CC BY
122
АРХИТЕКТУРА
ПРИМЕНЕНИЕ BIM ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ И МОДЕРНИЗАЦИИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЗАСТРОЙКИ Мауленова Г.Д.1, Барсукова О.В.2 Email: Maulenova17150@scientifictext.ru
Мауленова Гульнара Джупарбековна - кандидат архитектуры, ассоциированный профессор;
2Барсукова Оксана Владимировна - магистрант, кафедра архитектуры, Казахский национально-технический исследовательский университет им. К.И. Сатпаева, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: информационное моделирование зданий (BIM) становится все более распространенной аббревиатурой среди участников строительной индустрии. В данной статье рассматриваются существующие возможности применения BIM технологий для реконструкции и модернизации сооружений. Был проведен литературный обзор по методам, подходам и примерам применения BIM технологий для реконструируемых строительных объектов, а также выявлен алгоритм и этапы, необходимые для применения BIM технологий, обеспечивающие эффективную реконструкцию и модернизацию.
Ключевые слова: реконструкция, модернизация, BIM технологии, жизненный цикл здания, уровень разработки, сканирование зданий.
BIM TECHNOLOGIES' APPLICATION IN RECONSTRUCTION AND MODERNIZATION OF EXISTING BUILDINGS Maulenova G.D.1, Barsukova O.V.2
'Maulenova Gulnam Djuparbekovna - Candidate of Architecture, Associate Professor;
2Barsukova Oxana Vladimirovna - Master's Student, ARCHITECTURE DEPARTMENT, NATIONAL RESEARCH TECHNICAL UNIVERSITY NAMED AFTER K.I. SATBAYEV, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: building Information Modelling (BIM) is getting more common abbreviation among building sector members. Current article discusses the existing possible ways of using BIM technologies for the reconstruction and modernization of buildings. A literature review was conducted on the methods, approaches and the application samples of BIM technologies in existing facilities are being under reconstruction. The algorithm and the steps required to the application of BIM technologies were determined, which ensure efficient reconstruction and modernization.
Keywords: reconstruction, modernization, BIM technologies, building life cycle, building scanning.
УДК 69
Введение
Большинство проектных организаций и специалистов уже переходят или планируют перейти на систему проектирования с применением BIM технологий, которые в цифровом виде представляет информацию физических и функциональных характеристик строительного объекта, объединяя данные обо всех компонентах, присутствующих в проекте. Такая система помогает организовывать совместную работу специалистов-смежников без риска потери текущей информации.
Методология BIM в основном разрабатывается для новых строительных объектов и применяется к ним, а ее потенциал для реконструкции и модернизации еще мало изучен. Если принять во внимание постоянно растущие требования и потребности общества к качеству среды и неудовлетворительные эксплуатационные характеристики подавляющего большинства существующего фонда зданий прошлого столетия, особенно в том, что касается потребления энергии, BIM технологии могут внести свой вклад в повышение эффективности, рациональности и устойчивости в процессе модернизации и реконструкции.
Реконструкция здания - изменение объемно-планировочной структуры здания, а также его конструктивно-технических решений с целью устранения физического и морального износа [3, 25].
Модернизация - данный термин можно интерпретировать как инновации либо обновление или, иначе говоря, модернизация является процессом адаптирования (преобразования) чего-либо под современные нужды или привычки [4].
Цели и задачи
Целью данного исследования является обзор существующих способов и возможностей применения BIM технологий для реконструкции и модернизации существующих зданий, иллюстрации ключевых отличий в специфике применения технологий в реконструируемых зданиях.
Методы исследования
С помощью программных обеспечений BIM (Autodesk, ArchiCAD, Bentley Systems, Graphisoft и другие) возможно цифровое создание точных виртуальных моделей здания, что обеспечивает больший контроль над расходами и эффективность работы. Также возможно моделирование строительного объекта, с учетом понимания его характеристик до начала строительства и поддерживать проект на протяжении всего жизненного цикла здания или сооружения, в том числе после строительства в период его эксплуатации и последующего демонтажа или сноса.
Главной целью создания BIM модели является обеспечение лучшего контроля над этапами проекта, что позволит более подробно планировать бюджет и профилактическое обслуживание проекта. BIM технологии могут использоваться для прогнозирования возможных ошибок (коллизий) при создании проектов для различных областей проекта, а также для проверки влияния проектных решений и выявления несовместимости между системами. Проект, запущенный на платформе BIM, имеет совершенно иной подход, чем САПР, поскольку представлена не только его видимая геометрия, но и все его компоненты и даже элементы, которые на первый взгляд не очевидны, могут оказывать влияние на проектные решения.
Специфика применения BIM технологий для реконструируемых объектов
Неоспоримо, работа с реконструируемыми объектами всегда являлась намного более рискованной и сложной, чем проектирование с нуля. В процессе реконструкции или модернизации неизбежно могут возникать различные ситуации, требующие быстрых и точных решений во избежание потерь как временных ресурсов, так и финансовых. И хотя каждый реконструируемый объект требует уникального подхода и проектных решений, у большинства сооружений прошлого столетия имеются общие проблемы, связанные с обликом застройки, плохими показателями потребления энергетических ресурсов, инсоляции, качества воздуха в помещениях, а также по показателям выбросов CO2.
