CC BY
1УДК 72.021.2
doi: 10.52470/2619046X_2022_4_42
РОЛЬ И МЕСТО ТЕХНОЛОГИЙ МОДЕЛИРОВАНИЯ (ТИМ)
В СОВРЕМЕННОМ АРХИТЕКТУРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ
А.Р. Забегина
Аннотация. Технологии информационного моделирования (ТИМ) являются основой для современной строительной отрасли, в том числе и архитектурного раздела проекта. Цель статьи заключается в раскрытии понятий «архитектурное проектирование», «архитектурное моделирование», «информационное моделирование», ТИМ и BIM, а также определение места и роли технологий информационного моделирования в структуре современного архитектурного проектирования, опираясь на сравнительный анализ стадийности построения информационной модели и стадийности создания архитектурного проекта.
Ключевые слова: архитектура, архитектурное проектирование, моделирование, технологии информационного моделирования, BIM, ТИМ, информационные технологии.
THE ROLE AND PLACE OF BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) IN MODERN ARCHITECTURAL DESIGN
A.R. Zabegina
Abstract. Information Modeling Technologies (nM) are the basis for the modern construction industry, including the architectural section of the project. The purpose of the article is to reveal the concepts of architectural design, architectural modeling, information modeling, TIM and BIM and to determine the place and role of information modeling technologies in the structure of modern architectural design based on a comparative analysis of the stages of building an information model and the stages of creating an architectural project.
Keywords: architecture, architectural design, modeling, information modeling technologies, BIM, TIM, information technologies.
Развитие цифровых технологий и цифровизация общества в настоящее время являются основой для развития ТИМ (технологий информационного моделирования). Роль компьютерных средств и технологий в жизни человека за последние 20 лет нельзя преуменьшить. Цифровые системы сейчас - это не просто средства моделирования и автоматизации процесса архитектурного проектирования, но и средства анализа, формообразования и неотъемлемая часть проектирования на всех этапах создания проекта.
Информационные технологии - это не просто средство, а посредник в проектировании для современного архитектора, где инструментами вместо карандаша и линейки стали компьютерная мышка, планшет и стилус.
Для понимания роли и места технологий информационного моделирования в архитектурном проектировании важно понимать содержание и определение таких понятий как:
- BIM;
- ТИМ;
- архитектурное проектирование;
- архитектурное моделирование;
- BIM моделирование.
Архитектурное проектирование - процесс определения архитектуры, компонентов, интерфейсов и других характеристик системы или её части (ISO 24765). Результатом проектирования является проект - целостная совокупность моделей, свойств или характеристик, описанных в форме, пригодной для реализации системы [2].
Архитектурное проектирование тесно связано с творчеством: сущность творчества заключается в создании в уме идеи и образа, которые никогда еще не существовали. Творчество в архитектурном проектировании связано с восприятием и впечатлением, которые приходят уже после идеи и образа.
Архитектурное проектирование опирается на эвристическое мышление, на использование способностей человека решать задачи при неполной текущей информации, когда прошлый опыт не содержит готовой схемы, пригодной для данных условий [3].
Модель архитектурного проектирования представляет собой сложную структурную многоуровневую систему, в которой главным и основным средством выражения выступает язык изображений. Как раз информационное моделирования может помочь в выражении идеи путем языка изображения архитектурного замысла при проектировании.
Появление BIM (Building Information Modeling) технологий в архитектуре и историю становления взаимосвязи архитектурного проектирования и технологий информационного моделирования нужно рассматривать в ретроспективе становления чертежей, появления перспективных изображений и макетирования, и только затем - в связи с появлением компьютера и цифровых данных.
В XVI в. развитие получила римская школа, где все объекты воспринимались через плоские проекции; затем стали строить объемные перспективные изображения (искажение размеров, пропорций и т.д.).
Второй отправной точкой является макетирование: макеты помогают воспринять объект в объеме, хотя на макете и не отражаются инженерные и технические особенности.
Все это является предпосылками к становлению BIM моделирования. BIM как процесс зародился в 1960-х гг. и связан с появлением персональных компьютеров и с автоматизацией процесса черчения от руки (CAD системы). Прорывом для становления CAD стало появление в 1982 г. AutoCAD, но лишь в 2000 г. BIM вошел в лексикон строительных и архитектурных специальностей.
Термин «BIM» можно рассматривать с двух позиций - как процесс и как конечный результат моделирования (информационную модель).
BIM (англ. Building Information Model или Modeling) - это информационная модель здания или сооружения [10]. В российском законодательстве ИМ (информационная модель), или цифровая информационная модель объекта капитального строительства - это совокупность взаимосвязанных инженерно-технических и инженерно-технологических данных об объекте капитального строительства, представленных в цифровом объектно-пространственном виде [1]. ИМ связана с моделированием как его конечный результат. ИМ можно сравнить с архитектурным макетом здания. Отличительная черта ИМ - это то, что внутреннее содержание, коммуникации, инженерные сети и конструкции так же важны, как и внешняя оболочка здания.
