BIM
как фундамент
цифрового строительства

Минимальное использование BIM в строительстве и эксплуатации обусловлено отсутствием удобных инструментов. Это делает особенно важным распространение информации об имеющихся, разрабатываемых и востребованных инструментах реализации BIM. Рассмотрим некоторые сценарии.

Сбор сведений о площадке с помощью GIS

Рис. 2. Модель рельефа в Autodesk Infraworks 360

Приизучении  экономической эффективности участкануженмаксимум информациио нем, в том числе из открытых источников, спутниковых снимков и накопленных данных внутри компании. Для этого, а также для проработки мастер-плана отлично подходит Autodesk Infraworks 360. В нем есть модули для анализа трафика дорожного движения, дождевых стоков с рельефа, оптимальной прокладки дороги с учетом баланса земляных работ и многие другие.

Сбор сведений о площадке с помощью лазерного сканирования или фотограмметрии

Рис. 3. Принцип наземного лазерного сканирования

Фотограмметрия позволяет в считанные часы получить данные с дрона, облетевшего  участок, с погрешностью 10 см. Этого достаточно для первичного анализа инсоляционной ситуации, знакомства с участком, расчета объемов работ по его демонтажу и расчистке.

Для выполнения геодезических привязок объектов и прокладки инженерных трасс между коммуникациями используют лазерные сканеры  с точностью до 2 мм. Получив данные в электронном виде, их можно программно обрабатывать, сравнивать с проектируемой моделью, снимать расстояния и объемы.

Перебор вариантов застройки площадки и подсчет технико-экономических показателей

Рис. 4. Генерация вариантов застройки участка и подсчёт ТЭП с помощью Робота R1, разработанного в ООО “ПИК-Проект”

Для оперативных технико-экономических расчетов множества участков  мы разработали инструмент, выполняющий автоматический подбор наиболее эффективного варианта по заданным критериям. В нем предусмотрена возможность задания и правки исходных данных для расчета, корректировка результата расчета вручную.

Робот R1, так называется программа, способен подбирать секции из библиотеки для набора заданной квартирографии. В программе объединили  инструмент для размещения объектов, расчет в Excel и алгоритмы поиска оптимального решения. Здесь можно рассчитать инсоляцию по нормам РФ, учесть пожарные и другие градостроительные нормы. На вход подаются данные в формате dwg и xlsx. Выходные данные в формате json передаются в Autodesk Civil 3D и Autodesk Revit.

Перебор вариантов объемно-планировочных решений здания

Рис. 5. Перебор и анализ вариантов объёмно-планировочных решений здания в программе Autodesk Project Discover

Project Discover позволяет вести поиск оптимального решения по целевому критерию. Перспективная программа от Autodesk находится в стадии разработки и исследования. На мероприятии Autodesk University 2017 были продемонстрировали проекты, выполненные с использованием бета версии программы. Среди них планировка офиса, компоновка индивидуальных жилых домов на участке.

Моделирование здания на едином сервере с непрерывной координацией. Подготовка и выпуск чертежей

Рис. 6.  Информационные модели, выполненные в Autodesk Revit

Проектирование в Autodesk Revit ведется в режиме создания модели объекта и оформления документации. Программа позволяет вести совместную работу нескольким специалистам в едином файле. Результатом проектирования станетпрототип объекта:  элементы размещены в геодезических координатах и соответствуют изделию или нескольким на строительной площадке. При оформлении документации происходит отображение информации из элементов модели на планах, разрезах и в спецификациях. Корректировка информации возможна как на 3D, так и на 2D виде, и через спецификации.

Контроль изменений модели здания

Рис. 7. Поиск геометрических коллизий

Контроль изменений в проекте выполняют в Autodesk BIM 360 Team и BIM 360 Docs. Для этого достаточно загрузить в систему разработанный rvt, dwg или pdf файл и запустить инструмент сравнения. С его помощью можно просмотреть в браузере новые элементы в модели, удаленные и измененные, в том числе перемещенные или с измененными параметрами. Контроль изменений в модели позволяет оценивать объем дополнительных работ конструкторов и инженеров от корректировки архитектурной модели, а также следить за наполнением модели элементами и информацией.

