В настоящее время, когда технологииCAD (с английского Computer-AidedDesign) близки к своему логическому спаду, особую популярность приобретает информационное проектирование. Другими словами, CADдостигли предела своих возможностей, мощным толчком для осознания этого явились новые задачи, встающие перед проектировщиками и требующие нестандартных методов решения:
– реконструкция уже существующих объектов [1, 2, 3];
– необходимость проектирования в стесненных условиях городской застройки;
– сжатые сроки проектирования;
– необходимость расчета эксплуатационных характеристик уже на стадии проектирования для выбора оптимального варианта и т. д. [4].
Исходя из вышеперечисленного, очевидным оказался следующий вывод: решение кроется, прежде всего, в недостатке или утере информации на всех этапах строительного процесса. Сейчас сам факт того, что информационное моделирование позволяет продуктивно использовать единую информационную модель на протяжении жизненного цикла здания, кажется общеизвестным, но еще буквально в начале XXI века ее мультифункциональность можно было бы поставить под сомнение [5].
Конкурентоспособность информационного проектирования есть результат определенных исторических событий, приведших непосредственно к положению ведущего САПР.
- Зарождение информационных технологий впроектировании.
Первые шаги на пути к становлению информационного проектирования были сделаны еще в XX веке. В 60-е годы начали появляться первые программы, перед которыми ставились, прежде всего, задачи моделирования объекта. Ни о какой информационной составляющей проекта пока не шло и речи. Через пару десятилетий программы устоялись и нашли свое место в проектной среде, следовательно, их деление на группы по определенным признакам стало закономерным.
Отдельные элементы здания, созданные в новейшем на тот момент программном комплексе BDS (BuildingDescriptionSystem) и являющиеся в своем роде структурными компонентами отдельного здания, — это огромный прорыв для CAD. В BDS впервые появились те функции, которые и сейчас используются для создания современных моделей: программа позволяла добавлять информацию о материалах и их поставщиках, что, несомненно, упрощало производство строительных работ после проектирования.
Если говорить об экономической целесообразности нововведений, то, по подсчетам создателя программы, ее применение снижало стоимость проектирования на 50 %. Однако до становления современного BIM еще должна быть проделана огромная работа, прежде всего, решена проблема организации совместной работы участников строительного производства. К примеру, BDS создавалось еще до распространения персональных компьютеров, следовательно, круг пользователей был не обширен.
В 1980-е годы обширные разработки в этой области наблюдались в Англии. Программа RUCAPS, созданная в 1986 году, впервые включала в себя понятие о фазированности строительных процессов, что незамедлительно нашло свое отражение в возведении реальных объектов, одним из которых являлся третий терминал аэропорта Хитроу в Лондоне (рис. 1).
Рис. 1. Модель терминала аэропорта Хитроу
Примерно в то же время были сформированы основные принципы информационного подхода в проектировании, которые и по сей день составляют основу BIM:
– трехмерное моделирование;
– автоматическое получение документации;
– интеллектуальная параметризация объектов;
– соответствующие объектам наборы проектных данных;
– распределение строительства по временным этапам и т. д. [6].
Если подробнее разбирать первую модель, разработанную в стремлении соответствовать этим принципам, а именно вышеупомянутый терминал Хитроу, то можно сделать вывод, что, если ориентироваться на современную терминологию, то она более относится к 2,5D системам. Модель, действительно, является трехмерной, но ее основные элементы (окна, двери, стены и т. д.) использовались только на плоских видах. К плюсам нельзя не отнести взаимосвязанность этих видов, и оптимизацию изменений, производимых на одном из них, к остальным видам. Модель позиционировалась как единое целое, а не как набор автономной документации [6].
- Здания исооружения как виртуальная среда.
Несмотря на значительную работу, проделанную ранее, BIM в том виде, в котором его привычнее наблюдать в настоящее время, смог установиться только после создания программных комплексов ArchiCAD и Revit.
Начиная с 2000-го года за время своего активного использования ArchiCAD, по предварительным подсчетам, помог создать свыше миллиона проектов.
Вопрос информационной освещенности постепенно находил свое решение, но, к сожалению, активное развитие находил в основном в части архитектурной составляющей проектов, неслучайно ArchiCAD позиционируется, в первую очередь, как программный комплекс для архитекторов. Более сложные и комплексные проекты, являющиеся квинтэссенцией обширных проектных решений, стали для него непосильной задачей.
В связи с этим создание Revitдало новый толчок для развития BIM отрасли в том направлении, где это требовалось более всего. Революционность заключалась, прежде всего, во введении дополнительного параметра времени, который позволял симулировать процесс реального строительного производства, просчитывать сроки и прогнозировать развитие событий.