BIM моделирование - это цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта, которое охватывает далеко не только геометрию здания.
Информационное моделирование здания - это особый подход к возведению, оснащению, эксплуатации и ремонту (а также сносу) здания, как к полному жизненному циклу объекта [10].
Используются BIM модели широко:
- проектирование новых зданий и объектов различной сложности и наполненности данными;
- проектирование сооружений атомной и другой промышленности;
- проектирование малых архитектурных форм;
- использование и создание BIM модели при реконструкции и реставрации объектов архитектурного наследия.
Термин «ТИМ» пришел в нормативную базу российской документации с 1 января 2022 г. ТИМ - российский вариант термина BIM, буквальный перевод «building information model». Именно он фигурирует в формулировках Градостроительного кодекса РФ. Базовые понятия ТИМ начали появляться еще в 2019 г., когда Федеральный закон № 151-ФЗ внес термин «информационная модель» в Градостроительный кодекс [11].
В законе термин был сформулирован следующим образом: «Информационная модель объекта капитального строительства - совокупность взаимосвязанных сведений, документов и материалов об объекте капитального строительства, формируемых в электронном виде на этапах выполнения инженерных изысканий, осуществления архитектурно-строительного проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта, эксплуатации и (или) сноса объекта капитального строительства».
Постановлением № 1431. В 2020 г. законодатель решил расширить и уточнить термин. ТИМ. В нем окончательно определены правила формирования и ведения информационной модели капитального строительства, а уже с 2022 г. нововведения будут использоваться во время госстроек - электронная документация станет там основной. При этом нюансы и принципы действия ТИМ и BIM совпали.
Моделирование - неотъемлемый навык для специальности архитектора, так как в процессе моделирования архитектор получает информацию о визуальном облике и образном составляющим своей идеи.
Цель моделирования заключается в том, чтобы разработать объемно-пространственную концептуальную модель - композицию заданного архитектурного пространства [7].
Моделирование объектов архитектуры в виде макетов-моделей или в виде компьютерных моделей позволяет создавать различные вариативные пространства на базе одной модели. При этом вариативность создается за счет использования различных форм, цвета, фактур, материалов и других вполне определенных средств [7].
Рассмотирим роль и место технологий информационного моделирования в архитектурном проектировании.
Информационное моделирование (англ. Building Information Modeling, BIM) - это процедура создания базы данных строительного объекта посредством поэтапного создания промежуточных информационных моделей, отражающих обработанную на этом этапе информацию о строительном объекте [9], в то время как архитектурное проектирование связано и с образным составляющим архитектуры.
Архитектурно-художественный образ неизменно формируется из миропонимания, актуальных проблем времени, из представлений о том, каким должно быть искусственное пространство и каким требованиям оно должно отвечать [2]. Использование автоматизированных средств проектирования не ново, они облегчают и помогают автоматизировать рутинные процессы. Но использование BIM (ТИМ) технологий в системе архитектурного проектирования остается открытым вопросом, так как творческий процесс деятельности архитектора связан с этапом поиска и идей, а также с мышлением, свойственным только человеку. На рисунке 1 изображена схема на основе кругов Эйлера, демонстрирующая содержание понятий «Архитектурное проектирование», «Технологии информационного моделирования», «Архитектурное моделирование».
Исходя из анализа содержания терминов, можно сделать вывод, что в понятие ТИМ не входит как раз творческая составляющая, поэтому возникает вопрос: как интегрировать ТИМ (базирующиеся на точных действиях, расчетах и алгоритмах) в структуру творческого
процесса становления архитектурного проекта? А. Асанович в докторской диссертации «Компьютерные средства и эволюция методологии архитектурного проектирования» видит возможность применения компьютера как посредника в процессе архитектурного формообразования. В настоящее время автоматизация и искусственный интеллект не способны заменить архитекторов. Но это вовсе не означает, что профессия не претерпевает глубоких преобразований: компьютеры и программное обеспечение устраняют утомительную повторяющуюся деятельность, оптимизируя производство технических материалов и позволяя, среди прочего, уменьшить размеры архитектурных бюро [4].
Исходя из анализа кругов Эйлера можно сделать вывод, что концепция методики архитектурного проектирования с применением ТИМ базируется на аспектах и понятиях, заложенных в традиционных методах архитектурного проектирования (комплексный метод, средовой подход, творческий метод по Б.Г. Бархину), и содержит такие понятия, как образное архитектурное решение и композиционное моделирование, а также на автоматизированных процессах (таких как создание чертежей, моделирование - построение информационной модели, расчет спецификаций и т.д.). Процесс макетирования можно приравнять к процессу построения объёмной модели в компьютерных программах, как это было сделано в диссертации Н.А. Рочеговой «Компьютерное моделирование в процессе формирования основ архитектурной композиции». В диссертации рассмотрены принципы компьютерного моделирования, которые легли в основу архитектурной композиции: принцип двухстадийности, принцип комбинаторного моделирования, принцип синхронности, виртуально-комбинаторный метод [8]. Вполне может получиться так, что вечная задача синтеза парадигм архитектурного образования, задача балансировки традиций и новаторства, структурированности и свободного поиска будет, наконец, успешно решена [5].
