CC BY
75
УДК 69.003.13
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ХОДЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
П. А. Грушковский, Р. А. Ситков, В.Н. Щельников
В статье описаны основные преимущества и недостатки технологии информационного моделирование зданий на всех этапах жизненного цикла. Приводятся основные проблемные вопросы BIM-технологии. Рассматривается возможность использования данной технологии при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений различного назначения.
Ключевые слова: информационное моделирование, BIM-технология, жизненный цикл, паспорт объекта, база данных.
Информационное моделирование зданий и сооружений — это подход к управлению жизненным циклом объектов, который предполагает сбор и комплексную обработку всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о зданиях и сооружениях со всеми их взаимосвязями и зависимостями [1]. Вместо термина «информационное моделирование зданий и сооружений» часто используют английскую аббревиатуру «BIM» (Bulding Information Model).
Технология BIM предполагает построение виртуальной модели здания со всеми инженерными сетями в цифровом виде. Многие путают технологию BIM с созданием трехмерной модели здания. Однако она не ограничивается только трехмерной моделью. Информационная модель -это база данных, содержащая всю атрибутивную информацию о каждом элементе объекта, начиная с пространственного положения, точных размеров, массы и заканчивая фирмой-производителем этого элемента. Такая информация может быть использована для различных расчетов, моделирования, точного составления смет, спецификаций и сетевых графиков [2].
Технология информационного моделирования пришла в Россию сравнительно недавно. В ряде стран Европы, юго-восточной Азии использование BIM является обязательным условием при проектировании и строительстве. Внедрение BIM-технологий в этих странах осуществлялось путем государственного регулирования, поддержки, переработки нормативно-правовой базы.
Основанием для внедрения информационного моделирования в Российской Федерации являются:
Перечень поручений Президента Российской Федерации от 11 июня 2016 г. № Пр-1138ГС по итогам заседания Государственного совета Российской Федерации 17 мая 2016 года;
Поручение Президента от 19 июля 2018 г. №1235 об обеспечении перехода к системе управления жизненным циклом объектов капитального строительства путем внедрения технологий информационного моделирования;
План мероприятий Минстроя, утвержденный Правительством РФ от 11 апреля 2017 г. № 2468п-П9.
В рамках реализации указанных документов в Минстрое сформирована программа по BIM-стандартизации до 2022 года, в которую включена разработка общероссийской системы классификации строительной информации нового поколения BIM-классификатора, являющегося российским аналогом Omniclass, Uniclass и др.), настоятельная необходимость в котором испытывается уже сегодня.
При разработке проекта использование информационной модели позволит выполнить различные виды расчетов, например, расчет несущей способности конструктивных элементов, расчет энергоэффективности здания и т.д. Также BIM-технология может быть использована для моделирования процессов эвакуации людей из здания, оценки пожарных рисков. Кроме того, в своем составе большинство BIM-программ имеют встроенные интерфейсы, позволяющие пользователям самим создавать различные программы для расчетов, используя данные из информационной модели (например, дополнение Dynamo для программы Revit Autodesk).
Использование информационной модели здания и сооружения на этапе строительства исключает пересечения инженерных сетей, конструкций, нестыковки календарно-сетевого графика, которые зачастую встречаются на строительной площадке и отнимают значительное время на их решение.
На этапе эксплуатации информационная модель является электронным паспортом объекта. Такой паспорт является точной копией здания, в котором есть вся необходимая информация о его элементах, конструкции, инженерных сетях. Данную информацию модель можно в последующем использовать при реконструкции или ремонте. Также следует отметить, что если здание и инженерные сети здания оборудовать современными средствами контроля технического состояния, которые будут вносить соответствующую информацию в цифровую модель, то данная модель станет точной копией здания в режиме реального времени. Такая модель позволит наиболее эффективно планировать ремонт и техническое обслуживание по фактическому техническому состоянию.
Очевидно, что информационная модель несет в себе огромный потенциал и будет востребована для всех участников строительной деятельности.
Заказчик получит возможность получения прозрачной, наглядной информации о затратах на все виды работ и ресурсов. Пользователь объектов получает электронный паспорт, который возможно эффективно использовать на этапе эксплуатации.
Однако опыт внедрения BIM-технологий в РФ выявил ряд проблем, которые можно выделить в отдельные группы.
208
1. Нормативно-правовая. В этой области государством уже сделан большой шаг в деле стандартизации BIM, однако первое время нормативные документы будут изменяться, дополняться, процесс адаптации субъектов строительной деятельности к новым условиям займет определенное время.
2. Организационная. Организации, осуществляющие проектирование, строительство, а также заказчик не всегда понимают, как правильно пользоваться информационной моделью, зачастую просто считают, что это только трехмерная модель здания.
Организациям для проектирования и строительства с использованием BIM-технологий необходимо включать в штат специальных сотрудников: BIM-координаторов и BIM-менеджеров. Для эффективного использования технологий информационного моделирования необходимо пересмотреть подходы к организации работы проектировщиков, строителей, эксплуатирующих организаций.
3. Программная. Пока на рынке представлены несколько программ различных разработчиков (Revit, ArchiCAD, Tekla Structures и Renga). Все эти программы используют формат IFC для передачи данных в другую программу, однако при конвертации модели из одной программы в другую может теряться часть информации, поэтому эффективнее и удобнее все разделы выполнять в одной программе. Это обстоятельство накладывает определенные ограничения в выборе подрядчиков, фирм-разработчиков и т.д. Кроме того, стоимость программ для работы с информационными моделями, как правило, выше традиционных САПР-программ (САПР - система автоматического проектирования), также зачастую требуется покупка дополнительных программ для специализированных расчетов, либо необходимы специалисты, способные написать подобную программу.
