CC BY
23УДК 65.011; 338
doi:10.52210/2224669X_2021_1_177
ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК ФАКТОР ЭФФЕКТИВНОГО ВОЗВЕДЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ
В УСЛОВИЯХ ПЛОТНОЙ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ А.А. Степаненко
Аннотация. В статье рассмотрено применение технологии информационного моделирования при строительстве и реконструкции жилых районов города. Информационное моделирование зданий - одна из самых многообещающих последних разработок в области архитектуры, машиностроения и строительства. С участием технологии информационного моделирования точная виртуальная модель здания создается в цифровом виде. Информационная модель здания может использоваться для планирования, проектирования, строительства и эксплуатации объекта. Помогает архитекторам, инженерам и строителям визуализировать, что должно быть построено в смоделированной среде, чтобы определить любой потенциальный дизайн, строительство или эксплуатационные вопросы. Информационное моделирование зданий представляет собой новую парадигму в строительстве, способствующую интеграции ролей всех заинтересованных сторон в проекте. В данном исследовании результатом являются рассмотренные текущие тенденции, преимущества, возможные риски и проблемы информационного моделирования зданий для строительной отрасли, возникающие при дальнейшем его использовании на практике.
Ключевые слова: промышленные и гражданские объекты, информационное моделирование, реконструкция.
INFORMATION MODELING AS A FACTOR
IN THE EFFECTIVE CONSTRUCTION OF A MULTI-STOREY
BUILDING IN A DENSE URBAN DEVELOPMENT
A.A. Stepanenko
Abstract. The article discusses the application of information modeling technology in the construction and reconstruction of residential areas of the city. Building Information Modeling (BIM) is one of the most promising recent developments in architecture, engineering and construction. Using building information modeling technology, an accurate virtual building model is created in digital form. The model, known as the building information model, can be used to plan, design, build, and operate a facility. Helps architects, engineers, and builders visualize what needs to be built in a simulated environment to identify any potential
<g!fc>
МОСКОВСКИЙ ФИНАНСОВО-ЮРИДИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МФЮА
design, construction, or operational issues. Building Information Modeling is a new paradigm in construction that promotes the integration of the roles of all stakeholders in a project. In this study, the author considers the current trends, advantages, possible risks, problems of information modeling of buildings for the construction industry in its future use in practice.
Keywords: industrial and civil objects, information modeling, reconstruction.
Целью исследования является создание условий для развития экономики замкнутого цикла, внедрение отечественных рециклин-говых технологий и получение регенерируемых строительных материалов на территории города Москвы с помощью информационного моделирования зданий.
Отрасль архитектуры, машиностроения и строительства давно искала методы для уменьшения проектной стоимости, повышения производительности и качества, и сокращения время реализации проекта в области строительства. Информационное моделирование зданий (далее - ИМЗ) - один из путей для достижения этих целей. ИМЗ моделирует строительный проект в виртуальной среде. С помощью технологии ИМЗ можно создать точную виртуальную модель здания, известную как информационную модель здания, построенную в цифровом виде. При этом информационная модель здания содержит точную геометрию и необходимые расчетные данные для поддержки проектирования, закупок и изготовления, необходимые для реализации здания. После проектирования данная модель может использоваться для эксплуатации и обслуживания здания. Информационная модель здания отражает геометрию, пространственные отношения, географическую информацию, количество и свойства строительных элементов, смету расходов, материальные запасы и график проекта. Модель может быть использована для демонстрации всего жизненного цикла здания. Системы сборки и последовательности исполнения могут быть показаны в относительном масштабе в пределах всего объекта или группы объектов. В единой виртуальной модели, позволяющей проектировать новые здания, могут эффективно взаимодействовать все члены команды (владельцы, архитекторы, инженеры, подрядчики, субподрядчики и поставщики), в отличие от использования традиционных моделей.
Важно отметить, что ИМЗ - это не просто программное обеспечение. ИМЗ означает не только использование трехмерных
интеллектуальных моделей, но и сопровождение, и внесение существенных изменений в проект. ИМЗ представляет собой новую парадигму, которая поощряет интеграцию ролей всех заинтересованных сторон (специалистов, структур, бизнес-структуры) в проекте для осуществления эффективной экономики города Москвы и прилегающих районов, внедрения инновационных отечественных строительных рециклинговых технологий, обеспечивающих проведение импортозамещения технологий и получение регенерируемых материалов/продуктов с новыми потребительскими свойствами в строительной отрасли.
