Цифровое строительство: BIM технологии в России

Цифровое строительство — еще один федеральный проект в рамках программы «Цифровая экономика». Благодаря ему в 2022 году всё государственное строительство будет вестись с применением технологий цифрового моделирования (BIM, Building Information Modeling). Сегодня мы рассмотрим каким образом применяются BIM-технологии в строительстве у нас в стране

Что такое BIM-проектирование?

Как ты понял, благодаря цифровому моделированию можно строить объекты не из говна и палок, как это часто происходит, а на основе информационного 3D-макета, где до мелочей просчитываются параметры всех объектов еще на стадии проектирования, и, в целом, на протяжении всего жизненного цикла объекта. Это называется BIM-моделированием

Огромным плюсом цифрового моделирования является то обстоятельство, что любое изменение сразу становится известно всем участникам и корректируется в документации и/или спецификации. Это существенно подтягивает контроль за ходом проекта, как со стороны менеджмента, так и с инвестиционной стороны.

Плюсы применения стандарта BIM на пальцах:

• Максимальное взаимодействие всех участников процесса: строителей, прорабов, проектировщиков, координаторов, подрядчиков, субподрядчиков. В общем, всех кто каким-то образом принимает участие в проекте более тесно сотрудничают друг с другом
• Элементы могут быть собраны в другом месте, а не создаваться непосредственно на участке строительства. Монтаж всей конструкции значительно упрощается
• Единая информационная система — она даёт возможность аккумулировать все данные в одном месте (как вариант — облачная платформа)
• Возможность просчитать все инвестиции проекта еще на стадии концепта, что дает значительное снижение издержек, расходов на страхование, материалы, оплату труда, документирование и т.п.
• Снижение до нуля вероятности возникновения ошибок на всех этапах жизненного цикла, что дает уменьшение рисков в целом
• Наиболее точный прогноз сроков строительства и завершения проекта

Эксплуатация, кстати, тоже входит в этот жизненный цикл, т.к. стройка по канонам BIM подразумевает окупаемость инвестиций после завершения строительства. Все данные, которые накапливает 3D-модель агрегируются в специальном программном обеспечении (об этом поговорим ниже). Это позволяет в дальнейшем обслуживать здание подрядчикам или управляющим компаниям.

Цифровое строительство в России

В России само понятие «Цифровое моделирование» юридически появилось после приказа Федерального агентства по техническому регулированию метрологии (Росстандарт) от 12 июля 2019 года № 1660 «О внесении изменений в приказ Федерального агентства по техническому регулированию метрологии от 20 июня 2017 года № 1382». За внедрение в строительный сектор новой технологии отвечает проектный технический комитет по стандартизации ПТК 705 «Технологии информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства и недвижимости» будет присоединен к Техническому комитету по стандартизации ТК 465 «Строительство».

Пока процент стройки по фэншую (читай: BIM) не впечатляет — всего 20% строящихся объектов, так или иначе применяет цифровое моделирование, но по прогнозам государства уже к 2021 году госорганы и госкорпорации в России обязуют использовать «Цифровое строительство». Подобный вектор позволит к 2024 году снизить затраты на строительство объектов на 20%, а сроки реализации — на 30%. Ну, если подрядчик не подведет, конечно.

Дефолт-сити станет первопроходцем внедрения технологий BIM — план поэтапного перехода уже утвержден на государственном уровне, а пилотные проекты уже запускают такие гиганты рынка, как Росавтодор, РЖД и «Газпром Нефть».

Что касается культурной столицы, то Вице-губернатор Санкт-Петербурга Николай Линченко уже анонсировал переход строительного комплекса города на использование технологий BIM. Администрация уже заключила более двадцати госконтрактов на разработку информационных моделей объектов капитального строительства (ОКК)

Цифровое моделирование в России отталкивается от концепции единого хранилища цифровых информационных моделей, конструктивных элементов и материалов, нормативно-правовой, технической и сметной информации. Всё это станет фундаментом для всех профильных организаций в Дефолт-сити: Мосгосстройнадзора, Мосгоргеотреста и Москомархитектуры.

В России также существует ежегодная премия BIM&Security, где компании соревнуются в нескольких номинациях «Самый массивный проект», «Лучшая детализация», «Максимальная автоматизация» и другие

Самые крупные BIM-проекты в нашей стране

Как мы уже выяснили, в российском градостроительном кодексе понятие «Цифровое моделирование» де-юре появилось только в июне 2019 года, но на самом деле у нас построено много объектов, в которых были задействованы соответствующие технологии. В первую очередь речь идёт про стадионы:

ВТБ-Арена

https://vtb-arena.com/

ВТБ-Арена — это крупнейший многофункциональный спортивный комплекс, включающий в себя футбольную и хоккейную арену, построенный на месте снесённого московского стадиона «Динамо». Он был построен как часть проекта «ВТБ Арена парк», включающего также жилой комплекс, бизнес-центр и отель. Разработчиком была компания «АРМО-Групп», которая получила за стадион ВТБ-Арена премию PROESTATE AWARD, не в последнюю очередь благодаря использованию BIM-модели на всех этапах работ — от проектирования до ввода в эксплуатацию.

