BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта. (обновлено)

Что такое BIM

BIM является аббревиатурой английского Building Information Modeling и представляет собой технологию информационного моделирования.

Данная технология позволяет моделировать любые строительные объекты, включая здания, железные дороги, мосты, тоннели, порты и т.д.  Сходство BIM и 3D-моделирования заключается в том, что в обоих случаях проект здания выполняется в трехмерном пространстве. Но в отличие от 3D- модели, BIM напрямую связан с базой данных. Такая модель включает в себя не только несущие линии и текстуру материалов, но и другие данные (технологические, экономические и прочие), которые имеют отношение к зданию. Например, BIM учитывает физические характеристики объекта, варианты размещения в пространстве, стоимость каждого кирпича, плафона, трубы.

BIM-технологии уже и на мобильных девайсах

Содержание

 

BIM позволяет представить здание как единый объект, в котором все элементы связаны и взаимозависимы. В случае если какой-то показатель системы изменится, система пересчитает остальные данные. С технологией информационного моделирования, обладая лишь исходными данными объекта без реальных свойств, возможно предсказать будущие свойства и характеристики объекта. Более того, при помощи BIM можно просчитать процессы, которые будут происходить в уже построенном объекте. Происходит это следующим образом: вся информация о здании, материалах, способе его использования, климате и других факторах переносится в цифровой вариант, после чего система просчитывает возможные варианты развития событий.

BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта. Данные вносятся в соответствии с установленными стандартами, являются точными и обновляются регулярно. Одно из главных преимуществ модели — сокращение времени и расходов со стороны заказчика, а также возможность исправлять и улучшать проект на первых этапах его формирования. Технология информационного моделирования делает заказчика полноправным участником строительства. Он может визуализировать то, каким будет объект и вносить коррективы по ходу работы. Ни один 2D-чертеж не предоставит такой реалистичной картинки будущего здания, как это возможно при BIM-моделировании. Бывает так, что задумка архитектора, дизайнера или заказчика не всегда выполнима на практике, и только в BIM модели это можно увидеть на первоначальных этапах проектирования. При таком типе проектировки еще не построенное здание “оживает” на экране, делая заметными любые недочеты и возможные проблемы.

Для эффективной работы модели необходимо создать единую информационную среду, которая сможет обеспечить моментальный доступ к данным всех участников проекта. К цифровой BIM модели привязан огромный массив данных, включая график работы, геолокацию, финансовые отчеты. Современные мобильные приложения способны воспроизводить виртуальную реальность, позволяющую воссоздать строительный объект в реальных условиях и оценить ход строительства, находясь при этом в любой точке мира.

BIM исторический обзор

Инфографика об истории BIM

Идея BIM-моделирования берет свое начала с 1970-х годов. Словосочетание “строительная модель” впервые упомянул в 1985 году Саймон Раффл, а впоследствие Роберт Айш — разработчик программного обеспечения, которое использовалось для реконструкции аэропорта Хитроу.  Понятие “информационная модель здания” было впервые упомянуто в нынешнем значении в статье  “Modelling multiple views on buildings” Г. А. ван Недервина и Ф. П. Толмана. В широкий обиход данный термин вошел только в 2002 году и начал использоваться для названия цифрового представления строительного процесса. Родоначальниками современных BIM программ были приложения  RUCAPS, Sonata и Reflex, ArchiCAD. На сегодняшний день ключевые игроки мирового рынка информационного моделирования зданий — это Autodesk, Bentley Systems, Dassault Systemes, AECOM, Asite Solutions, Beck Technology, Nemetschek, Pentagon Solutions, Trimble Navigation, Synchro Software.