Поиск геометрических коллизий элементов модели здания

Рис. 7/8. Проверка изменений модели в Autodesk BIM 360 Team

Поиск геометрических коллизий можно вести  в Autodesk Revit, Navisworks, BIM 360 Glue. Для этого требуется подгрузить требуемые для проверки модели в проверяющую программу, настроить правила проверки и запустить расчет. Основные проверки касаются соответствия архитектурной и конструктивной моделей, пересечения несущих конструкций и мелкоштучных с инженерными сетями и инженерных сетей между собой. При проверке инженерных моделей часто расставляется приоритет прохождения в зависимости от типа системы, размера трубы или воздуховода, их массы (для экономии стоимости подвесов), стоимости применения дополнительных отводов.

Если на этапе проектирования не устранить коллизии между инженерными сетями, любая смета, рассчитанная на основе проекта, будет неверной: на строительной площадке все решения будут принимать “по месту” и с выгодой только для тех, кто первым прокладывается.Это ведет к множеству переделок и дополнительной пробивке отверстий. Когда на площадку попадает увязанная документация, заказчик может требовать прокладку сетей точно по проекту.

Экспертная проверка модели здания

.

Рис. 8/9. Согласование листов документации в Autodesk BIM 360 Docs

BIM 360 Docs подходит для согласования документации и модели как внутри компании, так и с внешними контролирующими организациями. Инструмент BIM 360 Docs - это перспективная облачная PDM система от Autodesk (PDM (ProductDataManagement) — система управления данными об изделии). В ней имеется система контроля прав доступа, задание атрибутов файлам, считывание атрибутов из штампов в PDF-файлах, настройка простой схемы жизненного цикла файла. Есть также инструментарий для реализации такого bim-сценария, как выдача замечаний к 2D и 3D документации. Преимущество системедает API (программный доступ из других приложений), позволяющий настроить связь с другими сервисами

Расчет стоимости здания

Рис. 9/10. Расчёт стоимости здания в BIM-смета (разработка ООО “ПИК-Проект”)

Расчет стоимости здания по BIM модели с помощью принципиально новых инструментов, позволяющих привязывать расценки к элементам модели. Сметчик обрабатывает модель, определяя правила, формирования стоимости объекта. Происходит автоматический сбор объемов работ и материалов с модели, корректировка стоимости при каждом изменении в проекте, вплоть до контроля стоимости проекта в процессе разработки проектной документации.  На строительной площадке можно отслеживать стоимость фактической модели и видетьвлияние на стоимость любых изменений. Описанное единожды правило оценки элемента модели не  требует повторного описания, будь то  рабочий объект или новая загруженная модель.

Когда будут описаны все правила, система выполнит оценку стоимости  любого количества моделей автоматически.

Планирование строительства

Рис 10/11. Контроль выполнения строительных работ в BIM-план

На основе модели можно вычислять и календарно-сетевой график. Эта технология пока недостаточно изучена и описана, но исследования показывают, что такой подход позволяет не переделывать график при малейшем изменении проекта, а сделать его рабочим инструментом для поиска и обоснования оптимальных решений.

Например, на каком-то этапе руководитель проекта решает, что проект больше не будет меняться и можно посчитать его стоимость, трудозатраты и оформить календарно-сетевой график. Практика показывает, что такое заблуждение довольнобыстро рассеивается,т.к.изменения вокруг объекта строительства продолжаются. Если на верхнем уровне (видов СМР) график и деньги с определенной погрешностью еще можно контролировать, то на более низких уровнях (от наряд-заказов до контрактов с исполнителями, подневных задач), контроль исчезает. Инструмент BIM-план позволяет настроить правила, как BIM-модель должна преобразовываться в календарно-сетевой график, а также визуализировать процесс строительства, посмотреть состояние объекта на определенную дату. Любые корректировки модели сразу отображаются на графике, пользователь может распределять бригады, технику и видеть, как это влияет на сроки.