Применение информационного моделирования зданий может использоваться для следующих целей:
- визуализация: можно легко создавать трехмерные изображения, в офисе с небольшими дополнительными усилиями;
- производственные чертежи: легко создавать рабочие чертежи для различных строительных систем, например, рабочие чертежи воздуховодов из листового металла могут быстро изготовить, как только модель будет завершена;
- проверка кода: пожарные и другие должностные лица, могут использовать эти модели для обзора строительства проекта;
- оценка затрат: программное обеспечение ИМЗ имеет встроенную стоимость оценки здания и его сооружений. Количество материалов автоматически извлекается и обновляется при любых изменениях, созданных в модели;
- последовательность строительства: информационная модель здания может быть эффективно использована для согласования материала, графики заказа, изготовления и доставки на все строительные объекты;
- обнаружение конфликтов, помех и столкновений: поскольку информационные модели зданий создаются для масштабирования в трехмерном пространстве, все основные системы могут быть мгновенно и автоматически проверены на наличие помех, например, этот процесс может подтвердить, что трубопровод не пересекается со стальными балками, воздуховодами или стенами;
- криминалистический анализ: информационная модель здания может легко адаптироваться для графической иллюстрации сбоя, утечки, плана эвакуации;
- управление объектами: отделы управления объектами могут использовать его для ремонта, планирования пространства и технического обслуживания.
Основное преимущество информационной модели здания
- точное геометрическое изображение частей здания в интегрированной среде данных. Дополнительными преимуществами являются следующие:
- эффективные процессы: информация может быть скорректирована, добавлена стоимость и повторно применена;
- лучший дизайн: предложения по строительству могут быть проанализированы и улучшены для принятия инновационного решения;
- контролируемые затраты на весь срок службы и экологические данные: экологические показатели более предсказуемы, и затраты на жизненный цикл лучше рассчитаны;
- лучшее качество продукции: подготовка автоматизированной документации;
- автоматическая сборка: цифровые данные о продукте могут быть использованы в последующих процессах для изготовления и монтажа конструктивных систем;
- лучшее обслуживание клиентов: предложения лучше понимать благодаря точной визуализации;
- данные жизненного цикла: требования, дизайн, конструкция и оперативная информация может использоваться на объектах управления.
Рассмотрим преимущества информационного моделирования зданий.
Практика применения информационного моделирования зданий подтверждает, что использование ИМЗ приводит к экономии времени и средств на этапах планирования, проектирования, подготовки к строительству.
На этапе разработки строительной документации модель обновляется и разрешения отслеживаются. Информация о каждом критическом изменении передается группе разработчиков через средство просмотра моделей и пронумерованный журнал столкновений с записью отдельных изображений каждого столкновения в соответствии с архитектурной или структурной дисциплиной.
Экономия затрат на возникающие изменения основана на оценках внесения изменений в конструкцию или модификаций поля, если изменения не были обнаружены ранее.
Архитектор проекта разрабатывает здание с помощью информационной модели объекта на ранней стадии проектирования, чтобы определить наилучшую ориентацию здания и оценить различные варианты, такие как каменная кладка, стены занавеса и стили окна. Информационная модель здания может использоваться для проведения исследований дневного света, помогающих принять решениие об окончательном расположенит здания на участке. Для этого в программном обеспечении ИМЗ создаются виды объекта с использованием функции позиционирования солнца. Впоследствии с помощью ИМЗ можно провести исследования затенения и освещения, а также исследования права на свет, чтобы определить влияние солнца в течение года и влияние объекта на окружающие здания. Также возможно исследовать возможность оценки условий освещения во внутреннем дворе предлагаемого объекта и пространствах, прилегающих к двору.
Поскольку такие корректировки можно внести на этапе проектирования, ИМЗ предотвращает дорогостоящую и трудоемкую переработку проекта на более поздних этапах жизненного цикла.
