Опыт использования BIM технологий при проектировании12-14-этажного двухсекционного жилого дома в Казани Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Крупнопанельное домостроение

------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Научно-технический и производственный журнал

УДК 69.056.52:721

А.И. КАЗУСЬ, генеральный директор (Alexander@iicote.com)

ООО «Фикоте Инжиниринг» (129085, г. Москва, ул. Годовикова, 9, стр. 12)

Опыт использования BIM технологий при проектировании 12-14-этажного двухсекционного жилого дома в Казани

Возрастающая сложность проектирования крупнопанельных домов вызывает необходимость оперативного внесения изменений, увязки большого количества инженерных систем между собой и с конструкциями здания. Требуется обеспечить прямой экспорт данных в технологическое оборудование завода на стадии изготовления, планировать с высокой точностью и отслеживать ход строительства в реальном времени, иметь инструмент для грамотного управления жизненным циклом здания во время эксплуатации. Использование BIM (Building Information Modeling) технологий параметрического моделирования способно обеспечить все указанные потребности. Приведен алгоритм проектирования объекта с использованием BIM.

Ключевые слова: BIM, крупнопанельное домостроение, этапы проектирования, проектная документация, параметрическое моделирование.

A.I. KAZUS, General Director (Alexander@ficote.com) OOO «Fikote Inzhiniring» (9, structure 12, Godovikova Street, 129085, Moscow, Russian Federation)

Experience in the Use of BIM Technologies When Designing 12-14-Storey Double-Section Residential Building in Kazan

The increasing complexity of designing large-panel buildings makes necessary to quickly introduce changes, connect a large number of engineering systems with each other and with the building structures. It is necessary to ensure the direct export of data to the manufacturing equipment of the factory at the producing stage, to plan with high accuracy and to track construction process in real time, to have an instrument for competent management of the life cycle of the building during its operation. The application of BIM (Building Information Modeling) technologies of parametric modeling makes it possible to ensure all these needs. An algorithm of designing the object with the use of BIM is presented.

Keywords: BIM, large-panel housing construction, design stages, design documentation, parametric modeling.

Строительство крупнопанельного жилья в нашей стране идет по пути постепенного перехода от типовых (серийных) проектов, разработанных в советское время (которые, без сомнения, сыграли важную роль при массовом расселении людей), в сторону проектов, разрабатываемых по новым технологиям с учетом рыночного спроса в настоящее время.

Понятие «серийный дом» постепенно начинает трактоваться по-другому, теперь речь идет скорее о повторном применении проектов, изменяемых с учетом состояния рынка недвижимости, района застройки, фасадных решений. Таким образом, при сохранении технических решений планировки и площади квартир могут быть пересмотрены, что влечет за собой внесение изменений в проектную документацию, а значит, и повторную увязку элементов и систем здания.

Современные заводы ЖБИ изготавливают стеновые панели на горизонтальных столах с магнитными бортами. Разнообразие типоразмеров, отсутствие жесткой привязки к типовой номенклатуре обеспечивают практически бесконечную вариативность планировочных решений, при этом увеличивая количество документации, которую требуется разработать [1-5].

Технологическое оборудование, например сеточные машины, позволяет выполнять в автоматическом режиме арматурные сетки, сразу учитывая расположение проемов,

5б| -

что дает возможность не вырезать технологические отверстия из сеток вручную. Экономится время, материалы, снижается количество ручных операций. Однако для работы этого высокоэффективного оборудования необходим ввод данных в специальных электронных форматах, желательно получать эти данные также автоматически.

В свете тенденций к экономии энергии начинают применяться энергоэффективные системы вентиляции, например использование приточно-вытяжных систем с рекуперацией приводит к увеличению количества коммуникаций в здании. В одинаковых с конструктивной точки зрения домах могут быть применены разные инженерные системы. Требуется повторная увязка сетей.

С целью ускорения возврата вложенных средств сокращаются сроки проектирования и строительства, что требует более точного планирования и координации строительно-монтажных работ, в том числе с возможностями завода по изготовлению ЖБИ.

Все чаще эксплуатацией построенных зданий занимаются организации, входящие в структуру девелопера-застройщика, что, безусловно, положительно влияет на состояние жилья, при этом у эксплуатирующих организаций появляется необходимость иметь как можно более подробную (и соответствующую действительности) информацию о здании в удобном и понятном виде.

^^^^^^^^^^^^^ 5 2015

Научно-технический и производственный журнал

Проектирование. Объект и этапы

Проект 12-14-этажного жилого дома, разрабатываемый нашей компанией для Казанского ДСК, выполнен на основании концепции АБД 9000, разработанной АК БАРС Деве-лопмент во главе с советником по градостроительству и архитектуре Д.Б. Пузыревым.

С конструктивной точки зрения проектируемое здание - крупнопанельное, полносборное с внутренними несущими стенами и перекрытиями из сплошных железобетонных панелей. Жесткость здания обеспечивается поперечными несущими стенами, диском перекрытий, наличием продольных стен и лестнично-лифтовым блоком. Стеновые панели соединены между собой трос-петлевыми стыками.

Здание с техническим цоколем, переменной этажности, с машинным отделением и вентиляционной камерой на покрытии. Высота этажа 3 м, шаг основных несущих конструкций 3,6 м (10 модулей в секции).

С формальной точки зрения, проектирование выполняется стандартно, в несколько стадий: эскизный проект, проектная документация, рабочая документация и КЖИ.

С точки зрения проектирования сборного железобетона можно выделить несколько ключевых этапов.

1. Посещение завода, общение с технологами, получение данных об имеющемся оборудовании, его возможностях и ограничениях, в том числе по местным материалам и изделиям.

2. Разработка принципиальных конструктивных решений с учетом информации, полученной на первом этапе.

5'2015 ^^^^^^^^^^^^^

Планы расположения элементов, основные узлы соединения. На этом этапе решаются следующие важные вопросы:

- фасадные панели: как формовать - лицом вверх или вниз;

- узлы соединения: на тросовых петлях или закладных деталях;

- для сеточной машины: допустимые для изготовления в автоматическом режиме размеры простенков, диаметры арматуры и возможный шаг сетки;

- окна и проемы: формы для устройства откосов и четвертей;

- для трехслойных панелей: материал утеплителя и тип применяемых связей;

- строповка: тип, количество и расположение строповоч-ных приспособлений;

- элементы горизонтальных стыков панелей: как обойтись без сверления магнитных бортов;

- электрика: какие и как электрические закладные прокладывать.

3. Повторное общение с технологом завода, корректировка принципиальных решений по замечаниям.

4. Выполнение расчетов, начало моделирования в BIM, в опалубочном объеме, без армирования, увязка с инженерными коммуникациями.

5. Разработка чертежей КЖИ с армированием и закладными для нескольких типовых элементов (8-12 шт.), одновременный экспорт данных в машинный код. Цель - согласовать решения с технологом завода и изготовить пробные

- 57

Крупнопанельное домостроение

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

Этапы проектирования сборных объектов

Начало проекта

Посещение завода, разговор с технологом

- Оборудование

- Возможности

- Ограничения

- Местные материалы

Принципы конструктивных решений

- Планы элементов

- Типовые узлы

Схемы испытаний для сертификации

Расчеты, моделирование

Согласование с технологом

- Формовка

- Армирование

- Проемы

- Утеплитель

- Выборка элементов

- Нагрузочные схемы

- BIM

- Проемы, отверстия

V

КЖИ для пробного изготовления

Оптимизация

Возможности и ограничения завода учтены

- Связи

- Строповка

- Электрика

Поточный выпуск чертежей КЖИ

- Unitechnik

- DWG

изделия. Согласовать объем данных, необходимых к экспорту в формат Unitechnik.

6. Очередное (по факту это онлайн-процесс) общение с технологом завода, корректировка по результатам пробного изготовления, оптимизация.

8. Поточная разработка КЖИ, передача заказчику чертежей в PDF, файлов данных для оборудования и BIM модели с использованием проектного банка (в данном случае Sokopro).

Таким образом, заказчик получает чертежи/данные/модель элементов КЖИ для изготовления именно на его оборудовании.

