События последнего времени, связанные в первую очередь с крупными природными и техногенными катастрофами, показывают, насколько полезно было бы иметь в критический момент (а еще лучше – до него) максимально полную компьютерную модель, содержащую информацию об исследуемом объекте. Так что появление технологии BIM произошло весьма своевременно, а ее внедрение пойдет более быстрыми темпами.
В наши дни главными вдохновителями и популяризаторами освоения и внедрения BIM в архитектурно-строительную практику являются наиболее прогрессивные проектировщики, в основном архитекторы.
Они первыми поняли все преимущества новой технологии и начали постепенно применять ее в своей деятельности, потянув в информационное моделирование зданий по цепочке всех остальных участников процесса проектирования и строительства.
И чем теснее представители других специальностей связаны с архитекторами, тем быстрее и они ввязываются в новое дело.
Практически все BIM-программы начинались с архитектурных разделов или специализированных архитектурных версий, а затем уже обрастали и другими модулями и приложениями (конструкции, электрика, воздуховоды и т.п.). И это не удивительно, если учесть особое (даже главенствующее) место архитекторов в процессе проектирования зданий.
Архитекторы – это «эпицентр» внедрения новой технологии информационного моделирования зданий в общечеловеческую практику, поскольку почти всегда именно архитекторы начинают проект, а по сложившейся в западных странах практике и координируют все его выполнение. В результате они задают тот уровень требований и подходов к проектированию, на котором затем работают все остальные специалисты.
Но архитекторы сами по себе ограничены в возможностях – сила BIM в комплексной работе с объектом, то есть в тесном взаимопонимании и взаимодействии специалистов разных направлений проектирования, составления смет и расчетов, производства изделий и конструкций, строительства, управления и эксплуатации зданий и многих других.
Основные группы специалистов (весьма укрупнено), непосредственно связанных с BIM и участвующих как в создании модели, так и в ее использовании, показаны в приведенной схеме (рис.1).
Рис. 1. Основные пользователи информационной модели здания.
Однако на самом главном месте в этой схеме, как это не покажется странным, находятся все-таки не архитекторы (и не создатели модели), а собственники здания. Потому что только они самым объективным образом заинтересованы в комплексном и эффективном подходе к решению проблем сооружения, которым владеют.
Забегая вперед, отметим, что опыт внедрения BIM в развитых странах однозначно показывает, что в подавляющем большинстве случаев только после осознания полезности BIM и принятия собственником (будь то частное лицо или государственная структура) концепции информационного моделирования здания новой технологией начинают активно овладевать все остальные участники процесса работы с объектом.
Новое строительство
Слева на рис.1 указаны группы специалистов, связанных с первоначальным проектированием здания, а также возможными дальнейшими его переделками, реконструкциями и реставрациями.О роли архитекторов в информационном моделировании здания мы уже говорили. И все же, по исторически сложившейся логике проектирования именно архитекторы разрабатывают саму концепцию здания и задают основу этой модели (или ее первую, архитектурную часть).
Это означает, что архитекторы фактически определяют основное направление проектирования и координируют действия других участников этого процесса, для которых работа архитекторов служит своеобразным «шаблоном», по которому строятся остальные, более специализированные части обшей модели сооружения (рис.2).
Рис. 2. Информационная модель отеля «Восток» в Гонконге. Показано последовательное совмещение схемы установки оборудования, несущего каркаса и архитектурного оформления здания. Проектирование в программе Digital Project, 2004.
Другие проектировщики: несущего каркаса здания, его инженерного оснащения и благоустройства прилегающей территории, организации строительства, сметчики и экономисты - работают с проектом практически параллельно. При этом они, естественно, немного пропускают вперед архитекторов, первоначально оговорив зоны своей ответственности и ориентируясь по архитектурной части информационной модели.
Но может быть и по-другому, когда проект начинается не с архитектурного замысла, а идет от конструкторской идеи или технологической необходимости (например, производственное здание).
Однако в любом случае модель получается комплексная по своей сути и работает на всех.
Конкретная же последовательность участия специалистов в информационном моделировании может быть самой разной – она диктуется конкретной целесообразностью и логикой создания объекта.
Нижняя группа указанных на рис.1 специалистов непосредственно связана с возведением и оснащением здания. Для них создаваемая информационная модель является источником практически всей используемой информации.
