CC BY
1055
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/ Том 7, №3 (2015) http ://naukovedenie. ru/index.php?p=vol7-3 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/29TVN315.pdf DOI: 10.15862/29TVN315 (http://dx.doi.org/10.15862/29TVN315)
УДК 69.059
Деменев Алексей Владимирович
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
Россия, Москва1 Доцент кафедры «Сервисного инжиниринга» Кандидат технических наук E-mail: saprmgus@mail.ru РИНЦ: http://elibrary.ru/author_items.asp?authorid=237257
Артамонов Александр Сергеевич
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
Россия, Москва
Старший преподаватель кафедры сервисного инжиниринга
E-mail: lexus_97_rus@mail.ru
Информационное моделирование при эксплуатации
зданий и сооружений
1 141221, Московская обл., Пушкинский район, поселок Черкизово, ул. Главная, 99
1
Аннотация. Данная статья посвящена обзору технологии, позволяющей эффективно управлять этапами жизненного цикла зданий и сооружений. Применение информационного моделирования зданий (BIM) при эксплуатации объектов недвижимости является актуальным направлением и предполагает решение проблем. Основные проблемы рассмотрены в данной статье: организация безопасной эксплуатации, за счет эффективного технического мониторинга состояния здания; объективное моделирование состояние условия эксплуатации в будущем, на основе инженерных методик расчета; оптимизация объема и качества строительства, а также значительную экономию ресурсов времени и средств на всех этапах жизненного цикла здания и сооружения. Подтверждением представленного анализа является положительный опыт внедрения на территории РФ данной технологии посредством деятельности компании «СОДИС ЛАБ» при работе с олимпийскими объектами СОЧИ-2014, высотными зданиями «Москва-Сити», стадионами, строящиеся к 21-ому чемпионату мира по футболу 2018 и мн. др. Результатом данной работы являет концентрация внимания на затратном, но перспективном, экономически и технически обоснованном инструменте управления жизненным циклом здания, как информационное моделирование.
Ключевые слова: информационное моделирование; эксплуатация; здания и сооружения.
Ссылка для цитирования этой статьи:
Деменев А.В., Артамонов А.С. Информационное моделирование при эксплуатации зданий и сооружений // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №3 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/29TVN315.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/29TVN315
Введение
Для существующих зданий все больше становится актуально внедрение новых технологий для эксплуатации конструкций и инженерных систем зданий и сооружений.
Рассмотрим основные проблемы, возникающие при эксплуатации.
1. Безопасная эксплуатация зданий и сооружений. Сегодня важным аспектом по обеспечению безопасности строительных объектов является качественная и вовремя проведенная оценка физического износа конструкций и сооружений, а также мониторинг этих параметров с целью эффективного контроля их технического состояния. Этот вопрос является достаточно серьезным, и особенно актуальным для крупных мегаполисов, где преобладают бурные темпы роста строительства, точечная застройка, неустойчивость грунтов. По нормам в настоящее время контроль технического состояния жилых зданий осуществляется жилищной инспекцией не реже чем раз 5 лет2. Практика показывает, что здания не обследуются вовсе или обследуются не должным образом, а процессы, приводящие к разрушениям зданий, могут протекать между плановыми обследованиями, следовательно, необходимо сокращать интервал между обследованиями, что экономически нецелесообразно.
В настоящее время существует много различных методов обследования зданий и сооружений, которые условно можно разделить на три группы: визуальные, инструментальные и инструментально-технические.
В основу визуальных методов положено обследование объектов (конструкций) экспертами по внешним признакам.
В основу инструментальных методов - обследование объектов (конструкций) с использованием спец. средств (ультразвуковые приборы, телевизоры, различные измерительные комплексы и др.).
Инструментально-технические методы дополняют первые две группы методов использованием специализированного программного обеспечения с применением метода конечно-элементного анализа для решения различного спектра задач.
Для решения этих задач сегодня существует и активно развивается технология информационного моделирования зданий - BIM (с английского Building Information Modeling). Понятие информационной модели здания была впервые предложено профессором Технологического института Джорджии Чаком Истманом (Chuck Eastman) в 1975 году.
