуры существования планеты, биосферы, экосферы, техносферы и общества.
Рассмотрены практические аспекты преподавания BIM в архитектурном
вузе.
Ключевые слова: цифровизация, инновация, BIM, вузовское образование, архитектурные программы, образовательная стратегия.
Понятие BIM, BIM-технологий, BIM-среды
По базовому вполне актуальному определению, данному В.В. Талаповым в учебном пособии «Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий»: «BIM (Building Information Model) - это информационная модель здания, т. е. вся имеющая числовое описание и нужным образом организованная и управляемая информация об объекте, используемая как на стадии проектирования и строительства здания, так и в период его эксплуатации и даже сноса» [1].
На сегодняшний день под аббревиатурой BIM часто подразумевается не сама модель, а технология информационного моделирования зданий - BIM-технология. Определение емкое и конкретное, правда, его расшифровыванию и растолковыванию в учебном пособии посвящено более 300 страниц убедительного грамотного текста по существу. И все равно, BIM, BIM-технология - они как «счастье», которое каждый понимает по-своему. Дело в том, что как понятие (определение), так и сам феномен BIM находятся в стадии творения, становления и осознания.
Надо сразу оговориться, что по данному выше определению, информационная модель здания может существовать, например, в голове гениального архитектора (субъекта), способного держать в памяти все параметры здания и связи между ними как некий замысел, мыслительную
модель, с которой он работает, умозрительно оттачивает, изменяет, проводит эксперименты, что, кстати, и бывает в процессе архитектурного творчества.
Однако итоговая общественно значимая информационная модель здания объективна (чаще всего она фиксируется на бумаге как проект, например как набор чертежей и изображений с пояснениями и спецификациями). Мы же в дальнейшем будем говорить о BIM как об объективной информационной модели здания, существующей в некоей специальной техногенной виртуальной среде, которая представляет из себя сложнейший настроенный, отлаженный и поддерживаемый в рабочем состоянии специалистами конгломерат компьютерных программ и вычислительных средств, на которых они работают.
Поэтому существование виртуальной BIM-среды или даже различных BIM-сред является необходимым условием реализации BIM и BIM-технологий. Причем в идеале модель самодостаточна и не должна зависеть от технологий ее создания и среды ее существования, т. е. здание, построенное в результате проектирования в программной BIM-среде от одного производителя, не должно отличаться от того же здания, смоделированного в другой среде с другой технологической спецификой и набором программ.
Для более глубокого понимания BIM чисто теоретически предположим, что мы имеем очень мощную виртуальную среду и способны подробно смоделировать в ней всю структуру жизни планеты Земля, ее биосферы, экосферы, техносферы, каждого человека в отдельности и всего социума в целом. Вопрос лишь в подробности такого моделирования (никакая модель не способна полностью воспроизвести прототип) и в информационно-вычислительных мощностях нашего оборудования, формирующего виртуальную среду. Кстати, многие сложные взаимосвязанные глобальные процессы и явления уже моделируются, и в этом нет ничего фантастического.
Тогда BIM (расширим понятие от единичного здания до класса, до всех объектов строительства и архитектуры) - просто часть такой виртуальной модели, совокупность информационных структур: зданий, кварталов, микрорайонов, поселков, городов, со всеми их неисчислимыми параметрами, внутренними и внешними связями, реализуемыми во времени. BIM можно понимать как объективную высокоструктурированную виртуальную (компьютерную) модель рукотворной, техногенной среды обитания человека, воспроизводящей как существующую реальность, так и ту реальность, которая только возможна в перспективе (уже запроектирована, проектируется, строится) или прогнозируется как наиболее благоприятная или возможная исходя из текущих условий. Одним словом, это подробная «живая» виртуальная модель всей совокупности объектов, которые созданы и создаются архитекторами и строителями, причем в неразрывной связи со структурами, моделирующими природу, климатические, сейсмические, социальные, демографические процессы и неархитектурную техносферу. Такой подход тотального виртуального моделирования заставляет целостно взглянуть на всю планету, осознать экологическую ответственность Человечества перед своим домом,
планетой Земля. Уже существует и активно развивается понятие Green BIM, предполагающее реализацию желательных, благоприятных с точки зрения экологии параметров при возведении архитектурно-строительных объектов, причем именно в BIM-среде успешно осуществляется их виртуальная оптимизации по определенным критериям рейтингов и законодательных регламентов «зеленого» строительства.