С помощью BIM можно заниматься изготовлением необходимой для строительства опалубки, несущими конструкциями (колонны, балки, плиты перекрытий и т.п.), строительными материалами, оборудованием для оснащения здания (лифты, насосы, воздуховоды, электросети, системы отопления, кондиционирования и т.п.), составлять сметы, формировать заказы как в общем объеме, так и по календарному графику, определять общий объем необходимых для этого финансовых средств, составлять график платежей для заказа материалов и оборудования и т.п.
Также BIM служит основой для организации строительства, взаимодействия субподрядчиков, составления графиков, схем и календарных планов, управления потоком поставок и последовательностью монтажа, финансового обслуживания процесса строительства и т.п.
Она же позволяет оперативно вносить коррективы в конструктивную и другие части проекта и сам процесс возведения здания, если в этом появляется необходимость (практика показывает, что такие ситуации возникают почти всегда).
В современных условиях, характеризующихся высокой плотностью окружающей застройки и стесненностью участка строительства, когда его границы практически совпадают с периметром здания, единственно возможным вариантом работы является положение, когда монтаж конструкций и оборудования ведется по строго просчитанному графику прямо «с колес».
Такая организация строительства на высочайшем уровне также обеспечивается информационной моделью здания (рис.3).
Рис. 3. Вверху: архитектурный облик и начало строительства отеля «Восток» в Гонконге, граница стройплощадки почти полностью совпадает с периметром основания здания. Внизу: современный вид здания. Проектирование в программе Digital Project, 2004.
Что касается разработки и изготовления конструкций и оборудования, относящихся как непосредственно к зданию, так и к обеспечению процесса строительства, то и здесь роль BIM невозможно переоценить.
Работа на стройплощадке «с колес» предполагает высокую сборочную готовность всех указанных компонентов, а это возможно только при практически машиностроительной точности их изготовления и высокой культуре работы на стройке. Подгонка деталей кувалдой «по месту» исключается.
Такая точность работы также требует для решения неминуемо возникающих общих вопросов высокого уровня взаимодействия и двусторонней связи проектировщиков, изготовителей, всех подрядчиков и субподрядчиков, а также организаторов строительного процесса.
Но такой подход при возведении объекта не требует каких-то титанических усилий от изготовителей, монтажников и строителей. При использовании технологии BIM описанный выше уровень работы – совершенно естественный, да и всю необходимую для взаимодействия информацию можно получать прямо из информационной модели здания.
Надо только помнить, что главное требование для успешной работы всего архитектурно-строительного комплекса на общем объекте - информационная модель здания должна быть абсолютно точной.
Тогда определенные в BIM размеры деталей и их форму можно напрямую или через специализированные программы использовать для получения документации на изготовление в заводских условиях элементов конструкций или инженерного оснащения, что уменьшает сроки строительства и повышает его качество.
Особенно это эффективно там, где используются станки с ЧПУ (например, при производстве металлоконструкций) – задание на изготовление идет практически напрямую из BIM.
В дальнейшем эти же данные из модели можно вновь использовать уже при подготовке и планировании монтажа готовых элементов, что было успешно продемонстрировано при возведении спортивных объектов Олимпиады-2008 в Пекине (рис.4).
Рис. 4. Строительство стадиона «Птичье гнездо» Олимпиады-2008 в Пекине. Разработка и монтаж конструкций. Проектирование в программе Digital Project, 2007.
Это же относится и к тем частям конструкций здания, которые изготавливаются непосредственно на месте (например, монолитный железобетон). С помощью BIM можно спроектировать и рассчитать армирование, характеристики железобетона, собрать или на месте изготовить опалубку, а затем под управлением той же информационной модели здания производить и само бетонирование (рис.5).
Рис. 5. Строительство небоскреба «Восточная башня» в Гонконге. Возведение здания по компьютерной модели. Проектирование в программе Digital Project, 2005.
Но такое использование новых методов требует от всех участников проектирования и строительства совершенного владения технологией BIM, если хотите – нового уровня культуры производства.
Однако все специалисты по строительству также прекрасно осознают, что, несмотря на высокую точность информационных моделей и качество выпускаемой компьютерными программами строительной документации, существующие в настоящее время допуски на строительство и монтаж конструкций и оборудования в значительной степени остаются неизменными.
