BIM технологии в строительстве

BIM-моделирование рассматривает весь комплекс мер по разработке архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и другой информации об объекте недвижимости в качестве взаимосвязанных и детально структурированных элементов. Таким образом, изменение даже одного параметра неизменно приводит к корректировке всех компонентов информационной модели. Благодаря этому можно полностью контролировать процесс улучшения эксплуатационных характеристик будущего здания. Кроме того, технология информационного моделирования дает возможность избегать большинства ошибок, которые неизменно возникают в том случае, когда на строительной площадке начинается реализация стандартного проекта, созданного по традиционной схеме.

Основные преимущества информационного моделирования:

• возможность учета всех элементов существующей инфраструктуры в процессе создания проекта по размещению объекта недвижимости;
• предварительный анализ транспортной ситуации, необходимый для составления основных и вспомогательных маршрутов подъезда к будущему зданию;
• детальный расчет строительных и отделочных материалов, специальной техники и рабочего персонала, которые потребуются при возведении здания BIM;
• поиск оптимального варианта будущего объекта недвижимости с учетом реальных объемов строительных материалов и сложности возведения конструкций;
• поддержка совместных групп, состоящих из опытных и квалифицированных специалистов, необходимых для различных этапов реализации проектирования и строительства объекта недвижимости;
• контроль каждого этапа строительных и монтажных работ с соблюдением сроков и финансовых расходов, которыеустановил проектный отдел;
• интеграция исполнительной документации непосредственно в проект с дальнейшей корректировкой модели по ходу строительства.

Стоит отдельно отметить, что технология информационного моделирования имеет плюсы не только на стадии проектирования и строительства, но и на этапах эксплуатации объекта недвижимости. В этом случае с её помощью можно успешно решать следующие задачи:

• контролировать управление бизнеса, напрямую связанного с арендой объекта недвижимости и выполнением договора на предоставление коммунальных услуг;

• выполнять техническое обслуживание здания и всей его инженерной инфраструктуры в соответствии со всеми пунктами технической документации;

• осуществлять всесторонний контроль за ежедневным и ежемесячным расходом электричества, воды, тепла и других ресурсов;

• отслеживать состояние некоторых инженерных элементов сооружения и при необходимости производить плановый и капитальный ремонт;

• проводить оценку эффективности управления объектом недвижимости с профессиональным аудитом всех технических и инженерных систем, необходимых для стабильного функционирования здания;

• реализовать интеграцию с системой управления «умный дом» с использованием датчиков и новейших устройств, обеспечивающих высокий уровень безопасности и комфорта в здании;

• планировать и при необходимости вносить корректировки в квартальный и годовой бюджет для эксплуатации объекта недвижимости.

Для справки. Аббревиатура BIM происходит от английского словосочетания Building Information Modeling. Именно так называется процесс информационного моделирования здания, который включает в себя все проектные, строительные, ремонтные и эксплуатационные работы, необходимые для максимально эффективного управления жизненным циклом здания.

Создание информационной модели проводится в несколько этапов:

• Проектирование. На первом этапе проектный отдел разрабатывает 3D-модель будущей постройки. Она может содержать несколько планов, разрезов и видов гражданского или промышленного сооружения. Данная модель с помощью особого конструктора попадает в специальную программу, отвечающую за детальный расчет всех параметров каждого элемента строительного объекта. В итоге этап проектирования завершается составлением детального плана работ и графика их выполнения, а также подсчетом необходимого количество спецтехники и ресурсов для выполнения поставленной задачи.
• Строительство. На данном этапе на основе созданной ранее модели проводится строительство с отслеживаем состояния и хода выполнения работ. При этом единый проект позволяет контролировать все финансовые расходы, чтобы добиться значительной экономии бюджета, заложенного на создание гражданского или промышленного сооружения. Помимо этого, заказчик и разработчики проекта своевременно получают в реальном времени информацию обо всех управленческих решениях и изменениях в строительстве.
• Эксплуатация. После завершения строительства продолжается сбор данных о здании. Это необходимо для контроля функционального состояния и оперативного реагирования на возникновение различных аварийных ситуаций. Сбор информации производится при помощи специальных датчиков и приборов. Еще владелец здания может вести постоянный учет оборудования, контролировать гарантийные обязательства, а также расход ресурсов на обслуживание объекта недвижимости. Очень часто моделирование используется для учета аренды, сдачи помещений, разработки плана развития строительного объекта и взаимодействия с различными инстанциями.

Обратите внимание на то, что в процессе проектирования наличие обширной базы данных позволяет быстро получать все рабочие чертежи и спецификацию всех компонентов, а также подробную информацию об объеме будущих работ и планируемых финансовых затратах. Кроме того, на этом этапе выполняется расчет инженерных и энергетических сетей, тепловых потерь и уровня естественного освещения. Все эти параметры рассчитываются с учетом уникальных характеристик, присущих местности, рельефу и грунту непосредственно в том месте, где планируется строительство объекта недвижимости. Для удобства расчета времени на доставку строительных и отделочных материалов информация дополняется логистическими данными.

На сегодняшний день применение BIM технологий востребовано при создании практически любых строительных объектов. Это могут быть не только гражданские и промышленные сооружения, но и железные дороги, мосты, тоннели, порты и другие объекты. При этом создание единой информационной модели любого объекта недвижимости и инженерных коммуникаций предполагает коллективную работу достаточно большого числа опытных специалистов в различных сферах строительства, включая архитекторов, конструкторов, а также инженеров внутренних и наружных сетей, технологов и других профессионалов. Дело в том, что технология информационного моделирования в настоящее время находится на стыке различных дисциплин. Именно поэтому при создании проекта можно объединять разнообразные данные по архитектуре, дизайну, инженерным и экономическим решениям. Все сведения необходимо вносить и регулярно обновлять в полном соответствии с установленными стандартами, чтобы они постоянно являлись точными, помогая избежать даже минимальных ошибок, которые могут существенно увеличить окупаемость и снизить эффективность проекта.

Можно представить процесс информационного моделирования в виде следующих шагов:

• сначала от заказчика поступает конкретный запрос на создание определенного проекта;
• на основе полученного запроса выполняется формирование технического задания;
• исполнителем технического задания создается точный план реализации проекта;
• в соответствии с планом начинаются конструкторские и проектные работы;
• после создания модели обязательно производится её утверждение и согласование с заказчиком;
• при необходимости вносятся корректировки и начинается разработка рабочей документации;
• начинается строительство объекта с учетом утвержденной согласованной модели.

В данной схеме заказчик становится полноправным участником строительства. Он может исправлять и улучшать проект, начиная практически с первых этапов его формирования. И если стандартные чертежи конструкторов и архитекторов далеко не всегда позволяют понять все нюансы будущего здания или инженерного сооружения, то технология информационного моделирования дает возможность визуально оценивать достаточно реалистичное изображение. По сути, еще не построенное здание начинает «оживать» на экране компьютера или ноутбука. В результате этого заказчику становятся понятны любые недочеты и возможные проблемы, которые могут возникнуть в процессе строительства или дальнейшей эксплуатации объекта недвижимости. А раньше это мог сделать только эксперт, обладающий большим опытом работы в сфере финансово-технического надзора. И это касается не только вопросов, связанных с внешним видом гражданского или промышленного сооружения, но и установленных сроков выполнения монтажных и строительных работ, финансовых отчетов и другого массива данных, которые входят в единую информационную среду создаваемого проекта. Используя специальные мобильные приложения, заказчик может оценивать и вносить все необходимые корректировки в процесс создания и реализации модели в реальных условиях, находясь при этом практически в любой точке мира.

Полезная информация. Согласно требованиям российского законодательства, все государственные структуры до конца 2022 года должны в обязательном порядке перейти на BIM моделирование в строительстве гражданских и промышленных сооружений. Это решение продиктовано необходимостью минимизации рисков и экономии бюджетных средств при создании различных объектов недвижимости.

Мы уже рассказали о том, как можно описать процесс информационного моделирования в виде простых шагов. Но чтобы вы могли лучше представить себе создание единой модели, рассмотрим пример из обычной практики, когда модель здания формируется из отдельных деталей: возьмем изготовление конструктивных элементов здания, к которым относятся окна. При привычном проектировании специалистам требуется на первом этапе найти окна, чтобы они соответствовали требованиям государственного стандарта 23166-2021. Это стандарт называется «Конструкции оконные и балконные светопрозрачные ограждающие» и содержит информацию о технических условиях, которым должны соответствовать окна. После подбора точный размер оконных проемов переносится на чертеж с составлением подробной спецификации каждого окна. Если же выполняется информационное моделирование, то сначала проектировщик обращается к библиотеке данных, чтобы выбрать определенный тип окна. Затем на чертеже он отмечает место, где в дальнейшем будет находиться данный объект. Буквально через несколько минут в проекте появляется реалистичное изображение окна, снабженное подробной информацией, так как объект автоматически подтягивает все сведения, которые содержатся в базе данных. Но это ещё не всё, ведь помимо самого окна в модели можно увидеть данные обо всех элементах, необходимых для установки и дальнейшей эксплуатации данного объекта. Так, в модели появляются не только точный размер и тип окна, но и фурнитура, пена для монтажа, а также элементы отделки, позволяющие успешно интегрировать объект в общий стиль оформления интерьера конкретного помещения. И вся эта информация сопровождается выведением актуальной стоимости не только самих материалов, но и работы строителей, которые будут непосредственно выполнять монтаж.