Один из первых примеров использования Revit — башня Свободы в новом комплексе зданий Всемирного торгового центра (рис. 2). Успешно внедрить новаторские технологии с первого раза не получилось, т. к. строительство затянулось вопреки прогнозам программного комплекса, но точно выверенные расходы материалов, а также экономические расчеты показали целесообразность и важность его дальнейшего развития.
Рис. 2. Модель Небоскреба OneWTC
На сегодняшний день Revit зарекомендовал себя как одна из ведущих программ для BIM-проектирования. Revit — основа для деятельности архитекторов, конструкторов, инженеров, работающих как автономно, так и в прочной увязке с другими организациями. Также продукт компании Autodesk постоянно совершенствует собственную продукцию, выпуская дополнительные расширения для расчетов, необходимых при проектировании, таких как расчеты акустики, освещенности, инсоляции, энергоэффективности здания и т. д.
- Развитие BIM технологий вРоссии.
Если судить о развитии информационного проектирования в России, то несложно заметить, что в то время, как на западе полным ходом шло освоение новейших возможностей, у нас вопрос об изучении и внедрении BIMначал всерьез рассматриваться лишь в начале XXI века. Изучение было хаотичным и обрывочным, о повсеместном внедрении или хотя бы о попытке повсеместного внедрения всерьез не задумывались.
Накопленные за годы знания и практический опыт достигли своего критического уровня и дали первые результаты, одним из которых является решение Экспертного Совета при президенте РФ по разработке плана по адаптации BIMв промышленном и гражданском строительстве от 4 марта 2014 г. Для BIM-структуры в целом это означает начало контролируемой правительством реализацииBIMв России.
Несомненным успехом является также принятие новейших технологий на уровне экспертизы проектной документации.
Именно в период, начиная с 2014 года, выявляются проблемы проектирования инженерных систем посредством информационной модели, в настоящее время можно отметить, что проблемы постепенно находят свое решение.
Россия, несмотря на поздний старт развития информационных технологий в строительстве, делает значительные успехи в решении трудновыполнимых задач. Наиболее наглядным примером может служить проект вывода из эксплуатации Курской АЭС. Реализация данного проекта — дело довольно-таки долгосрочное, следовательно, возникла острая потребность в технологиях, которые на протяжении более чем полувека смогут сохранить свою информативную целостность, а именно в информационном моделировании.
Новые технологии требуют особой подготовки кадров, многие компании, избравшие для себя путь внедрения информационных технологий в свою деятельность, вынуждены обучать персонал с нуля, приглашая представителей сторонних организаций. Однако существуют и приятные исключения, так, например, в г. Набережные Челны формируется собственная BIM–лаборатория, приоритетной задачей которой будет подготовка специалистов для производства работ на всех стадиях информационного моделирования зданий [7].
Подводя итоги, следует отметить, что несмотря на трудности, возникшие при первых попытках внедрения и распространения BIM-технологий, их дальнейшее развитие и становления как «основы основ» всех стадий строительного производства выглядит вопросом времени. В настоящее время для этих мероприятий присутствуют все предпосылки, которые замедляли этот процесс в прошлом, речь идет и о заинтересованности сторон, стремлении к нововведениям, желании совершенствовать конечный продукт производства, а также о всесторонней поддержке со стороны государства.
Литература:
- Тошин Д. С. Способ определения напряжений в строительных конструкциях при сложившихся эксплуатационных нагрузках // Научное обозрение. — 2016. — № 17. — С. 16–19.
- Тошин Д. С. Работа бетона при усилении конструкции под нагрузкой // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. — 2015. — № 3. — С. 66–68.
- Ерышев В. А., Ерышева Е. В., Тошин Д. С. и др. Оценка степени коррозионного поражения эксплуатируемых железобетонных конструкций покрытия // Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья: сб. докладов Всероссийской науч.-практич. конф. / ТГУ. — Тольятти, 2004. С. — 101–104.
- Петрова Е. Предшественники BIM. История проектирования зданий// Цикл авторских публикаций. — 2014. [Электронный ресурс]. URL: http://bim-proektstroy.ru/?p=57 (дата обращения 08.03.2016)
- Чегодаева М. А. Функциональность информационной модели на этапах проектирования, строительства и эксплуатации здания // Молодой ученый. — 2016. — № 25. — С. 102–105.
- Откуда взялся BIM: История виртуальной архитектуры [Электронный ресурс]. URL: http://archspeech.com/article/otkuda-vzyalsya-bim-istoriya-virtual-noy-arhitektury (дата обращения 08.03.2017)
- Талапов В. В. Основы BIM. Введение в информационное моделирование зданий [Текст]: ДМК Пресс 2011. ISBN 978–5-94074–692–8
- Talapov V. V. What's going on with BIM in Russia.// Cycle of author’s publications about building information modeling. — 2014. URL: http://isicad.net/articles.php?article_num=17210 (accessed 08.03.2016)
