02.11.2021

BIM-моделирование в строительстве: как это работает в России

BIM-моделирование в строительстве: как это работает в России

Из статьи вы узнаете:

  1. Что такое BIM-моделирование
  2. Зачем нужен BIM
  3. Уровни BIM
  4. Программное обеспечение

В 2021 году произошло важное событие для всей строительной отрасли: премьер-министр России Михаил Мишустин подписал закон с требованием использовать BIM-модели для капитальных объектов, которые строятся с использованием бюджетных средств. Закон вступит в силу с 1 января 2022. Это значит, что развитие BIM технологий выйдет на новые уровень, и осваивать их придётся всем, кто так или иначе связан со строительством на государственные деньги. Пока что BIM в России используется не так активно, как в некоторых других странах, но постепенно набирает обороты. Рассказываем про BIM на примере реальных российских проектов.

Что такое технология BIM-моделирования

Building Information Model — информационное моделирование объекта. Результат можно увидеть в виде красивого 3D объекта, но на самом деле BIM — не только картинка будущего или имеющегося дизайна.

Данные в одном месте. Это соединение множества слоев различной информации: чертежей, данных, смет, документов. Это детальная проработка всего, что связано со строительством. Например, размеров, инженерных сооружений, используемых материалов и их состава, окружающего пространства, влияния на экологию.

На основе этих данных появляется трёхмерный объект, а в самом полном наполнении — цифровой двойник здания.

Совместная работа. Все сведения об объекте содержатся в базе данных. К ней имеют доступ разные участники, которые имеют отношение к проекту. Например, архитекторы, инженеры, технологи, застройщики, бухгалтерия. Данные обычно загружают в облако, поэтому работать удобно: можно быстро получить любую недостающую информацию и не тратить время на координацию и согласования между разными отделами.

Моментальные перерасчёты. Удобство проектирования с использованием BIM-моделирования в строительстве — не только в наглядности и соединении всех данных в одном месте, но и в возможности делать быстрые изменения. Исправление всего одного параметра модели автоматически ведёт за собой перемены во всех связанных узлах.

В BIM-модели можно быстро найти любой нужный документ. Иллюстрация из проекта «Информационный менеджмент на основе методологии информационно моделирования и цифровых двойников» Всероссийского конкурса BIM-технологий
В BIM-модели можно быстро найти любой нужный документ. Иллюстрация из проекта «Информационный менеджмент на основе методологии информационно моделирования и цифровых двойников» Всероссийского конкурса BIM-технологий

Случай из практики. Путепровод в Московской области

На IV Всероссийском открытом конкурсе «BIM-технологии 2019/20» в номинации «Информационное моделирование объектов транспортной инфраструктуры» победил проект организации «ВТМ дорпроект Столица». Это модель участка путепровода в г. Дедовске Московской области.

Задача. Нужно было решить транспортную проблему: из-за железнодорожного переезда и двухполосной дороги постоянно появлялись пробки.

Решение. Перед строительством нужно было продумать все мелочи, включая очистные сооружения, колодцы водоснабжения, прокладку электросетей и озеленение окружающего пространства.

В таких случаях работа по всем направлениям ведётся параллельно, ведь изменение на одном слое приводит к перестроению плана на других. Например, если изменить расположение или ширину автополотна, нужно переделать расчёты на всех остальных чертежах. Это сложно, если они существуют отдельно друг от друга, но это просто сделать в BIM-моделях: всё пересчитывается автоматически.

Изменение в одной точке ведёт за собой пересчёт параметров в остальных
Изменение в одной точке ведёт за собой пересчёт параметров в остальных

Зачем нужен BIM

Технологии BIM-моделирования используют на всех этапах жизни объекта: от разработки концепции до вывода из эксплуатации и сноса. По оценкам экспертов из компании «Конкуратор» и МГСУ, по сравнению с традиционными методами работы, BIM позволяет снизить:

  • вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации на 40%;
  • погрешности бюджета при планировании в четыре раза;
  • время на проектирование на 20−50%;
  • время на проверку проекта в шесть раз;
  • сроки координации и согласования на 90%;
  • сроки инвестиционной фазы проекта на 50%;
  • сроки строительства — на 20−50%;
  • затраты на строительство и эксплуатацию — на 30%.

