что такое вим технологии в проектировании простым языком
Что такое BIM-технологии и как они облегчают строительство
Содержание
С каждым годом все больше и больше компаний осваивают BIM-технологии, а федеральные власти стремятся сделать их обязательными для всех участников строительного рынка. Благодаря этому уменьшится количество ошибок при возведении зданий, а расчет стоимости станет намного нагляднее. Рассказываем подробнее о сути и перспективах этого направления.
Что такое BIM-технологии
Информационное моделирование зданий (Building Information Modeling) – это создание интеллектуальных 3D-моделей. С их помощью специалисты по архитектуре и строительству могут не только точнее планировать, проектировать и строить, но и эффективнее эксплуатировать здания и объекты инфраструктуры.
В чем ключевое отличие от обычных трехмерных моделей? BIM-модели содержат не только графику, но и полную информацию о характеристиках конструкций, инженерных систем и всего оборудования. Это полноценный цифровой двойник объекта, где прописана каждая деталь. К тому же, разные специалисты могут одновременно работать с одной и той же моделью. Нет необходимости иметь разные чертежи, а потом их совмещать. Это серьезно сокращает количество ошибок в проекте.
Этапы работы с BIM
1 этап. Сначала создают архитектурную 3D-модель здания со всеми необходимыми планами, видами и разрезами, необходимыми для раздела архитектурных решений.
2 этап. На основе архитектурной модели, конструкторы и смежники создают свои модели, которые просчитывают на все возможные нагрузки. На основе моделей они делают чертежи чертежи и расчет спецификаций.
3 этап. На основе собранной BIM-модели происходит сверка архитектурных и конструктных решений с моделями смежных разделов на предмет несостыковок. На этом этапе происходит проверка BIM-модели на ошибки, которые потом исправляются.
4 этап. На основе готовой BIM-модели специалисты разрабатывают проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР). Программа автоматически составляет календарный график для их реализации, добавляются логистические данные о том, какие материалы и в какие сроки должны быть доставлены на объект.
5 этап. Уже после возведения здания информационную модель можно использовать для эксплуатации объекта при помощи датчиков. Под контролем оказываются все режимы инженерных коммуникаций и возможные аварийные ситуации.
Преимущества BIM-технологий
Проект всегда под рукой. 3D-визуализация позволяет судить о состоянии объекта инвесторам, подрядчикам, будущим жильцам и проверяющим органам. Модель становится централизованным хранилищем всех необходимых данных о здании. Она позволяет быстро и эффективно вносить изменения в проект, отслеживая результат во всех связанных между собой проекциях.
Быстрая подготовка документов по проекту. По оценке Минстроя, BIM-технологии примерно на 40 % снижают вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации по сравнению с традиционными методами проектирования.
Меньше вероятность ошибок. BIM-технологии позволяют выявить возможные недостатки в инженерных системах и коммуникациях еще в момент проектирования, а не в процессе строительства или сдачи объекта.
Снижаются денежные расходы. Низкая вероятность ошибок позволяет избежать непредвиденных трат. К тому же, оценивая весь проект целиком еще до возведения, можно выбрать оптимальные по соотношению цены и качества материалы. Срок ввода здания в эксплуатацию тоже снижается.
Здание легко сдать в аренду или продать на более выгодных условиях. Намного легче, чем объект, построенный с применением традиционных методов и технологий. Объясняется это тем, что использовать здание с готовой эксплуатационной моделью гораздо проще и эффективнее.
Информационное моделирование выводит строительство объектов на новый технологический уровень. BIM-технологии позволяют экономить бюджет, оперативно выявлять ошибки и вносить изменения в проект. Сегодня формируется будущее проектной и строительной отрасли. Поэтому, если ваша организация хочет быть его частью, необходимо как можно скорее включаться в освоение новых инструментов.
Что такое технология BIM? Ее применение в строительстве
Технология BIM (Building Information Modeling), или информационное моделирование зданий, – это достаточно новое явление в строительной индустрии, которое находит все более широкое применение. Понятие включает совокупность мероприятий по управлению жизненным циклом объекта недвижимости – от разработки проекта до демонтажа. Новая технология позволяет инженерам эффективнее управлять данными для увеличения срока службы здания, упрощения этапов возведения и эксплуатации.