При реализации технологии информационного моделирования жилых и промышленных зданий существуют ключевые риски.
Риски ИМЗ можно разделить на две большие категории: юридические и технические.
Первый риск - это отсутствие определения права собственности на данные ИМЗ и необходимость их защиты с помощью законов об авторском праве и других юридических актов. Нет простого ответа на вопрос о праве собственности на данные. Данный вопрос требует уникального ответа для каждого проекта в зависимости от потребностей участников. Цель состоит в том, чтобы избежать запретов или препятствий, которые мешают участникам полностью реализовать потенциал модели. Чтобы избежать разногласий по вопросам авторского права, лучшим решением будет изложить в контрактных документах права и обязанности собственности. Когда члены проектной группы, архитектор или инженер, вносят данные, которые интегрированы в информационную модель здания, могут возникнуть проблемы с лицензированием. Например, поставщики оборудования и материалов предлагают проекты, связанные с их
продуктами (для удобства ведущего дизайнера - в надежде побудить дизайнера указать оборудование поставщика).
Второй риск - это вопрос, который необходимо решать, - кто будет контролировать ввод данных в модель и нести ответственность за любые неточности. Ответственность за обновление данных информационной модели здания и обеспечение ее точности сопряжено с большим риском. Запросы сложных компенсаций со стороны пользователей ИМЗ, а также предложение ограниченных гарантий и отказ от ответственности со стороны проектировщиков являются важными предметами переговоров, которые необходимо решить до использования технологии ИМЗ. Это также требует больше времени, затрачиваемого на ввод и анализ данных ИМЗ, что является проблемным вопросом в процессе проектирования и администрирования проекта. Хотя новые затраты могут быть в значительной степени компенсированы за счет повышения эффективности и графика, они по-прежнему являются расходами, которые понесет кто-то из команды проекта. Интегрированная концепция ИМЗ настолько размывает уровень ответственности, что риск и ответственность могут возрасти.
Поскольку параметры стоимости и графика накладываются на информационную модель здания, ответственность за надлежащий технологический интерфейс между различными программами становится проблемой. Многие опытные группы подрядчиков требуют, чтобы субподрядчики до начала проекта представляли подробные графики методов критического пути и разбивку затрат с разбивкой по статьям работ. Затем генеральный подрядчик собирает данные, создавая сводный график и разбивку затрат для всего проекта. Когда субподрядчики и генеральный подрядчик используют одно и то же программное обеспечение, интеграция может быть плавной. В случаях, когда данные являются неполными или представлены в различных программах планирования и калькуляции, член группы
- обычно генеральный подрядчик или руководитель строительства
- повторно вводит и обновляет основную программу планирования и калькуляции. Эта программа может быть модулем ИМЗ или другой программой, интегрированной с информационной моделью здания. В настоящее время большинство этих инструментов управления проектами разработаны изолированно.
Ответственность за точность и согласованность данных о стоимости и календарном планировании предусматривается контрактом. Один из наиболее эффективных способов справиться с этими рисками - заключить совместные, интегрированные контракты на поставку проекта, в которых риски использования ИМЗ распределяются между участниками проекта вместе с вознаграждением. Для решения данной проблемы возможно проводить выставки на базе, например, Научно-исследовательского и проектного Института Генерального плана города Москвы, чтобы помочь участникам проекта определить свой план развития ИМЗ для комплексной реализации проекта. Эта выставка может помочь участникам проекта в определении механизмов управления моделью, а также требований к авторству, праву собственности и уровню разработки на различных этапах проекта.
Таким образом, подводя итоги вышесказанному, отметим, что информационное моделирование зданий становится инновационным способом виртуального проектирования и управления проектами. Прогнозируемость производительности и эксплуатации здания значительно улучшается за счет внедрения ИМЗ. По мере того, как использование ИМЗ ускоряется, сотрудничество внутри проектных групп должно расширяться, что приведет к повышению прибыльности, снижению затрат, лучшему управлению временем и улучшенным отношениям между клиентом и клиентом. Как показано автором в этой статье, средняя рентабельность инвестиций в ИМЗ для проектов возрастает, что ясно показывает ее потенциальные экономические выгоды.