Если предположить, что даже при наличии сегодняшних еще пока слаборазвитых технологий моделирования в виртуальных средах архитектору и его коллегам смежных специальностей по долгу службы положен шлем виртуальной реальности, то уже сейчас после соответствующего проектирования в рамках BIM-технологий они смогут прогуляться внутри и снаружи запроектированной ими самими виртуальной модели здания, попадая при этом в критические виртуально смоделированные ситуации пожара, сильного снегопада, ливня, катастрофической жары или холода, сильной солнечной активности или, наоборот, режима экономии электричества при пасмурной погоде, неслыханного наплыва гиперактивных посетителей или отключения отопления в мороз, ну или даже всех напастей сразу, они смогут оценить не только насколько красиво и функционально их творение, но и насколько оно жизнеспособно как в экстренных случаях, так и в течение всего предполагаемого жизненного цикла.
Мало того, архитектор вместе с коллегами сможет понять, насколько их творение экономично, экологично, рационально в строительстве, удобно и оптимально в эксплуатации... и даже сможет его грамотно отреставрировать, реконструировать или снести.
И возможностей улучшать свое творение, изменяя один или массу параметров, у архитектора и его сотворцов будет предостаточно, ведь BIM по определению адекватно откликается на все изменения, так как в модели заложены все необходимые для решения поставленных задач связи и она виртуально почти «живая».
Архитектор сможет органично воспринимать целостность своего творения. Благодаря технологиям BIM и львиная доля технического рутинного труда, так называемая рабочка, изменит свои формы, статус и будет существенно менее трудоемкой, правда, при условии, что немалые человеческие и творческие ресурсы затрачены уже на создание собственно модели.
Если технические проблемы, а именно проблемы создания, настройки и совершенствования BIM-среды, не будут заботить архитектора, то он сможет заниматься чистым архитектурным творчеством, связанным не с рутинными технологическими процессами, а с принятием правильных, взвешенных решений, часто получаемых как результат исследовательской проектной работы, реализовывать которую также успешно позволяет BIM. Его деятельность обретет новый высочайший профессиональный уровень творческой свободы, правда и ответственности при этом прибавится, ведь
использование BIM-технологии даже для неспециалистов наглядно проявит как достоинства, так и недостатки будущего здания или комплекса.
Даже без шлема виртуальной реальности, пусть и менее эффектно и наглядно, все то же самое уже реализуется в различных BIM-средах через визуализации, демонстрационные ролики, схемы технических элементов и инженерного оборудования, диаграммы и графики состояний модели, визуализации конструкций и внутренних напряжений в них, процессов строительного производства как всего здания, так и отдельных деталей, схем и графиков монтажа и монтажных работ, файлов создания отдельных деталей на станках с ЧПУ и т. д.
Неизбежность BIM-стратегий в архитектурном творчестве и проектировании
Чем рациональнее и полнее моделируются здание и процессы, тем проще сделать правильный выбор, найти ошибки, нестыковки, коллизии и разрешить их в модели еще до осуществления строительства. Это приводит к существенной экономии времени, денежных средств и человеческих ресурсов.