Суть понятия
Традиционно проектирование зданий подразумевает работу с отдельными двухмерными проекциями: планами, чертежами, техническими документами. Технология BIM-проектирования позволяет собирать и обрабатывать данные по всем основным характеристикам объекта в едином информационном поле. Специалист получает возможность одновременного анализа конструктивных, архитектурно-планировочных, технологических, экономических, эксплуатационных решений во взаимосвязи. Информация визуализируется на трехмерной виртуальной модели с реальными физическими свойствами.
Но объемное представление проектных данных строения – это далеко не все возможности BIM. Технология добавляет переменные величины: стоимость, планы, сроки. Параметры процесса возведения здания можно просчитать еще до начала работ. Управление трехмерными моделями позволяет находить оптимальные решения для сокращения периода реализации проекта и увеличения сроков службы конструкции.
История BIM-технологий
Концепция компьютерного моделирования в строительстве начала развиваться еще в конце 20 века. В то время активно использовали CAD-технологии, но возможности техники еще не позволяли перейти на качественно новый уровень.
В 1975 году в журнале AIA (Американский Институт Архитекторов) опубликовали работу профессора Технологического Института Чака Истмана, в которой впервые упоминалась информационная модель здания под названием Building Description System. Параллельно похожие работы велись и в Европе. Например, в Финляндии в начале 1980-х годов вошел в употребление термин Product Information Model, а в США – Building Product Model. Обе системы были ориентированы не на процесс проектирования, а на его объект. Позднее сформировалось общее понятие Building Information Modeling.
В 1986 году создателем программы RUCAPS, английским инженером Робертом Эйшем, были сформулированы основные принципы информационного подхода к проектированию:
Практическое применение технологии было продемонстрировано в ходе реконструкции третьего терминала аэропорта Хитроу.
С начала 2000-х годов история BIM-технологии перешла на новый виток. Термин стал одним из ключевых в мировой строительной индустрии.
Для чего используют BIM
По сути, цель использования технологии информационного моделирования – это воплощение числовой информации в удобном для восприятия и анализа виде. Исходные данные в готовой модели координируются, согласуются и связываются между собой. Каждая цифра имеет конкретную физическую привязку, поддающуюся анализу и расчету. Упрощается порядок внесения корректировок, обновления.
Информация в трехмерном виде используется в следующих целях:
Практическое применение и преимущества технологии
Применение BIM-технологии в строительстве имеет множество преимуществ:
Этапы BIM-проектирования
Применение BIM-технологий в проектировании условно можно разделить на несколько этапов.
Более простыми словами процесс выглядит следующим образом.
На любом этапе можно, например, поменять один вид отопительного оборудования на другой, с различными характеристиками и стоимостью. Объемная модель очень гибкая – это одно из ключевых преимуществ BIM-технологии. Можно менять этапы моделирования, не производя масштабных дополнительных работ по корректировке проектной документации.
По завершении строительства готовую 3D-модель можно использовать для эксплуатации здания. Для этого применяют систему датчиков. Программа контролирует аварийные ситуации, рабочие режимы инженерных коммуникаций и т. д. Трехмерная модель будет автоматически менять свою конфигурацию и содержание в соответствии с начальными данными на протяжении всего жизненного цикла здания.
Информационное моделирование строящихся объектов не заменяет традиционного проектирования, а является только одним из очередных этапов его развития. Стоит понимать, что принципиальные решения по-прежнему зависят от человека, а программа только выполняет работу по поиску, хранению и анализу предоставленной информации. Разница заключается в качестве и объеме обработанных данных, с которыми просто невозможно справиться вручную и которыми блестяще оперирует компьютер.
BIM: как мы строим строителей на стройке
По нашей примерной оценке, основанной на 20-летней практике, на земляных работах можно «потерять» до 50-60 % бюджета. На железобетоне и отделке точно 30 %. На ошибках перезаказа при коллизиях стоимость инженерки увеличивается примерно на 10 %. Именно по этой простой причине, когда «злой заказчик» внедряет BIM-модель здания, со всех сторон начинаются дикие крики и стоны.
BIM-контроль сейчас будет на всех госзаказах по новому нормативу, поэтому крики и стоны будут особенно эпичны.
Вот здесь я вижу трассировку всех систем, могу получить точную смету на каждый узел: и при перемещении или добавлении объекта получу обновления сразу во всех проектных и рабочих документах.
Что такое BIM-модель? Это трёхмерная модель здания, где все системы состыкованы и увязаны в одном едином плане. Поставили розетку в комнате — в общей смете тут же появилась новая розетка и соответствующий метраж кабеля. Погрешность такой модели по материалам — 2 %. На бумаге обычно берут запас 15 %, и излишки этого запаса отчаянно «теряются».
