Возможности BIM (ТИМ) моделирования

Обзорная статья

Компания BIMDATA оказывает полный спектр услуг, связанных со строительством. Одной из наших самых востребованных услуг является BIM-моделирование и сопровождение хода строительства с использованием цифровой модели проекта. При этом у многих наших потенциальных клиентов возникает вопрос - как это работает и почему это нужно?

Мы решили в серии из двух статей собрать всю актуальную информацию по тому, как устроено BIM-моделирование, его возможности для заказчиков, на что следует обращать внимание. А в следующей нашей статье мы расскажем как на данный момент обстоит цифровизация на стройке в России в целом. Публикации рассчитаны прежде всего на тех клиентов и заинтересованных лиц, которые либо мало что знают о моделировании, либо обладают недостаточной или искаженной информацией.

В наши дни 3D-моделирование используется повсеместно для самых разных отраслей промышленности, науки и развлечений. Программные средства позволяют полностью спроектировать цифровую модель любого, даже никогда не существовавшего объекта. А при помощи специализированных принтеров создаются точные копии протезов для медицины, элементов оборудования для заводов, прототипы самых разнообразных объектов в реальном мире.

Строительство становится одним из флагманов индустрии “моделирования”. Для того, чтобы произошел качественный скачок от чертежей зданий до детализированных цифровых двойников понадобилось почти 30 лет усиленной работы специалистов из разных стран. В большинстве случаев за этим стояли правительственные организации, которые создавали необходимую нормативную базу для повсеместного применения моделирования в строительстве.

Вступление

В 2012 году мы уже вышли из менталитета 2002 года, когда говорили, что «надо перейти от листа бумаги к машинному производству изделий». Теперь, имея выполненную до мельчайших подробностей информационную модель здания, мы думаем о «переходе от бумажного чертежа к сотне лет эксплуатации». И мы верим, что это возможно.

Крис Тисдел
директор по глобальным производственным решениям Gehry Technologies (технологическая компания в составе Trimble Inc.)

Начнем с самого главного - как вообще определяется моделирование в строительстве? Сама по себе модель - это лишь небольшая, хоть и основная часть того, что используется в строительной отрасли. Общепринятым термином является аббревиатура BIM - Building Information Modeling. В русскоязычной среде с конца 2019 года стал внедряться термин-аналог ТИМ - Технологии Информационного Моделирования, представляющий собой смысловую копию иностранного определения.

Во-первых, под BIM подразумевается информационное моделирование зданий и сооружений в широком смысле этого слова, так в это определение входят:

• Объекты инфраструктуры

• Жилые и общественные здания

• Инженерные сети (водные, газовые, электрические, канализационные, коммуникационные)

• Автомобильные и железные дороги

• Мосты, порты и тоннели и др.

Во-вторых, BIM подразумевает сбор и комплексную обработку необходимой информации об объекте в процессе проектирования. Таким образом, главное отличие от “классического подхода” заключается в том, что вся информация связана в едином объекте.

Этот подход формирует третью особенность BIM - все конструктивные особенности модели связаны с базой данных, где хранится информация об атрибутах элементов. В случае изменения какого-либо элемента информация обновляется по всему объекту сразу, уменьшая вероятность ошибок при проектировании и возведении объекта. Подробнее об этом и других преимуществах мы еще дальше рассмотрим по тексту статьи.

Определение BIM

Но, несмотря на существующие определения, единого понимания, какая именно информация должна содержаться в модели зачастую нет и зависит от заказчика и особенностей проекта.

Это может быть как простое визуальное представление, так и поэлементная ведомость с детализацией по необходимым работам и материалам, с привязкой к плану строительства и оценки его стоимости.

Цифровизация строительства позволяет нарастить объёмы ввода, выстроить эффективную систему управления жизненным циклом объекта капитального строительства - от проектирования до сноса, строительная отрасль должна быть высокопроизводительной и технологичной.

Владимир Якушев
полномочный представитель Президента Российской Федерации в Уральском федеральном округе

Специально для того, чтобы избежать разночтений, в последние годы сформировалась определенная терминология, позволяющая определять детализацию моделей в BIM.

Прежде всего это уровни проработки здания LOD - Levels Of Detail. В строительных проектах различают несколько основных уровней LOD:

• LOD 100 - минимальный уровень проработки модели. Условный объект с базовой необходимой для идентификации детализацией.

• LOD 200 - Условный объект с минимально необходимой для принятия обоснованных экономических решений проработкой информации.

