Этапы создания BIM-моделей и их жизненный цикл

Информационное моделирование или BIM (аббревиатура англ. Building Information Model) — технологии, позволяющие построить 3D модель, наполненную информацией о характеристиках, формах, размерах, материалах, стоимости и технических деталях объекта и его отдельных элементов. Все данные отвечают действующим строительным стандартам, являются точными и регулярно обновляются.

BIM-моделирование применяют практически на всех этапах строительства:

• предпроектные проработки — разработка общей концепции объекта, создание эскиза с обозначением объёмно-пространственных решений, технико-экономических характеристик и размещения строения;
• проектирование — разработка конструкторской и другой технической документации для строительства объекта (расчеты, схемы, графики, спецификации, сметы);
• строительство — возведение здания, заказ стройматериалов, логистика, авторский надзор;
• управление стройкой, эксплуатацией, реконструкцией/ремонтом, сносом и утилизацией сооружений.

Такие широкие возможности делают BIM моделирование полезным всем участникам проекта, от архитекторов до сервисных служб.

Алгоритм построения BIM-модели

Информационная модель создается по определенному алгоритму. Рассмотрим важные моменты ее построения.

Предпроектная подготовка

Определение целей и задач для BIM модели.

Это — отправная точка для планирования проекта. Общие задачи цифрового моделирования:

• оптимизация стоимости объекта (по жизненным циклам и в целом);
• соблюдение/сокращение сроков и бюджета строительства на каждом этапе;
• повышение качества проектных решений;
• оптимизация стоимости строительства;
• эффективное/оперативное управление;
• обеспечение бесперебойной и надежной работы оборудования;
• сокращение простоев оборудования и внеплановых работ;
• сбор и поддержание в актуальном состоянии информации об оборудовании;
• обеспечение конкурентоспособности.

Задачи можно ставить отдельно для каждого этапа строительства. Например, на стадии изысканий с помощью цифрового макета можно выполнить:

• анализ местоположения, инженерно-геологической и экологической ситуации;
• разработку вариантов размещения объекта и конструктивных решений.

На стадии строительных работ:

• визуализацию СМР и оптимизацию календарно-сетевого графика;
• сравнение различных сценариев строительно-монтажных работ;
• мониторинг и контроль процесса;
• геодезический и строительный контроль.

Техзадание.

В цифровом моделировании техническое задание — это EIR (Employer Information Requirement — Информационные Требования Заказчика). В документе описывают:

• цели и задачи применения BIM;
• требования к ПО;
• уровень детализации (LOD);
• правила выдачи информации;
• правила наименования файлов, система координат и другие важные моменты.

То есть, в EIR отражают, какая модель нужна. На основании этого подрядчик разрабатывает свой документ — план реализации проекта (BEP — BIM Execution Plan). В BEP прописывают процесс обмена данными, графики, используемое ПО и другие организационные вопросы.

Заказчик и подрядчик согласовывают EIR и BEP. После этого начинается стадия:

Построение информационной модели объекта, которая позволяет:

• осуществлять вариантное проектирование;
• оперативно корректировать документацию;
• автоматизировать типовые расчеты;
• за счет визуализации разделов проекта свести к минимуму количество ошибок;
• оптимизировать совместную работу специалистов;
• организовать централизованный документооборот;
• устранять нестыковки в документации на ранней стадии.

Этапы построения и дальнейший жизненный цикл модели

Этап 1. Сбор и анализ исходных данных.

Без точных «вводных» сведений сложно составить объективное ТЗ на работу проектировщика. Поэтому необходимо провести сбор и анализ исходных данных, которые заключаются в определении требований безопасности, условий эксплуатации и технико-экономического обоснования объекта. Необходимо также разработать план и определить стоимость исследовательских, изыскательских, строительных и пусконаладочных работ для реализации проекта. Оценить риски. На основании этих сведений разрабатывают архитектурную информационную модель здания во всех подробностях (планы, виды, эскизы).