Эту отрезвляющую реальность всегда необходимо учитывать при работе с компьютерными моделями, хотя обнадеживающие процессы здесь тоже происходят.
Теперь вернемся к рис.1. В правой его части указаны специалисты, напрямую не связанные с возведением здания, но работающие с ним все остальное время его существования. Для них BIM также является источником практически всей используемой информации.
Когда специалисты-проектировщики приступают к работе над будущим зданием, они обычно уверенны, что вопросы экономической перспективы уже решены: известно, что это здание кому-то необходимо и что кто-то за все это заплатит.
Однако успешный строительный бизнес, как и любой бизнес, должен быть прежде всего экономически эффективен, в частности, всегда должны иметься деньги на строительство и всегда построенное должно продаваться. При этом строить лучше всего не на свои деньги, а прибыль получать как можно быстрее.
Это – очевидные аксиомы. Чтобы они стали реальностью, действия по привлечению инвесторов и продаже площадей в новом здании начинаются задолго до завершения его проектирования. В идеале их даже надо закончить до завершения проектирования.
Основательная работа с потенциальным инвестором на стадии проектирования предполагает выполнение как минимум трех обязательных условий, без которых никто вам денег не даст:
1. У заказчика должна быть максимальная ясность по всем компонентам здания, его оснащения, организации строительства и т.п. (рис.6).
Рис. 6. Игорь Козлов. Проект многоэтажного жилого дома с многоуровневой автоматизированной парковкой. Покупатель хорошо видит, за что он платит деньги. Дипломный проект по специальности «Проектирование зданий». НГАСУ(Сибстрин), 2010.
2. Надо иметь возможность оперативно вносить изменения в проект, учитывая постоянно возникающие новые пожелания заказчика и «не меняя отведенных на все сроков».
3. При каждом изменении проекта, в каждом новом варианте оперативно получать его экономическую характеристику и всю остальную техническую информацию.
В строительной индустрии развитых стран мира работе с инвесторами давно уже придают первостепенное значение, и в этой области деятельности информационное моделирование зданий также зарекомендовало себя наилучшим образом, при современных темпах и объемах строительства оно стало просто незаменимым (рис.7).
Рис. 7. Фрагмент представления инвесторам проекта небоскреба «Восточная башня» в Гонконге: информационная модель демонстрирует архитектурные решения, конструкцию, различные инженерные системы, материалы, оснащение, последовательность возведения и зоны ответственности смежников. Проектирование в программе Digital Project, 2005.
Если же рассматривать индивидуальное строительство малоэтажных жилых домов, то здесь эффективность технологии BIM также проявляется весьма зримо. Ведь покупатель дома (или индивидуальный застройщик) обычно большими деньгами не обладает, так что для него важна любая экономия.
В силу же небольшого объема создаваемого объекта ему легче вникать и разбираться в здании «до мелочей», фактически «соучаствуя» (или напрямую участвуя) в процессе проектирования и строительства. А это обеспечивается через информационное моделирование. И в результате достигается как оптимизация и «прозрачность» итоговой стоимости здания, так и правильная и понятная организация всего процесса строительства.
При этом BIM позволяет еще и хорошо спрогнозировать и минимизировать последующие расходы на эксплуатацию здания, обоснованно создать энергетически рациональный, «зеленый» объект, что в большинстве случаев для инвестора может иметь решающее значение при покупке или строительстве нового дома (рис.8).
Рис. 8. Технология BIM: проектирование и возведение индивидуального жилого дома.
Реконструкция, ремонт и эксплуатация зданий
Принято считать, что BIM – это технология проектирования, при этом подразумевая проектирование «с нуля» новых зданий и сооружений. Но, обратите внимание, самого слова проектирование в названии Информационное моделирование зданий нет. И это не случайно.Ведь информационная модель здания имеет гораздо более широкое применение. В том числе она весьма полезна для уже существующих объектов, поскольку содержит всю (на уровне современного понимания) информацию о них, а наша задача – грамотно этой информацией распоряжаться.
В наиболее развитых мировых центрах на сегодняшний день уже построено так много, что на первое место там выходит не создание новых, а реконструкция и реставрация имеющихся зданий и сооружений.
Эта сторона использования новой технологии в нашей стране почему-то малоизвестна, а некоторые даже ее упорно игнорируют, сводя BIM только к проектированию. Хотя попытки применения BIM к существующим объектам начались практически одновременно с широким внедрением информационного моделирования зданий.
