3Управление строительством: интеграция с проектированием для повышения эффективности промышленного строительства
Кулеш Александр Алексеевич
генеральный директор, ТОО "GlobalGeoConsult", kuleshalexandr@gmail.com
Как известно, любой строительный проект, будь то жилой комплекс, коммерческое сооружение или инфраструктурный объект, включает в себя множество подрядчиков и технических средств, привлекает сотни рабочих и обширный объем информации. Для успешного взаимодействия всех участников строительства и оптимального использования ресурсов, многие страны Северной Америки и Европы (Великобритания, США, Германия) активно внедряют новейшие информационные технологии в проектирование.
Тенденции в строительной отрасли способствуют росту научных исследований в области разработки и внедрения новых методов и систем с целью увеличения конкурентоспособности и эффективности. Переход строительства на более высокий уровень конкурентоспособности в различных странах связывается с разработкой полноценных BIM-моделей. Объектом исследования является BIM-моделирование как технологический процесс. Актуальность данной темы неоспорима, поскольку внедрение BIM-технологии в России решает ряд актуальных проблем: ускоряет проектирование, повышает эффективность эксплуатации готовых зданий, сокращает количество доработок и ошибок. Цель исследования заключается в исследовании сущности BIM-технологий, выявлении ее характерных преимуществ и недостатков. Практическая значимость данной статьи проявляется в ее аналитическом подходе к BIM-моделированию. Методологической базой при написании работы стали научные труды, специальная литература, экспертные мнения. Ключевые слова: повышение эффективности строительства, управление строительством, интеграция проектирования, промышленное строительство.
Введение
Технология BIM начала активно обсуждаться, изучаться и внедряться всего лишь десять лет назад. За это время уже существует множество случаев, когда полное или даже частичное использование моделирования зданий приводило к уменьшению времени, затраченного на проектирование и строительство, снижению затрат на возведение объектов и повышению их качества. Иными словами, внедрение BIM значительно увеличило конкурентоспособность фирм, строительных компаний и связанных с ними организаций, а также всех участников проекта.
До возникновения первых компьютерных систем проектируемые объекты создавались как чертежи на бумажном носителе, также использовались макеты различного масштаба и различной степени детализации, построения объемных изображений на плоскости [1].
Рис.1. Эскиз центральной церкви работы Леонардо да Винчи, XV век
О *
О X
о S
S *
и
с т •и о
S
т
ф
а т
о т
а
8)
о сч о сч
Совершенствование методов проектирования позволило создавать более сложные здания и сооружения, сокращая при этом сроки и число необходимых для работы специалистов. Внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР) в первую очередь обеспечило быстрые изменения в графической части проекта и автоматические вычисления в расчетной части. Помимо этого, компьютер способен обрабатывать гораздо больший объем информации без ошибок по сравнению с человеком. Сложные проекты, которые раньше предполагали создание тысяч чертежей на бумажном носителе, больше не могли создаваться одним архитектором, требуя разделения на отдельные части, что приводило к увеличиванию риска ошибок.
С течением времени системы автоматизированного проектирования стали все более популярными. Появление персональных компьютеров и выпуск в 1982 году компанией Autodesk программы AutoCAD стали отправной точкой для роста популярности таких систем. AutoCAD помимо упрощения создания чертежей предложил возможность трехмерного моделирования. Архитектурные модели в 3D открыли новые возможности для получения перспективных видов с любой точки зрения. Это означало появление новых способов демонстрации и презентации проектов, ранее создаваемых с помощью рисунков.
Tool« Гг.-1 ЬЖМ'ДД Options
ijjDji------lues Dialogue...
UCS Options.., UCS Previous
1 l',Center/'Dy)iaBic'Extents/Left/Picevious''Window^<Scale(X)>: Window irst corner; Other corner:
owia.ii J:
Рис.2.АМоСАй первых выпусков
С течением времени программы CFD стали предлагать дополнительные библиотеки и приложения для смежных с архитекторами специалистов. Теперь в САПР стало возможным проектировать не только геометрические формы зданий, но и электрические сети, вентиляцию, каркасы и интерьеры. Таким образом, проектирование вышло на совершенно новый уровень; реализация проектов достигла степени эффективности, недостижимой ранее — один компьютер с САПР способен заменить десятки рабочих мест.
Дальнейший прогресс компьютерных систем сделал возможной реализацию давно возникающей в умах архитекторов концепции, ранее невозможной из-за ограниченных технологий. Идея заключалась в том, что для полноценного проектирования недо-
статочно иметь только геометрические данные объекта. Необходимо, чтобы в модели также содержались и могли быть извлечены в нужный момент информация о его свойствах. Иными словами, нужна не просто двухмерная схема или трехмерная модель, не просто макет, а цифровая копия, содержащая информацию о всех материалах, оборудовании и связях между ними. Именно этот принцип лежит в основе технологии BIM.