Исходя из выводов, что современное проектирование невозможно без использования компьютерных средств, проведем сравнительный анализ стадийности проектирования и стадийности построения BIM модели (рисунок 2).
Исходя из сравнительного анализа можно сделать вывод, что BIM не учитывает процесс творческой деятельности и мышления, поэтому для архитекторов важно погружать в процесс BIM уже на стадии поиска идеи и формы и включать архитектора как одного из участников процесса проектирования с учетом особенностей классических методов проектирования и интеграции цифровых. Подготовка молодого поколения к работе в цифровых средах все еще остается делом новым и во многом экспериментальным [6]. Но стадийность архитектурного проектирования включает стадии создания ИМ в ТИМ, поэтому технологии информационного моделирования могут быть включены в структуру создания архитектуры зданий и сооружений на более ранних этапах, нежели выдача рабочей документации.
Рисунок 1. Содержание понятия «Архитектурное проектировании с применением ТИМ»
Рисунок 2. Сравнение этапов архитектурного проектирования, проектирования в ТИМ, и этапов раздела архитектурный проект
На рисунке 3 изображен процесс применения BIM на стадии эскизного проектирования студентами Московского информационно-технологического университета - Московского архитектурно-строительного института с учетом творческого метода проектирования и классических подходов к архитектурному проектированию. На рисунке выявлена главная проблема применения ТИМ на стадии поиска идей, а именно - проблема эскизирования. Студентами был выполнен эскиз генерального плана территории сначала вручную, а потом перенесен на компьютер уже в системный комплекс ArchiCAD.
Согласно представленной выше информации и проведенному внедрению ТИМ на стадии эскиза можно сделать вывод, что роль ТИМ в архитектурном проектировании важна, но с сохранением или с переосмыслением традиционных инструментов, методик и средств, применяемых для поиска идеи и развития творческого мышления архитектора. В результате можно дать определение, что архитектурное проектирование с применением ТИМ - это процесс создания архитектуры зданий или сооружений с применением методики архитектурного проектирования, в комплексе с методикой информационного моделирования, с использованием цифровых, компьютерных и других автоматизированных средств проектирования, основной задачей которого является сохранение творческой составляющей профессии архитектор.
Рисунок 3. Процесс работы над концепцией общественного пространства выполненного с учетом процесса ТИМ студентами второго курса кафедры архитектуры и дизайна Московского информационно-технологического университета - Московского архитектурно-строительного института
Библиографический список
1. СП 333.1325800.2020 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла». URL: https://www. sskшal.гШbim/docs/СП_333Л325800.2020.pdf (дата обращения: 23.01.2022).
2. Архитектурное проектирование - понятие и термины // Информационный портал о строительстве и архитектуре. URL: https://delovoy-kvartal.ru/arhitekturnoe-proektir/ (дата обращения: 20.11.2022).
3. Асанович А. Компьютерные средства и эволюция методологии архитектурного проектирования : автореферат дис. ... д-ра архитектуры. М., 2006.
4. Булгакова Е. Нет провинций в интернете // Проект Байкал. 2020. Т. 17. № 65.
5. Булгакова Е.А. Некоторые аспекты цифровизации архитектурностроительной отрасли на современном этапе // Вестник Московского информационно-технологического университета - Московского архитектурно-строительного института. 2022. № 2.
6. Булгакова Е.А. Цифровизация архитектурно-строительного проектирования - проблемы и возможности // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2021 году: сборник научных трудов РААСН. М., 2022. Т. 1.
7. Лекарева Н.А. Моделирование как творческий метод в высшем образовании архитектора // Фундаментные исследования. 2007. № 7.
8. Рочегова Н.А. Компьютерное моделирование в процессе формирования основ архитектурной композиции: начальная стадия высшего профессионального архитектурного образования: дис. ... канд. архитектуры. М., 2010.
9. Шемякина Т.Ю. Информационное моделирование строительных объектов: особенности применения и развития // Вестник ГУУ. 2020. № 7.
10. BIM моделирование // Архитектурная фотограмметрия. URL: https://photogrammetria.ru/337-bim-modeling.html (дата обращения: 19.11.2022).
11. BIM и ТИМ - в чем разница? // Цифровое строительство. Все о технологиях в строительстве. URL: https://digital-build.ru/bim-i-tim-v-chem-raznicza/ (дата обращения: 16.11.2022).
А.С. Забегина
преподаватель
Московский информационно-технологический университет - Московский архитектурно-строительный институт E-mail: anstasay@yandex.ru