BIM технологии и АК БАРС Инжиниринг

Взяв довольно высокую планку в техническом оснащении производства и требованиях по управлению процессом производства и строительства Казанского ДСК, компания АК БАРС Инжиниринг определила себе в том числе и высо-

кие требования к технологиям разработки проектной документации. Компанией взята на вооружение связка А11р1ап-Бсас1-МадЮас1-8оНЬп, что максимально учитывает требования завода и решает большинство задач.

Разработка проектной и рабочей документации жилых домов в микрорайоне М2 для АК БАРС Инжиниринг выполнена ООО «Фикоте Инжиниринг» полностью в В1М: использован целый комплекс программных средств параметрического моделирования, включающий в себя:

ArchiCAD - архитектурное проектирование объекта выполнено в В1М среде от ЭгайэоП;

Tekla-Конструкции, в том числе выпуск КЖИ, экспорт данных в формат ипйесИтк, необходимый для работы плоттера, лазерного проектора и сеточной машины, экспорт в А11р1ап;

MagiCAD - разработаны все инженерные системы, включая приточно-вытяжную систему вентиляции с рекуперацией;

Научно-технический и производственный журнал

Solibri/ Tekla BIMSight - в этих программах мы объединяем наши модели через формат обмена данными IFC, проверяем их на конфликты;

CADCAM Viewer - обеспечивает визуальное 3D восприятие информации о сборном ж/б элементе из машинного кода Unitechnik, используется для внутренних проверок файла кода до отправки модели и чертежей на производство.

Учитывая наличие у заказчика программного комплекса Allplan, специалисты ООО «Фикоте Инжиниринг» выполняют экспорт модели из Tekla в формат Allplan через IFC.

Требования завода к автоматизации технологических процессов, использование плоттера, лазера и сеточной машины

Сложно представить современный завод ДСК производительностью 250 тыс. м2 в год без использования технологического оборудования, позволяющего выполнять максимально эффективно операции в узких звеньях производственного процесса.

Поэтому при проведении реконструкции Казанского ДСК компанией АК БАРС Девелопмент был определен ряд ключевых производственных операций, которые должны быть максимально автоматизированы, такие как применение плоттера и лазерных проекторов для разметки паллет перед началом сборочных работ (разметка расположе-

ния магнитных бортов, проемообразователей, трос-петель, закладных деталей, электрических закладных и т. д.), использование сеточной машины Eurobend для изготовления арматурных сеток стеновых панелей.

Для ввода данных в мастер-компьютер (управляющий компьютер) могут быть использованы разные способы, в том числе с помощью ручной прорисовки в AutoCAD разными цветами линий, обозначающих отдельные арматурные стержни, и дальнейшего импорта данных в формате DXF, что неэффективно и требует выполнения дополнительной графической работы непосредственно на заводе по каждому арматурному каркасу; производители оборудования постепенно отказываются от поддержки этого интерфейса.

Наиболее эффективный способ - экспорт трехмерной геометрии и параметров необходимых объектов в формат Unitechnik; результатом экспорта является файл формата ASCII (формат машинного кода), который содержит в себе все данные о типе, материале, геометрии, расположении сборочных изделий железобетонного элемента.

Настройка такого интерфейса процесс непростой и требует тесной работы проектной команды со специалистами завода. Работа ведется последовательно, от простого к сложному: сначала отрабатывается правильное моделирование и экспорт на «прототипах» изделий - элементарных составляющих железобетонного элемента, например, таких

5'2015

59

Крупнопанельное домостроение

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

!! .¡Кат.К Ы.1 ГУпи

Фмг Ёц (|ГШМ

I I д> |'Д I

D 01 ож

воя

м.Зн toс in

о ж

:м ссо ФКФ

MIK Шайене ЧОЕЙ рс^й^Фч^оово'е «в» iaitoc гиэмс

Г4» СКО М

*O£F35* 5gff*«ga>'WW -«гм***? -с^шэд

и. еш cat- 4силj: -сит? ocm ldj ож.у огаа.' си

г; ет да да ¿зн ej? ад да да да ss: ад да

i- ь 4ФШ1 -дои» 4Сои:> -смач оня нюкы -сосдь к« .cojjj *oauE осфз -coljj (a>jj

Ei- '>:СС -Wi" «■a: J ось; -wiu «нэ

t; да да да ж m ям ш ж ш .ш ш ад зек да

г 1 -riCUH «МХГП +С DI.? 1 -OGT74 ОМИ rfOL3J +№77 КОС- -iDI71 -ДОГТ» 0№3 -С013? -iO?t? ЕГО

ни СЛЭ ifQtf даквдвд IW !■»

■n-IKJC

■S9 м?