Давайте лучше покажу примеры, чем буду рассказывать.
Вот основной вид: здесь видно модель здания без рендера, просто на уровне инженерных схем. В открытом сейчас по центру окне — здание для осмотра, на заднем плане видны разрезы по конкретным системам.
Вот так выглядят все инженерные системы здания «в сборке».
Можно отключить согласованный вид и посмотреть только конкретные подсистемы. Например, вот эту — водоснабжение.
Можно покрутить и увеличить интересующий участок.
Переключиться на вид другой системы.
Посмотреть отдельные узлы как «кирпичики», то есть объекты (их потом удобно дублировать в конструкторе, например).
Можно посмотреть бетонные конструкции и их свойства.
И уже на них наложить виды систем или отдельных узлов.
Для заказчика мы обычно собираем красивый рендер (вот как ниже), а сами пользуемся при проектировании видом как выше.
Примерно три года назад компьютеры начали тянуть BIM-модели зданий. Конечно, 3D-здания проектировали ещё в Советском Союзе, но сейчас это стало действительно общедоступным и легко воспроизводимым.
Даже вот эти «кирпичики», то есть модели узлов, типа устройства лифтов, — они сделаны в 3D и могут рассматриваться со всех сторон. Поскольку это не «Ведьмак» и не «Mass Effect», оптимизацией движка здесь занимаются в последнюю очередь, никакого особого пререндера нет, и были нужны достаточно мощные машины для комфортной работы с системой.
Как набираются данные в такую модель
Сегодня проектирование здания может идти тремя путями:
Для нашего офиса, нарезка которого видна выше, мы использовали оба метода. Точнее, импортировали старые 3-мерные модели и данные по проектной документации, а затем стали поддерживать всё в BIM.
Первый этап занял несколько месяцев у двух специалистов. Мы взяли чертежи из Автокада и импортировали их в BIM-среду. Кое-что было в PDF, их пришлось обводить вручную. Архитектуру и конструктив мы делали месяц. Остальное время — инженерка, в частности, приходилось ходить в здание, смотреть на места и фотографии. Самое главное, что давала схема, — отсутствие коллизий систем. BIM-среда не даёт пересекать инженерные подсистемы: это похоже на трассировку платы. Есть много способов избегать такого и ловить баги.
Это крайне важно для генподрядчика, потому что за каждую такую коллизию на объекте он платит из своих потом. Я вот жилой комплекс построил, небоскрёб построил, в нашей команде есть человек, который три станции метро с нуля спроектировал, дата-центры и прочие объекты поменьше — вообще без счёта. Так вот, каждый чёртов раз, когда нет BIM, вентиляция вечно в колонну приходит. Исправляем, двигаем, меняем. Потом дизайнер говорит: «Всё не так». И канитель начинается с самого начала. Теперь мы проектируем сразу в BIM, и это снимает массу головной боли.
Но вернёмся к нашему зданию. После того, как все системы были очерчены, стали насыщать инженеркой и правильно оформлять чертежи, чтобы в BIM были полные спецификации. То есть сначала, например, электрощитовая была просто одним узлом, типа материальной точки, потом там появилось разбиение на отдельные крупные устройства и линии внутри, а потом она стала такой детализированной, что мы знали уже серийные номера запчастей. Эта глубина проектирования называется LOD: британский стандарт уровней детализации элементов информационных моделей. LOD100 и LOD200 — это как в компьютерных играх, когда есть некий конструктор и узлы. Модель может использоваться для анализа (на основе объемов, площадей и ориентации путем применения обобщенных критериев эффективности) и оценки стоимости на основании расчётных площадей и объемов. Ну, и планирования, конечно. LOD300 — это уже нормальная детализация для выпуска проектной традиционной документации и для проведения различных инженерных расчётов. Там же можно считать оборудование, изделия и материалы, а также черновую работу. Трёхсотая модель может быть использована для анализа коллизий. LOD 400 — уже выпуск рабочей документации, для проведения различных инженерных расчётов, для получения точных данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчёта объемов работ. Эта модель может быть использована на стадии СМР, то есть послужит прямой инструкцией строителям. За каждый косяк можно будет смело спрашивать. Утерялся метр кабеля — никто не заметит. Пропало 50 метров — сразу спалился. Мы обычно работаем на этом уровне, но для своего офиса замахиваемся на LOD 500. Эта модель может быть использована на стадии эксплуатации, там видны расходники вроде ламп и их ресурс.