Термин "информационная модель здания" в современном понимании был введен в 1992 году в статье ван Недервина и Толмана, а первый официальный документ в этой области был опубликован компанией Autodesk в 2002 году. С 2002 года понятие "Building Information Model" начало входить в терминологию разработчиков. С выпуском программы для BIM-проектирования Revit в 2000 году, также от Autodesk, началось постепенное распространение информационного моделирования по рынку.
Рис.3. Виртуальная модель делового центра
Таоушп Airporl MRT
Station Front Metro
Рис.4. Районы вокзала Тайбэя
Информационное моделирование зданий не только упростило и ускорило проектирование, но и открыло новые горизонты для управления зданием на протяжении всего его жизненного цикла [2,3].
1. Существующие программы для проектирования
На данный момент существует множество программ для моделирования, но большинство специалистов-проектировщиков, предпочитают использовать Autodesk Revit. Эта программа считается наиболее популярным решением для создания BIM в мире. Однако, в свете санкций, возникают вопросы
о возможной замене Autodesk на отечественные аналоги. Тема замены программы стоит довольно остро (в интернет-пространстве часто упоминают Model Studio CS, но реальных отзывов на нее пока мало).
Как пример - несколько изображений проекта офисного здания в Revit с сайта Autodesk:
С любого ракурса через инструмент визуализации возможно получить красивый рендер для презентации заказчику:
Рис.5. 3D-eud здания по умолчанию
< Furniture Schedule>
А В С
Family and Type Count Cost
Chair-Viper Chair 7 0.00
Couch-Viper CDiich 3 0.00
M_Chair-Breuer: M_Chair-Breuer 60 2700.00
M_Table-Dirvng Round w Chairs 0915mm Diameter 15 4500.00
Table-Night Stand 24" x 24" x W 9 0.00
Wastebasket2 Wastebasket2 4 0.00
Window Shade Window Shade 6 0.00
Grand total: 104 7200.00
Рис.6. Просмотр информации об участке остекления на 3D виде здания
Это наглядно демонстрирует отличие BIM от трехмерного проектирования в САПР, упомянутое выше: элементы модели - это не геометрические абстракции объектов, а виртуальная копия, наполненная информацией о будущем реальном исполнении.
Информационная модель умеет связывать все планы, разрезы, виды и сметы проекта. Эта взаимосвязь избавляет пользователя от необходимости ручного внесения изменений в каждый документ. Проектировщику достаточно изменить один элемент на удобном для него виде, и эти изменения автоматически распространяются на весь проект.
Параллельно с работой над проектом автоматически формируются сметы. Все это существенно упрощает процесс проектирования и повышает его эффективность.
Рис.8. Модель здания в режиме 3й-просмотра в Revit
2. Существующие проблемы с введением
Внедрение BIM в отрасль не проходит гладко. Несмотря на то, что технология информационного моделирования значительно упрощает трудозатраты и повышает эффективность, существуют некоторые сложности, которые замедляют процесс. Например, BIM-программы не всегда являются универсальным решением "под ключ". Некоторые специализированные инженерные задачи, такие как расчеты конструкций, могут требовать использования дополнительных прикладных программ, например, SCAD или ПК "Лира". Однако это не является основной проблемой.
Одной из сложностей внедрения технологии BIM является ее способность наглядно представить информацию заказчику и аудиторам, включая сметы и экономические показатели. Прозрачность процесса строительства, предоставляемая информационным моделированием, может вызвать определенные затруднения. Если с самого начала видно, что для проекта потребуется 5 километров водопроводных труб, сложно будет объяснить, почему счета увеличились на 10.
Второе серьезное препятствие - отсутствие стандартов информационного моделирования и недостаточный опыт взаимодействия с технологией со стороны клиентов. Что касается стандартов, то на данный момент отсутствует единый подход к работе с BIM. Стандарты для Единой системы информационного моделирования (ЕСИМ) все еще находятся в процессе разработки. Это одна из сторон проблемы. С другой стороны, многие заказчики не обладают достаточными знаниями о возможностях технологии BIM и инструментах информационного моделирования. В результате возникают трудности с формулированием технического задания и оценкой качества выполненной работы. В общем, эти сложности приводят к несогласованности в работе между исполнителями и различными подразделениями заказчика.
Тем не менее, несмотря на эти трудности, сама технология практически лишена недостатков. Главное препятствие, возможно, заключается в том, что освоение инструментов BIM требует времени и терпения - нельзя за один день освоить все тонкости Revit. Однако ее преимущества настолько велики, что в скором времени можно ожидать постепенного
Рис. 7.Формирование сметы в программе
О *
О X
о s
s *
и
с т •и о s
т
ф
а т
о т
m
8)
(О
сч о сч
вытеснения систем автоматизированного проектирования более совершенными БМ-программами, так же как когда-то САПР вытеснили черчение на бумаге [4,5].
Заключение
БМ-технологии - принципиально новый подход в архитектурно-строительном проектировании, ставший ответной реакцией на кардинально изменившиеся условия и ритм жизни, при которых стало невозможно эффективно обрабатывать прежними методами возросший в сотни раз (и неуклонно растущий) поток информации, предваряющий и сопровождающий процесс проектирования и строительства в целом.