Аналогично BIM-смете, описанное единожды правило автоматически применимо к другим моделям.

Монтаж сборных элементов конструкций здания и управление другими операциями крана

Рис.12/13. Схема монтажа сборных элементов конструкций здания с помощью BIM-PCM

Еще один перспективный BIM-сценарий -  управление процессом на строительной площадке.  В этом направлении также  мало наработок и теоретической базы. Программисты «ПИК-Проект» разработали модуль BIM-PCM (Precastconstructionmanager) для организации сборки многоэтажного дома из сборных панелейна основе BIM-модели. Эта система браузерная, для удобства работы с мобильных устройств со стройплощадки, многоролевая, учитывающая интерфейсы для всех участников строительства, работает в режиме online. Модуль связывает процессы крана, склада и монтажников в единую систему. В то же время заказчик в пассивном режиме, может контролировать строительные работы, подключить финансовый отдел к расчету по факту закрытия работ. Когда появляется система, в которой все участники заинтересованы в эффективной работе друг друга и видят работу каждого, эта самая эффективность не заставляет себя ждать. Создание прозрачного процесса движения ресурсов на стройплощадке - важнейшая задача системы.

Другая цель этой системы и планируемых к разработке аналогичных - загрузить продуктивной работой все ресурсы на стройплощадке. Задачи в программе можно назначать в ручном и автоматическомрежимев соответствии с графиком. Выполнив задачу, исполнитель делает отметку, фиксирует результат и получает зарплату. Одновременно со склада списываются материалы на выполнение данной работы и закрываются объемы работ. Это будет еще одним шагом в сторону цифрового и Uber-строительства.

Мониторинг значений с датчиков оборудования

Рис.13/14. Мониторинг значений датчиков оборудования в Dasher 360

Мониторинг датчиков оборудования - один из возможных сценариев использования BIM в эксплуатации. Контроль пожарных датчиков, датчиков освещения, температуры, влажности позволяет создать систему умного дома или умной эксплуатации. Для этого Autodesk разрабатывает новый продукт Autodesk Dasher 360. Данная система позволяет загрузить исполнительную модель, расставить датчики на объекте и обозначить их в электронной модели. К каждому ее элементу можно прикреплять дополнительные документы и информацию. Таким образом, модель превращается в среду навигации эксплуатирующей организации: помимо адреса (как в excel-таблицах),она содержит точные координаты, связь с другими данными смежных систем.  Система позволяет настраивать новые процессы на основе поступающих данных: при срабатывании пожарной сигнализации вызывает пожарную бригаду, отправляет ей картинку с камер видеонаблюдения; разработанный план тушения пожара на данный случай, оповещает людей вокруг места срабатывания датчика, которые по телефону подтвердят или опровергнут инцидент. Многие компании используют BIM-модель для мониторинга ответственных строительных конструкций, в них закладывают датчики и связывают с моделью, чтобы  визуализировать получаемые значения для точной оценки работы конструкций.

Переход строительства и эксплуатации на рельсы цифровизации - лишь вопрос времени, BIM-модель станет ее фундаментом, структурой накопления данных и инструментом принятия решений. BIM как технология, стала драйвером развития этого направления, она развивается из проектирования в строительство и эксплуатацию. Но ее развитие требует появления новых инструментов, кадров и подходов к работе.

Принципиальное отличие новых инструментов заключается в их работе с накопленной ранее информацией, объектными 3D моделями, наличии форматов прямого и стабильного обмена данными с другими программами. Результатом применения таких инструментов должны быть структурированные данные, которые могут передаваться на следующий жизненный цикл объекта в другие инструменты.

Александр Попов,

начальник отдела исследования, разработки и автоматизации технологии проектирования «ПИК-Проект»

Этот материал опубликован в февральском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.