Кроме цифр есть много доводов за то, чтобы быстрее внедрять цифровые модели в строительство:

  1. Удобство работы и управления. Все участники проекта имеют доступ к информации и могут использовать её в совместной работе, а надзорные органы — проверять сразу всю документацию и правильность процессов.
  2. Снижение рисков недостроя. Технологии BIM-моделирования позволяют перестраивать объект бесконечное количество раз, искать оптимальное расположение всех деталей и быстро пересчитывать параметры: время, затраты, количество и качество материалов.
  3. Прогнозирование и снижение количества ошибок. При учёте всех данных, которые имеются об объекте, аналитика выходит на новый уровень. А так как любое изменение в проекте влечёт за собой цепочку перерасчётов, прогнозы становятся наглядными.
  4. Визуализация. Все данные можно представлять в виде графиков и диаграмм, а объекты в здании — в объёме на разных слоях. Инвестор может посмотреть красивый внешний вид и «пройтись» внутри, а инженер — детально рассмотреть любую конструкцию и приблизить важный узел.
  5. Контроль и сроки. BIM помогает контролировать все этапы работы. Наглядно видно, какой процесс запаздывает, что нужно сделать и как сдвигаются сроки.
  6. Оценка стоимости строительства. Когда все данные оцифрованы, а каждое изменение в модели влечёт за собой пересчёт остальных параметров, получить смету и оценить экономику проекта становится легко. Это удобно и для инвесторов, и для исполнителей: меньше вероятность, что итоговые цифры бюджета сильно разойдутся.
  7. Логистика. Просчитать маршруты перевозки и количество транспорта проще и быстрее: известны все нужные материалы, их количество и месторасположение.
  8. Реконструкция и снос. BIM моделирование применяют не только при проектировании и в строительстве, но и на всех этапах эксплуатации здания. Можно просчитать все моменты и процессы: как сделать ремонт, реконструкцию или снести объект.
BIM позволяет всем участникам проекта работать в общем виртуальном пространстве одновременно и быстро связываться друг с другом
BIM позволяет всем участникам проекта работать в общем виртуальном пространстве одновременно и быстро связываться друг с другом

Случай из практики. Многофункциональный ЖК на территории Бадаевского пивоваренного завода

На III Всероссийском открытом конкурсе «BIM-технологии 2017/18» в номинации «Технологии информационного моделирования в проектировании объектов недвижимости» («BIM-ПРОЕКТ») победил проект «Многофункциональный жилой комплекс с подземной автостоянкой, офисами и встроенно-пристроенными нежилыми помещениями, расположенный на территории Бадаевского пивоваренного завода» от ООО «Проектное бюро АПЕКС».

В создании модели участвовало более 100 проектировщиков. Одной из важных задач проекта было сохранить исторический облик фасада завода постройки 1885 года — объекта культурного наследия. Для построения BIM-модели и расчётов по реконструкции исторического здания на первом этапе применили лазерное сканирование. Так получилось облако точек со всеми объёмами и деталями.

Лазерное сканирование позволяет точно воссоздать облик здания для построения модели
Лазерное сканирование позволяет точно воссоздать облик здания для построения модели
После воссоздания облика можно делать план реконструкции в 3D
После воссоздания облика можно делать план реконструкции в 3D

Ещё одна интересная деталь этого проекта — расчёт инсоляции и направления ветра. В BIM-модель вносят метеорологические данные, а потом при помощи специальных плагинов производят расчёты. В итоге можно продумать расположение окон и объектов вокруг здания. Например, где делать детскую площадку, какие растения посадить и как проложить пешеходные дорожки в парке.

Данные по направлению ветров и возможных вихреобразований дают возможность рассчитать нагрузку на конструкции
Данные по направлению ветров и возможных вихреобразований дают возможность рассчитать нагрузку на конструкции

Этапы BIM моделирования

У BIM моделирования есть несколько этапов или уровней. Они отличаются степенью наполнения, проработки и, поэтому, возможностей.

Цифровая модель — самый первый и простой уровень. Это пока не BIM-модель в полном смысле, а объект в пространстве. У него есть привязка точек друг к другу, но их свойства никак не описаны.

Информационная модель
Это уровень, на котором соединяются цифровая 3D модель и 2D — база данных. Здесь уже можно выстраивать процессы, рассчитывать, прогнозировать и анализировать.