Сущность БМ заключается в создании компьютерной модели здания, несущей в себе максимум различных взаимосвязанных между собой данных об объекте на всех стадиях цикла его существования, что способствует ускоренному и наиболее точному проведению расчетов, экономии ресурсов и времени.
Таким образом активное повсеместное внедрение БМ является гарантией высокого качества проекта, эффективного использования средств, а также залогом улучшения жизни людей и снижения влияния на окружающую среду [6].
Литература
1. Концепция БМ-проектирования: история, преимущества, сложности внедрения .[Электронный ресурс] Режим доступа: https://habr.com/ru/companies/first/articles/714052/ .(дата обращения 09.10.2023).
2. БМ - на пути к идеалу. Как и любая революционная новация, БМ-технологии вовлекают в сферу своего влияния все больше работ .[Электронный ресурс] Режим доступа: https://asninfo.ru/techmats/21-bim-na-puti-k-idealu-kak-i-lyubaya-revolyutsionnaya-novatsiya-bim-tekhnologii-vovlekayut-v-sferu-svo .(дата обращения 09.10.2023).
3. Р^-БМ предназначен для задач .[Электронный ресурс] Режим доступа: https://pilotems.com/ru/products/pilot-bim/?utm_source=yandex&utm_medium=cpc&utm_ca mpaign=pilot_BIM_regiony&type=search&source=non e&block=premium&position=1&utm_term=Bim%20про ект&у^=10128816982457057279.- (дата обращения 09.10.2023).
4. Интегрированное проектирование в строительстве .[Электронный ресурс] Режим доступа: https://sapr.ru/article/16355?ysclid=lnkj0ps9wu271092 870.- (дата обращения 09.10.2023).
5. Искусственный интеллект в строительстве: интеграция БМ (эффективность проектирования) . [Электронный ресурс] Режим доступа: https://learnconstruction.org/ai-in-construction-bim-integration-design-efficiency/.- (дата обращения 09.10.2023).
6. Внедрение BIM технологий в строительство. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://alfabuild.spbstu.ru/userfiles/files/AlfaBuild/AlfaB uild_2019_11 /11_5.pdf.- (дата обращения 09.10.2023).
Construction management: integration with design to improve the efficiency of industrial construction
Kulesh A.A.
GlobalGeoConsult LLP
As you know, any construction project, be it a residential complex, a commercial structure or an infrastructure facility, includes many contractors and technical means, attracts hundreds of workers and an extensive amount of information. For the successful interaction of all construction participants and optimal use of resources, many countries in North America and Europe (Great Britain, USA, Germany) are actively implementing the latest information technologies in design.
Trends in the construction industry contribute to the growth of scientific research in the development and implementation of new methods and systems in order to increase competitiveness and efficiency. The transition of construction to a higher level of competitiveness in various countries is associated with the development of full-fledged BIM models. The object of the study is BIM modeling as a technological process.
The relevance of this topic is undeniable, since the introduction of BIM technology in Russia solves a number of urgent problems: accelerates design, increases the efficiency of operation of finished buildings, reduces the number of improvements and errors.
The purpose of the study is to study the essence of BIM technologies, to identify its characteristic advantages and disadvantages. The practical significance of this article is manifested in its analytical approach to BIM modeling.
The methodological basis for writing the work was scientific works, special literature, expert opinions.
Keywords: improving the efficiency of construction, construction management, design integration, industrial construction.
References
1. The concept of BIM design: history, advantages, difficulties of
implementation .[Electronic resource] Access mode: https://habr.com/ru/companies/first/articles/714052 / .- (accessed 09.10.2023).
2. BIM - on the way to the ideal. Like any revolutionary innovation,
BIM technologies involve more and more work in their sphere of influence.[Electronic resource] Access mode: https://asninfo.ru/techmats/21-bim-na-puti-k-idealu-kak-i-lyubaya-revolyutsionnaya-novatsiya-bim-tekhnologii-vovlekayut-v-sferu-svo .- (accessed 09.10.2023).
3. Pilot-BIM is designed for tasks.[Electronic resource] Access mode:
https://pilotems.com/ru/products/pilot-
bim/?utm_source=yandex&utm_medium=cpc&utm_campaign=pi lot_BIM_regiony&type=search&source=none&block=premium&p osition=1&utm_term=Bim%20про-
ект&yclid=10128816982457057279. - (accessed 09.10.2023).
4. Integrated design in construction.[Electronic resource] Access mode: https://sapr.ru/article/16355 ?ysclid=lnkj0ps9wu271092870.- (accessed 09.10.2023).
5. Artificial Intelligence in construction: integration of BIM (design
efficiency). [Electronic resource] Access mode: https://learnconstruction.org/ai-in-construction-bim-integration-design-efficiency /.- (accessed 09.10.2023).
6. Implementation of BIM technologies in construction. [Electronic
resource] Access mode:
https://alfabuild.spbstu.ru/userfiles/files/AlfaBuild/AlfaBuild_2019 _11 /11_5.pdf.- (accessed 09.10.2023).
