Bim технологии в строительстве что
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ BIM-ТЕХНОЛОГИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ
Внедряя возможности BIM, компания Autodesk помогает специалистам по проектированию и строительству промышленных и гражданских объектов (AEC) формировать более удобную, автоматизированную рабочую среду, ориентированную на взаимодействие.
Изображение предоставлено Hassell
Что такое BIM?
Информационное моделирование зданий (BIM) — это процесс, основанный на использовании интеллектуальных 3D-моделей. С помощью этой технологии специалисты по архитектуре и строительству (AEC) могут еще эффективнее планировать, проектировать, строить и эксплуатировать здания и объекты инфраструктуры.
BIM для вашей отрасли
Узнайте больше о том, как оптимизировать рабочие процессы в вашей компании с помощью платформы BIM.
Архитектура
Принимайте более обоснованные решения, оптимизируйте эксплуатационные характеристики зданий и повысьте эффективность совместной работы на протяжении всего жизненного цикла проекта.
Инфраструктура
Повысьте прогнозируемость, производительность и доходность благодаря интеллектуальным и взаимосвязанным рабочим процессам.
Строительство
Используйте цифровые технологии на строительной площадке и отправляйте все данные по проекту (начиная с этапа проектирования и заканчивая строительством и сдачей) в централизованное хранилище.
Инженерные системы
Повысьте качество проектирования механических, электрических и сантехнических систем (MEP) и воспользуйтесь возможностями совместной работы в реальном времени для обеспечения своевременной сдачи проекта.
Промышленные предприятия (английский)
Управляйте технологическими процессами, а также проектированием и строительством трубопроводов и конструкций на более высоком уровне эффективности, взаимодействия и автоматизации на протяжении всего жизненного цикла проекта.
Строительные конструкции
Узнайте, как программное обеспечение для проектирования строительных конструкций и детализации помогает получать новые заказы и выполнять проекты в установленные сроки.
Субтитры
ОЗНАКОМЬТЕСЬ С AEC COLLECTION
Субтитры
БЕСПЛАТНЫЕ РЕСУРСЫ ПО BIM
Проектирование Северного дублера Кутузовского проспекта с помощью BIM
В 2015 г. «Моспроект 3» — ведущая компания в области архитектурно-строительного проектирования со штаб-квартирой в Москве (Россия) — приступила к освоению цифровых технологий будущего,начав внедрение информационного моделирования. Проект дороги дублера Кутузовского проспекта стал первым проектом, который компания «Моспроект 3» разработала с помощью BIM.
Популярная парфюмерно-косметическая сеть «Рив Гош» переходит с 2D-систем на BIM
Сеть «Рив Гош» насчитывает более 200 магазинов по всей России и является одним из самых популярных парфюмерно-косметических брендов среди ведущих российских ретейлеров. До 2016 г. строительный отдел компании проектировал новые магазины с помощью AutoCAD. Однако руководство потребовало более эффективного взаимодействия между строительным отделом и внутренним заказчиком.
BIM: как мы строим строителей на стройке
По нашей примерной оценке, основанной на 20-летней практике, на земляных работах можно «потерять» до 50-60 % бюджета. На железобетоне и отделке точно 30 %. На ошибках перезаказа при коллизиях стоимость инженерки увеличивается примерно на 10 %. Именно по этой простой причине, когда «злой заказчик» внедряет BIM-модель здания, со всех сторон начинаются дикие крики и стоны.
BIM-контроль сейчас будет на всех госзаказах по новому нормативу, поэтому крики и стоны будут особенно эпичны.
Вот здесь я вижу трассировку всех систем, могу получить точную смету на каждый узел: и при перемещении или добавлении объекта получу обновления сразу во всех проектных и рабочих документах.
Что такое BIM-модель? Это трёхмерная модель здания, где все системы состыкованы и увязаны в одном едином плане. Поставили розетку в комнате — в общей смете тут же появилась новая розетка и соответствующий метраж кабеля. Погрешность такой модели по материалам — 2 %. На бумаге обычно берут запас 15 %, и излишки этого запаса отчаянно «теряются».
Давайте лучше покажу примеры, чем буду рассказывать.
Вот основной вид: здесь видно модель здания без рендера, просто на уровне инженерных схем. В открытом сейчас по центру окне — здание для осмотра, на заднем плане видны разрезы по конкретным системам.
Вот так выглядят все инженерные системы здания «в сборке».
Можно отключить согласованный вид и посмотреть только конкретные подсистемы. Например, вот эту — водоснабжение.
Можно покрутить и увеличить интересующий участок.
Переключиться на вид другой системы.
Посмотреть отдельные узлы как «кирпичики», то есть объекты (их потом удобно дублировать в конструкторе, например).
Можно посмотреть бетонные конструкции и их свойства.
И уже на них наложить виды систем или отдельных узлов.
Для заказчика мы обычно собираем красивый рендер (вот как ниже), а сами пользуемся при проектировании видом как выше.
Примерно три года назад компьютеры начали тянуть BIM-модели зданий. Конечно, 3D-здания проектировали ещё в Советском Союзе, но сейчас это стало действительно общедоступным и легко воспроизводимым.
Даже вот эти «кирпичики», то есть модели узлов, типа устройства лифтов, — они сделаны в 3D и могут рассматриваться со всех сторон. Поскольку это не «Ведьмак» и не «Mass Effect», оптимизацией движка здесь занимаются в последнюю очередь, никакого особого пререндера нет, и были нужны достаточно мощные машины для комфортной работы с системой.
Как набираются данные в такую модель
Сегодня проектирование здания может идти тремя путями:
Для нашего офиса, нарезка которого видна выше, мы использовали оба метода. Точнее, импортировали старые 3-мерные модели и данные по проектной документации, а затем стали поддерживать всё в BIM.
Первый этап занял несколько месяцев у двух специалистов. Мы взяли чертежи из Автокада и импортировали их в BIM-среду. Кое-что было в PDF, их пришлось обводить вручную. Архитектуру и конструктив мы делали месяц. Остальное время — инженерка, в частности, приходилось ходить в здание, смотреть на места и фотографии. Самое главное, что давала схема, — отсутствие коллизий систем. BIM-среда не даёт пересекать инженерные подсистемы: это похоже на трассировку платы. Есть много способов избегать такого и ловить баги.
Это крайне важно для генподрядчика, потому что за каждую такую коллизию на объекте он платит из своих потом. Я вот жилой комплекс построил, небоскрёб построил, в нашей команде есть человек, который три станции метро с нуля спроектировал, дата-центры и прочие объекты поменьше — вообще без счёта. Так вот, каждый чёртов раз, когда нет BIM, вентиляция вечно в колонну приходит. Исправляем, двигаем, меняем. Потом дизайнер говорит: «Всё не так». И канитель начинается с самого начала. Теперь мы проектируем сразу в BIM, и это снимает массу головной боли.
Но вернёмся к нашему зданию. После того, как все системы были очерчены, стали насыщать инженеркой и правильно оформлять чертежи, чтобы в BIM были полные спецификации. То есть сначала, например, электрощитовая была просто одним узлом, типа материальной точки, потом там появилось разбиение на отдельные крупные устройства и линии внутри, а потом она стала такой детализированной, что мы знали уже серийные номера запчастей. Эта глубина проектирования называется LOD: британский стандарт уровней детализации элементов информационных моделей. LOD100 и LOD200 — это как в компьютерных играх, когда есть некий конструктор и узлы. Модель может использоваться для анализа (на основе объемов, площадей и ориентации путем применения обобщенных критериев эффективности) и оценки стоимости на основании расчётных площадей и объемов. Ну, и планирования, конечно. LOD300 — это уже нормальная детализация для выпуска проектной традиционной документации и для проведения различных инженерных расчётов. Там же можно считать оборудование, изделия и материалы, а также черновую работу. Трёхсотая модель может быть использована для анализа коллизий. LOD 400 — уже выпуск рабочей документации, для проведения различных инженерных расчётов, для получения точных данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчёта объемов работ. Эта модель может быть использована на стадии СМР, то есть послужит прямой инструкцией строителям. За каждый косяк можно будет смело спрашивать. Утерялся метр кабеля — никто не заметит. Пропало 50 метров — сразу спалился. Мы обычно работаем на этом уровне, но для своего офиса замахиваемся на LOD 500. Эта модель может быть использована на стадии эксплуатации, там видны расходники вроде ламп и их ресурс.
400-й LOD на практике строительства даёт ещё несколько явных плюсов. Вот один пример. Очень частая ошибка — неверный расчёт мощностей. Обычно это делается вручную по сопоставлению различных планов. В BIM — автоматически считается системой, и всё состыковывается как надо. Часто проектировщики считают по разным методологиям либо просто не замечают какую-то деталь, и оборудование просто не включается по мощности.
Выход за бюджет обычно до 7 % на перезаказ новых агрегатов (это ещё если не приходится менять что-то в планировке на лету, чтобы поставить новое оборудование).
На 500-м LOD технико-экономические показатели здания уже один в один: оно же построено со всеми формулами расчёта нагрузок, мощности, марками унитазов, разуклонами и точным количеством провода.
Что дальше
Сметчикам очень удобно работать с BIM-моделью с 400-го LOD. Проектировщикам удобно — они быстро печатают и нарезают на узлы. Это очень сокращает время различных работ. Образованные прорабы BIM крутят и вертят. Подрядчикам на самой стройке, естественно, это вообще не надо, все «потери» на виду, да и подделать документацию очень сложно. Проверяется вся технико-экономика: земляная масса идеально, все трубы, всё. Пишутся логи: кто залез в модель, когда залез, что посмотрел, что поменял. Естественно, все эти модули усложняют работу в плане обучения (нужен где-то месячный курс минимум, чтобы просто профессионально читать BIM), но это уже требование нормативов. На госконкурсах теперь всё будет через BIM-модель. Необразованные подрядчики будут страдать.
Сколько это стоит
100 тысяч квадратных метров под LOD 400 перенести стоит примерно как 5-6 квартир в центре в деньгах и несколько месяцев в работе. Как это ни странно, это всё равно хорошо окупается на экономии на проекте. Однако более правильный подход — нужно сразу проектировать в BIM-среде. Это дольше на месяц на стадии подготовки, но получается почти бесплатно в общей смете.
Дороже автоматизация. Например, наши коллеги делали модуль для системы управления стадионом, там на нижних уровнях стоят датчики контроля, которые проверяют вибрации, уровень уклона стен и балок, оценивают появление дефектов в металле. Проще говоря, помогают понять, что стадион может обрушиться за полгода-год при нормальной жизни или за несколько часов, если он был повреждён землетрясением (но, вроде, стоит). Эти же данные передаются в МЧС в реальном времени.
BIM технологии в строительстве — что это такое и зачем они нужны
Building Information Modeling (BIM) – в переводе на русский: информационное моделирование здания. Аббревиатура обозначает комплекс мероприятий и работ по управлению жизненным циклом здания, начиная от проекта и заканчивая демонтажем. BIM технологии охватывают проектирование, строительство, эксплуатацию, ремонт здания или иного сооружения.
Building Information Modeling (BIM) в строительстве — что это такое и зачем это нужно?
Что такое BIM проектирование
Традиционное проектирование работает с двухмерными моделями объектов строительства. Это планы, чертежи, техническая документация. BIM проектирование существенно отличается от прочих видов проектных работ. Его отличие – сбор и обработка данных об архитектурно–планировочных, конструктивных, экономических, технологических, эксплуатационных характеристиках объекта, объединенных в едином информационном поле (BIM – модели). Все данные, заложенные в информационную модель объекта, связаны между собой и взаимозависимы.
BIM проектирование
Технологии BIM базируются на виртуальной трехмерной модели, обладающей реальными физическими свойствами. Но это не все ресурсы технологии информационного моделирования. К ней присоединяются добавочные измерения: время, планы, стоимость.
Они позволяют рассчитать и определить параметры процессов строительства еще до начала строительных работ на объекте. Управление данными модели поможет сократить сроки реализации проекта, упростит эксплуатацию возведенного объекта и продлит срок его службы.
BIM моделирование
Можно выделить определенную последовательность работ при создании трехмерной информационной модели. На первоначальном этапе происходит разработка блоков первичных элементов проектирования. Это готовые изделия, необходимые зданию (двери, окна, приборы отопления и освещения, плиты перекрытий, вентиляционное оборудование и пр.), изготавливаемые вне территории строительства. Эти элементы при строительстве объекта не делятся на части. Следующий этап моделирует те части объекта, которые возводятся на стройплощадке: фундамент, стены, конструкции крыши и кровли, навесной фасад и другие необходимые элементы здания.
Деление на этапы условно. При BIM моделировании вы можете заменить партию не подходящих приборов отопления на другие, приобретенные у другого производителя и отличающиеся по цене от изначального варианта. Этапы моделирования поменялись, но это не потребует дополнительных работ по разработке проекта. Использование другого изделия автоматические отразится в соответствующей технической документации и на внешнем виде объекта. Информационная модель меняет свое содержание и конфигурацию на протяжении всего жизненного цикла объекта. К 3D характеристикам добавляются временные показатели. Тогда ее называют 4D моделью BIM.
Как функционирует BIM
Практически, работа над BIM проходит в несколько этапов:
Преимущества внедрения BIM
Применение BIM технологии в строительстве подразумевает комплексный подход на всех уровнях строительного процесса и имеет свои достоинства на каждом уровне:
Одно из главных достоинств BIM проектирования – получение всеобъемлющего соответствия параметров и эксплуатационных характеристик возведенного здания требованиям Заказчика.
Программное обеспечение для реализации BIM модели
Программных решений, реализующих BIM моделирование в строительстве множество. Они могут быть платными и бесплатными, многие позволяют облачное хранение BIM модели и удаленный доступ. Наиболее востребованные среди них:
Инструменты сборки единой информационной модели
Остается открытым вопрос: а как можно гарантировать совместную работу архитектурных и инженерных программ? В этом случае требуется возможность взаимосвязи различных моделей и поддержка формата обмена данными. Вопрос решается использованием продукта OpenBIM.
OpenBIM представляет концепцию универсального подхода к созданию проекта, возведению и эксплуатации объектов, базирующийся на открытых стандартах и процессах. При этом используется открытая модель данных buildingSMART.
OpenBIM создает совместимость не просто между программными файлами, она поддерживает совместимость на уровне рабочих процессов. Наилучшим вариантом для реализации концепции OpenBIM считается использование IFC — файлового формата, работающего по обмену данными между различными программными продуктами.
Есть много способов сборки единой BIM модели. Виртуальное моделирование требует к себе прогнозируемого подхода, взгляда на несколько ходов вперед. Нужно изначально представлять, как части модели, выполненные с применением различных программ, собрать затем в единый работающий комплекс. Для случая сборки модели, состоящей из элементов, разработанных в различных программах, имеющих собственные форматы файлов, существует федерированная модель. В этом случае сборка единой модели из программ выполняется в специальной сборочной программе: Autodesk NavisWorks, Tekla BIMsight и др.
С 1 января все госзаказы в строительстве переходят на BIM. Что это значит
— С 1 января 2022 года все государственные строительные заказы в России должны проектироваться в BIM. О каких объемах строительства идет речь?
— Говоря о государственных строительных заказах, речь идет в первую очередь о социальных объектах, транспортной, инженерной и другой инфраструктуре. По данным Счетной палаты за 2020 год, в общем объеме государственных и корпоративных закупок почти 22% приходится на сооружения и строительные работы. Если говорить об объемах строительства, то, к примеру, в рамках Федеральной адресной инвестиционной программы (ФАИП) в текущем году было предусмотрено финансирование в размере почти 1 трлн руб. Это значительный объем, и начиная со следующего года все новые договоры будут заключаться с условием применения технологий информационного моделирования. Здесь также необходимо отметить, что действие постановления правительства № 331 от 05.03.2021, где определен перечень случаев, при которых должна использоваться информационная модель, распространяется только на новые договоры, финансируемые с привлечением средств бюджетной системы Российской Федерации, по проектированию и реконструкции.
— Готова ли строительная отрасль к такому шагу? Хватает ли программного обеспечения, специалистов?
— Минстроем предлагается осуществить эволюционный переход на использование ТИМ. Мы планируем, что после 1 января 2022 года госзаказчики будут формировать и вести информационные модели объектов капитального строительства и использовать цифровые информационные модели (ЦИМ, они же BIM-модели) на этапе проектирования, а на следующих шагах будет обеспечено применение ЦИМ на всех этапах жизненного цикла.
При этом если за последние годы у нас произошло увеличение количества программных продуктов, позволяющих работать с информационными моделями, и повышение функциональности отечественного BIM ПО, то, говоря о специалистах, здесь, к сожалению, в отрасли существует дефицит. Потребность в специалистах на рынке труда постоянно увеличивается. Для обеспечения госзаказа к 2024 году их потребуется более 250 тыс. человек, и речь обо всех участниках процесса, включая представителей заказчика и экспертизы. Сейчас мы активно работаем в этом направлении. Обучение по технологиям информационного моделирования организовано в Университете Минстроя России. Кроме того, чтобы решить проблему нехватки квалифицированных кадров на рынке труда, ряд компаний и университетов организовывает курсы и программы по обучению таких специалистов. Так, например, на базе Единого института развития в жилищной сфере «Дом.РФ» открыта цифровая академия, в которой ежегодно будет обучаться до 4 тыс. специалистов в области технологий информационного моделирования. В этом году на базе МГСУ — по сути, ведущего строительного вуза в стране — создан отраслевой консорциум по строительству и архитектуре. Развитие кадрового потенциала стройотрасли — ключевая цель создания консорциума. Мы рассчитываем, что подготовка квалифицированных специалистов в сфере ТИМ в перспективе станет одним из основных направлений его деятельности.
— Кстати, а в каких программах будут работать российские проектировщики и строители?
— Сейчас сформирован список российского программного обеспечения, включенного в Единый реестр российских программ и обеспечивающего применение технологий информационного моделирования. Исходя из этого списка можно увидеть, что у нас уже существует широкий выбор отечественного ПО, охватывающий различные этапы инвестиционно-строительного проекта, начиная от разработки цифровых информационных моделей архитектурных и конструкторских решений, решений по инженерно-техническому обеспечению зданий и заканчивая развертыванием и управлением средой общих данных для работы с информационными моделями объектов капитального строительства на различных стадиях жизненного цикла.
— Возможно и нужно ли импортозамещение в этом процессе?
— Несмотря на то что ведущие иностранные BIM-программы существуют несколько десятков лет и имеют огромный опыт практического использования, это не остановило отечественных разработчиков в создании собственных программных продуктов данного направления еще в прошлом десятилетии. Конечно, участники рынка не могли не обратить внимания на иностранный опыт использования BIM. В свою очередь, создание широкой линейки отечественного ПО позволяет нам снизить технологическую зависимость от иностранных поставщиков. На протяжении нескольких последних лет можно наблюдать устойчивый тренд постепенного развития компетенций отечественного ПО в этом направлении. На данный момент список российского программного обеспечения, включенного в Единый реестр российских программ и обеспечивающего применение технологий информационного моделирования, насчитывает более 50 решений, и это не закрытый, исчерпывающий список. Количество отечественных решений растет практически ежегодно.
— Как технически все это будет устроено? Как станет осуществляться контроль?
— С учетом того что максимальный уровень применения BIM-технологии на сегодняшний день достигается на этапе архитектурно-строительного проектирования, основную контролирующую функцию сейчас выполняют органы государственной экспертизы. Для объектов госзаказа разработаны классификаторы и требования к цифровым информационным моделям объектов, включая линейные объекты, а также методики расчета стоимости проектных работ с использованием технологий информационного моделирования.