И здесь, пожалуй, становятся еще более очевидными преимущества BIM перед традиционным проектированием:
- возможность моделировать изменения в конструкции здания,
- проектировать переоснащение здания новым инженерным оборудованием, доводя его эксплуатационные характеристики до современного уровня требований,
- отслеживать текущее состояние здания (особенно важно для памятников архитектуры) и своевременно принимать меры по реставрации,
- грамотно эксплуатировать существующие объекты.
Например, хозяин дома или управляющая компания всегда будут знать, сколько лампочек надо заменять в местах общего пользования, сколько штукатурки или водопроводных труб потребуется для капитального ремонта здания, сколько будет стоить облицовка здания новыми материалами, где их найти по более выгодной цене и в какой срок можно осуществить все работы.
В России, где в прежние годы широкое распространение получило типовое домостроение, внедрение технологии BIM в ЖКХ представляется совершенно естественным и относительно малозатратным, поскольку для работы с существующим типовым жилым фондом различных информационных моделей зданий понадобится не так уж много (рис.9).
Рис. 9. Начын Монгуш. Проект реконструкции типовой пятиэтажки. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Конечно, у новой технологии будут и противники. Ведь если модель сообщит, что для ремонта системы отопления здания требуется1000 метров новых труб, то счету на 2000 уже никто в организации, представляющей интересы жильцов, просто не поверит (естественно, что у организации собственников жилья для взаимодействия и контроля тоже должен быть доступ к используемой в ЖКХ модели здания).
При существующем же сейчас положении дел только специалист, имеющий доступ к соответствующей документации и достаточный уровень квалификации, сможет проверить эти цифры.
Так что в масштабах всей страны, региона, микрорайона или даже отдельного дома экономия средств собственников или жильцов по сравнению с нынешними условиями предполагается просто огромная.
Другой очень важный и все более востребованный вид деятельности – реконструкция существующих объектов.
Мы уже писали об интересном опыте, который провела компания Autodesk. Ею было взято старое здание, которое за короткое время реконструировали под новый, удовлетворяющий всем современным экологическим и энергосберегающим требованиям офис, получивший «платиновый» сертификат по системе LEED.
В случае реставрационной деятельности, а также при реконструкции особо значимых объектов, имеющих статус памятников истории и архитектуры и охраняемых законом, построение информационной модели имеет еще более серьезную специфику.
А именно, надо стопроцентно воссоздать уже существующее строение со всеми его сильными и слабыми сторонами, достоинствами и недостатками, то есть смоделировать здание не «как надо», а «как есть», при этом максимально учесть по результатам обследований состояние и степень износа всех компонентов сооружения и их частей, в том числе логически не отделимых, и остаточные свойства материалов, из которых оно построено.
В таких случаях, естественно, информационная модель здания создается «по готовому», то есть уже после того, как само здание было спроектировано и построено.
Ярким примером такой ситуации является Оперный театр в Сиднее. В 1957 году началось его проектирование, а спустя почти 50 лет была выполнена информационная модель на тот момент уже всемирно известного и находящегося под охраной ЮНЕСКО здания, предназначенная как для реконструкции, так и для более эффективной эксплуатации и управления объектом.
Очень часто все архитектурные и строительные элементы (декоративное украшение фасадов, кирпичная кладка, оконные рамы, наличники, двери, лестницы, ограждения и т.п.) исторических памятников уникальны, так что здесь не воспользуешься готовыми библиотеками элементов или предшествующими наработками.
Практически для каждого памятника архитектуры все базовые элементы приходится делать «с нуля». Так что моделирование такого исторического объекта можно без преувеличения отнести к «высшему пилотажу» в применении BIM.
Информационное моделирование зданий - это мощный и удобный инструмент для решения достаточно важной архитектурной задачи - сохранения средового единства внешнего облика находящихся рядом зданий различных эпох, при этом технология BIM гарантирует новым объектам оптимальные эксплуатационные качества и современное инженерное наполнение. Благодаря этому при всей своей специфике проектно-реставрационная работа с памятниками архитектуры становится столь же технологичной (следовательно, столь же точной, производительной, энергоэффективной и т.п.), как и при создании новых объектов.