Этап 2. Построение чертежей и сметной документации.

Специалисты применяют программы для расчета всех элементов, построения рабочих чертежей, другой строительной документации, а также составления окончательной сметы, на основе трехмерного прототипа объекта.

Этап 3. Инженерные сети.

Расчет инженерных сетей и ввод их в конструкцию сооружения, просчет освещенности, теплопотерь и других важных моментов.

Этап 4. Разработка проекта объекта, планирование СМР, логистика стройки (материалы, машины, рабочие).

Готовую документацию отправляют на экспертизу, которая обязательна для капстроительства и реконструкции объектов. Эксперты проверяют соответствие документов действующим нормам, правилам и регламентам, ТЗ, сметам и расчетам. Информационное 3D изображение помогает ускорить проверку и оперативно устранить замечания по проекту.

Положительное заключение экспертизы означает, что застройщик может получать разрешение на строительство и начинать работу.

Этап 5. Проектная документация.

Разработка рабочей документации, содержащей графическую и информационную часть BIM-модели. Данные позволяют согласовывать технологические решения и вносить автоматические корректировки во всех смежных разделах. Все элементы имеют точную координацию и габаритные размеры, что облегчает проведение строительных и монтажных работ. Оборудование и инженерные сети имеют расчётные данные по расходу энергоносителей, эффективности работы и другим характеристикам. Из BIM-модели получают графическую составляющую из планов, трёхмерных схем, чертежей с разрезами различных уровней и узлов. Спецификация создаётся на основе модели по ГОСТ.

Этап 6. Передача цифрового макета застройщику для реализации.

Строительная компания получает возможность:

• управлять сроками строительства посредством календарного или сетевого графика;
• минимизировать и даже исключить риски пересечения коммуникаций между собой и со строительными конструкциями;
• автоматизировать составление производственной документации;
• наладить оперативную связь с проектной организацией и заказчиком для ускорения принятие решений по согласованию изменений;
• видеть актуальное состояние проекта;
• оперативно устранять возникающие неполадки;
• управлять логистикой материалов, машин и механизмов, движением рабочих.

В строительной модели здание воспринимают, как единый объект, а не разрозненные чертежи и сметы. В ней собрана информация об инженерии, дизайне интерьера, экономике, логистике и другие важные сведения. На ее основе создают календарный график стройки. На стадии возведения объекта продолжается процесс накопления информации в цифровом макете.

После сдачи сооружения в эксплуатацию специальные датчики будут контролировать состояние здания, коммуникаций и инженерных систем, чтобы предупредить аварийные ситуации. Система управления эксплуатацией здания (BMS — Building Management System) — это комплекс средств для автоматизированного контроля и управления отоплением, вентиляцией, электро-, водоснабжением и другими инженерными системами здания.

Интеграция цифрового объекта с BMS открывает участникам проекта следующие возможности:

1. Централизованное управление данными. Вся информация об объекте, включая геометрические данные, сведения о материалах и системах, а также данные об их текущем состоянии, сосредоточена в единой системе.
2. Повышение эффективности эксплуатации. Наличие подробной информации об объекте позволяет оптимизировать процессы технического обслуживания, ремонта и модернизации инженерных систем.
3. Прогнозирование и предупреждение отказов. Анализ данных из информационной модели и систем мониторинга дает возможность прогнозировать и предотвращать потенциальные отказы оборудования и систем.
4. Оптимизация энергопотребления. Интеграция BIM и BMS упрощает процесс анализа и оптимизации энергопотребления здания, что позволяет снизить эксплуатационные расходы.

Этап 7. Архивирование.

Копирование и сохранение всех актуальных данных проекта. Виды архивации:

• резервное копирование — промежуточное сохранение ИМ, необходимо выполнять раз в 2 месяца;
• выдача документации — ЦИМ сохраняется после приёмки документации заказчиком;
• итоговая архивация — сохранение модели в рамках бизнес-процесса по завершению проекта.