Подобный подход дает возможность значительно быстрей проектировать гражданское или промышленное сооружение, или объекты инфраструктуры. При этом нельзя забывать, что развитие BIM технологий представляет собой достаточно активный процесс. Пока вы читаете данную статью, огромное количество разных специалистов продолжают обновлять библиотеки данных и вести работу по разработке программного обеспечения в виде скриптов и плагинов. Все эти действия способствуют ускорению внедрения последних технологий информационного моделирования.

Аналитические данные, которые были собраны в разных странах мира, помогут понять, насколько эффективно внедрение технологии информационного моделирования:

• уменьшение общего числа любых ошибок, которые обычно допускаются при создании проектной документации, составляет около 40 %;
• снижение времени, необходимого для создания всего пакета проектной документации, составляет примерно от 20 до 50 %;
• полная проверка готового проекта с внесением всех правок в проектную документацию происходит примерно в шесть раз быстрее;
• сокращение временных сроков, которые требуются на координацию действия и согласование документов, составляет около 90 %;
• экономия финансовых затрат на возведение и дальнейшую эксплуатацию объекта недвижимости составляет не менее 30 %.

Мнение специалиста. Главная проблема, с которой приходится сталкиваться многим проектным и строительным организациям, заключается в нехватке грамотных специалистов, способных работать с технологиями информационного моделирования. Даже в том случае, когда компания собирает команду таких работников, их нужно регулярно отправлять на повышение квалификации. Это необходимо для того, чтобы они могли своевременно узнавать обо всех нововведениях и учиться более современным методам работы.

В последние годы многие страны пытаются активно использовать технологии информационного моделирования для создания проектов городов или их крупных частей. Такое направление считается весьма перспективным. Оно получило название CIM (от англ. City Information Modelling). Существует мнение, что в Российской Федерации после внедрения нормативно-правовых баз CIM-моделирование будет также применяться для разработки полноценных населенных пунктов или их районов. Полная информация о разных территориях застройки и эксплуатации населенных пунктов может собираться с помощью специальных датчиков, осле этого данные проверяются и анализируются при помощи искусственного интеллекта, который помогает выполнить ряд мероприятий по оптимизации строительства.

Технология информационного моделирования уже сейчас позволяет успешно решать следующие задачи при разработке и создании отдельных частей населенного пункта:

• Создание трехмерной модели. Проектировщики и архитекторы могут создавать 3D-модели на компьютере или распечатывать их на 3D-принтере, чтобы заказчик получил возможность увидеть целые кварталы жилых домов, гражданских и промышленных сооружений населенного пункта во всех деталях.
• Хранение информации о проекте в одном месте. Все данные об объектах недвижимости и инфраструктуре города взаимосвязаны и находятся в одной программе. При необходимости можно вносить любые изменения, которые помогут увидеть их влияние на другие элементы информационной модели.
• Комплексное управление данными проекта. Если раньше генеральный план застройки любого района города был представлен в виде множества чертежей и отдельной документации по проектным решениям, то сегодня все эти данные объединены в одной программе или файле и доступны для оценки в реальном времени

Для справки. В нашей стране информационное CIM-моделирование впервые было успешно применено при строительстве южных станций Сокольнической линии метрополитена. Все наземные павильоны были спроектированы в трехмерном формате. Сегодня технология информационного моделирования используется при возведении дорог (Северо-Восточной и Юго-Восточной хорд, дублеров Кутузовского проспекта, а также при разработке Большой кольцевой и Бирюлевской линий Московского метрополитена).

Подводя краткий итог, можно с уверенностью сказать, что технологии информационного моделирования постепенно становятся приоритетом для строительства жилых зданий, гражданских и промышленных сооружений, и объектов инфраструктуры современного города. Правильно используя данный метод, можно значительно сократить время и расходы на строительство, а также после возведения объекта осуществлять контроль за его состоянием и предпринимать меры в случае необходимости реставрации или ремонта. В процессе эксплуатации технология информационного моделирования может использоваться для переоснащения и модернизации строительного объекта новым оборудованием.