Внесение изменений в существующее здание – дело очень деликатное. Для исторического сооружения часто добавляется и необходимость его адаптации к эксплуатации в современных условиях. А это уже новые требования к прочности и теплозащите, комфорту, новые системы отопления, электро и водоснабжения, пожаротушения, телекоммуникации, вентиляция и т.п.
Для памятника архитектуры, который строился без учета всех этих современных условий и требований, становится актуальным и даже единственно возможным компьютерное экспериментирование с уже существующим объектом, подбор и компоновка оборудования, оптимизация проектных решений и т.п. (рис.10).
Рис. 10. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры – «Гостиница «Метрополитен» в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Совершенно очевидно, что проблемы вовлечения старых зданий в новую жизнь, возникающего сейчас в массовом масштабе, без BIM вряд ли удастся эффективно решать.
Безопасность зданий и их поведение в чрезвычайных ситуациях
Другая особенность современной жизни, ставшая сегодня в силу ряда обстоятельств одной из главнейших при проектировании новых и эксплуатации уже имеющихся объектов – повышение требований к зданиям по безопасности конструкций и систем.Изменяющаяся сейсмическая активность на планете, новые климатические условия, приводящие к природным катаклизмам, войны, техногенные катастрофы и террористическая угроза – вот основные факторы, усиливающие требования к прочности и жизнеспособности современных построек.
Но, сколько требования к зданиям не усиливай, всегда приходится считаться с тремя обстоятельствами.
Во-первых, все возможные факторы риска и причины их возникновения не учтешь.
Во-вторых, всякая прочность имеет свои пределы.
В третьих, ранее построенные сооружения проектировались в другое время при совершенно иных требованиях, их конструкции и материалы частично уже израсходовали свой ресурс, и возможности усиления таких зданий может просто не быть.
Так что главный вопрос, который интересует сегодня специалистов по работе в чрезвычайных ситуациях – как поведет себя конкретное здание при тех или иных экстремальных воздействиях, проще говоря – сколько оно продержится в случае гипотетической катастрофы (с совершенно конкретными параметрами) и каков будет характер и количественное выражение возможных повреждений или разрушений.
Для этого надо иметь полное представление об устройстве здания, причем такая информация должна быть доступна в режиме реального времени (рис.11).
Рис. 11. Алла Чусовкова. Проект стадиона (фрагмент внешних конструкций здания). Дипломный проект по специальности «Проектирование зданий». Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2011.
Наиболее часто возникающая чрезвычайная ситуация – пожар. Очаг и сила возгорания устанавливаются прибывшими пожарными, дальше вопросы – куда вероятнее всего пойдет огонь, как долго продержатся конструкции, какое оборудование и материалы представляют дополнительную опасность, сколько имеется времени на эвакуацию людей и имущества, возможные пути эвакуации, схема тушения пожара и т.п.
На все это поможет быстро (а именно это и требуется) ответить адаптированная для этих целей информационная модель здания, если, конечно, она имеется (рис. 12).
Рис. 12. Информационная модель небоскреба «Восточная башня» в Гонконге: общее устройство нижних этажей. Проектирование в программе Digital Project, 2005.
Проектирование на основе технологии информационного моделирования зданий только входит в нашу жизнь, пройдет какое-то время, и уже все новые объекты будут создаваться по BIM. А вот прежние постройки, в том числе сравнительно недавние, информационных моделей не имеют.
Так что сегодня хорошо видна одна из главных стоящих перед МЧС задач – создание информационных моделей интересующих МЧС объектов. К сожалению, по техническим (и экономическим) причинам пока еще не всех, а только особо важных. Таких особо важных объектов в каждом регионе России сейчас насчитывается по несколько тысяч.
Например, общественных зданий, особенно рынков, стадионов и плавательных бассейнов, с которыми уже было немало хлопот.
К объектам самого повышенного внимания для МЧС (которых в каждом регионе России насчитывается по несколько тысяч) относятся также и промышленные предприятия с особо опасным производством, энергетические сооружения, крупные торговые и складские комплексы и многое другое. В том числе АЭС и объекты гидроэнергетики (рис.13).
Рис. 13. Валентина Канчер, Святослав Пальчунов. Проект ГЭС на реке Катунь. Модель выполнена в Revit Architecture, визуализация в Autodesk 3ds MAX. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Конечно, хорошо было бы заранее рассмотреть все возможные чрезвычайные ситуации и отработать оптимальные варианты действий. Но в сегодняшних реальных условиях на это не хватит ни времени, ни средств.