MI wi *чiOwi РИФ« ндагн, ^PLPP чтн «itmw Ф-

▻к саз осе таг. jck4 nan. х-j

НС 01.

П1 пч »»jf .Мб Ь1ЁМ .г.вг ОД*.? .*nd

мi Jij 4 A**D со» totDi I-LOCJI -(.OLD* -KKM -LOj идоы-7 о

DOC ijB3 OQQ 0405 UC«a »7

D1 PJ ГОМ7 fCW DK» Ч'Л МЛ* Г -[.Jj

йз к wssb&ssr^ •

DOG 01

Йч'ЬУУ^Цир* -«IftS -¿Ultl -t»S 4

»3 а» кч) owoo ж dm оноа »г

ВДпП «И0 Die* г№ йог-Г J

DOG Ш.

D! D4 ВЬНТ +04 D1CW ьМЙ ИНТ -QM

£ & яЭР&5?1й,Я ™ *"»

[■>: of

□ : п. Ш! i"iiL

п: GW 4 AhP ПЙа 0.4 WtO' hL'HJl -MJW ■■.OJW -:j]j VHHtH

как сварная сетка, опалубочный габарит элемента, закладная деталь. Убедившись, что по отдельности все работает и мастер-компьютер правильно понимает данные, переходят к сборкам из нескольких элементов.

Что получает заказчик от использования BIM?

Управление изменениями, скоординированность. Этот проект пилотный, решения новые и непривычные, несколько разных отделов заказчика изучали проект, по результатам их рассмотрения, на разных стадиях проекта вносилось много изменений. Отследить такое количество изменений и их взаимное влияние друг на друга в В1М можно гораздо удобнее, быстрее и полнее.

Экономия времени совещаний и переписки. Часто для решения спорных вопросов, когда понимание того или иного узла с изображением его в плоских проекциях затруднено, трехмерные «картинки», сделанные из модели в нужных местах, а в перспективе - совместное с заказчиком использование модели через В1М сервер, очень способствуют процессу понимания. Многие вопросы были решены таким образом дистанционно.

Точность и качество чертежей - после настройки оформления и состава чертежа для каждого типа элементов функция копирования чертежей обеспечивает их единообразие.

Контроль пересечений и расхождений - одно из главных преимуществ, позволяет увязать сети и выполнить поиск расхождений между разделами проекта с использованием автоматических методов.

Автоматические спецификации - после необходимой настройки программные комплексы считают объемы материалов автоматически, повышается точность подсчетов, снижается значение человеческого фактора.

Прямой экспорт данных в технологическое оборудование, без дополнительных графических работ.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Финско-российская проектная компания Крупнопанельное домостроение Каркасно-ригельные системы Учет технологии ДСК Комплексное моделирование в BIM Европейская архитектура Европейские решения, реализуемые в России Российские технические решения С 2002 года выполнено более 80 проектов

129085, Россия, Москва, ул. Годовикова, 9, стр.12 + 7 495 980 6851 +7 905 743 7493 alexander@ficote.com Генеральный директор Казусь Александр Игоревич

FJcofe Engineering

ЯМа

Реклама

ЖИЛИЩНОЕ

Научно-технический и производственный журнал

Л

Что дальше?

Несмотря на то что специалисты ООО «Фикоте Инжиниринг» уже давно работают в Tekla, моделируя монолитные ж/б и металлоконструкции, сомнения относительно возможностей программного комплекса Tekla в части моделирования сборного железобетона были, а именно в возможностях полноценно и глубоко проработать элементы в деталях и возможности экспорта данных в формат Unitechnik. Однако специалисты ООО «Фикоте Инжиниринг» ее освоили, убедились что инструменты комплекса вполне достаточны для этой задачи. Хочу выразить огромную благодарность нашим финским и индийским партнерам за оказанную помощь в освоении возможностей программного комплекса.