400-й LOD на практике строительства даёт ещё несколько явных плюсов. Вот один пример. Очень частая ошибка — неверный расчёт мощностей. Обычно это делается вручную по сопоставлению различных планов. В BIM — автоматически считается системой, и всё состыковывается как надо. Часто проектировщики считают по разным методологиям либо просто не замечают какую-то деталь, и оборудование просто не включается по мощности.
Выход за бюджет обычно до 7 % на перезаказ новых агрегатов (это ещё если не приходится менять что-то в планировке на лету, чтобы поставить новое оборудование).
На 500-м LOD технико-экономические показатели здания уже один в один: оно же построено со всеми формулами расчёта нагрузок, мощности, марками унитазов, разуклонами и точным количеством провода.
Что дальше
Сметчикам очень удобно работать с BIM-моделью с 400-го LOD. Проектировщикам удобно — они быстро печатают и нарезают на узлы. Это очень сокращает время различных работ. Образованные прорабы BIM крутят и вертят. Подрядчикам на самой стройке, естественно, это вообще не надо, все «потери» на виду, да и подделать документацию очень сложно. Проверяется вся технико-экономика: земляная масса идеально, все трубы, всё. Пишутся логи: кто залез в модель, когда залез, что посмотрел, что поменял. Естественно, все эти модули усложняют работу в плане обучения (нужен где-то месячный курс минимум, чтобы просто профессионально читать BIM), но это уже требование нормативов. На госконкурсах теперь всё будет через BIM-модель. Необразованные подрядчики будут страдать.
Сколько это стоит
100 тысяч квадратных метров под LOD 400 перенести стоит примерно как 5-6 квартир в центре в деньгах и несколько месяцев в работе. Как это ни странно, это всё равно хорошо окупается на экономии на проекте. Однако более правильный подход — нужно сразу проектировать в BIM-среде. Это дольше на месяц на стадии подготовки, но получается почти бесплатно в общей смете.
Дороже автоматизация. Например, наши коллеги делали модуль для системы управления стадионом, там на нижних уровнях стоят датчики контроля, которые проверяют вибрации, уровень уклона стен и балок, оценивают появление дефектов в металле. Проще говоря, помогают понять, что стадион может обрушиться за полгода-год при нормальной жизни или за несколько часов, если он был повреждён землетрясением (но, вроде, стоит). Эти же данные передаются в МЧС в реальном времени.
Что такое BIM и зачем новые технологии нужны девелоперам и госструктурам
Строительство жилья в России с 1 июля 2019 года перейдет на новую модель — проектное финансирование, при котором основные риски за недострой возьмут на себя не дольщики, а финансовые организации. Для оценки рисков, экспертизы жилых проектов, а также контроля над их реализацией им смогут помочь новые BIM-технологии.
Редакция «РБК-Недвижимости» совместно с компанией CSD, которая является одним из ведущих в России дистрибьюторов в сфере комплексной автоматизации организаций строительной отрасли, рассказывает, зачем нужны BIM-технологии, чем они помогут кредитным организациям и как способны изменить строительный рынок.
Что такое BIM Учитывает множество факторов и информации об объекте
BIM — (Building Information Modeling или Building Information Model — информационное моделирование здания или информационная модель здания) — это цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта, которое охватывает более чем просто геометрию здания. BIM учитывает множество факторов и информацию об объекте, отдельных его элементах (даже деталей производителей), географии, дизайне и других данных, в том числе влияние его на окружающую среду и наоборот. Все эти данные наряду с технико-экономическими показателями и другими характеристиками объекта формируют такую информационную модель, в которой изменение одного параметра приводит к автоматическому перерасчету всех остальных.
BIM — это общий ресурс знаний для получения информации об объекте, служит основой для принятия решений в течение его жизненного цикла, который определяется как существующий от самой ранней концепции до сноса. Основой взаимодействия является информационная модель объекта строительства (BIM-модель), с помощью которой происходит комплексное взаимодействие участвующих сторон на всех стадиях жизненного цикла объекта. BIM позволяет передавать виртуальную информационную модель от команды разработчиков (архитекторы, ландшафтные архитекторы, инженеры, строители и т. д.) генподрядчику и субподрядчикам, а затем владельцам или управляющим объекта.
