CC BY
13—----ЖМЛИЩНО Е ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 728
Г. ВИЛЬДЕРМУТ, дипл. инженер, Nemetschek Engineering GmbH (Австрия); В. ШКАТОВ, дипл. инженер, Allbau Software GmbH (Германия)
Индивидуальная архитектура — индустриально
Приведены основы информационного моделирования здания, обозначающего интегрированный процесс проектирования, строительства и эксплуатации сооружений, создающего основы для обеспечения всех участников строительства оперативной и достоверной информацией.
Ключевые слова: информационное моделирование зданий, система автоматического проектирования, 3D-модель, автоматический чертеж.
В Советском Союзе понятие «сборное здание» было символом низкого качества и однообразной формы. С подъемом строительства в странах СНГ производства сборного железобетона либо прекратили свое существование, либо остались только как база массовой застройки. В странах Европы сборные технологии продолжили технологическое развитие и заняли весомое место наряду с монолитными и дру-
гими способами возведения зданий, объединяя традиционные преимущества - скорость и всепогодность, с новыми - заводским качеством, индивидуальными формами, а иногда и прочностью монолита.
Современные сборные изделия уже на заводе могут получить фасадную отделку и утеплитель, разводку под электромонтаж и сантехнические системы, выпускаться не только из бетона, но и, например, из керамических
блоков. Все это привело к тому, что в Германии сборных перекрытий существенно больше, чем монолитных; в Голландии их доля также высока.
Благодаря применению специализированных компьютерных систем современные производства ориентированы не на более новую серию или новый альбом более совершенных изделий, а на реализацию индивидуальной архитектуры из индивидуальных сборных элементов. При этом не возможности завода диктуют форму здания, а наоборот, завод производит комплект изделий индивидуальной формы под архитектурный проект клиента. Для этого не только завод должен уметь выпускать изделия любой конфигурации, но и проектирование нестандартных изделий должно безошибочно успевать за роботизированным производством. Тогда завод сможет войти в новую для него нишу проектов индивидуальной архитектуры, в которую ранее попадали только фирмы, работающие с большой долей ручного труда на стройплощадке, - и успешно побеждать там качеством и ценой. Данные компьютерные системы более не являются системами автоматизированного проектирования (САПР), но объединяют на базе цифрового моделирования здания BIM проектирование, производство и экономику.
BIM («Building Information Modelling» - «Информационное моделирование зданий») обозначает цельный интегрированный процесс проектирования, строительства и эксплуатации сооружений. Как дальнейшее развитие классических САПР, BIM создает основы для обеспечения всех
Планирование монтажа
Рис. 1. Система Allplan Precast с приложениями, банком данных и информации для сооружений и сборных элементов
—-----ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Рис. 2. Жилой дом из сборньа элементов. Модель для планирования производства и монтажа
участников строительства оперативной и достоверной информацией.
При создании сборных элементов информационное моделирование зданий играет значительную роль. Проектирование, производство, доставка и монтаж зачастую находятся в одних руках, так что комплексное решение сразу же приносит прямую выгоду. BIM, как ранее САПР, становится инструментом повседневной практики. Allplan Precast, кроме того, представляет на рынке такой программный продукт, который уже сегодня успешно внедряется (рис. 1).
BIM базируется на объемном моделировании здания. Поэто-
Рис. 3. 3D-армирование сэндвич-панели
му для всех приложений, будь то перекрытия или стены, или такие конструктивные сборные элементы, как колонны и фермы, необходимы функции для автоматизированного создания чертежей, которые используются и будут использоваться.
На первом этапе проектирования создается SD-модель. При использовании высокоавтоматизированного гибкого производства архитектурная модель «режется» на сборные элементы. На рынках СНГ, где еще ведется много типового строительства, возможна комбинация этого принципа с использованием библиотеки со стандартными SD-элементами (рис. 2). При этом здание как модель сборных элементов создается из отдельных сборных элементов. Часто одновременно разрабатываются и закладные детали, чтобы с самого начала обеспечить безошибочность монтажа в будущем и отсутствие нестыковок. На последующих этапах разрабатываются планы опалубки и схемы армирования для отдельных сборных элементов.