• LOD 300 - Проектная модель с конкретными и точными значениями формы, положения и основных атрибутов.

• LOD 400 - высокий уровень проработки с максимально детальным графическим представлением и наполнением информацией в свойствах. Можно сказать, что это LOD 300 + деталировка узловых соединений, вместе с данными по изготовлению, стоимости и монтажу.

• LOD 500 - это LOD 400 + исполнительная документация и эксплуатационные характеристики.

Подробнее о LOD мы писали в нашей статье на VC.RU

Ключевые форматы и параметры цифровых моделей в строительстве

Еще одним популярным способом определения уровня детализации в BIM является условное различие на 3D-7D модели.

• 3D BIM-модель - это информационная модель, выполняемая на этапе проектирования и включающая трёхмерную геометрию объекта и атрибутивные данные его компонентов.

• 4D BIM-модель - это информационная модель, выполненная на основе 3D-модели и дополненная решениями по организации строительства, реализованная в формате изменений объекта в течение времени.

• 5D BIM-модель - к данным 3D-модели, помимо информации по организации хода строительства и времени работ, добавляются данные по стоимости работ и материалов.

• 6D BIM-модель - используется на стадии эксплуатации здания. В данном случае необходим уровень проработки модели не менее LOD 400, чтобы, имея полную информацию по модели, в нужные сроки организовывать инспекцию элементов здания коммунальными и другими службами.

• 7D BIM-модель - используется на стадии реконструкции и ремонта здания. Накопленная при эксплуатации информация и данные, которые уже имелись на стадии строительства позволяют организовывать правильный порядок работ по ремонту сооружения.

Стоит отметить, что на 2022 год в России преимущественно используются 3D BIM-модели, а ряд крупных и средних девелоперов уже используют на своих объектах модели с уровнем проработки до 6D.

Случаи использования 7D можно увидеть только на немногих “флагманских” жилых и общественных зданиях, но этот вопрос активно прорабатывается и является трендом будущего технологий информационного моделирования в нашей стране.

Важным направлением развития строительной отрасли является её системная трансформация, в том числе за счёт внедрения цифровых инструментов с использованием отечественных технологий. Для большей прозрачности нужно перевести в электронный вид основные процедуры.

Сокращается и продолжительность строительно-инвестиционного цикла. Это позволит ускорить стройку, снизить нагрузку на бизнес и упростить взаимодействие компаний со всеми органами власти.

Михаил Мишустин
председатель правительства РФ

BIM-моделирование предполагает значительные преимущества при строительстве, но только в случае полноценной цифровой деятельности всех задействованных организаций. В частности, в России около 15% бюджета на развитие городских территорий уходит на устранение ошибок проектирования, в то время как технологии информационного моделирования позволяют свести эти ошибки к минимуму. Рассмотрим и остальные числовые преимущества BIM:

• Общее количество ошибок и погрешностей в проектной документации сокращается до 40%

• Время, затрачиваемое на проектирование, снижается на 20-50% в зависимости от сложности проекта

• Проверка проекта занимает почти в 6 раз меньше времени за счет того, что все элементы и конструктивные особенности связаны друг с другом

• До 90% происходит сокращение сроков для координации и и согласования участников строительства - все согласования происходят без задержек «онлайн»

• При планировании инвестиционно-строительного проекта погрешности в расчете бюджета сокращаются до 4 раз, а сроки этой фазы строительства уменьшается в 2 раза

• Общее количество сокращения затрат на проект составляет до 30%, что является колоссальной возможностью экономии бюджета

• Наконец, общая длительность строительного проекта сокращается по разным оценкам от 20% до 50%

ТИМ помогает не только при строительстве, но и позволяет улучшить взаимодействия между банками, кредитующими организациями и исполнителями. Со стороны заказчика всегда видно, как и куда расходуются средства, повышается прозрачность финансовых потоков, сокращаются и количество проверок и их сроки.

Преимущества технологий информационного моделирования

Переход на информационную модель снизит количество ошибок на проектом этапе и этапе экспертизы, а не тогда, когда подрядчик выходит на объект.

Ирек Файзуллин
министр строительства и ЖКХ РФ

При этом возможности технологий информационного моделирования не ограничиваются только стадиями проектирования и строительства. Участники рынка отмечают следующие возможности для развития ЖКХ при использовании BIM:

• Сейчас в большинстве жилых домов отсутствует перечень общего имущества с распределением в долях от жилой площади для каждого собственника. Нет и схем размещения инженерных сетей по дому, как и информации о перепланировках, ремонте и реконструкции. Единая цифровая информационная модель позволит сохранить все данные на стадии строительства и в дальнейшем дополнять их при эксплуатации.

