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.

Случай из практики. Путепровод в Московской области

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.

Случай из практики. Многофункциональный ЖК на территории Бадаевского пивоваренного завода

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.

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.

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.

Случай из практики. Блок-кондуктор в Каспийском море

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.

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.

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.

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.