Allplan Precast предлагает для этого единственную в своем роде техно-
логию - «автоматический чертеж изделия». Благодаря технологии автоматического чертежа изделия достаточно щелчка мышью по сборному элементу, чтобы автоматически появился чертеж, содержащий виды, разрезы, размеры, основную надпись, спецификации и обозначения. Чтобы все типы сборных элементов имели свойственную им компоновку, имеется графический редактор компоновок, с помощью которого можно оформлять как произвольные, в том числе и индивидуальные, проектные документы, так и разнообразные формы и ведомости (рис. S).
Армирование и установка закладных деталей выполняются на чертеже изделия, потому что разработка арматуры в трех окнах проекций с видами и разрезами существенно проще, чем в изометрии. Хомут легче вводить на разрезе, размещение лучше делать на виде. В конце концов, возникает трехмерный арматурный каркас. Если затем понадобится еще один разрез, то он автоматически окажется правильным. При работе в модели или на чертеже изделия информация одновременно появляется во всех представлениях.
Таким образом, BIM позволяет для внесения изменений переходить в модель. Этот тип моделирования функционирует в обоих направлениях и предоставляет согласованные чертежи и данные (рис. 4), что дает дополнительное преимущество пользователям, испытывающим затруднения в освоении объемного проектирования: они могут работать, как привычно, на плоских видах, а все их изменения все равно заимствуются в объемную модель.
Скопировать что-либо в 2D можно без проблем. Например, трудоемкое конструктивное армирование вокруг оконного проема, находящееся в наклонной стене, становится в SD трудной задачей. Потребуется рассчитать расстояния и углы, точную глубину расположения ряда, поэтому большинство проектировщиков считают такую задачу сложной. Но в Allplan Precast существует функция переноса, которая решит эту задачу за одну операцию и расположит арматуру вместе с закладными деталями по месту. Подобные функции делают преимущества 2D сомнительными и гарантируют качество и эффективность.
32011
33
Объект - для чертежа: проектировать и изменять в модели
Интерактивное редактирование чертежа
Рис. 5. Высокоармированная колонна. Разрез и размеры в 3D PDF
Автообновление модели
Рис. 4. Взаимодействие 3D-модели и 2D-чертежа
100% согласованные чертежи и модель
Автоматизация создания чертежей означает, что для каждого сборного элемента создается автоматический чертеж. При роботизации размещения опалубки для сборных перекрытий и стен это само собой разумеется, для конструктивных сборных элементов требуются другие основания.
Одинаковые сборные элементы должны помещаться на чертеж вместе с указанием их количества. Это означает, что Allplan Precast проверяет сборные элементы и определяет, точно ли совпадают геометрия, арматура, закладные детали и такие атрибуты, как, например, класс бетона. Если это так, то данные сборные элементы документируются на одном единственном чертеже изделия с указанием количества исполнений.
Так как периодически будут вноситься изменения, программа проверяет, чтобы надпись на общем плане и на чертежах изделий автоматически приводились в соответствие. Так обеспечивается постоянная согласованность модели здания и, например, монтажной схемы, а также отдельных чертежей для производства сборных элементов, включая надписи и объемы.
Именно для строительства, в котором требуются по возможности одинаковые детали, такая функциональная возможность является особенно важной, поскольку программа отфильтровывает идентичные элементы.
Вместе с этим предоставляются все безупречные данные для таких последующих работ, как планиро-
вание производства, закупка сырья, планирование поставок, что является надежной основой для оптимизированного по затратам товарного хозяйства.
