Россия
Россия
Россия
УДК 004.051 Эффективность
В статье рассматривается применение технологий информационного моделирования в процессе управления жизненным циклом объектов строительства на примере проектирования загородного дома. Подробно описано, как ТИМ-технологии обеспечивают переход от традиционной проектной документации к объемным моделям, включающим детальную информацию об объекте. Особое внимание уделено использованию программного обеспечения Revit для создания детализированных архитектурных и инженерных моделей. Подчеркивается, что в России наблюдается активный переход к цифровым технологиям в строительстве, в том числе к ТИМ, что подтверждается соответствующими нормативными актами и указами. В работе описана реализация проекта загородного дома, иллюстрирующая эффективность координации различных разделов проекта и предотвращения коллизий благодаря ТИМ. Результаты исследования показывают, что использование ТИМ-подхода значительно улучшает скорость проектирования, точность принятия решений и согласование рабочих процессов, что особенно важно для проектов с высокими требованиями к точности и координации. Сделан вывод, что активное внедрение ТИМ в России является стратегическим направлением в сфере строительства, способствующим повышению эффективности и качества проектирования.
ТИМ-технологии, Информационное моделирование, управление жизненным циклом строительства, цифровая трансформация в строительстве, эффективность проектирования
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. Гаряев Н.А., Краснощекова А.И., Князев А.А. Анализ рисков, возникающих при внедрении ТИМ - технологий в строительных организациях. БСТ: Бюллетень строительной техники. 2018. № 7 (1007). С. 58-61.
2. Гаряев П.Н., Гинзбург А.В., Конев А.С. Модель многокритериальной многослойной системы оценки на основе нечеткой логики Перспективы науки. 2017. № 8 (95). С. 13-15.
3. Гранкин С.Л., Гаряев Н.А. Применение вычислительной сети физических объектов Научное обозрение. 2015. № 13. С. 159-162.
4. Кузнецова К.К., Гаряев П.Н. Применение 4D ТИМ-технологий для управления архитектурным проектом. В сборнике: Дни студенческой науки Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов института экономики, управления и информационных систем в строительстве и недвижимости. 2016. С. 300-304.
5. Талапов В.В. «Технология ТИМ: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий». ДМК-Пресс, 2015.
6. Garyaev N.A., Garyaeva V. Big data technology in construction E3S Web of Conferences. Vol. 97. 2019. С. 01032. doihttps://doi.org/10.1051/e3sconf/20199701032
7. Garyaev N.A., Ayoub F., Using of building information modeling for existing buildings assessment. E3S Web of Conferences, Volume 263, (2021) doihttps://doi.org/10.1051/e3sconf/202126304053