Информационное моделирование зданий (сокр. BIM) - инновационный современный подход к проектированию, строительству и эксплуатации здания. С технической точки зрения информационное моделирование зданий представляет собой комплексный процесс, основанный на использовании точных и скоординированных данных на всех этапах - от разработки концепции здания до его возведения и сдачи в эксплуатацию. Неоспоримым плюсом данной технологии является симуляция различных процессов, как на этапе строительстве, так и при эксплуатации объекта.
В целях реализации комплексной надежности инженерных коммуникаций и конструкций зданий необходимо рассматривать мониторинг технического состояния зданий и сооружений как элемент единой функциональной системы управления зданием (сооружением).
2 СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
2. Сокращение затрат на эксплуатацию элементов конструкции инженерных систем зданий и сооружений. Эксплуатация здания - это 80% стоимости владения: коммунальные платежи 25%, затраты на персонал 40%, ремонт 10%, утилизация 5%. [2].
Проектные решения
Предсказание эксплуатационных качеств
Рабочая документация
Заказ изделий и конструкций
Заказ оборудования
Организация строительства
Управление эксплуатацией
Информация для иных целей
Рис. 1. Основная информация, проходящая через BIM и имеющая к BIM непосредственное
отношение [1]
Здание с низкими эксплуатационными затратами является экономически эффективным. Одним из путей повышения экономической эффективности здания - это применение технологии информационного моделирования зданий (BIM) и автоматизированная система управления зданием (BMS).
Информационная модель здания и автоматизированная система управления зданием в комплексе - это контроль, мониторинг и оптимизация функционирования инженерных систем здания для обеспечения оптимальных условий минимальными затратами.
В результате:
• снижение вероятности аварийных ситуаций;
• повышение уровня комфорта.
В результате повышения экономической эффективности здания:
• экономия энергии и ресурсов;
• повышение срока эксплуатации.
В общем итоге экономия до 40% затрат на эксплуатацию, снижение общей стоимости владения зданием до 30%. [4].
3. Моделирование режимов эксплуатации, приводящих к износу конструкций и инженерных систем зданий в будущем.
Информационное моделирование объектов строительства - это совершенно новый подход к проектированию, строительству, эксплуатации и ремонту здания. Уже на первых этапах для приемки и постановки на баланс зданий и сооружений эта технология позволяет провести сверку активов проверить технологию и соответствие по все разделам и увидеть были ли отступления от проекта при строительстве. Кроме этого данная технология позволяет смоделировать и рассчитать износ и возможные разрушения зданий в процессе будущей эксплуатации. Позволяет вести управление и эксплуатацию не только самого здания, но и средств технического оснащения в течение всего жизненного цикла, + управление как объектом коммерческой деятельности. Спустя некоторое время когда встанет вопрос ремонта,
реконструкции или перевооружения здания, позволяет вести проектирование и управление реконструкцией или ремонтом здания, сноса или утилизации здания. См. рис 2.
Рис. 2. Симуляция строительства и проекта производства работ (ППР) [1]
Рис. 3. BIMмодель здания Московского международного делового центра «Москва-Сити»
Рассмотрим практическую эффективность от информационного моделирования здания при эксплуатации. Прежде всего, она позволяет в виртуальном режиме собрать воедино, подобрать по предназначению, рассчитать, состыковать и согласовать создаваемые разными инженерами и организациями компоненты и системы будущего сооружения, заранее проверить их жизнеспособность, функциональную пригодность и эксплуатационные качества, а также избежать возможных нестыковок, пересечений в смежных разделах.
В отличие от традиционных систем компьютерного проектирования, создающих геометрические 3D модели, результатом информационного моделирования объектов строительства является 3D модель + объектно-ориентированная цифровая-информационная модель как всего объекта, так и процесса его строительства (проекта организации строительства (ПОС), проекта организации движения (ПОД). Сформированная специалистами информационная модель проектируемого объекта строительства в итоге является основой и активно используется для создания проектной и рабочей документации по всем разделам, ППР, ПОС, ПОД. См. рис. 3.