Но не только экономические, экологические, практические преимущества делают технологию BIM неизбежной перспективой дальнейшего развития и совершенствования архитектурной профессии. Желание создавать пластически и структурно сложные, криволинейные, биоморфные, фантастические, футурологические, как бы «преодолевющие физические законы» архитектурные объемы, само по себе подтолкнуло архитекторов к поиску новых технологий решения дерзких и нестандартных задач, что существенно повлияло на интенсификацию развития как техники и строительных технологий в целом, так и на развитие BIM-технологий в частности. Сегодня все самые современные, сложные, нестандартные архитектурные постройки создаются с использованием BIM-технологий. Понятно, что творческая мысль архитекторов не остановится, дерзновенности мечтаний и замыслов нет предела, поэтому альтернативы BIM нет.
Поскольку сегодня заказчик, архитектор и девелопер вместе стоят в основании любой задумки, проекта и в итоге здания, а другие специалисты, инженеры, проектировщики и строители, подключаются к ним по мере необходимости, архитектор попадает именно в эпицентр всех BIM-процессов, он рождает и кристаллизует в себе саму идею будущего здания, поселка, города. Поэтому исключить его из BIM невозможно, нельзя решить, что BIM нужен лишь для создания визуализации (фотореалистических изображений и видеороликов) в инженерно-строительной части или для упрощения формирования смет и рабочей документации.
BIM неразрывно связан с творчеством, он является мощнейшим инструментом синтетического творческого процесса. И именно архитектору, как «главному строителю», «жизнеустроителю», в первую очередь и предстоит глубоко осознать и освоить такие понятия, как BIM-философия, BIM-мышление, BIM-стратегия. Это совсем молодые сущностные категории, но они
уже существуют и активно развиваются. Они ждут своего анализа, классификаций, научных исследований, толкований, теоретического и практического осмысления. Пока же теория и практика BIM есть, но она достаточно невнятна и фрагментарна. Нет обобщающих теоретических исследований BIM как инструмента творческого процесса. К сожалению, нет и чисто практических очень нужных статистически грамотных исследований и данных сравнения качества и скорости работы в различных BIM-программах и их комплексах, мало опытных специалистов, качественно работающих в различных BIM-средах, способных поделиться опытом.
Несмотря на то что проводятся отдельные мероприятия [2], популяризацией BIM на высоком профессиональном уровне в России занимаются единицы. Специалистов, качественно обучающих работе с BIM, также единицы, и в основном это не практикующие архитекторы, а BIM-менеджеры, представляющие интересы компаний-производителей программного обеспечения. У них свой, иногда очень узкий и специфический, часто чисто технический, прагматический подход продавцов компьютерных программ, формирующих BIM-комплексы (наборы программ и приложений для комплексного решения архитектурно-строительных задач).
Преподающих в вузах опытных архитекторов-практиков BIM просто нет из-за того, что не было времени и условий им сформироваться, к тому же наличие конкуренции на архитектурном рынке не сподвигает тех, кто уже приобщился к BIM и оценил его конкурентные преимущества, делиться своими наработками и мнениями, так скажем, профессиональными секретами, по той же причине трудно получить рекомендации о формировании эффективных устойчивых BIM-сред.
Возможное развитие BIM в рамках архитектурного или строительного вуза
В многогранном и всеобъемлющем развитии BIM как одного из инструментов общего улучшения жилой среды и экономики заинтересовано общество в целом, поэтому государство, представляющее его интересы, должно в той или иной мере оказывать финансовую поддержку развитию BIM-технологий.
У правительства есть намерения внедрять BIM в нашей стране - это естественно, это прогрессивно [3].
И хотя, «государственный BIM в России так и не внедряется... в нашей стране уже есть компании, которые стали лидерами в области информационного моделирования на мировом уровне» [4]. Это обнадеживает.
Наряду с государством, непредвзято и чисто прагматически заинтересованы в развитии BIM-технологий фирмы, торгующие самым разным программным обеспечением, комплектующим BIM-комплексы (без лоббирования при этом конкретных производителей и их программ).