Когда внедрят BIM С 2019 года применение BIM-технологии станет обязательным для проектов госзаказа в России
Таким образом, с 2019 года применение BIM-технологии станет обязательным для проектов госзаказа, а до конца 2022 года все госструктуры при строительстве зданий и сооружений должны перейти на BIM. Некоторые структуры уже сегодня работают с этой технологией. Так, например, Москомэкспертиза принимает на оценку проекты в формате BIM-модели, а технология позволяет минимизировать риски и экономит бюджетные средства.
Зачем BIM нужен банкам Внедрение BIM снизит для кредитора операционные расходы и стоимость риска
С 1 июля 2019 года российские застройщики переходят на новую модель финансирования строительства жилья. Банки будут выдавать целевые кредиты для реализации инвестиционного жилого проекта и полностью контролировать расходы девелопера. Если застройщик использует BIM-технологию, ставка по кредиту для него может быть существенно снижена за счет дополнительного контроля проекта. Для кредитора внедрение BIM — это снижение операционных расходов и стоимости риска.
Раньше банковские структуры выступали в качестве посредника между покупателем и застройщиком и в основном занимались только ипотечным кредитованием. Соинвесторами строительства были дольщики, которые и брали на себя все риски. С переходом от долевого к проектному финансированию риски недостроя возьмут на себя банки, которые станут в том числе выполнять роль регулятора отрасли, самостоятельно оценивать риски каждого проекта и принимать решение о выделении средств на его финансирование.
Сергей Сыч, руководитель департамента продаж и развития бизнеса CSD:
— Применение технологий информационного моделирования на всех стадиях жизненного цикла проекта требует привлечения консалтинговых партнеров, которые знают узкие места внедрения, имеют опыт и практические рекомендации. Это позволяет пройти путь создания внутренних BIM-компетенций гораздо легче и быстрее. Если говорить о компании CSD, то в области BIM-консалтинга мы готовы создавать и настраивать среду взаимодействия участников инвестиционно-строительного процесса, разрабатывать новые регламенты, требования и стандарты. Также компания занимается обучением специалистов клиента для работы с информационными моделями, создает такие модели для существующих или планируемых объектов строительства, проводит технический консалтинг по использованию BIM-технологии.
У компании уже есть положительный опыт работы с банковскими структурами. Подобный проект был внедрен в инжиниринговом подразделении ВЭБ для создания новых компетенций и их применения в проектном финансировании на любых строительных проектах, в которые инвестирует ВЭБ. Понимая специфику заказчика, мы постарались показать ему те участки бизнеса, где применение современных технологий даст наиболее существенный позитивный эффект: изменит внутренние регламенты, позволит наращивать компетенцию персонала. Освоив необходимые инструменты, компания выйдет на совершенно новый уровень экспертизы и качества взаимодействия с контрагентами, что откроет ей большие перспективы. Это была наша главная цель, и мы ее реализовали.
Какие задачи решает BIM От подготовки проектного предложения до проверки сметных расчетов
Среди задач, которые решает BIM на стадиях сопровождения инвестиционных проектов, можно выделить основные:
Применение BIM Повышение качества проектов и экономия средств
Применении BIM-технологии при экспертизе и мониторинге инвестпроектов позволит повысить качество, сделать работу над проектом прозрачной, сам проект более управляемым, что поможет экономить средства. По оценке Минстроя, эффект от этой технологии снизит до 40% вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации в сравнении с традиционными методами проектирования, на 20–50% сократит время на проектирование, в шесть раз уменьшит время на проверку проекта, до 90% сократит сроки координации и согласования проекта. Также, по данным Минстроя, BIM позволит в четыре раза снизить погрешности бюджета при планировании, сократить сроки инвестиционной фазы проекта до 50%, сроки строительства — на 20–50%, затраты на строительство и эксплуатацию — до 30%.
Комплексное решениеКакое программное обеспечение нужно для внедрения BIM
Для создания информационных моделей и их анализа применяются программы различных вендоров, и прежде всего одного из лидеров в данной отрасли — компании Autodesk. Решения этого производителя объединены в пакет программных продуктов под названием «Коллекция для проектирования и строительства промышленных и гражданских объектов», который практически полностью позволяет реализовывать задачи информационного моделирования на всех этапах создания и актуализации модели. Кроме того, для смежных задач, таких как расчет смет, используются дополнительные решения — например, «5D Смета» и другие.