Казань Арена

https://www.kazanarena.com/

Казань Арена — самый первый стадион, который сдали в эксплуатацию к домашнему Чемпионату Мира-2018 по футболу. Стадион имеет наивысшую четвёртую категорию УЕФА. Кстати, объект был построен за рекордные три года благодаря применению BIM-технологий.

Мордовия Арена

https://arena-mordovia.com/

Еще один участник ЧМ-2018, проходившего в России. Здесь строительство уже затянулось на долгих 8 лет, но в итоге с блеском принял четыре матча мирового первенства. Основу стадиона составили 88 гобразных консолей высотой 40 метров и вылетом конструкции на 49 метров. Изготовление консолей из стальных труб позволило уменьшить общий вес конструкций покрытия примерно на 6 тыс. тонн.

Всё это хозяйство произвёл на свет завод металлоконструкций «Белэнергомаш­» (БЗЭМ). Использование BIM­ технологий позволило специалистам завода организовать рабочий процесс и обеспечить продуктивное взаимодействие разных подразделений. Впервые при строительстве уникальных объектов в таком объеме были применены стыковые сварные соединения из труб с переломом.

БЦ Лахта-Центр (г. Санкт-Петербург)

https://lakhta.center/ru/

Помимо спортивных сооружений, цифровое моделирование стало использоваться при строительстве бизнес-центров. Первой ласточкой стал Лахта-Центр, где была использована трехмерная компьютерная модель комплекса, что позволил построить небоскреб с максимальной точностью и скоростью.

В 2020 году началось строительство пристани:

Итоговый вариант должен выглядеть так:

AFI Square (г. Москва)

http://afi-square.com/

Компания AFI Development возводит гигантский бизнес-центр в центре Москвы, возле Белорусского вокзала, площадью более 92 тысяч м². AFI Square готовят к сдаче ко второму кварталу 2021 года и основным арендатором в нём станет «Тинькофф банк» — он будет занимать примерно 78 тысяч м². Строят этот офисно-деловой центр по всем правилам BIM: в нём заложены уникальные инженерные и проектные решения, а так же использованы экологичные материалы.

Технологии в Цифровом строительстве

В BIM замешана целая солянка современных технологий, включая робототехнику, трехмерную визуализацию и беспилотные летательные аппараты, которые используются для оказания помощи в проектировании и разработке модульной конструкции. В общем, хороший стэк.

Искусственный интеллект

Там, где водятся большие данные, как правило, используется ИИ. Не стала исключением и строительная область. Здесь ему нашли очень интересное решение — безопасность на рабочем месте. Многим компаниям уже доступны инструменты, которые могут анализировать видео с камер рабочего места и выявлять риски. Система даже может определить правильно ли рабочие носят материалы по лестничным пролётам. Что касается проектировки, то тут искусственный интеллект помогает строить графику проекта и анализировать производительность стройки, например, следить за количеством материала и сигнализировать о необходимости скорой закупки.

AR и VR

Виртуальная реальность (VR) используются для создания виртуальной модели структуры с помощью инструментов дополненной реальности (AR), такие как голографический объектив. Это также позволяет подрядчикам выявлять потенциальные проблемы в виртуальной среде и решать их еще до начала строительства.

3D-сканирование и захват реальности

С помощью сканирования захвата трехмерной реальности можно виртуально предварительно «построить» здание, определив как модули будут размещаться на площадке. Сканирование варьируется по времени в зависимости от требуемого качества и может занимать от 5 минут на одно рабочее место до нескольких дней на весь многоэтажный комплекс. Инженеры, наперевес со сканерами, могут собрать данные о любом элементе, находящегося в периметре строительной площадки. По сути, такие сканирования могут накладываться друг на друга и позволят, в буквальном смысле слова, видеть сквозь стены. Например, прогрессивного сканирование, которое дает еще более подробную информацию о здании путем захвата электрических и трубопроводных систем

Промышленные 3D-сканеры довольно точная штука — первый класс имеет точность до 1 миллиметра на расстоянии до 350 метров. Такой аппарат может весить около 4,5 кг, не считая штатива, на котором может быть картограф  с двумя сканерами одновременно. Камеры также могут быть прикреплены к дронам или роботам для захвата труднодоступных или опасных мест. Данные можно собирать в режиме реального времени с помощью подключений Wi-Fi от сканера к ноутбуку или на SD-карте, расположенной в камере.

