BIM-технология в проектировании: описание, внедрение и применение

Методы и средства современного проектирования в строительной сфере давно используют элементы компьютерного анализа и моделирования. С помощью автоматизированных графических и математических представлений можно с высокой точностью разработать индивидуальную концепцию строительства конкретного объекта с учетом требований к его эксплуатационным характеристикам и внешних условий будущего использования. Новым этапом развития этого направления стала BIM-технология, которая обрабатывает не отдельные параметры здания, а рассматривает его комплексно и в зависимости от внесения корректировок в определенные показатели автоматически изменяет и свойства других компонентов.

Общие сведения о технологии

Переход от классических методов разработки проектных и технических решений к средствам анализа и автоматизированного составления документации продолжается уже не первый год и сама идея моделирования с точными расчетами без участия архитекторских служб возникла не на пустом месте. На данном этапе BIM технологии в строительстве позволяют создавать графические объекты на основе заложенных данных, чертежей и отчетов.

Конечно, исходная информация собирается специальными группами проектировщиков, но дальнейшее развитие модели объекта полностью поручается автоматизированному комплексу BIM. Важно подчеркнуть, что система выполняет не только расчеты конструкции с последующим представлением компьютерного изображения. Она имитирует жизненный цикл здания, позволяя оценивать сторонние влияния на его элементы, коммуникации и оборудование. Обслуживающий персонал также имеет возможность экспериментальной деятельности путем внесения корректировок в параметры объекта и отслеживания реакции других компонентов на произведенные изменения.

Преимущества BIM-технологии

Принципиальным отличием данного подхода к проектированию является возможность представления трехмерных моделей зданий. Аналогичные информационные системы обеспечивали построение объектов в двухмерных плоскостях, а средства BIM-моделирования дают возможность наглядной видимости объемного 3D-изображения. Еще одним преимуществом является вариативность. Это значит, что даже после финального этапа моделирования разработчики могут применять несколько вариантов исполнения объекта, подгоняя его под определенные характеристики. Также существенно и достоинство метода как минимизирующего допуск ошибки. Дело в том, что BIM-технология базируется на машинных вычислениях высокого уровня, что практически сводит к нулю риск неверного расчета. В конечном счете заказчик выигрывает и в финансовом аспекте, поскольку автоматизация проектирования отменяет целый ряд этапов, которые требуют немалых денежных вложений.

Элементы информационного моделирования

На базовом уровне создается графическое представление будущего здания. Данный фрагмент проекта является костяком, построенным на технических расчетах. В этом же комплексе могут формироваться отдельные блоки, отвечающие за исполнение конкретных деталей – коммуникаций, конструкций, оборудования, линий связи и т.д. Следует подчеркнуть, что уже в этой системе организуется взаимосвязь между компонентами и в зависимости от характера взаимодействия они могут влиять друг на друга, автоматически меняя свои параметры. Важным элементом является и возможность управления вышеупомянутым жизненным циклом. Изначально BIM-технологии в проектировании задумывались не просто как технический инструмент, но и как средство регуляции процесса использования объекта. Например, уже в построенном здании планируется реконструкция. Программа позволит оценить, насколько будет целесообразна та или иная тактика реализации проекта по пересмотру строения.

Инструментарий для BIM-моделирования

Все элементы создания виртуального проекта выполняются с помощью мощного программного обеспечения. Также применяются наборы библиотек, на основе которых реализуется моделирование. В свою очередь, пользователи управляют системой посредством GUI и API интерфейсов, позволяющих в удобном формате вносить исходные данные, редактировать их и получать готовые для обработки материалы. Предусматривает BIM-технология и применение специализированных систем для узконаправленного анализа отдельных качеств дома. Некоторые из них производят контекстное моделирование по разным схемам в зависимости от поставленных задач. Например, с помощью программ определения физических параметров можно рассчитать ответственные точки центров массы в здании, что даст возможность оптимизировать объект с точки зрения рисков обрушения или деформации отдельных частей.

Этапы BIM-моделирования

Процесс реализации проекта с помощью системы BIM базируется на трех этапах – непосредственно разработка технического решения, строительство и эксплуатация. На первой стадии производится сбор исходной информации, обработка инструментами расчета конструкций и при необходимости составление сметы. Параллельно с автоматизированной процедурой формирования модели объекта выполняется согласование проекта. На следующем этапе уже готовое решение реализуется на практике – выполняются строительно-монтажные операции. Какое место могут занимать BIM-технологии в строительстве? С помощью того же программного обеспечения выполняются расчеты по применению оптимальных материалов, формируются схемы монтажных работ и модель логистики, оптимизирующей в целом процесс организации мероприятий. На этапе эксплуатации информационное моделирование может быть задействовано при выборе наиболее эффективных подходов к реконструкции, ремонту или модернизации объекта.

Внедрение BIM-технологии

Строительные и проектировочные компании интегрируют средства информационного моделирования в комплексном формате. Процесс внедрения предусматривает разработку и установку целевого программного обеспечения, его настройку под конкретные задачи и обучение персонала. На первоначальном этапе BIM-технологии в проектировании задействуются в качестве пилотного инструментария. Испытательный период позволяет выявить ошибки в работе обслуживающего персонала, а также произвести поправки в методологию осуществления проектного моделирования с поправкой на область использования системы.

Применение технологии

На текущий момент данный комплекс успешно задействуется при строительстве многоэтажных зданий. Также и промышленная сфера активно использует передовые средства компьютерного проектирования. В частности, это касается горнодобывающих объектов, обрабатывающих производств, инженерных сооружений и коммуникационных систем. Стоит отметить и применение BIM-технологий в системах менеджмента. Крупные компании используют инструменты моделирования в целях повышения эффективности работы персонала и оптимизации расходов.

В заключение

Ключевой разницей между традиционным подходом к разработке проекта и применением автоматизированных систем является степень точности, исключение ошибок и гибкость в контроле качества. Кроме того, технология информационного моделирования BIM дает возможность масштабного проектирования. Уже сегодня на базе этой концепции появляются более совершенные средства, позволяющие объединять в одну структуру не только элементы одного объекта, а, к примеру, несколько зданий. Таким образом, расширяется диапазон охвата целевой модели, в которую могут входить группы жилых и производственных зданий.