В цифре хранится вся ключевая информация о конструкции и ее технических характеристиках. С ее помощью можно:

1. Рассчитать износ материалов, заложить бюджет на ремонт или реконструкцию отдельных частей, а также оптимизировать энергосберегающие характеристики.
2. Проверить жизнеспособность здания и его отдельных элементов, их функциональность, комфортность эксплуатации и обслуживания.
3. Отслеживать текущее состояние объекта и своевременно принимать меры для ремонта.
4. Быстро выполнить проект капремонта и реконструкции, спроектировать переоснащение здания новым инженерным оборудованием.
5. Грамотно эксплуатировать объект, применяя автоматизированные системы управления зданием (BMS).

Цифровой архив — незаменимое решение для контроля объекта, проверки его состояния в процессе эксплуатации.

Важные вопросы

Как сформировать команду для работы с BIM?

Для цифрового моделирования нужна команда, которая может работать с цифровыми технологиями. Состав команды (BIM-специалисты):

• менеджер — руководит BIM-отделом. Разрабатывает и внедряет BIM-стандарты. Контролирует качество и актуальность информационных моделей;
• координатор — осуществляет коммуникации с исполнителями. Разрабатывает планы проектирования. Участвует в формировании стандарта BIM. Проверяет информационные модели на коллизии, отслеживает проблемы в работе;
• мастер (автор, моделлер) — работает над созданием элементов каталога совместно с проектным отделом. Занимается моделированием и построением чертежей. Разрабатывает инструкции по использованию цифровых моделей.

Где взять специалистов для формирования команды? Самый оптимальный вариант — обучать свои кадры. Есть платные и бесплатные курсы, где можно познакомиться с направлением BIM-проектирования и получить полезные материалы для работы. Обучением BIM-менеджеров занимаются множество ВУЗов России, поскольку это направление сегодня считается приоритетным.

Как выбрать ПО для BIM?

Для создания цифровых моделей нужна компьютерная программа, которая поддерживает технологию BIM. Чтобы выбрать продукт для конкретного проекта:

1. Проанализируйте индивидуальные процессы вашей компании, составьте требования к результату работ, выбирайте ПО, которое выдает именно этот результат.
2. Ориентируйтесь на безопасные отечественные решения.
3. Проанализируйте отзывы.
4. Убедитесь, что производитель оказывает техподдержку.
   

Оценив эти требования, вы сможете выбрать несколько вариантов из предложений на рынке. Ищите известные и надежные компании в строительной отрасли.

Оцените, насколько инструмент интегрируется с другими, которые используют в вашей компании (САПР, аналитическое ПО, программы по управлению проектами). Некоторые продукты требуют дополнительного оборудования или системных требований, что может повлиять на стоимость системы.

Важно попробовать поработать с ПО. Многие поставщики практикуют бесплатное тестирование программы. На что обращать внимание:

• простота использования софта;
• наличие инструкций, учебных пособий или службы поддержки клиентов;
• масштабируемость и гибкость программы;
• обеспечение потребностей;
• адаптация к изменениям;
• способность работать с проектами различных размеров, типов и сложности;
• возможность поддержки и обучения, предоставляемых поставщиком услуг.

Рекомендуем при выборе программы для работы с BIM моделями учитывать стоимость поддержки и обучения (платный или бесплатный вариант).

Поинтересуйтесь у тех, кто уже пользовался таким инструментом, о его сильных и слабых сторонах, а также о степени удовлетворенности производительностью и надежностью услуг.

BIM-моделирование — необходимая реальность любого современного строительства. Сегодня BIM-модели доступны в 3D, 4D, 5D, 6D, 7D форматах, которые отличаются полнотой наполнения.

Полезные ссылки

• Вернуться ко всему списку статей.
• Подписывайтесь на наш телеграм-канал, чтобы быть в курсе последних новостей про Tangl.
• Вебинары, внедрение ПО и функционал Tangl на нашем ютуб-канале.
• Подробнее про сервисы Tangl.