Поэтому неплохо было бы просто иметь информационную модель объекта, выполненную по заранее оговоренным требованиям (стандартам), с помощью которой в случае необходимости можно быстро смоделировать возникшую проблему.
А уж если сооружение сразу проектируется по технологии BIM, то это автоматически дает дополнительные, далеко идущие преимущества как при эксплуатации здания, так и в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.
Из других сооружений высокой сложности традиционно большое внимание МЧС (и не только) привлекают мосты самого разного предназначения. И на каждом желательно если не смоделировать наиболее вероятные чрезвычайные ситуации, то хотя бы оперативно иметь информацию о прочности как всей конструкции, так и отдельных ее элементов.
Если мост спроектирован с использованием технологии BIM, то в любой момент вы можете подключить к его модели расчетную программу и опять же оперативно моделировать гипотетическую (или реально возникшую) ситуацию, для которой будете быстро получать все необходимые прочностные характеристики и возможные варианты поведения конструкций (рис.14).
Рис. 14. Начын Монгуш. Пешеходный мост в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Structure. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Наконец, еще один вид деятельности, где пользу от применения BIM трудно переоценить - снос здания и освобождение территории под новое строительство.
Раньше в нашей стране эта проблема не носила массового характера, так что серьезного значения ей не придавали. Разрушил, разровнял, куда-то вывез, ссыпал – и все. Сейчас же в связи с высокой плотностью застройки в городах, большим количеством подземных и наземных коммуникаций, а также экономическими и экологическими аспектами, подобным вопросам уделяется серьезное внимание.
Снос старых зданий (разбор конструкций, повторное использование или утилизаций отходов, организация работ и т.п.) теперь уже проектируются, просчитываются и прорабатываются, в том числе и на компьютерных моделях, поскольку в наше время представляют вид деятельности высокого уровня сложности и ответственности. Пример тому – разбор несколько лет назад гостиницы «Россия» в Москве.
Сходные проблемы разбора крупных конструкций и оборудования для последующей замены при переходе на новые технологии или перепрофилировании производства решаются и при регулярно осуществляемой реконструкции промышленных предприятий.
Но в случае предприятий еще не менее важны аспекты моделирования технологических и бизнес процессов и управления производством, где технология BIM уже тесно перекликается с концепцией PLM (рис.15).
Рис. 15. Ольга Бернгард. Проект реконструкции углеобогатительной фабрики. Фрагмент. Дипломный проект по специальности «Проектирование зданий». Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Инженерное оборудование и техническое оснащение – одна из важнейших и наиболее сложных частей проекта современного здания, от которой в значительной степени зависит функциональная, энергетическая, экологическая и в конечном итоге экономическая состоятельность проекта. Совершенно логично, что это также одна из важнейших и наиболее эффективных по своему прикладному значению частей его информационной модели.
И хотя в самом названии BIM говорится о моделировании отдельных зданий, это лишь терминологические условности - в диапазон применения новой технологии входят также и целые комплексы зданий и сооружений со всеми их многосложными связями и коммуникациями (рис.16).
Рис. 16. Проектирование комплекса «Таико Хоуи» в Гонконге. Работа выполнена в программе Digital Project
В каждом из таких случаев итоговая информационная модель всего комплексного проекта складывается из составных частей:
- моделей каждого отдельного здания;
- моделей общих инженерных систем всего комплекса зданий (как правило, это тоже сумма отдельных моделей по различному технологическому предназначению и организационной подчиненности);
- модели местности с рельефом, коммуникациями (наземными и подземными) и благоустройством территории.
Решение экологических и градостроительных задач
Моделирование рельефа местности и обустройство территории фактически выводит BIM уже на решение градостроительных задач. Одни автодороги с их мостами, развязками и ограждениями – целый самостоятельный комплекс сложнейших проектных вопросов.А когда дорога проходит в городе – это еще и определение уровня шума и загазованности с последующим проектированием мер по устранению этих негативных факторов.
Таким образом, по этим и многим другим факторам мы выходим на получившую широкое распространение в мире концепцию экологически рационального проектирования, для которой технология BIM также открывает широчайшие возможности.