По грубым расчетам объем рынка BIM в России на сегодняшний день оценивается в 110 млн долларов. Данная цифра неточная, так как включает в себя и стоимость продаваемого программного обеспечения, и стоимость обучения, а также услуги по внедрению и сопровождению проектов с применением BIM. Согласно исследованию, в котором приняла участие 541 проектная организация, 22% компаний полностью перешли на BIM-технологии. Нет сомнений, что BIM-проектирование будет продолжать развиваться и набирать обороты в ближайшие годы.
Читайте также: Строительный рынок Казахстана 2022: технологии и цифровизация

На данный момент среди крупных игроков на рынке России можно выделить такие проектные компании, как GENPRO, АрхиПлюс, Девелоперская Группа 3С, Группа Эталон. Существует ряд компаний, которые начали разрабатывать BIM-модели 5-10 лет назад. Сейчас данный подход используют большинство застройщиков в Москве и часть в крупных центральных городах. Количество BIM-проектов растет, что обусловлено снижением цены на BIM-разработку, а также совершенствованием нормативно-правовой базы. В России 19 июля 2018 вышло в свет Поручение Президента РФ, согласно которому BIM объявлялся приоритетной областью развития строительства. Считается, что переход к информационной системе моделирования сократит сроки строительства, при этом повысит качество строительных объектов и оптимизирует использование материальных и человеческих ресурсов.*

*Статья написана осенью 2020 года, с тех пор произошли важные изменения ситуации с BIM  с России. Так, 1 января 2022 года Правительство РФ утвердило обязательное применение Информационной модели  на всех бюджетных проектах с финансированием от государства.

Читайте также:  Внедрение BIM в России

Применение BIM-технологии в мире

Появление информационного моделирования в корне изменило способ взаимодействия между архитекторами, инженерами и другими специалистами в строительной области. Полная информация о проекте — материалы, технологии, их стоимость, а также дизайн, логистика, обслуживание объекта во время возведения, после введения в эксплуатацию — доступна каждому участнику благодаря BIM и облачным технологиям.

BIM только начинает свое стремительное развитие и востребованность, только самые богатые страны активно используют информационное моделирование последнее десятилетие.

Великобритания

Великобритания до сих пор не просто первая, но и абсолютный лидер по применению  BIM. Это стало возможным благодаря поддержке на уровне государства: с 2016 года все бюджетные стройпроекты обязаны применять BIM 2 уровня, не ниже. Так, в качестве пробной реализации, технологию используют для проекта Министерства Юстиции — расширение тюрьмы Кукхэм Вуд в Кенте. И это позволило существенно сократить капитальные затраты и сроки реализации.

США

В США в Управлении общих служб составила программу BIM для всех проектов по обслуживанию общественных зданий с 2003 года.

Сегодня в США около 72% строительных фирм используют BIM для значительной экономии средств на проектах. Ряд американских штатов, университетов и частных организаций также применяют стандарты BIM. Так, штат Висконсин сделал обязательным применение BIM для госпроектов, если их общий бюджет начинается от  $5 млн

Франция

Во Франции уже полмиллиона домов, которые спроектированные с использованием BIM. С 2017 года правительство страны задействовало BIM в жилищном секторе на 500 000 домов.

Рабочая группа Le Plan Transition Numérique dans le Bâtiment отвечает за французскую стратегию BIM, цель которой обеспечить экологичность и снизить затраты.

Германия 

В Германии также правительство влияет на продвижение технологии BIM. Акцент делается больше на коммерческие и жилые здания, чтобы к 2020 году внедрить BIM во все инфраструктурные проекты.

Испания

В Испании BIM применяется для проектов государственного сектора с 2018 года, а с 2019 — обязательное использование технологии в  инфраструктурных проектах.

Была создана отдельная Комиссия для содействия по внедрению BIM в строительный сектор Испании.

Финляндия

Скандинавские страны одни из первых, кто начал использовать BIM. Например, Финляндия начала применять информационное моделирование зданий еще в 2002 году. BIM использовался для создания сложных инфраструктур, таких как линия метро Хельсинки.

Китай

Китайские специалисты Комиссии по атомной энергетике и несколько организаций интегрировали высокий уровень политики внедрения BIM для оцифровки и распространения технологии. BIM стал ключевым элементом и используется в большинстве их проектов. Правительство Китая еще не ввели обязательное использование BIM в строительстве, однако использование приветствуется.

