Технология MinD. Разумное проектирование для реальной жизни

Предисловие: дискуссия о современных технологиях проектирования в строительстве, разгоревшаяся вслед за публикацией на isicad статей Владимира Талапова и его оппонента Александра Ямпольского, показала, сколь неоднозначно воспринимается проектировщиками эффектная на первый взгляд концепция BIM. С одной стороны, 3D-модели объектов строительства жизненно необходимы для визуального контроля, выявления ошибок и коллизий, презентационных целей. С другой, результатом разработки любого проекта по-прежнему является комплект чертежей, причем в «бумажном» варианте. У специалистов есть веские основания для сомнений. Слишком типична ситуация, когда после успешной демонстрации 3D-модели заказчику проектировщики садятся и начинают в 2D с нуля делать рабочую документацию.

Компания АСКОН представляет собственную технологию проектирования MinD (Model in Drawing), родившуюся из многолетнего опыта работы в «поле», с заказчиками – проектными институтами и проектными отделами промышленных предприятий. В первой статье мы расскажем об идеях, заложенных в основу MinD, и основных рабочих инструментах технологии.

Идеология технологии MinD несет в себе преимущества 3D-проектирования с сохранением привычной среды работы в 2D-пространстве. Процесс проектирования протекает в плоскости чертежа с возможностью автоматического получения 3D-модели объекта строительства в любой момент времени. Само название MinD (Model in Drawing или «модель в чертеже») говорит о том, что виртуальная модель здания уже заложена в чертеж. И представить ее в трехмерном пространстве можно по первому требованию проектировщика. Технология проектирования при этом не нарушается. И тем, кто привык к 2D-проектированию (рабочий чертеж, вид в плане), не нужно переучиваться. Специалисты продолжают работать в привычных и комфортных для себя условиях: создавать чертежи, компоновать их и распечатывать. По мере необходимости генерировать 3D-модель, создавать ассоциативные виды (разрезы, фасады), контролировать проект на наличие ошибок и демонстрировать заказчику электронный трехмерный макет здания. Создание 3D-модели на основе плоской графики осуществляется по нажатию одной кнопки. Весь процесс максимально автоматизирован.

Инструментальная панель Менеджера объекта строительства. Генерация 3D-модели

Трехмерная модель формируется по данным двухмерных видов, созданных в поле чертежа привычными инструментами системы автоматизированного проектирования КОМПАС-График. То есть по планировкам этажей и объектам на них с заданными высотными характеристиками формируется модель объекта, которую при желании можно наполнить элементами архитектуры, дизайна или любым другими 3D-объектами по выбору исполнителя. В основе технологии MinD лежит интеллект строительных объектов. Например, стена, располагаясь в 2D-плоскости чертежа, «знает» не только свои основные габариты в плоскости: длину и толщину, но и на какую высоту она должна подниматься в 3D-пространстве. Кроме того стена содержит в себе такие данные, как количество слоев, материалы, правила нанесения штриховки, количество оконных и дверных проемов, размещающихся в стене, местоположение проемов, правила сопряжения смежных стен. Высота выбранной стены может быть назначена независимо от общей высоты, принятой в свойствах этажа. И вся эта информация, подчеркнем, хранится исключительно на плоскости, в 2D-изображении стены. Инженеру нужно всего лишь указать первичные параметры: ширина, высота и базовый состав стены, для того, чтобы нанести стену на план и сформировать 3D-модель. В помощь пользователям был создан КОМПАС-Объект, обладающий системой интеллектуальной обработки данных об элементах, который точно знает, как должны быть отрисованы объекты в 3D. В 2D они имеют упрощенное изображение (например, умывальник), но при этом в 3D-пространстве могут быть изображены реалистично.

Изображение объекта «умывальник» в 2D и 3D

Объекты строительного конструирования (КМ, КЖ), инженерных систем и электроснабжения содержат в себе более сложные взаимодействия, связи и виды изображений (смотрите в примерах на сайте АСКОН:
http://construction.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=107&prpid=712,
http://construction.ascon.ru/software/tasks/items/?prcid=107&prpid=855).

Однако знаний, как объект должен правильно отрисовываться в 3D-пространстве, еще недостаточно для построения здания целиком. Возьмем, к примеру, небоскреб. Посчитайте, сколько там этажей? Это означает, что все планы разных этажей нужно размещать на плоскости. Но где именно?

Не секрет, что все проектировщики привыкли размещать планы разных этажей в одном документе. Сам по себе такой принцип работы удобен для исполнителей, но противоречит нормам информационной безопасности. Электронные документы должны храниться по правилу «один документ, один чертеж». Именно так организовано хранение документов в системе управления проектными данными ЛОЦМАН:ПГС, в которой заложена поддержка работы с многолистовыми документами и возможность размещения нескольких листов в одном файле. При этом работа с файлами отделена от работы с электронными документами. Это позволяет учесть желание пользователей, не вступая в противоречия с требованиями инфобезопаности. Для размещения планов в одном файле на разных листах нам понадобится такой функционал, как «Вид», позволяющий корректно работать с масштабированием объектов. Этажи удобнее всего размещать в отдельных видах, т.к. планы этажей могут отличаться масштабом. В этом случае «Вид» отвечает за одну планировку. Следовательно, можно собрать всю информацию об этажности здании начиная с подвальных этажей и до кровли, перебрав все виды.

