BIM: как это работает на Западе

В статье мы рассмотрим этапы работы над BIM моделью и примеры вопросов, которые помогает решать информационное моделирование. Проследим за реальными случаями из практики применения BIM в Канаде и Европе и изучим, как их опыт может помочь российской строительной отрасли.

1. На каких стадиях проекта работает BIM проектирование
2. Случай из практики. Уай-роуд в Канаде: сбор данных и 3D визуализация объекта
3. Как BIM помогает в построении графиков работ, планировании расходов и выявлении коллизий
4. Случай из практики. Больница HUS Bridge в Хельсинки

На каких стадиях проекта работает BIM проектирование

Если говорить просто, BIM — это трехмерная компьютерная модель, которая может содержать много пластов информации об объекте. BIM включает в себя не только само 3D-моделирование, но всеобъемлющую работу с данными: от сканирования местности или сооружений беспилотниками до цифровой модели здания как финансового актива.

Среда BIM дает возможность синхронизировать работу всех участников проекта на разных этапах: архитекторов, проектировщиков, сметчиков, инженеров, инвесторов. То есть позволяет выйти на уровень междисциплинарного планирования.

Этапы BIM

Западные источники делят процесс на следующие этапы.

В российской практике в основном все ограничивается первой стадией и третьей. Главное отличие между опытом BIM проектирования в Европе и российским опытом заключается в подходе. Если на западе ключевым является принцип разумности и достаточности, то в отечественной практике действует принцип нормирования и регулирования.

Случай из практики. Уай-роуд в Канаде: сбор данных и 3D визуализация объекта

Об опыте цифровой трансформации в дорожном строительстве рассказывают в Канаде, провинции Альберта, в муниципалитете Страткона Каунти. Регион отличается развитой экономикой: здесь производят топливо. Дорожная инфраструктура должна помогать развитию региона. Основная задача — расширить дорогу, чтобы избежать скоплений транспорта. Проблема состояла в том, что обочины уже были застроены: земли вокруг принадлежат частным лицам, заняты бизнесами и даже объектами исторического наследия. Для расширения требовалось выкупить земли у частных лиц и не нарушить сложившуюся инфраструктуру.

Работами занялась ESP — группа Инженерных услуг и программирования (Engineering Services and Programming group), входящая в состав местного транспортного управления.

Первым шагом к оцифровке Уай-роуд, которая соединяет ключевые магистрали, стала покупка первого лазерного сканера Leica C10. Вслед за сканером освоили программу Autodesk ReCap, которая позволяет управлять данными, полученными с помощью лазерных сканеров и дронов. Данные загружаются в облако точек, которое далее бесшовно интегрируется с программами 3D BIM.

Первые сканы проекта:

• Время сканирования: 3 недели
• Территория: 32 гектара
• 128 сканов (на всех участках дороги)
• 5 дорог и 4 перекрестка
• Фасады зданий: 11 целиком и 8 частично
• Объем необработанных данных: 64 Гб
• Объем конечных данных в ReCap: 20 Гб

С помощью программы InfraWorks рабочая группа объединила 3D-модели с полученными цветными сканами территории. На сканах видны фасады зданий, вывески, светофоры и дорожные знаки.

Преимущества нового подхода:

1. Полученная объемная модель стала наглядной основой для ведения переговоров на всех уровнях — от местной администрации до землевладельцев и владельцев предприятий, расположенных вдоль дороги.
2. Сканы передают точное местоположение и размеры всех деталей: бордюры, канавы, гидранты.
3. Данные о внешнем виде частных территорий удалось собрать, не беспокоя владельцев.
4. Цифровой метод позволяет собирать данные безопасно и эффективно. Нет необходимости перекрывать дороги, или работать в неудобное время суток, чтобы избежать часа пик и тяжелого транспорта.

Переход от рендеров AutoCAD к 3D моделям в InfraWorks: результат

Для расширения дороги администрации потребовалось купить участок земли у частного владельца. Изначально переговоры проходили тяжело. Глядя на двухмерные планы, владелец полагал, что продажа земли сильно навредит его бизнесу. Но, увидев 3D-визуализацию, он понял, что последствия будут значительно менее серьезные, и продал землю по цене в 10 раз ниже, чем изначально требовал.

Как BIM помогает в построении графиков работ, планировании расходов и выявлении коллизий

Ранее для составления производственных графиков использовались диаграммы Ганта. Но главная проблема с такой формой графика в том, что когда он разрастается до 20 страниц, его очень сложно просматривать и визуализировать. В таком случае проектные группы смотрят только тот участок, который относится непосредственно к ним, и не видят картины в целом. Это может сильно сказаться на общем ходе работ.

Четырехмерная модель является расширением трехмерной модели проекта. Она добавляет ещё одно измерение к 3D — это время, или расписание. Любой проект, проходящий через стадии строительства или вывода из эксплуатации, претерпевает некую последовательность действий. 4D помогает пользователю охватить и визуализировать весь процесс.

Четырехмерную модель можно создать с нужным уровнем детализации, начиная с самой начальной стадии вплоть до междисциплинарного разрешения коллизий во время строительства. Пользователь может обновлять и поддерживать 4D модель в ходе всего проекта на основе графика работ и 3D модели.

После сбора информации и построения трехмерной модели объекта на модель накладывается график. Например, один уровень в 3D модели содержит перекрытия и внутренние перегородки. А на практике они никогда не возводятся одновременно, поэтому так важно связать их с графиком работ.

Помимо планирования, связи архитектурного проекта и графиков строительных работ BIM-модель позволяет получать обратную связь по завершению этапов работ: в модели отображаются все действия и изменения на площадке, например, замена оборудования, отклонения от плана или коллизии.

Случай из практики. Больница HUS Bridge в Хельсинки

Общественный проект, выигравший в конкурсе Tekla BIM Awards в 2020 году — крупнейший объект Хельсинской университетской больницы. Компания Tekla, производитель программного обеспечения, делится подробностями.

Новое сооружение заменит больницу Тёёлё и часть онкологического отделения, и объединит больницу Башня Мейлахти с больницей Мейлахти Треугольник. Свое название проект получил благодаря тому, что он соединит два высоких корпуса с дневным стационаром новой больницы, что внешне напоминает мост.

Плотный четырехлетний график работ основан на том, что проектирование и строительство ведутся параллельно. Более того, строительство ведется блоками, что позволит устанавливать оборудование в некоторых блоках даже до того, как всё здание будет целиком закончено. Рабочий метод получил название «Большая комната», который включает регулярные встречи проектировщиков, инвесторов, заказчиков, руководителей больницы и других специалистов за одним столом.

Информация о проекте

• Оценочная стоимость: 303 миллиона евро
• Начало проектирования: 2016
• Начало строительства: 2018
• Общая площадь: 71 500 м2
• Объем внутренних помещений: 360 000 м3
• Длина «моста»: 311 м
• Материалы: 8 100 сборных железобетонных элементов и более 4 400 тонн металлоконструкций
• Программное обеспечение: Tekla Structures, Tekla Model Sharing

Ход работы

Проект является одним из самых масштабных больничных сооружений в Финляндии. В 2020 году на стройплощадке уже были заняты 562 субподрядчика и 3400 специалистов.

Сложность проектирования сильно возрастает из-за необходимости соединить под одной крышей технически сложные помещения с особыми требованиями, такие как интенсивная терапия, операционные и отделения рентгенологии, а также из-за соединения старых корпусов с новыми сооружениями.

Роль BIM в проекте

Вне среды планирования BIM коммуникация между многочисленными участниками и устранение коллизий затянулась бы на годы: проект объединяет 194 мелких модели, которые требуют тщательной координации.

Роль BIM проявилась уже на стадии проектирования каркаса здания. Участникам проекта удалось достичь точности в проектировании железобетонных конструкций благодаря тому, что структурные модели координировались с проектами архитекторов, субподрядчиков и даже поставщиков медицинского оборудования.

С помощью информационного моделирования специалисты встроили новые сооружения в существующие здания больницы и провели проверку на коллизии.

Работа таких элементов как двери для пожарной эвакуации была протестирована с помощью программного обеспечения. Это позволило устранить коллизии на ранних сроках, до начала монтажа, и сократить количество ошибок.

Переезд больницы Тёёлё в новые корпуса запланирован на 2023 год, а окончание работ — не ранее 2024 года.