4. Кадровая. В большинстве строительных вузов отсутствуют специальности по подготовке BIM-специалистов, по другим строительным специальностям в программах обучения отсутствуют дисциплины, связанные с освоением BIM-технологий. В основном обучение информационному моделированию осуществляется в коммерческих образовательных центрах путем преподавания курсов, в том числе онлайн. Однако, из-за трудоемкости освоения BIM-технологии сотрудникам необходимо длительное время, чтобы полностью интегрироваться в процесс создания информационных моделей.
5. Аппаратная-сетевая. Для работы с информационными моделями требуются более мощные компьютеры по сравнению с САПР-моделями (например, для Autodesk Revit 2018 для работы со сложными моделями рекомендуется использовать 12-16 ядерный процессор, 16-32 ГБ оперативной памяти) [3]. Также требуются высокоскоростная сеть, мощные серверы, дополнительный персонал для администрирования сетей.
Все эти проблемы вынуждены решать проектировочные, строительные и эксплуатационные организации, что в итоге увеличивает конечную стоимость строительства и эксплуатации.
При полном переходе на BIM, несмотря на очевидные преимущества этой технологии, первое время будет наблюдаться увеличение стоимости строительства.
В настоящее время использование BIM-технологий может быть востребовано при строительстве и эксплуатации сложных технических объектов, таких как стартовые комплексы космодрома, специальные фортификационные сооружения, имеющие большой строительный объем. Строительство модульных, быстровозводимых сооружений пока не требуют внедрения информационного моделирования.
Заключение. Постепенный переход к информационному моделированию необходимо осуществлять, придерживаясь дорожной карты, разработанной Госстроем РФ. Внедрение BIM-технологий следует производить поэтапно, дифференцированно к различным объектам. Таким образом, это позволит наиболее эффективно использовать денежные средства, выделяемые на проектирование, строительство и эксплуатацию новых объектов.
Список литературы
1. Талапов В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий. М.: ДМК Пресс, 2011. 392 с.
2. Вирцев М.Ю., Власова А.Ю. BIM-технологии - принципиально новый подход в проектировании зданий и сооружений // Российское предпринимательство. М. Урал-пресс, 2017. Вып.№23. С. 3827-3835.
3. Требования к системе для продуктов Autodesk Revit 2018 [Электронный ресурс] URL: https://knowledge.autodesk.com/ ru/ support/ revit-products/learn-explore/ caas/sfdcarticles/sfdcarticles/RUS/System-requirements-for-Autodesk-Revit-2018-products.html (дата обращения: 10.02.2020).
Грушковский Павел Анатольевич, канд. техн. наук, начальник лаборатории, (НИ) - старший научный сотрудник, vka-onramail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Ситков Роман Александрович, канд. техн. наук, начальник отдела (НИ), vka-onramail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Щельников Валерий Николаевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник (НИ), vka-onra mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского
PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF INFORMATION MODELING DURING THE CONSTRUCTION AND OPERATION OF BUILDINGS
P.A. Grushkovskii, R.A. Sitkov, V.N. Shchelnikov
210
The article describes the main advantages and disadvantages of building information modeling technology at all stages of the life cycle. The main problematic issues of BIM technology are presented. The possibility of using this technology in the design, construction and operation of ground infrastructure facilities is considered.
Key words: information modeling, BIM technology, lifecycle, object passport, database.
Grushkovskii Pavel Anatolevich, candidate of technical sciences, chief of scientific laboratory, vka-onramail.ru, Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy,
Sitkov Roman Aleksandrovich, candidate of technical sciences, chief of scientific department, vka-onra mail.ru, Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy,
Shchelnikov Valeriy Nikolaevich, candidate of technical sciences, senior researcher, vka-onra mail. ru, Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy
УДК 681.787
ИЗМЕРЕНИЕ МИКРОРЕЛЬЕФА НЕГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ В НИЗКОКОГЕРЕНТНОМ СВЕТЕ
А.В. Арефьев, Ю.М. Бородянский, Р.Б. Гулиев, А.В. Дагаев, Е.Е. Майоров, М.В. Хохлова
В работе рассмотрена автоматизированная оптико-электронная система в низкокогерентном свете контроля микрорельефа негладких поверхностей объектов. Работа системы основана на поточечном сканировании контролируемой поверхности сфокусированным пучком света от источника с малой временной когерентностью (30 мкм). Искомая информация содержится во временном положении интерференционного сигнала, максимум которого находится дифференцированием огибающей. Рассмотрено функционирование основных узлов системы. Приведены результаты измерений.
Ключевые слова: интерферометр Майкельсона, микрообъектив, длина волны излучения, опорное зеркало, дифракционная решетка, доплеровская частота.
За последние 10 - 12 лет в оптическом приборостроении повышенный интерес проявляется к измерительным системам, в которых используются источники излучения с низкой временной когерентностью. Работа когерентно-ограниченных систем основана на регистрации контраста интерференционного поля с последующим определением положения максимума интерференционного сигнала [1-4]. В этом заключается основное отличие от классических интерферометрических устройств, где искомая информация содержится в фазовых характеристиках интерференционной картины.