В целом же, BIM даже в экономически сильных странах работает в экспериментальной форме — процесс внедрения цифровых технологий в строительстве не быстрый по ряду причин. Однако все равно прослеживается ускорение в цифровизации отрасли и большая заинтересованность застройщиков в современных долгосрочных решений, таких как строительное информационное моделирование.

Читайте также: BIM-технология: уровень распространения в 7 ведущих странах

BIM моделирование: этапы моделирования

Ввиду того, что BIM-моделирование относительно новая технология, не все специалисты до конца понимают его суть. Если не углубляться в детали, то объемное моделирование здания формируется из отдельных “кубиков” информации и включает:

1. Конструктивные элементы здания, такие как колонны, стены, фундамент, лестницы, крыши и т.д. Они, в свою очередь, создаются из конструктивных элементов, которые содержатся в базе данных BIM-проекта или формируются архитектором в процессе проектировки.

PlanRadar поддерживает технологию BIM-модели

2. Элементы здания — это окна, двери, оборудование, мебель и подобное — создаются на основе стандартной базы данных, которая содержится во всемирной библиотеке в формате IFC, и находятся в открытом доступе. Также проектировщик может разработать свой собственный элемент и включить его при желании в общедоступную базу.

PlanRadar работает с технологией BIM-модели

Подобный подход позволяет с легкостью сформировать здание (или другой строительный объект) из отдельных элементов стен, выбранных из “библиотеки”. К примеру, вы хотите создать модель подвала и первого этажа. Для этого вы выбираете конструктивный элемент под названием “фундамент”, к нему добавляете следующий необходимый элемент “перекрытие”, а затем — “стены”. Таким образом, вы создали фрагмент здания в объемной проекции. При этом, данная модель будет содержать не только линии чертежа, но и полную информацию о стенах, которые вы выбрали: какого они цвета, марки, какой тип наружной облицовки и т.д.

По факту, проектируя фрагмент информационной модели здания, вы автоматически получаете план подвала и первого этажа в 2D и в 3D-форматах. Также вы можете сразу увидеть, как будет выглядеть фасад данной части здания и просмотреть его в разрезе. Вам не нужно будет каждый раз поднимать все чертежи проекта в AutoCAD программе, чтобы увидеть, что содержит данный фрагмент здания, потому как каждый элемент, “кирпичик” постройки уже с максимально полной информацией, благодаря чему спецификация объекта происходит мгновенно и автоматически.

Вот еще один пример не самой сложной работы — установки окна — в традиционной и BIM моделях:

  • Традиционный вариант. Чтобы включить окно в строительный чертеж, проектировщику нужно найти ГОСТ требования, выбрать подходящее окно и перенести на чертеж точный размер проема. Так получается рабочий чертеж с оконным проемом. А далее требуется составить спецификацию окна. Это если коротко. Построение работы таким образом неэффективно и времязатратно.
  • BIM-моделирование. Проектировщик выбирает нужное окно в “библиотеке” данных. На чертеже отмечается место, где будет расположено окно. Затем, буквально одним щелчком на чертеже появляется изображение окна с максимальным информационным наполнением. Автоматически подтянутся все данные об этом окне, которые содержатся в базе данных. А дальше происходит следующее: данное окно задает стене параметры нужного проема. После этого в вашем Проекте появится информация о том, какие элементы нужно заказать для выполнения данной части строительных работ, то есть размер, тип окна, фурнитура, пена для монтажа, отделка и т.д. И все это с выведением актуальной цены на данные материалы/услуги.

Как функционирует BIM: этапы от проектирования и до стройки и эксплуатации

Работа с BIM-моделью проводится в несколько этапов:

  1. Проектирование. Для начала создается 3D-модель постройки с планами, разрезами, видами. При помощи специального конструктора, данная модель вносится в программу, которая рассчитывает параметры всех элементов строительного объекта. Обширная база данных позволяет получить все рабочие чертежи, спецификацию, информацию об объеме будущих работ, планируемых затратах. На стадии проектирования также производится расчет инженерных и энергетических сетей, тепловые потери и уровень естественного освещения с учетом характеристики местности, рельефа, грунта и т.д. Начальная информационная модель здания дополняется логистическими данными, определяющими сроки доставки материалов, наиболее выгодные варианты доставки. BIM-моделирование позволяет также планировать социальную инфраструктуру и транспортную сеть в районе застройки. На завершающем этапе проектирования составляется детальный план работ и график их выполнения, определяется необходимое количество техники и ресурсов для выполнения работ.
  2. Строительство. На данном этапе BIM-проектирование позволяет отследить состояние и ход выполнения работ. С его помощью возможно контролировать расходы средств и то, насколько реализовывается заложенный бюджет. BIM предоставляет информацию обо всех управленческих решениях и изменениях в строительстве в реальном времени.
  3. Эксплуатация. После завершения строительства при помощи датчиков информационная модель может продолжить собирать нужные данные о здании, контролируя его функциональность и предсказывая потенциальные аварийные ситуации. Используя BIM, можно вести учет оборудования, контролировать гарантийные обязательства, а также расход ресурсов. Возможна интеграция с BMS-системой объекта. Более того, BIM-моделирование может быть полезно и для управления недвижимостью: данная модель позволяет вести учет аренды, сдачи помещений, плановых ремонтных работ, взаимодействий с различными инстанциями. Оценка управления, технический аудит, разработка плана развития строительного объекта — это и не только возможно при помощи BIM-проектирования.

Читайте также: Преимущества BIM перед традиционным проектированием

Преимущества внедрения BIM — что дает использование моделей

Основным преимуществом внедрения BIM-моделирования является результат работы. Строительные объекты, построенные с применением BIM, отличаются хорошим качеством застройки, архитектурой, продуманной инфраструктурой, удобством и безопасностью. Также данная модель позволяет сократить время и расходы на разработку, избежать возможных ошибок при строительстве, рационально распределить человеческий и материальный ресурс.

В чем преимущество BIM: график зависимости

BIM-проектирование может быть использовано для разных целей, например:

  • 3D-визуализация. Теперь проектировщик, архитектор или заказчик имеет возможность увидеть 3D-модель будущего здания во всех деталях, а также распечатать ее на 3D-принтере, тестировать и вносить улучшения до начала реального строительства.

3D-визуализация BIM модели

  • Хранение всех данных о проекте в одном месте. Вся информация и чертежи проекта взаимосвязаны и находятся в одной программе. Любое изменение какого-либо показателя автоматически отражается на других элементах информационной модели здания.
Функционал PlanRadar поддерживает BIM-модель
  • Комплексное управление данными проекта. В традиционной модели генеральный план постройки обычно включает в себя множество проектных решений в виде чертежей и отдельной документации. В BIM-модели все данные объединены в одной программе или файле и доступны в реальном времени.

 

 

Слои здания в BIM модели в Planradar

 

Узнайте подробнее, как PlanRadar может быть полезен подрядчикам

Реальные кейсы BIM на практике

BIM-проектирование — это универсальная программа, которая хранит все данные о строительстве объекта и может дополняться информацией на любой стадии реализации. BIM-технология имеет геометрическую привязку, благодаря чему можно создавать чертежи в нескольких вариантах, выбирая наиболее эффективный. Использование BIM сопутствует разработке успешных рентабельных проектов, которые могут порадовать не только архитекторов и проектировщиков, но и инвесторов.

Пример 1. По заказу предприятия ФАУ «ФЦС» проектировочная компания Renga создала в BIM-системе комплексную информационную модель общеобразовательной школы, которая прошла оценку госэкспертизы. Над данным проектом работало 8 человек, которые смогли воссоздать информационную модель школы на 1000 учеников всего за несколько месяцев. Благодаря использованию BIM-технологии удалось обнаружить ошибки и недочеты, допущенные при 2D-моделировании. В результате пилотного проекта специалистам Renga удалось сформулировать требования к информационной модели   объекта, что, в свою очередь, позволило ускорить разработку нормативной базы по информационному моделированию и еще больше приблизило строительную отрасль к полному переходу на BIM-технологии.