Помощь в этом оказывает приложение Менеджер объекта строительства (МОС), которое отвечает за все данные об этажах и привязки этажей к конкретным «видам» в документах. МОС точно знает, на каком виде какой этаж отрисован и на какой высотной отметке он располагается. При этом в МОС заложено понятие «типового этажа» — когда одна планировка отвечает сразу за несколько этажей, так как они однотипны либо идентичны. Теперь, когда мы располагаем всеми данными об этажах и выполнили построение планов при помощи элементов, имеющих 3D-представление, создать полную 3D-модель остается чисто технической задачей. Модель генерируется автоматически. Скорость возведения (или воспроизведения) здания в КОМПАС 3D зависит только от мощности процессора. В среднем для генерации 3D-модели 12-ти этажного здания требуется не более 15 секунд.

3D-модель многоэтажного здания

Менеджер объекта строительства с легкостью позволяет создавать и редактировать ранее сформированные этажи. Если необходим типовой этаж, то достаточно только создать новый этаж и указать, геометрию какого этажа он должен использовать.

Создание типового этажа

Принцип работы технологии MinD заключается в том, чтобы сформировать корректную структуру этажей в Менеджере объекта строительства и отрисовать планировки этажей в видах. Даже если в процессе работы проектировщик изначально не задал структуру здания, то он может в любой момент вернуться к этой процедуре. Создавая поэтажную структуру здания на разных видах, необходимо внимательно следить за совпадением координат расположения объектов. Совмещение моделей этажей друг над другом от разных планировок происходит именно по координационному признаку.

Привязка двух этажей при помощи системы координат

Рекомендуем создавать этажи последовательно, потому как автоматическое определение высотной отметки для нового этажа происходит от самой высокой ранее заданной отметки, прибавляя к ней высоту этажа. Хотя порядок отрисовки планировок этажей для технологии MinD не имеет существенного значения. Можно начинать проектировать здание хоть с крыши, но вряд ли кому из проектировщиков это будет удобно.

В случае, когда в здании много типовых этажей, рекомендуется вначале создать типовые этажи, а на их основе гораздо проще получить все нетиповые этажи (начиная с первого и последовательно все выше и выше). Так как на этаже может быть несколько уровней на разных высотных отметках, то в таком случае мы принимаем этаж в Менеджере объекта строительства за отдельный уровень. МОС не ограничивает число этажей, что позволяет проектировать даже сверхвысокие здания.

Пример здания с большим количеством этажей (123 этажа)

Этот небоскреб поднят на высоту 626 метров, имеет 123 этажа и 164 уровня, многие из которых типовые. Общая площадь составляет 360000 м2. Он создан специально для нагрузочного тестирования КОМПАС 3D V13. В зависимости от технических возможностей компьютера, система КОМПАС-3D позволяет обрабатывать модели зданий различной сложности. Уровнем детализации моделей управляет пользователь. Чем детальнее спроектированы все уровни, тем сложнее будет 3D-модель и тем мощнее потребуется аппаратное обеспечение.

Для корректного построения 3D-модели рекомендуем следующий алгоритм:

1. Создать планировки всех этажей. Начинать лучше с типовых этажей.
2. Планировку этажа следует размещать в отдельном виде.
3. Готовые планировки подключить в Менеджер объекта строительства в качестве этажей.
4. Для автоматического создания перекрытий задать все помещения на этаже перед генерацией 3D-модели.
5. Положение начала координат в виде у разных этажей должно быть одинаковым.
6. Для исключения возможных ошибок и коллизий необходимо регулярно генерировать 3D-модель здания в процессе создания планировок.

В завершении приведем пример результата работы MinD.

Проект административно-бытового комплекса (АБК) на 400 мест с лабораторией был выполнен за два месяца одним из авторов статьи. Разработка велась по технологии MinD с применением всех основных приложений направления ПГС для КОМПАС-3D. Здание состоит из двух корпусов. Первый корпус является административно-бытовым, где располагается администрация предприятия. Второй корпус предназначен для аналитической лаборатории. В состав проекта входят комплекты чертежей основных проектных направлений: архитектурные решения, отопление и вентиляция, водопровод и канализация, технология производства и т.д.

Аналогичный проект был выполнен сотрудниками проектной организации за полгода коллективом из 6 человек. Использовались только инструменты, реализующие возможность создания чертежа графическими примитивами, и «ручное» формирование спецификаций.

Чертеж архитектурного плана здания АБК на отметке 0.000м

Трехмерная модель здания АБК, полученная по технологии MinD

Чертеж системы вентиляции здания АБК на отметке 0.000м

Об авторах: