Выгоды и уменьшение инвестиций при применении 3D проектирования с системами BIM

3D модель элеватора
3D модель элеватора
Источник фото: Elevatorist.com

Building Information Modeling или Building Information Model (BIM) — метод проектирования, который востребован во всем мире при строительстве различных сооружений. Однако в Украине о нем мало знают, еще меньше проектировщиков применяют его на практике. Наша компания «Интерпроект GmbH» одна из первых, кто начал применять BIM для проектирования зернохранилищ.

С помощью этой системы мы спроектировали элеватор на 450 тыс. м³ единовременного хранения для крупного аграрного холдинга. В ходе работы и мы, и наши заказчики увидели целый ряд преимуществ работы в системе BIM по сравнению с традиционными методами проектирования. Об этих преимуществах хотим сегодня и рассказать. Но обо всем по порядку. 

Что же такое информационное моделирование здания? Это подход к проектированию, который предусматривает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической, и другой информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями. То есть учитывается оснащение, дальнейшая эксплуатация и ремонт здания, управление жизненным циклом объекта. Другими словами, в этой информационной модели здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.

I. Преимущества BIM в строительстве

Знакома ситуация, когда заказчик не понимает проектировщика, и наоборот? Иногда эти споры между двумя сторонами на начальной стадии значительно затягивают старт всех работ. Главное преимущество, которое дает внедрение BIM технологии в строительстве — это возможность достичь практически полного соответствия характеристик будущего объекта требованиям заказчика.

Кроме того BIM позволяет:

  1. Исключить нескорректированные решения на объекте.
  2. Устранить ошибки и наложение смежных отделов.
  3. Упростить визуальное представление об объекте.

В то же время есть возможность предоставить для пространственного представления подрядчику/заказчику и любому участнику строительства любой план/разрез проекта на каждом этапе проектирования. Таким образом, появляется возможность построить календарный график строительства с визуализацией — инвестор понимает, что у него происходит на площадке, и даже под землей — он может видеть, сколько свай забито, какие проложены коммуникации, и так далее.

Улучшается понимание и коммуникация между подрядными организациями.

За счет уменьшение количества ошибок, снижаются затраты, а уменьшение расходов — а это очень важно для любого заказчика.

BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа эффективности строительства в целом. Поиск по свойствам в BIM можно использовать для экономии значительного количества времени и усилий. Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования и при строительстве здания.

3D модель здания или другого строительного объекта, связанна с информационной базой данных, в которой каждому элементу модели можно присвоить неограниченное количество дополнительных атрибут. Особенность такого подхода заключается в том, что строительный объект проектируется фактически как единое целое. И изменение какого-либо одного из его параметров влечет за собой автоматическое изменение других связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

 3D модель

II. Преимущества BIM в эксплуатации

Заказчики, которые уже воспользовались BIM, отмечают ее преимущества в эксплуатации. Среди них:

  1. Возможность создания обширной информационной базы данных в одной модели.
  2. Постоянная актуализация базы данных в одной модели вместо документации по каждому разделу, отдела.
  3. Удобство дальнейшего расширения и реконструкции.
  4. Онлайн мониторинг объекта по BIM модели. Повышение производительности благодаря простому поиску информации.

III. Выбор заказчиком необходимого уровня/глубины детализации BIM (LOD)

В системе BIM можно выполнять различную глубину детализации — Level of Detail BIM (LOD). Существует около шести основных вариантов LOD в диапазоне от 100 до 500.

LOD 100 — концептуальный дизайн

В этом варианте 3D модель объекта разработана для представления информации на базовом уровне. На этой стадии возможно создание только концептуальной модели. Определяются такие параметры, как площадь, высота, ширина, длина, объем, расположение и ориентация.

LOD 200 — схематический дизайн

LOD 200 — общая модель, где элементы моделируются с приблизительным количествами, размерами, формой, расположением и ориентацией. К элементам модели также можно добавить негеометрическую информацию.

LOD 300 — подробный дизайн (стадия «Проект»)

Здесь использует точное моделирование. На чертежах элементы определяются специфическими параметрами, точным количеством, размером, формой, местом расположения и ориентации. Здесь к элементам модели также можно добавить негеометрическую информацию.

LOD 350 — строительная документация (стадия «Рабочая документация»)

«Строительная документация» включает в себя детали, модели и элементы, представляющие собой взаимодействие элементов здания с различными системами и другими строительными элементами.