В то же время команды, внедряющие ИМЗ, должны быть очень осторожны с юридическими ловушками, которые включают право собственности на данные и связанные с ними проблемы собственности и разделение рисков. Такие вопросы должны быть решены заранее в контрактной документации.
ИМЗ представляет собой новую парадигму, которая поощряет интеграцию ролей всех заинтересованных сторон в проекте. Эта интеграция может привести к большей эффективности и гармонии между игроками, которые слишком часто в прошлом считали себя противниками. Как и в большинстве случаев при смене парадигм, несомненно, будут риски. Возможно, одним из самых больших рисков является потенциальная ликвидация важного механизма
<g!fc>
МОСКОВСКИЙ ФИНАНСОВО-ЮРИДИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МФЮА
сдерживания и противовеса, присущего нынешней парадигме. Состязательная позиция часто приводит к более критическому анализу проекта в своего рода взаимной защите собственных интересов каждого участника. На ранних этапах ИМЗ конструкторы работают по архитектурным планам, поскольку цифровые модели не передаются архитекторами подрядчикам. Создатели строительных моделей неизбежно обнаруживали ошибки и несоответствия в планах при создании информационных моделей зданий. Это может привести к естественной избыточности, поскольку строительная модель подвергала проект испытаниям виртуального здания. При более надежном совместном использовании архитектурных чертежей, которые можно легко импортировать и которые служат основой для информационной модели здания, эта критическая фаза проверки может быть потеряна. Другими словами, когда все игроки видят себя в одной команде, они могут перестать искать и находить ошибки в работе друг друга. В прошлом отсутствие критического обзора было, по крайней мере, одним из компонентов разрушения здания. Будущее ИМЗ одновременно захватывающее и сложное. Есть надежда, что все более широкое использование ИМЗ улучшит совместную работу и уменьшит фрагментацию в отрасли и в конечном итоге приведет к повышению производительности и снижению проектных затрат при реконструкции и строительстве зданий как в крупных мегаполисах, так и в регионах РФ.
Библиографический список
1. Желтобрюхова В.Ф., Рыбальского Н.Г., Яковлева А.С. Деятельность по обращению с опасными отходами: в 2 т. М., 2003. Т. 2.
2. Тихоцкая И.С. Япония: инновационный подход к управлению ТБО // Твердые бытовые отходы. 2013. № 6(84).
3. Уоткин Е. «Мусорная» политика ЕС: инструменты контроля // Твердые бытовые отходы. 2013. № 1 (79).
4. Цховребов Э.С., Величко Е.Г. Вопросы охраны окружающей среды и здоровья человека в процессе обращения строительных материалов // Строительные материалы. 2014. № 5.
5. Цховребов Э.С., Четвертаков Г.В., Шканов С.И. Экологическая безопасность в строительной индустрии. М., 2014.
6. Azhar S., Richter S. Building Information Modeling (BIM): Case studies and ROI analysis. Proc., Fifth International Conference «Building in the 21st Century», Turkey. 2009.
7. Bazianats V. Virtual Building Environments (VBE). Building Information Modeling Applications. URL: http://repositories.cdlib.org/lbnl/ LBNL-56072 (дата обращения: 23.01.2021).
8. CelikN., Antmann E., Shi X., Hayton B. Simulation-based optimization for plan-ning of effective waste reduction, diversion, and recycling programs // Proc. of the 2012 Industrial and Systems Engineering Research Conference. URL: http://www.coe. iami.edu/celik/swmwebsite/publications/ Y1_ConferencePaper_I.pdf (дата обращения: 23.01.2021).
9. Nixon J.D., WrightD.G., Dey P.K., Ghosh S.K., Davies P.A. A comparative assessment of waste incinerators in the UK // Waste Management. 2013. Vol. 33. № 11.
10. Vahdani B., Tavakkoli-Moghaddam R., Baboli A., Mousavi S. A new fuzzy mathematical model in recycling collection networks: a possibilist approach // World Academy of Science, Engineering and Technology. 2013. Vol. 78.
А.А. Степаненко
аспирант
Московский финансово-юридический университет МФЮА
Е-mail: lambrador2@gmail.com