Собранные данные затем загружаются в специальное программное обеспечение для BIM (о нём чуть ниже). Дальше умные дядьки будут смешно двигаться и махать руками в VR-очках: они уже смогут ходить по торговому центру, в котором ты купишь джинсы только года через три. Делается это для грамотного и оптимального планирования всех элементов в комплексе зданий. На этом этапе происходит проверка является ли конфигурация комплексов оптимальной, хорошо ли вписываются в проект инфраструктура, в т.ч. электрическая и водопроводная сеть

Программное обеспечение

На рынке не мало программного обеспечения, так или иначе связанного с BIM — ты наверняка слышал про AutoCAD. Так вот разработчиком AutoCAD является компания Autodesk  — абсолютный лидер ПО в данной сфере. На платформе есть огромное количество решений для самых различных задач: Revit для проектирования архитектурных элементов и инженерных систем, проектирования, детализации и разработки строительных монолитных железобетонные конструкции, Advance Steel для создания металлических конструкций и многое другое

Основной продукт для проектирования — единая облачная платформа BIM360 для организации совместной работы по реализации проектов и процесса строительства (включает в себя BIM360 Docs, BIM360 Design и т.д.). Абсолютно универсальная штука, вне зависимости от твоей роли в проекте. Проектировщик может разрабатывать проект, параллельно управляя изменениями и координируя разделы проекта. Руководитель получает полный отчет и аналитику, статус и контроль над проектом в режиме реального времени. Заказчик? Теперь имеет доступ к полному обзору проекта и единому архиву, в т.ч. с документацией. Однозначный must have!

Плюсы для строительных компаний

Может показаться, что такие технологии не выгодны строительным организациям. Собственно, Анатольевич 30 лет строит многоэтажки в Саратове — уж он-то лучше знает, как нужно. Однако, на примере IT-сферы мы можем сделать вывод — компании, которые не развиваются и не модернизируют свои бизнес-процессы проигрывают на долгой дистанции. Конкуренция среди подрядчиков огромная и выиграть сложные контракты смогут те, кто идёт в ногу со временем и новые технологии — BIM, единовременная сдача под ключ (LSTK), комплексная реализация проектов (IPD) и т.д.

BIM-менеджер

Профессия BIM-менеджера окутана тёмной вуалью неизвестности. Кто он? Выпускают ли таких специалистов в ВУЗах? Это он архитектор? Или это координатор? Несмотря на довольно коммерческий оттенок слова менеджер, здесь, в строительной области, он имеет технический окрас. BIM-менеджер занимается непосредственно построением 3D-моделей и участвует в разработке всех жизненных циклов проекта. Специализация BIM-менеджера — это солянка из всех смежных сфер: строительства, архитектуры, проектирования, инжиниринга, информационных технологий. Конкретные задачи следующие:

• определение целей, разработка плана выполнения проекта, перенос объектов в BIM-модель;
• управление BIM-технологией, проверка на коллизии;
• разработка параметрических семейств, регламентов, среды общих данных;
• выбор сотрудников, при необходимости специалист проводит обучение на месте или направляет коллег на профильные курсы;
• разработка и внедрение стандартов BIM;
• проведение совещаний, контроль выполнения работ;
• техническая поддержка инженеров, сотрудников, архитекторов, руководителей строительных бригад;
• полное сопровождение проекта.

Мировой опыт

Во всём мире прогресса, в среднем, больше, чем у нас в стране. Но это ли не повод подсмотреть успешные кейсы у наших технологических друзей? Например, Китай обязал государственные энергокомпании менять старые электросчетчики на их умные аналоги, которые интегрированы в не менее умные электро-сети.

В рае на земле, которое иногда называют Дубай, местное правительство электро- и водоснабжения (DEWA) установило более 3,3 тыс. умных приборов учета электроэнергии и воды в зданиях на территории района Хатты.

На территории Великобритании работает специальная программа «обязательств энергокомпаний» (Energy Company Obligation), которая стимулирует их к сокращению энергопотребления за счет улучшения теплоизоляции, модернизации котельного оборудования и регулирования подачи тепла. Использование умных счетчиков электроэнергии и газа, подключенных напрямую к сети поставщика, гарантирует точность
счетов и позволяет потребителям контролировать расходы на энергию практически в режиме реального времени.

Сингапур тоже не отстает в регулировании ресурсов от Соединенного королевства. Здесь внедрили программу Open Electricity Market предусматривает внедрение умных счетчиков, которые отслеживают потребление на портале электронных услуг каждые полчаса.

Что почитать по теме?

К сожалению, в русскоязычном сегменте нет достаточно авторитетного источника новостей и информации по BIM, зато для тех, кто знает английский будет интересно изучить портал https://www.bimcommunity.com/. Если на русском нельзя почитать, то можно посмотреть. Есть прекрасный youtube-канал компании Autodesc — https://www.youtube.com/user/AutodeskCIS/videos. Огромная база знаний по BIM в видео-формате

Как вам статья?