В этой ситуации именно архитектурные и строительные университеты при поддержке государства и фирм-продавцов программного обеспечения могут
стать центрами успешного освоения и развития BIM-технологий, своеобразными образовательно-испытательными творческими полигонами.
Такие попытки уже есть. В частности, можно ознакомиться с подобным опытом в СПбПУ им. Петра Великого: «Политех готовит BIM-менеджеров и собирает самый большой BIM-проект в мире» [5]. Правда, хотелось бы, чтобы преподавание BIM было более профессионально ориентированным и органично встроенным в саму суть учебного процесса вуза, т. е. выпускались бы не BIM-менеджеры, а архитекторы и строители со знанием BIM.
Если во всех крупных архитектурно-строительных учебных заведениях будут созданы специальные лаборатории, поддерживающие компетентными специалистами качественные BIM-среды через покупку или учебный лизинг соответствующих учебных и неучебных версий программ, реализована их настройка и адаптация, затем проведены учебные занятия по BIM как для студентов, так и для преподавателей различных кафедр, то появится реальная возможность ведения комплексного BIM-преподвания в структуре учебных курсов: создания студентами курсовых и дипломных архитектурных проектов в этих BIM-средах, включая все инженерные и строительные разделы.
Возможно реализовать BIM-среду как на основе архитектурной AUTODESK Revit, так и на основе программы GRAPHISOFT ArchiCad [6].
Если вести преподавание проектирования и моделирования как в той и другой BIM-средах, то будет параллельно решаться несколько важных и очень нужных задач: обучения студентов как BIM-специалистов-архитекторов, перманентного повышения квалификации работников лаборатории, создания и оптимизации BIM-сред, их сравнения, выделения сильных и слабых сторон, проведения разносторонних научных исследований по проблематике BIM, наработки опыта работы всеми участниками процесса, создания баз данных различных элементов информационных моделей зданий и городов, так называемых библиотечных элементов. Лаборатории должны иметь общую межвузовскую среду для общения и обмена опытом и курироваться министерством.
Вопрос только в переходе от призывов, популизма и «красивых теорий» к конструктивной практике.
Рано или поздно каждый крупный архитектурный вуз будет вынужден принять BIM-стратегию преподавания и успешно ее реализовать. Чем быстрее и рациональнее это произойдет, тем лучше.
Библиографический список
1. Талапов В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий. - М.: ДМК Пресс, 2011. - 392 с.
2. Третий о Всероссийский конкурс BIM-технологии 2018 [Электронный ресурс]. - URL: https://ardexpert.ru/contest/konkursBIM
3. Перечень поручений по итогам заседания Государственного совета [Электронный ресурс]. - URL: http://kremlin.ru/acts/assignments/orders/52154
4. Талапов В.В. Информационное моделирование в «Волгограднефтепроекте»: Часть 1 - начало пути [Электронный ресурс]. - URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=20336
5. Высоцкий А., Коршунова О. Политех готовит BIM-менеджеров и собирает самый большой BIM-проект в мире [Электронный ресурс]. -URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=20333
6. Савицкий В., Сизов В. ARCHICAD плюс Tekla Structures равно Open BIM [Электронный ресурс]. - URL: http://isicad.ru/ru/articles.php? article num=18524
BIM-STRATEGY AND TACTICS IN THE ARCHITECTURAL HIGHER
EDUCATION INSTITUTION
Musienko Y.I., Architect,
Musienko E.I., Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Docent Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts
Abstract. The article is devoted to the study of the strategic and all-Philosophical understanding of BIM technology in the activities of the architect. The inevitability of the transition of architectural activity to BIM-technology in the context of global digitalization and virtual modeling of a mass of interrelated processes, in particular, the design and construction of buildings, settlements and cities as part of the entire structure of the planet, biosphere, ecosphere, technosphere and society, is substantiated. The practical aspects of teaching BIM in an architectural university are considered.
Keywords: digitalization, innovation, BIM, university education, architectural programs, educational strategy.