С помощью Allplan Precast выполняется и конструкторская работа. Наряду с бумажными чертежами и спецификациями, т. е. обычными результатами работы проектировщика, появляются также виртуальные сборные элементы. Поскольку формат PDF получил широкое распространение и каждый на своем компьютере имеет по крайней мере средство просмотра PDF и умеет им пользоваться, то этот формат является подходящим инструментом. Данные PDF, причем в объеме, можно импортировать из Allplan без дополнительной обработки, структурировать и экспортировать (рис. 5). Наши клиенты используют PDF 3D, для того чтобы сделать свои предложения более прозрачными. Ответственный за качество использует PDF 3D, чтобы на заводе сопоставить сборный элемент по проекту с реально изготовленным. Особенно продвинутые клиенты имеют на производстве монитор и работают только с данными в формате PDF как с чертежами, так и с моделью.
В настоящее время существуют классические системы планирования ресурсов предприятий, чтобы поддерживать на предприятии сбыт, подготовку работы, производство, а также поставки и монтаж. Однако обмен данными и информацией между различными системами при проектировании, на производстве и при планировании ресурсов предприятия базируется чаще всего на очень простых интерфейсах и передаче файлов с данными.
В будущем, однако, следует ожидать непрерывные информационные
Рис. 6. Программа для планирования поставок, производства и монтажа
Рис. 7. Виртуальный штабель стенных панелей
потоки и согласование данных, с упрощением организации производства и устранением источников ошибок.
И если уже существуют виртуальные сборные элементы, то в будущем такие задачи, как планирование поставок, производства и монтажа станут решаться не с помощью колонок, заполненных цифрами, а графически, так как информация о сборном элементе является наглядной и доступной (рис. 6, 7).
Применение роботизированных производств - мечта, но необходим тщательный экономический анализ. Гибким производство может быть и при применении магнитной опалубки, переставляемой вручную, что существенно удешевляет модернизацию. Однако стыковка с Allplan Precast возможна и в этом случае: с применением недорогих решений на базе плоттеров либо лазеров разметка под опалубку, закладные и пр. становятся простейшим и, главное, абсолютно безошибочным делом. Даже если новое производство комбинируется со старым на базе несъемной опалубки, интеллектуальное проектирование здания возможно на базе библиотек старых изделий и автоформирования новых, в том числе доборных.
Allplan Precast поставляется на русском языке; обеспечивается связь со сметными системами Республики Беларусь и РФ, системами расчета конструкций SCAD и ЛИРА. Выгрузка экономических
данных производится в 1С. Поддержка пользователей осуществляется на русском языке персоналом представительств Allbau Software в странах СНГ.
Таким образом, информационное моделирование зданий BIM в строительстве в значительной степени еще является будущим, которое разрабатывается на стыке разных дисциплин и быстрому развитию которого препятствуют, в частности, вопросы ответственности. Для заводов сборных конструкций, напротив, внедрение BIM может уже сейчас явиться целевой задачей. На заводах крупнопанельного домостроения с высокой степенью автоматизации внедрение будет особенно быстрым. В коммерческой сфере также можно получить выгоду от интегрированных решений. В классическом сборном строительстве, где проектирование главным образом еще ведется в 2D, внедрение BIM также целесообразно. Помимо преимуществ в проектировании на всех других участках заводов сборных конструкций имеются весомые преимущества, которые сразу же окупаются, такие как оптимизированное материально-техническое снабжение и отсутствие многократного ввода данных. Не говоря уже о том, что только благодаря специализированному интеллектуальному проектированию на базе современных программных решений возможна реализация индивидуальной архитектуры промышленным способом.
IIIIII II III
NEMETSCHEK
Engineering
Allplan Precast
Программное решение для заводов сборных конструкций
От архитектурного плана или даже идеи - к комплекту индивидуальных изделий с автоматическим получением рабочих чертежей
Включая подготовку производства, управление машинами, логистику и учет
При необходимости проектирование всех разделов, одновременно, на русском языке, по СНиПам и ГОСТам
im üb
rj ■ЩТЩЦг-
ш -Iii: ä :
Думать в новых измерениях
Nemetschek Engineering GmbH
www.nemetschek-engineering.com
Генеральный партнер в СНГ: Allbau Software GmbH
Список офисов и партнеров в СНГ:
www.allbau-software.de
Берлин / Алматы / Киев / Минск / Москва
3'2011
35
