Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 004.051 Эффективность
This article explores the application of Building Information Modeling (BIM) technologies in managing the life cycle of construction projects, exemplified by the design of a country house. It details how BIM technologies facilitate the transition from traditional project documentation to comprehensive models that include detailed information about the object. Special attention is given to the use of Revit software for creating detailed architectural and engineering models. The article highlights an active shift towards digital technologies in Russian construction, including BIM, as evidenced by relevant legislative acts and directives. It describes the implementation of a country house project, demonstrating the effectiveness of coordinating various project sections and preventing collisions through BIM. Research findings indicate that using the BIM approach significantly improves design speed, decision-making accuracy, and process coordination, which is crucial for projects requiring high precision and coordination. The conclusion is drawn that the active implementation of BIM in Russia represents a strategic direction in the construction industry, contributing to enhanced efficiency and quality of design.
bim technologies, building information modeling, life cycle management in construction, digital transformation in construction, design efficiency
Введение
В современной строительной практике интеграция технологий информационного моделирования, в процесс управления жизненным циклом объектов строительства, особенно в сегменте малоэтажного строительства, открывает новые горизонты в эффективности и качестве проектов. Это введение охватывает ключевые аспекты, связанные с внедрением технологий информационного моделирования (ТИМ) в управление жизненным циклом малоэтажных строительных объектов, обсуждая как теоретические, так и практические стороны вопроса [1, 2].
Интеграция ТИМ в малоэтажное строительство важна не только для повышения эффективности проектных работ, но и для улучшения координации на всех этапах жизненного цикла объекта, начиная от предпроектной подготовки и заканчивая эксплуатацией зданий.
ТИМ-технологии вносят существенные изменения в практику управления жизненным циклом строительных объектов. Вместо традиционного деления на проектные разделы, ключевым становится создание многомерной модели, охватывающей весь объем строительного объекта и сопровождающейся всесторонней информацией, соответствующей заданному уровню детализации и разработки. Эта интегрированная модель объединяет усилия всех специалистов, участвующих в проектировании, позволяя им работать синхронно в едином информационном пространстве и видеть взаимодействие различных аспектов проекта в реальном времени.
ТИМ представляет собой метод информационного моделирования строений, который предполагает создание комплексной виртуальной модели здания, включая архитектурные, инженерные элементы, а также ландшафт и окружающую среду. Эта модель активно используется на всех этапах жизненного цикла объекта, начиная от проектирования и заканчивая его вводом в эксплуатацию [3, 4, 5].
В странах с развитой строительной отраслью ТИМ-технологии применяются уже длительное время. В России, в рамках перехода к цифровой экономике и общей цифровизации, включая строительную отрасль, наблюдается активное освоение этих современных технологий [6, 7]. Значительность ТИМ в управлении жизненным циклом строительных объектов подтверждается внедрением соответствующих федеральных норм и стандартов, включая "дорожную карту" от 11 апреля 2017 года и последующие нормативные акты, направленные на интеграцию информационного моделирования во все аспекты строительной деятельности.
Объекты и методы исследования
Команда проектировщиков, в том числе и автор данной статьи, успешно завершила проект частного загородного дома общей площадью около 1500 квадратных метров, применяя методологию ТИМ. В качестве основного инструмента для моделирования был выбран программный продукт Revit, благодаря его широкому распространению и доступности. Проект предусматривал тщательную проработку архитектурной части с высоким уровнем детализации (LOD 400), а также более обобщенное моделирование конструкций и систем водоотведения (LOD 100-200), учитывая значительные различия в уровнях по длине здания.
Основной проблемой в процессе разработки была координация работ между различными организациями и группами специалистов, занятыми на разных участках проекта. Особое внимание уделялось предотвращению возможных коллизий и перекрытий элементов здания, что является распространенной проблемой в строительной отрасли при использовании традиционных подходов к проектированию.
Результаты исследований
В контексте управления жизненным циклом строительства, часто бывает, что проектам индивидуальных домов не уделяется должного внимания из-за их сравнительно небольшой площади, позволяющей строителям принимать решения в процессе строительства без задержек и дополнительных затрат. Однако, в случае данного проекта, учитывая его большую площадь и высокие затраты на строительство, такой подход оказался неэффективным. Было критически важно тщательно проработать каждое решение на этапе проектирования.