Таким образом, для налаженной работы и исключения вероятности возникновения нештатных ситуаций (ошибок), ключевым этапом является инвестирование в исследование и цифровое представление данных окружающей среды или здания. Для этого все, начиная от чертежей 2D CAD форматов или альбомов строительной документации на бумажных носителях, является ценной информацией, позволяющей воссоздать виртуальную модель строительного объекта. Конечно, отсутствие проектной документации на электронных носителях усложняет и требует
дополнительных усилий от инженеров. В случаях частичного или полного отсутствия проектной документации, как правило, это характерно для исторических сооружений со сложной конструктивной системой, существует возможность визуально охватить объект в цифровом виде с применением лазеров и сканеров, с помощью облаков точек или фотограмметрии, выполняемые при помощи дронов.
Рис. 1. Сканированное здание сиднейского оперного театра [4]
Последующим шагом после захвата геометрии в сооружении является отображение данных о внутренних инженерных сетях (трубопроводы, вентиляция и кондиционирование, электричество). Данный процесс является одним из наиболее трудоемких в информационном моделировании, однако это стоит затраченных усилий, поскольку благодаря хорошо построенной модели отражающей реконструируемое здание с большой точностью, формируется база данных, являющейся незаменимой на протяжении всего ее жизненного цикла.
Самое главное, что с помощью BIM модели можно понять и предсказать процесс реализации проекта, в частности, как проект проявит себя с таких областях, как термический, визуальный и акустический комфорт. Кроме того, модель можно зарегистрировать и иметь больший контроль над происхождением материалов, процессами, которые уже выполнены, и надлежащим пунктом назначения в случае демонтажа.
Например, с помощью BIM модели объекта можно смоделировать использование естественного освещения, элементов затенения и даже потенциала использования фотоэлектрической энергии на месте расположения данного сооружения. Если модель достаточно полная, чтобы охватить как гидравлические, так и кондиционерные установки, можно протестировать и предложить конкретные или радикальные модификации, которые могут повысить эффективность системы. Конечно, важно иметь возможность сравнить предыдущие расчеты и определить, будут ли инвестиции логичными. У проектировщиков-инженеров появляется возможность быстро оценить фактические энергетические характеристики, заменив конкретную фасадную облицовку на другую с более высоким уровнем изоляции, или просто протестировать, например, другой цвет. Возможен даже быстрое документальное подтверждение на углеродном кредите здания (разрешение на выбросы), в котором проверены все материалы и процессы для возможной последующей сертификации.
Кроме того, BIM позволяет расширить сотрудничество между участниками, вовлеченными в проект, улучшить управление временем и рабочими процессами и, прежде всего, помогает обнаруживать любые коллизии и несовместимости, которые, так или иначе, возникают при производстве работ по реконструкции и модернизации. В существующих городах с таким большим количеством строительных объектов, требующих производства мероприятий по реконструкции и модернизации для сохранения ресурсов и устойчивости городов, стремление сосредоточиться на разработке более разумных и эффективных подходов в проектировании проектов восстановления и повторного использования является естественным. BIM технологии могут внести большой вклад в этот процесс.
Реконструкция строительного объекта с применением BIM технологий
Анализ реконструируемого объекта посредством
I
Проектной документации
Захваченного при помощи лазера или сканера объект
Комплекты рабочих чертежей, в том числе любые другие данные
Облако точек или фотограмметрия
Создание BIM модели строительно! о объекта
I
Архитектурный _раздел_
Конструктивный _раздел_
Представление инженерных систем
CDE
Работа в среде общих данных
Предварительный комплексный анализ и расчет реконструируемого объекта
по показателям инсоляции, стоимость, качество, потребление, энергоэфффектмвкость, устойчивость и другие.
Ввод в эксплуатацию
(BIM модель вводится в платформы для эксплуатирующих компаний или собственников, таких как например Ecodomus)
БАЗА ДАННЫХ
Постоянно пополняется и поддерживается в актуальном состоянии. (Отслеживание текущего состояши объекта, потребления энергии, состояния активов и др.)
Рис. 2. Процесс реконструкции строительного объекта с применением BIM технологий
Заключение
Применение BIM технологий при реконструкции не отменяет и не заменяет необходимость решения инженерных и экономических задач, таких как определение износа конструктивных элементов, инсоляции, прочности, устойчивости, комфортности и эффективности, однако облегчает составление расчетов инсоляция, энергоэффективности, и позволяет автоматически выводить и считывать сметные параметры, такие как количество, площадь, стоимость строительных процессов.
BIM - это совместная работа, образующая базу данных, которую можно впоследствии интегрировать с различными платформами, используемыми для эксплуатации сооружений, и эффективно управлять информацией на протяжении всего жизненного цикла здания. В таких платформах существует возможность быстрого и удаленного доступа ко всем характеристикам компонентов строительного объекта, геометрии здания и анализу энергопотребления. Мировой опыт применения BIM технологий показывает, что данная технология применима как к новому строительству, так и к реконструируемому.
Список литературы /References
1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.archdaily.com/927321/how-bim-can-make-building-renovations-and-retrofits-more-eíficient/ (дата обращения: 08.05.2020).
2. Khaddaj Maggie and Srour Issam / Procedia Engineering 145, 2016. // International Conference on Sustainable Design, Engineering and Construction / Using BIM to Retrofit Existing Buildings. 1526-1533.
3. Реконструкция и обновление сложившейся застройки города. Учебное пособие для вузов. Под общей ред. П.Г. Грабового и В.А. Харитонова. // М.: Изд-ва «АСВ» и «Реалпроект», 2006. С. 25-30.
4. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.maptek.com/products/mine_measurement/case_studies/sydney_opera_hous e.html/ (дата обращения: 08.05.2020).
5. Nicai Aleksander K. and Wodynski Wojciech // Enhancing Facility Management through BIM 6D / Procedia Engineering 164 (2016) 299 - 306 Creative Construction Conference 2016. CCC 2016. 25-28 June, 2016.