Не менее значимы для современного города и его подземные коммуникации, особенно сооружения метро, проектирование и эксплуатация которых связаны с первоначальным решением и последующим мониторингом целого комплекса геологических и геодезических, архитектурно-строительных, технологических, социально-экономических и многих других проблем (рис.17).
Рис. 17. Анна Пьянкова. Проект системы вентиляции и кондиционирования станции Новосибирского метрополитена. Фрагмент. Модель выполнена в Revit Architecture и Revit MEP. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Моделирование таких объектов в меньшей степени связано с внешней выразительностью, но в большей – с конструктивной надежностью и технологической рациональностью и согласованностью проекта.
В настоящее время в мире уже проводятся эксперименты по созданию информационных моделей (так называемый «цифровой город») некоторых городов, в которых учитываются не только «геометрические» характеристики, но также численность и возраст населения, коммуникативные расстояния, природные условия и экология, экономика и торговля, транспортная сеть с ее пассажирскими и грузовыми потоками и многие другие градостроительные параметры, играющие важную роль при планировании и управлении городом.
В некоторых больших городах начали путь к всеобъемлющей модели через воспроизведение отдельных систем (транспортной, электро и водоснабжения, удаления отходов и т.п.).
Одна из целей таких проектов – отобразить все относящиеся к городу данные в цифровой форме, чтобы градостроительные решения и планируемые городские разработки можно было еще до их реализации в натуре «увидеть» на экране. Тем самым, появляется возможность моделирования, анализа и визуализации последствий проектных замыслов, на основе которых ответственные городские чиновники, градостроители и другие специалисты, а также общественность могли принимать более обоснованные решения в отношении предстоящих проектов.
В частности, в рамках проекта учета выбросов парниковых газов CDP и в сотрудничестве с ведущими городами мира компания Autodesk активно участвует в разработке стандартизованной платформы для обработки климатических данных, которая поможет городским властям лучше понимать текущие условия и формировать стратегии по улучшению городской среды
На сегодняшний день цифровыми моделями, основанными на специализированных программных продуктах Autodesk, уже обзавелись Инчхон (Южная Корея), Зальцбург (Австрия) и Ванкувер (Канада).
Ведутся подобные работы и в нашей стране. Так, в 2008 году российская фирма «Графические программные системы» создала трехмерную интерактивную карту Новосибирска, которая сразу после своего появления стала пользоваться у архитекторов и жителей города большой популярностью.
И если Джакопо де Барбари потратил на создание перспективной панорамы Венеции четыре года, то спустя «каких-то» 500 лет жители Новосибирска (который сам появился через 400 лет после венецианского эксперимента) могут просто «летать» над своим городом и получать необходимую информацию, не вставая с кресла (рис.18).
Рис. 18. Рабочий экран трехмерной интерактивной карты Новосибирска, 2008.
Конечно, моделирование городов имеет свои особенности как по постановке задач, так и по инструментальным средствам, применяемым для их решения.
Но если от «цифрового города» спускаться ниже, то уже на уровне микрорайона или квартала происходит объединение в единое целое градостроительной модели и информационных моделей отдельных зданий и их комплексов, причем нынешний уровень развития BIM позволяет весьма эффективно решать возникающие проблемы (рис.19).
Рис. 19. Софья Аникеева, Сергей Ульрих. Проект микрорайона в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Так что уже сейчас становится совершенно очевидно, что технологии, основанные на концепции BIM, представляются для градостроительного моделирования весьма эффективными, позволяя объединять в единые комплексы модели отдельных зданий и сооружений (рис.20).
Рис. 20. Мария Ушакова, Людмила Чистина. Проект микрорайона в Новосибирске. Модель выполнена в ArchiCAD. 2010.
Все описанное выше – это далеко не полный перечень тех задач и видов деятельности, где информационное моделирование зданий находит свое применение уже сейчас.
Учитывая все нарастающую техническую, технологическую и информационную насыщенность окружающего нас мира, а также возрастающую опасность техногенных катастроф и стоимость их последствий, можно с полной уверенностью утверждать, что в будущем технология BIM будет востребована еще больше (рис.21).
Рис. 21. Александр Егоров. Проект нефтяной платформы в Мексиканском заливе. Модель выполнена в Revit Architecture, визуализация в Autodesk 3ds MAX. НГАСУ(Сибстрин), 2010.
Цикл публикаций Владимира Талапова о BIM продолжается статьей "BIM в России: Зашиверская церковь".