Пример 2. Компания ООО «ПСК АрхСтандарт», работающая на рынке с 2011 года и ранее использовавшая программное обеспечение AutoCAD для ведения документации проектов, обратилась в Renga с просьбой создать информационную модель жилого дома. В процессе сотрудничества, руководители ООО «ПСК АрхСтандарт» по достоинству оценили все преимущества BIM-метода в сравнении с 2-D моделью. В частности, во время работы с BIM удалось заметить ряд недочетов, допущенных при проектировании в AutoCAD, а также избежать ошибок при проектировании каналов для прокладки проводки внутри панелей. В результате проекта компанией Renga была создана эффективная информационная модель жилого дома из сборного железобетона и подготовлена база сборных ж/б панелей для использования в дальнейших проектах заказчика. Рабочий файл разработанной модели имеет размер всего ~2,5 Мб, что очень удобно для его передачи и хранения в облаке. По данной модели уже начато возведение здания.

Как используется BIM в строительстве

Кроме проектной визуализации и архитектурно-конструкторского этапа проработки с учетом множества составляющих, BIM-технология решает и технологические, и экономические задачи в будущем рабочем проекте. С ее помощью просчитывается точная смета задолго до старта реального строительства на выбранные материалы, их доставку, доставку готовых конструкций или модульных частей, а также затраты на рабочую силу или роботизированные процессы.

Такие просчеты и наглядные сметы дают архитекторам сделать объективный выбор, учитывая бюджет и цели объекта, и искать альтернативы, чтобы снизить затраты. Это может касаться как и времени закупки материалов, так и выбора экономичных материалов, а также выбора в пользу собранных готовых конструкций или наоборот, 3D- печати на месте. Можно просчитать выгоду применения человекочасов или роботизированных механизмов, применение дронов. Все задуманное в проекте благодаря оцифрованным данным и программам, умеющим анализировать и подбирать нужное согласно алгоритмам, можно увидеть в четких расчетах и, самое главное, в трехмерной модели, которая «подвижна» и меняется в зависимости от выбора тех или иных компонентов.

Диаграмма отображает сокращение времени на строительство благодаря BIM-технологий

Оптимизация затрат и времени — одно из главных достоинств применения BIM-технологии. В конечном счете, чем быстрее завершится строительство, тем дешевле оно будет. Любые ошибки или просчеты приводят к продлению процесса, а значит, увеличению расходов. А применяя BIM на этапах строительства и эксплуатации —  самые расходные этапы — можно существенно снижать затраты. А чем скорее объект будет сдан в эксплуатацию, тем быстрее начнется окупаемость инвестиций.

Исследование: Будущее управления строительством

Как цифровые решения изменят управление проектами в 2022 и дальнейшем?

BIM в эксплуатации

BIM-проектирование может также быть полезно в процессе эксплуатации строительного объекта. Во многих развитых странах применение технологии BIM к существующим зданиям и сооружениям становится приоритетом. Преимуществом использования BIM в эксплуатации является возможность:

  • Применять изменения к существующей конструкции объекта
  • Переоснащать строительный объект новым оборудованием, которое поможет улучшить качество эксплуатации
  • Следить за состоянием строительных объектов и предпринимать меры в случае необходимости реставрации или ремонта
  • Наладить максимально грамотную эксплуатацию здания с технологической и экономической точки зрения

Читайте также: BIM-технологии в эксплуатации зданий: практическая ценность применения

BIM в зеленом строительстве

Зеленое строительство VS обычное

Green BIM – это использование технологии BIM в зеленом строительстве для анализа климатических условий, моделирования инженерных систем, оценки жизненного цикла здания и его оптимального с экономической и экологической точки зрения функционирования. Так, в частности, Green BIM помогает определить оптимальную ориентацию строительного объекта по отношению к сторонам света, анализирует освещенность, возможность использования солнечных батарей и ветрогенераторов, уровень потребления воды, создание и контроль инженерных систем, которые смогут обеспечить максимальный комфорт. Green BIM позволяет спроектировать максимально идеальный проект, что позволяет снизить затраты и время на реализацию.

Многие крупные заказчики в России начинают работать по технологии Green BIM, ведь используя данный подход, у заказчика увеличиваются шансы на получение зеленого сертификата (LEED, BREEAM, DGNB), что является мощным конкурентным преимуществом на рынке.