Цифровой двойник
Это высший уровень. Здесь в модель добавляют все детали, которые касаются жизни и эксплуатации здания. Это позволяет оптимизировать все процессы, заранее находить слабые места и предвидеть сложные ситуации: где и в какой степени потребуется ремонт, а где и когда пора организовать замену оборудования. Цифровой двойник — более сложная модель, он ориентирован на людей и их взаимодействие с объектом. На удобство, а не на строительство. Это следующий этап развития отрасли, который, возможно, придёт к нам в скором будущем во многих проектах.

    Подпишитесь на рассылку
    Раз в неделю будем присылать вам самые интересные материалы

    Случай из практики. Блок-кондуктор в Каспийском море

    Победитель II Всероссийского открытого конкурса «BIM-технологии 2017/18» в номинации: «Технологии информационного моделирования в управлении инвестиционно-строительными проектами» — проект «Информационное моделирование объектов морской нефтедобычи» от ООО «Волгограднефтепроект». Объект, для которого строилась BIM-модель — блок-кондуктор в Каспийском море. Задача — создать 3D объект, 2D базу данных и соединить их в единую цифровую модель. Процесс решения такой задачи делится на несколько этапов.

    Проработка 3D модели. Для этого делают декомпозицию— виртуально разбивают существующий объект на системы, загружают плоские чертежи из документации, а потом соединяют всё вместе. Если здание ещё не существует, то дешевле и быстрее отказаться от традиционных чертежей и сразу создавать их в цифровом виде.

    Для каждой системы объекта строят свою трёхмерную модель. Потом их соединяют воедино
    Для каждой системы объекта строят свою трёхмерную модель. Потом их соединяют воедино

    Обработка документации. Все документы, которые существуют и нужны для стройки, вносят в базу данных. Для этого создают множество папок и каталогов. Это кропотливая работа, но она окупается впоследствии — найти нужный документ можно за несколько кликов. К тому же, на этом этапе уже можно создавать разные отчеты и аналитику.

    В BIM на основе данных можно создавать отчеты и проводить разнонаправленную аналитику
    В BIM на основе данных можно создавать отчеты и проводить разнонаправленную аналитику

    Наполнение справочников и описание функций. Все существующие элементы здания хранятся в справочниках. Они могут быть готовыми, типовыми. Например, у разных производителей стройматериалов есть свои справочники с подробным описанием и характеристиками. Их можно загрузить в систему и выбирать нужный элемент, а не описывать его с нуля.

    Каждый объект можно добавить, описать, изменить или удалить
    Каждый объект можно добавить, описать, изменить или удалить

    Программное обеспечение

    Программы для разработки BIM отличаются друг от друга набором функций. Существуют бесплатные версии, но они, скорее, предназначены для личного использования и 3D-архитектуры. По-настоящему функциональные и мощные программы для BIM имеют коммерческую лицензию и облачные решения для совместной работы всей команды.

    Allplan — мощное и продуманное ПО с высокой степенью свободы разработки модели. Доступ к проекту у участников может быть с любого устройства, это даёт ускорение поступления данных со стройки и взаимодействия членов команды друг с другом. Программа русифицирована, но не содержит в себе нормы и ГОСТы России.

    ArchiCAD — программа, предназначенная для BIM-моделирования в строительстве и исключительно зданий, потому что изначально создана для архитекторов и дизайнеров. Она считается простой в освоении из-за меньшего количества библиотек, чем у конкурентов того же уровня.

    Revit — популярный софт для с полным набором функций и возможностью работать в одном файле для всей команды, участвующей в проектировании и строительстве. В этой программе можно уделять внимание мельчайшим деталям. Например, перилам лестниц. Главный минус — подходит только для работы на Windows.

    Внедрение и развитие BIM технологий — смена подхода к строительству, к расчётам, к работе всей команды. Возможно, процесс обучения новым технологиям людей займёт какое-то время, но в итоге позитивные изменения коснутся всех. Инвесторы сразу смогут оценить количество вложений, которые не будут расти в геометрической прогрессии на этапе строительства. BIM снижает риски и защищает от неправомерных растрат. Заказчики увидят визуально, каким в будущем будет здание, а также смогут четко понимать, как идёт процесс. Проектировщики снизят количество ошибок, а подрядчики оценят точность расчётов.

    В конечном итоге все объекты могут быть оцифрованы. Это позволит создавать новые пространства и архитектурные композиции, продумывать концепции развития города. А результат увидят и почувствуют все люди, для которых окружающее пространство станет удобнее, комфортнее и красивее.