В процессе проектирования индивидуальных домов особое внимание уделялось архитектурной выразительности и соответствию между конструктивными и инженерными разделами, особенно в части канализации, чтобы предотвратить необходимость исправлений во время строительства. Была создана информационная модель архитектуры, которая затем дополнялась элементами конструкций и сетей на основе чертежей инженеров и конструкторов. Модель обеспечила наглядность и позволила быстро принимать проектные решения для устранения коллизий и достижения согласованности между различными разделами проекта.
Проект включал в себя разработку функционально-планировочных решений, разделенных на три основных блока: центральный с общими помещениями, жилой блок и оздоровительный комплекс с сауной и бассейном. Также были предусмотрены технические помещения и хозяйственные зоны на цокольном этаже. Модель использовалась для взаимодействия с заказчиком, предоставляя возможность детального осмотра будущего дома с разных ракурсов, что способствовало глубокому взаимопониманию между архитектором и владельцем.
Работа в рамках единой информационной модели исключала проблемы, связанные с множественными изменениями в традиционных чертежах, и снижала риски коллизий из-за человеческого фактора. При любых модификациях в модели геометрические параметры элементов в чертежах обновлялись автоматически, повышая эффективность и точность проектных работ
.
Рис.1. Общее представление об архитектуре объекта
Рис. 2. Возможность просмотра в модели «от первого лица»
Рис. 3. Возможность объемного взгляда на планировку
С точки зрения управления жизненным циклом строительства, здание было спроектировано с монолитной конструкцией. Учитывая значительный вес и сложные условия, был выбран фундамент из монолитной плиты толщиной 600 мм и стеновых элементов. Каркас здания включает в себя колонны, пилонные и балочные конструкции, обеспечивающие необходимую прочность и устойчивость (см. рис. 4). Перекрытия также выполнены монолитно.
Рис. 4. Фрагмент каркаса здания
Особое внимание уделялось классификации и каталогизации всех элементов модели с учетом их функционального назначения. Каждый элемент, будь то двери, арматура, бетон или декоративные элементы фасада, обладал определенными атрибутами и метаданными, позволяющими автоматизировать процесс количественного учета и подсчетов. Такой подход позволил минимизировать время, затрачиваемое на проектирование, и исключить возможные ошибки в расчетах. Опираясь на тщательно составленные спецификации и ведомости, была разработана точная смета на строительство, обеспечивающая четкое планирование и контроль затрат на каждом этапе жизненного цикла здания.
Выводы
Использование единой информационной модели (ТИМ) значительно ускорило процессы проектирования, принятия решений и координации работ. Это привело к заметной экономии времени и ресурсов, что выгодно всем участникам проекта.
Применение ТИМ-технологий в проектировании даже индивидуальных жилых домов продемонстрировало их эффективность. Это подчеркивает важность использования ТИМ в различных секторах строительства, особенно в крупных и значимых проектах промышленного и гражданского назначения, где даже малейшие неточности могут привести к значительным материальным потерям.
Активное развитие нормативной базы в области ТИМ-проектирования в России свидетельствует о высоком интересе государства. Несмотря на сложности и затраты времени, это направление становится одним из ключевых в стратегии развития строительной отрасли.
1. Garyaev N.A., Krasnoshchekova A.I., Knyazev A.A. Analysis of risks arising from the introduction of TIM technologies in construction organizations. BST: Bulletin of Construction Equipment. 2018. No. 7 (1007). Pp. 58-61.
2. Garyaev P.N., Ginzburg A.V., Konev A.S. Model of a multi-criteria multi-layer assessment system based on fuzzy logic Perspectives on science. 2017. No. 8 (95). Pp. 13-15.
3. Grankin S.L., Garyaev N.A. Application of a computer network of physical objects Scientific review. 2015. No. 13. Pp. 159-162.
4. Kuznetsova K.K., Garyaev P.N. Application of 4D TIM technologies for architectural project management. In the collection: Days of Student Science Collection of reports of a scientific and technical conference based on the results of research work of students of the Institute of Economics, Management and Information Systems in Construction and Real Estate. 2016. Pp. 300-304.
5. Talapov V.V. "TIM technology: the essence and features of the implementation of building information modeling." DMK-Press, 2015.
6. Garyaev N.A., Garyaeva V. Big data technology in construction E3S Web of Conferences. Vol. 97. 2019. P. 01032. doihttps://doi.org/10.1051/e3sconf/20199701032
7. Garyaev N.A., Ayoub F., Using building information modeling for existing buildings assessment. E3S Web of Conferences, Volume 263, (2021) doihttps://doi.org/10.1051/e3sconf/202126304053