Инструменты сборки единой информационной модели —  описание OpenBIM

OpenBIM — это современная концепция взаимодействия, которая доступна для всех работников АИС отрасли, а также разработчиков ПО. Она призвана сделать сотрудничество профессионалов открытым, понятным и не зависящим от платформы Часто в процессе проектирования строительного объекта задействованы различные специалисты, работающие с разными инструментами и программами. Открытые форматы – наиболее эффективный способ взаимодействия друг с другом. Они позволяют передавать информацию, независимо от того, каким ПО пользуются специалисты. Самый распространенный открытый формат — это  IFC, позволяющий передавать информацию без ограничений и потерь. OpenBIM позволяет:

  • Использовать в работе персональный набор программ и инструментов, который лучшим образом решает поставленные задачи.
  • Вместо необходимости настраивать сложный универсальный BIM-файл, с OpenBIM менеджеры проектов могут работать с отдельными моделями, созданными в разных программах, контролируя таким образом отдельные части проекта.
  • Взаимодействовать без потери данных
  • Использовать данные информационной модели на всем жизненном цикле здания.

Как работает BIM в PlanRadar

Решение openBIM PlanRadar призвано создать единую среду данных и объединить всех участников строительно-инвестиционного процесса: заказчика, застройщика, генпроектировщика, подрядчиков, субподрядчиков по проектированию, логистов, поставщиков.

Главное преимущество проекта PlanRadar и цель – это эффективный и удобный набор специализированных инструментов для совместной работы целой команды, доступных в любое время с любого девайса. В реальности удаленной работы и ведении разных объектов в разных частях мира облачный сервис выигрывает у любого десктопного решения.

Работать с openBIM очень легко: полная BIM-модель объекта доступна за секунду, нужно лишь перетащить файл в проект PlanRadar. Наше программное обеспечение позволяет загружать IFC-файлы, экспортированные из Revit, ArchiCAD, AllPlan, Navisworks и других программ. Среди других преимуществ openBIM решения мы можем назвать следующие:

  • Возможность использовать чертежи и объемные модели в автономном режиме — без доступа к Интернету.
  • Простая навигация, возможность мгновенно просматривать все планы, разрезы чертежей.
  • “Режим ходьбы” дает буквально погрузиться в виртуальную реальность и осуществить просмотр здания со всех перспектив. Благодаря объемным данным модели вы с легкостью получите максимальную информацию, не находясь при этом непосредственно на объекте, и просмотреть здание в разрезе в том месте, где это необходимо. Настройка “Скорость ходьбы” позволяет контролировать скорость, с которой просматривающий передвигается вокруг модели.

Режим ходьбы в PlanRadar в BIM-модели

  • Возможность создавать и просматривать задачи на объемных моделях. Благодаря детальной и объемной прорисовке модели, получается быстро узнать местоположение задачи или дефекта на объекте.

Создание и просмотр задач на объемных моделях в PlanRadar

  • Инструмент под названием “Плоскость сечения” позволяет “спрятать” определенные секции постройки и заглянуть в недоступные для просмотра места.

BIM-модель в разрезе в программе PlanRadar

  • Инструмент “Линейка” измеряет расстояние от выбранной точки к другой  от любого элемента строительной модели.

Инструмент “Линейка” в PlanRadar

  • Используя “Модель дерева” вы можете получить доступ ко всей информации любого объекта. Также возможно просмотреть план каждого этажа в отдельности.

“Модель дерева” инструмент в PlanRadar

  • После того как вы загрузили BIM-модель в PlanRadar в веб-браузерной версии, вы также получаете к ней доступ и в мобильном приложении. Вы сможете с легкостью визуализировать готовый объект и быть в курсе всех изменений, даже если у вас под рукой только смартфон.

Использование BIM-моделей для дефект-менеджмента


 

Виталий Березка
Автор статьи

Виталий Березка — региональный менеджер продукта PlanRadar в России, открыл и возглавил российский офис, последние 10 лет занимается инновационными решениями в области строительства и недвижимости.