BIM управляет процессами жизненного цикла здания и является объективным источником информации с высокой степенью достоверности для поддержания модели в актуальном виде постоянно изменяться, дополняться, заменяться, отражая текущее состояние здания.
Заключение
Рассмотренные проблемы, фактически целиком и полностью решает BIM. Тем не менее BIM следует рассматривать, как инструмент управления объектом недвижимости на всех его этапах жизненного цикла. Экономическая эффективность управления складывается за счет снижения ежегодных затрат на эксплуатацию за счет следующих факторов:
• уменьшение расходов энергоресурсов на собственные нужды объекта (электроэнергия, вода);
• снижения рисков менеджмента;
• экономия топлива и материала;
• обеспечение безопасности (как на стадии строительства так и во время эксплуатации);
• точность учетных данных;
• соблюдение требований законодательства;
• оптимизация использования производства;
• улучшенное управление запасами;
• управление конфигурацией здания.
BIM показал возможность достижения высокой скорости, объема и качества строительства, а также значительную экономию бюджетных средств. Данная технология в полной мере была применена при проектировании и в дальнейшем строительстве всех олимпийский объектов в городе Сочи. Они представлены на рис. 4.
Рис. 4. Общий вид зданий олимпийских объектов [8]
Несмотря на явные преимущества новой технологии, BIM пока не очень популярен среди компаний на территории СНГ. Лидером в этой области на территории РФ является компания СОДИС ЛАБ (ранее НПО СОДИС). На их счету на олимпийские объекты СОЧИ-2014 (прибрежный и горный кластеры), высотные здания «Москва-Сити», стадионы, строящиеся к 21-ому чемпионату мира по футболу 2018 и мн. др. ответственных строительных объектах России. [8].
Укрепление процесса внедрения информационных технологий в строительстве и эксплуатации зданий вносит приказ Минстроя России от 29.12.2014 N 926/пр "Об утверждении Плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства". [9].
Очевидно, что BIM станет реальным инструментом, позволяющим работать быстрее, качественнее и экономичнее.
ЛИТЕРАТУРА
1. Талапов В.В. BIM: что под этим понимают // Цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. - 2010. [Электронный ресурс]. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14078 (дата обращения 18.04.2012).
2. Старков И. // Информационное моделирование жизненного цикла зданий (BIM) в целях управления энергопотреблением. Игорь Старков, EcoDomus, Inc (США), Москва, 3.10.2012. Зал 01. Доклад на секции "Архитектура и строительство". [Электронный ресурс]. URL: http://www.cadtv.ru/aur-2012-informatsionnoe-modelirovanie-zhiznennogo-tsikla/#more-1811 (дата обращения 13.04.2015).
3. Энди Брани (Andy Brahney) // Как известно, 3D-модель - это ещё далеко не BIM./ Доклад Autodesk University Russia 2014, посвященный организации BIM-процессов в компании Ramboll UK. Электронный ресурс]. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=17337 (дата обращения 13.04.2015).
4. Козлов И.М. Оценка экономической эффективности внедрения информационного моделирования зданий / И.М. Козлов // Архитектура и современные информационные технологии / AMIT: электрон. журн. — 2010. — 1(10). [Электронный ресурс]. URL: http://www.marhi.ru/AMIT/2010/1kvart10/Kozl ov/Article.php (дата обращения 13.04.2015).
5. Возврат инвестиций в технологию BIM. [Текст] - Autodesk, 2007.
6. Особенности национальной эксплуатации инженерных систем зданий интервью с экспертом в области эксплуатации зданий и сооружений // интервью с экспертом в области эксплуатации зданий и сооружений Александром Васильевичем Головачевым журнал «АВОК». №4, 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5887.
7. Талапов В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий [Текст]: ДМК Пресс 2011. ISBN 978-5-94074-692-8.
8. Информационные модели зданий в проектировании систем ОВК АВОК №7 2011 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5056 (дата обращения 13.04.2015).
9. Калинин В.М., Сокова С.Д. Оценка технического состояния зданий. [Текст] ИНФРА-М 2010.
10. Системы для надёжной, безопасной и эффективной эксплуатации зданий. [Электронный ресурс]. URL: http://www.sodislab.com/rus/about/ (дата обращения 13.04.2015).