При этом, понимая, что будущее проектирования 100% за BIM технологиями, и зная о большом спросе на проектирование также в среде Allplan Precast, было бы интересно освоить и этот программный продукт, таким образом предложив рынку не только знания и опыт в проектировании сборного железобетона, но и возможность выбора программного продукта. У коллег и партнеров имеется множество разнонаправленных мнений относительно того, какой из программных продуктов лучше. Проведя проектирование и сравнив оба комплекса, специалисты ООО «Фикоте Инжиниринг» смогут дать рекомендации по использованию комплексов под определенные задачи.

Список литературы

1. Николаев С.В. Панельные и каркасные здания нового поколения // Жилищное строительство. 2013. № 8. С. 2-9.

2. Корниенко В.Д., Чикота С.И. Этапы развития многоквартирных жилых домов для массовой застройки городов России // Актуальные проблемы современ-

ной науки, техники и образования. 2014. Т. 2. № 1. С. 19-23.

Лекарев И.Н., Сафин А.М., Сидоров А.Г. Концепция строительства из сборного железобетона по стандарту WHaus // Жилищное строительство. 2014. № 5. С. 20-25.

Юмашева Е.И., Сапачева Л.В. Домостроительная индустрия и социальный заказ времени // Строительные материалы. 2014. № 10. С. 3-11. Давидюк А.Н., Несветаев Г.В. Крупнопанельное домостроение - важный резерв для решения жилищной проблемы в России // Строительные материалы. 2013. № 3. С. 24-25.

References

Nikolaev S.V. Panel and Frame Buildings of New Generation. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013. No. 8, pp. 2-9. (In Russian). Korniyenko V.D., Chikota S.I. Stages of development of multiroom houses for mass building of the cities of Russia. Actual problems of modern science, equipment and education. 2014. T. 2. No. 1, рр. 19-23. (In Russian). Lekarev I.N., Safin A.M., Sidorov A.G. Conception of Construction from Prefabricated Concrete According to WHaus Standard // Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 5, pp. 20-25. (In Russian). Yumasheva E.I., Sapacheva L.V. House-building industry and social order of time. Stroitel'nye Materialy [Construction mate^ls]. 2014. No. 10, pp. 3-11. (In Russian). Davidyuk A.N., Nesvetayev G.V. Large-panel housing construction - the important reserve for the solution of housing problem in Russia. Stroitel'nye Materialy [Construction mate^ls]. 2013. No. 3, pp. 24-25. (In Russian).

СШЕШШАШЗШАЯ ШОЕРАОйРА

В издательстве «Стройматериалы» Вы можете приобрести специальную литературу

Монография «Производство деревянных клееных конструкций».

Автор заслуженный деятель науки России, доктор техн. наук Л.М. Ковальчук.

В книге рассмотрены основные вопросы технологии изготовления ДКК, показаны области их применения, описаны материалы для их изготовления. Особое внимание уделено вопросам оценки качества, методам испытаний, приемке и сертификации клееных конструкций. В книге приведен полный перечень отечественных и зарубежных нормативных документов, регламентирующих производство и применение ДКК.

Альбом «Малоэтажные дома. Примеры проектных решений»

Авторы - академик РААСНЛ.В. Хихлуха, канд. архитектуры Н.М. Согомонян, архитекторы Ю.В. Лопаткин, И.Л. Хихлуха. Альбом включает разделы: «Односемейные жилые дома», «Многосемейные жилые дома», «Эстетические качества жилища», «Градостроительные группы». Предназначен для архитекторов, специалистов, занятых вопросами жилищного строительства, для органов исполнительной власти в области архитектуры и строительства, а также для частных застройщиков; может быть использован как методическое пособие для студентов вузов.

Заказать литературу можно через редакцию, направив заявку произвольной формы по факсу: (495) 976-22-08, 976-20-36

3

4

5

1

2

3

4

5

5 2015

61