— Будет ли BIM-проектирование обязательным для коммерческого и частного строительства? Частные компании уже перешли на BIM-проектирование?
— В отличие от бюджетного строительства государство не может обязать частные компании внедрять ТИМ при строительстве коммерческих объектов. В данном вопросе использование технологий информационного моделирования остается на усмотрение самих компаний, которые в большинстве своем только сейчас начинают осознавать все преимущества от их внедрения. В рамках поддержки внедрения постановления правительства № 331 от 05.03.2021 в субъектах Российской Федерации были разработаны типовые формы технических заданий на выполнение работ по разработке проектно-сметной документации на инвестиционно-строительный проект с применением информационной модели.
К сожалению, большинство участников отрасли используют технологии информационного моделирования только на стадии проектирования, что не дает возможности раскрыть весь их потенциал. Тем не менее в России уже появились компании, которые применяют ТИМ и на других стадиях жизненного цикла, в том числе и на этапе эксплуатации.
В банковском сообществе также прорабатываются вопросы о снижении ставки по проектному финансированию для частных компаний, использующих ТИМ. Благодаря такому решению компании в перспективе смогут компенсировать расходы на внедрение ТИМ, а банки — снижают собственные риски благодаря прозрачному и понятному контролю бюджета.
— Какова глобальная цель такого шага? В чем экономический эффект?
— Существуют разные исследования, которые называют цифру от 2% до более 10% получаемой экономии средств при внедрении технологии информационного моделирования. Наличие разных цифр и данных в свою очередь приводит к отсутствию ясного понимания и сложности подсчета экономического эффекта на краткосрочном горизонте планирования. Однако есть исследования, говорящие нам о том, что, например, в Австралии повышение той самой производительности труда в строительной отрасли на 10% приводит к увеличению валового внутреннего продукта экономики более чем на 2,5%. На данный момент национальными программами (цифровая экономика, жилье и городская среда) перед строительной отраслью поставлены достаточно амбициозные цели — 120 млн кв. м жилищного строительства в год, 5 млн семей, улучшивших свои жилищные условия, ежегодно, прирост среднего индекса качества городской среды. Внедрение технологии информационного моделирования направлено на повышение устойчивости строительной отрасли, рост ее инвестиционной привлекательности за счет сокращения сроков реализации инвестиционно-строительного проекта (рост скорости оборачиваемости средств), поддержку реализации поставленных в национальных программах целей.
Примеры успешного использования ТИМ существуют и в России. Так, при строительстве Центра гимнастики Ирины Винер-Усмановой в Лужниках число ошибок при строительстве удалось сократить в четыре раза.
На рынке есть примеры компаний, которые благодаря цифровизации смогли увеличить производительность труда на стройплощадках на 49%.
И таких примеров становится в отрасли все больше. Все вышесказанное приводит к заключению, что при внедрении новых технологий в строительную отрасль можно в долгосрочной перспективе добиться существенной экономии средств и времени для всех участников процесса.
Отметим, что, помимо госсектора, цифровые технологии (BIM и TIM) активно развивают и ведущие российские застройщики. Так, Группа «Эталон» комплексно использует BIM с 2012 года. В настоящее время девелопер активно развивает проект «BIM в эксплуатации», благодаря которому можно эффективно планировать даты обслуживания и ремонта инженерных систем. Группа «Самолет» планирует за пять лет потратить на цифровизацию бизнеса 8 млрд руб. ГК «ПИК» перевела несколько тысяч своих проектировщиков на постоянный режим удаленной работы. Компания «Брусника» совместно со Сбербанком продолжает реализовывать проект по стройконтролю на базе BIM 360 (Autodesk), дающий экспертам финансового учреждения доступ к операционным данным девелопера. Разработанное решение позволяет обеспечить прозрачность строительного процесса для всех участников (проектировщиков, подрядчиков, заказчика и банка) и в перспективе снизить ставку по проектным кредитам. Технология BIM-моделирования стала важной составляющей процесса проектирования домов жилого комплекса «Зиларт» от «Группы ЛСР».