• Помимо этого, создание смет на обслуживание и текущий ремонт формируется в «произвольном» порядке, в то время как BIM позволяет точно определить стоимость произведенных работ.

• Одной из известных проблем является расчет потребленной энергии по тарифам, которые фактически превышают реальное потребление ресурсов. В случае наличия системы мониторинга, которая будет связана с цифровой моделью - это проблема будет устранена, не говоря уже об экономии на ручной проверки счетчиков.

• Расходы на проведение капитального ремонта формируются на основе «экспертной» оценки, которая как известно зачастую является ошибочной и нередко превышает реальные потребности в финансировании. Но если вся информация имеется и обновляется внутри BIM - цена будет справедливой в абсолютном большинстве случаев.

Часто у людей, которые только погружаются в тему моделирования в строительстве возникает вопрос, а есть ли все-таки разница между BIM и ТИМ? Давайте рассмотрим правовые основы этого термина.

Впервые базовые понятия ТИМ были написаны в 2019 году, когда по федеральному закону № 151-ФЗ, термин «информационная модель» был закреплен в градостроительном кодексе. А уже в 2020 году в постановлении №1431 уточнили этот термин и определили правила формирования и ведения объектов капитального строительства.

Далее термин получал все большее распространение, как за счет новых законодательных инициатив, так и профильных групп и форумов, где использовали ТИМ в определении темы дискуссии. К 2022 году можно сказать, что ТИМ стал вытеснять понятие BIM в России, но в своей смысловой основе ключевых различий между этими понятиями нет.

Чем BIM отличается от ТИМ

Многие из наших заказчиков или никогда не использовали BIM, или только пробуют эту новую для них технологию, поэтому мы со своей стороны предлагаем несколько уровней внедрения её в работу.

Самый базовый вариант - моделирование здания в нужной детализации на основе «2D-чертежей», которые уже имеются у компании. В процессе мы указываем на ошибки, допущенные в проектировании и готовы помочь при необходимости их исправить. Создание таких моделей может длится от 2-3 месяцев вплоть до года, в зависимости от сложности объекта и того, насколько проработанной должна быть модель.

В среднем типовые объекты моделируются около 2 месяцев, а условный новый жилой комплекс с подробной детализацией будет создаваться около 6 месяцев. В штате моделировщиков BIMDATA трудятся более 80 специалистов и ежедневная работа ведется одновременно по многим элементам объекта.

Как BIMDATA внедряет цифровое моделирование

BIM-моделирование проектов
любой сложности

• Переведем 2D-документацию в 3D-модели
• Обеспечим уровень детализации до LOD 400
• Подготовим «цифровой двойник» здания
• Проверим проект на коллизии и устраним ошибки
• Проект можно сразу интегрировать в BIMDATA

Более расширенным вариантом сотрудничества является использование услуги «BIM-оператор». Мы не только создаем модель, но и помогаем её загрузить на платформу BIMDATA, с нашей стороны выделяется несколько специалистов, которые контролируют корректное внесение данных в платформу.

В этом случае заказчик получает все преимущества цифрового моделирования с привязкой к выполненным работам и стоимости строительства. Подобное сопровождение в среднем длится от 6 месяцев, ввиду долгих сроков возведения зданий.

Для заказчиков, которые не только хотят получить услугу сопровождения строительства, но и внедрить BIM, как направление в своей компании, мы в индивидуальном порядке разрабатываем схему внедрения, которая включает помощь в обучении сотрудников и создание и реализация подробной карты обновленных бизнес-процессов.

Ведение проекта «под ключ»‎
в качестве BIM-оператора

• Разработаем регламенты использования BIM
• Организуем систему технического документооборота
• Обеспечим контроль над актуализацией информации
• Автоматизируем аналитическую отчетность
• Предоставим настроенную 5D-модель проекта

В этой статье мы разобрали основные аспекты того, что представляет из себя технология информационного моделирования, а в следующей рассмотрим, как на данный момент BIM\ТИМ реализуется в России, с какими трудностями сталкиваются строительные компании и как они решаются.

Подписывайтесь на наши социальные сети, чтобы быть в курсе последних новостей и оставайтесь на связи с BIMDATA!

Заключение