11. 3D-проектирование будет использоваться в области промышленного и гражданского строительства. [Электронный ресурс]. URL: http://minstroyrf.ru/press/3d-proektirovanie-budet-ispolzovatsya-v-oblasti-promyshlennogo-i-grazhdanskogo-stroitelstva/(дата обращения 13.04.2015).
Рецензент: Иванов В.А., доктор технических наук, профессор, ФГОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса».
Demenev Aleksey Vladimirovich
Russian State University of Tourism and Service (RSUTS)
Moscow, Russia E-mail: saprmgus@mail.ru
Artamonov Aleksandr Sergeevich
Russian State University of Tourism and Service (RSUTS)
Moscow, Russia E-mail: lexus_97_rus@mail.ru
Information modeling on operation of buildings and structures
Abstract. This article is devoted to the review of technology allows you to effectively manage the life cycle of buildings and structures. The use of building information modeling (BIM) in operation of real estate is actual direction and suggests solutions to problems. The main issue addressed in this article: Organization of safe operation, through effective technical monitoring of the condition of the building; robust modeling State of the environment in the future, on the basis of engineering methods of calculation; optimization of the volume and quality of construction, as well as significant savings of time and resources means at all stages of the life cycle of buildings and facilities. Confirmation of the analysis is the positive experience of the introduction of this technology on the territory of the Russian Federation through the activities of the company "SODIS Lab" with Olympic objects in Sochi-2014, skyscrapers "Moscow-City", the stadiums built for the 21-th 2018 World Cup and more. etc. The result of this work is to focus on the cost, but the perspective and economically and technically sound lifecycle management tool, building, as information modeling.
Keywords: information modeling; operations; buildings and facilities.
REFERENCES
1. 2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Talapov V. BIM: understand that this loop authored publications on building information modeling. - 2010. [Electronic resource]. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14078 (date of 18/04/2012).
Starkov I. Life-cycle information modeling (BIM) to control power consumption. Igor Starkov, EcoDomus, Inc. (United States), Moscow, 3 Oct 2012. Room 01.Report on section "architecture and construction". [Electronic resource]. URL: <http: www.cadtv.ru/aur-2012-informatsionnoe-modelirovanie-zhiznennogo-tsikla/#more-1811=""> (date of 13.04.2015).
Andy Brahney // as is well known, the 3D model is still far from BIM. </http:>Autodesk University report Russia 2014 on the BIM processes in company Ramboll UK. [Electronic resource]. URL: <http:
isicad.ru/ru/articles.php?article_num="17337"> (date of 13.04.2015).
Kozlov I.M. // Assessment of the economic efficiency of implementing building information modeling//architecture and modern information technologies/AMIT: electron. log. -2010. -1 (10). [Electronic resource]. URL: <http: www.marhi.rn/amit/2010/1kvart10/kozlov/article.php-'"> (date of 13.04.2015).
Vozvrat v BIM technology investments. [Text]-Autodesk, 2007.
Peculiarities of the national operation of the building systems an interview with an expert in the field of facilities management//interview with an expert in the field of operation buildings and structures by Alexander Vasilevich Golovacevym magazine AVOK "No. 4, 2014 [electronic resource]. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5887.
Talapov V.V. BIM fundamentals: an introduction to building information modeling [text]: DMK Press 2011. ISBN 978-5-94074-692-8 8. Building information models in designing HVAC systems ABOK # 7 2011 2014 [electronic resource]. URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php? nid = 5056 (date of 13.04.2015).
Kalinin V.M., Sokova S.D. // Aassessment of technical condition of the buildings. [Text] infra-m 2010.
System for reliable, safe and efficient operation of buildings. [Electronic resource]. URL: <http: www.sodislab.com/rus/about/-""> (date of 13.04.2015).
3D design will be used in the field of industrial and civil construction. [Electronic resource]. URL: http://minstroyrf.></http://minstroyrf.></http:>ru/press/3d proektirovanie-is-ispolzovatsya-v oblasti-promyshlennogo-i-grazhdanskogo-
stroitelstva/> (date of 13.04.2015).