LOD 400 — изготовление и монтаж

В LOD 400 элементы объекта моделирования формируются как конкретные сборки, с полной информацией для изготовления, монтажа и детализацией информации в дополнение к точным размерам, форме, расположению и ориентации.

Уровень детализации

LOD 500 — эксплуатация

В LOD 500 элементы моделируются как построенные сборки для технического обслуживания и операций. Негеометрическая информация прикрепляется к моделируемым элементам.

Степень детализации

IV. BIM в управлении строительством

Участникам процесса строительства необходимо выполнять проекты, несмотря на ограниченные бюджеты, ограничения по рабочей силе, ускоренные графики и противоречивую информацию.

Основные проектные направления строительства, такие как архитектурный и строительный инжиниринг, электротехническое и сантехническое проектирование должны быть хорошо скоординированы, так как при строительстве и дальнейшей эксплуатации не может быть противоречий в одном месте и времени. Информационное моделирование зданий помогает в выявлении таких противоречий уже на начальном этапе, идентифицируя точное местоположение разногласий.

Концепция BIM предусматривает виртуальное строительство объекта до его фактического строительства. Субподрядчики на каждом этапе проектирования могут вводить критическую информацию в модель до начала строительства, имея возможность предварительно изготовить или собрать некоторые системы за пределами площадки. Тем самым, затраты можно свести к минимуму, строительные материалы доставлять точно в срок, а не складировать на месте.

Сканирование

Количество и общие свойства стройматериалов могут быть легко изъяты на начальной стадии. Объемы работ также определяются уже на стадии проектирования. Визуально все инфраструктурные системы, сложения и последовательности могут быть показаны в относительном масштабе со всеми проектируемыми объектами или группой объектов. BIM также предотвращает ошибки — компьютерная модель визуально выделяет конкретные локации, где части здания (например, железобетонные конструкции, трубы или каналы) могут пересекаться, накладываться, неправильно объединяться.

V. BIM для инвестора в эксплуатации объекта

BIM может предотвратить потери информации. Проектная группа, строительная команда и владелец/оператор здания, одновременно работая над проектом, могут добавлять и ссылаться на всю информацию, которую они получают в течение периода внесения дополнений и поправок в модель BIM. Это может принести значительную пользу владельцу/оператору объекта.

Например, владелец может заранее видеть информацию по износу оборудования во время эксплуатации. Вместо того чтобы исследовать оборудование физически, он может обратиться к модели и увидеть, — вышел из строя клапан, или скоро будет необходим техосмотр одного из электродвигателей. Он также может видеть размер клапана, производителя этого элемента, номер детали и любую другую информацию.

Динамическая информация о здании, такая как измерения датчиков и управляющие сигналы от систем здания, также может быть включена в отдельное программное обеспечение на основе информации, взятой с BIM.

VI. 3D сканирование существующего объекта

Мы создавали информационные модели для уже существующих объектов. Подход включает использование трехмерных лазерных сканирующих съемок и методов фотометрии (как отдельно, так и в сочетании) для получения точных измерений объекта. Использование лазерного сканера позволяет также контролировать монтаж конструкций на площадке в плане соответствия их проектным решениям.

3D сканирование 

VII. Как мы к этому пришли?

Как показывает международная практика, применение BIM позволяет оптимизировать сроки проектирования и строительства на 20%, увеличить контроль над расходами, сократить стоимость строительства на 20-30%.

VIII. Через что придется пройти?

Психологические барьеры, возрастное распределение, освоение нового программного продукта, освоение новых методик работы и проверок.

BIM перспективы:

Традиционное проектирование зданий в значительной степени основывалось на двухмерных технических чертежах (планы, фасады, разрезы и т. д.). Информационное моделирование зданий расширяет его за пределы 3D, увеличивая три основных пространственных измерения (ширину, высоту и глубину):

  • (4D) показатель времени качества четвертого измерения
  • (5D) стоимость в качестве пятого измерения
  • (6D) окружающая среда и устойчивость зданий
  • (7D) управление объектами в течение всего срока службы в качестве седьмого измерения

Поэтому BIM охватывает больше, чем просто геометрию. Он учитывает множество факторов, например, пространственные отношения, анализ, географическую информацию, а также количество и свойства компонентов здания (детали производителей).

Cергей Глазков, руководитель проектов «Интерпроект GmbH»

 

Выполнено с помощью Disqus