¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

8 июл€ 2013

ѕрименение BIM дл€ начальной проработки проектной идеи

¬ладимир “алапов

¬ладимир “алапов ѕринципиальна€ основа концепции BIM Ц едина€ информационна€ модель здани€, котора€ содержит необходимую (в идеале Ц вообще всю) информацию об объекте. “акой подход, с одной стороны, сразу страхует нас от дублировани€ информации, а с другой стороны, защищает от применени€ противоречащих друг другу данных. ≈сли у вас есть информационна€ модель, то она позвол€ет решать возникающие в процессе работы со зданием задачи. ќднако некоторые проектировщики ошибочно думают, что при проектировании надо сначала создать информационную модель здани€, а уж потом с ней работать. ќтсюда ими делаетс€ еще один ошибочный вывод: технологи€ BIM не пригодна на стадии концептуального проектировани€, поскольку здесь не только информационна€ модель здани€ отсутствует, но и просто идеи будущего объекта или каких-то его систем еще до конца не созрели.

Ќа самом же деле информационна€ модель здани€ может использоватьс€ на любой стадии проектировани€, поскольку модель по мере ее Ђростаї посто€нно наполн€етс€ содержанием, необходимым (и достаточным) именно дл€ этого этапа работы. “ак что технологи€ BIM позвол€ет работать с моделью на любом этапе ее создани€, как только объем Ђвложеннойї в нее информации соответствует уровню решаемой задачи. Ќадо только сразу работать в BIM-программах.

ѕроиллюстрируем сказанное примерами.

3D-эскизирование при формообразовании

ѕравильное определение формы здани€, осуществл€емое обычно на самой ранней стадии проектировани€, имеет дл€ будущего объекта принципиальное значение. ѕервоначальный замысел рождаетс€ в голове архитектора, затем очень важно материализовать эту идею во что-то конкретное (эскиз), что можно показывать другим и с чем можно работать по совершенствованию замысла и его приведению в соответствие с требовани€ми заказчика. ѕо сложившейс€ традиции эти вопросы решаютс€ самым широким набором технических средств: ручной эскиз на бумаге, картонный макет, фигура в модной дизайнерской программе и т.п.

 онечно, если рисовать идею на бумаге или резать корочки апельсина, как это делал архитектор …орн ”тзон при поиске формы знаменитого теперь здани€ ќперного театра в —иднее, то BIM здесь не поможет, поскольку форме надо все-таки сначала придать некий Ђцифровойї вид. Ќо если трехмерный эскиз сразу выполн€ть, например, в Revit Architecture средствами создани€ формообразующих элементов, то уже при поиске формы здани€ можно вычисл€ть столь важные дл€ проекта геометрические параметры, как площади и объемы. ≈сли форму, выполненную в какой-то другой программе, импортировать в Revit и превратить в формообразующий элемент, то ее тоже можно будет Ђобсчитатьї, но усложнитс€ интерактивна€ св€зь между изменением геометрии и результатами вычислений, а эскизирование Ц это процесс быстрый, не терп€щий долгих рутинных действий, иначе иде€ может ускользнуть. “ак что лучше сразу работать в BIM-программе, котора€ позвол€ет эскизировать в трехмерном виде форму будущего здани€, и таких программ на сегодн€шний день немало. Ќапример, кроме упоминавшегос€ Autodesk Revit дл€ этих целей хорошо подходит и Bentley GenerativeComponents.

Ќо вернемс€ к поиску Ђправильнойї формы здани€. Ќе все знают, что уже по геометрии замышл€емого объекта можно прогнозировать его будущие эксплуатационные параметры. ќсновную роль в определении будущих теплотехнических и строительно-экономических характеристик объекта €вл€етс€ его коэффициент компактности. ќбычно проектировщики доход€т до этого коэффициента, когда приступают к теплотехническому расчету. Ќо на такой стадии уже поздно что-либо мен€ть в форме здани€, либо это св€зано с большими переделками проекта. ѕравильнее было бы определ€ть коэффициент компактности на этапе эскизировани€, когда на него еще можно непосредственно воздействовать, мен€€ геометрию объекта. ≈сли добавить, что уменьшение коэффициента компактности приводит не только к большему расходу тепла, но и к увеличению стоимости и сроков строительства, а также ухудшению некоторых других параметров здани€, то становитс€ совершенно очевидно, что чем раньше мы этот коэффициент определим и оптимизируем, тем будет лучше.

 онечно, не надо останавливать полет мысли творца-архитектора в процессе формообразовани€. Ќо будет весьма неплохо, если р€дом с новой формой на экране по€витс€ и ее коэффициент компактности, поскольку хороший коэффициент компактности на эскизной стадии проекта Ц это Ђкорректировкаї архитектурной мысли в правильном направлении и немалые деньги, сэкономленные при строительстве и эксплуатации здани€. ¬ообще-то коэффициент компактности вычисл€етс€ не просто. Ќо недавно группа ученых из —анкт-ѕетербурга и  ызыла предложила дл€ этого параметра здани€ упрощенный эквивалент [1], который легко можно вставл€ть в спецификации и вычисл€ть в интерактивном режиме при работе с формой будущего объекта. ¬от их весьма проста€ формула дл€ коэффициента компактности   в терминах Revit:

  = 6*(V^(2/3))/S,

где V Ц объем формообразующего элемента, а S Ц площадь его полной поверхности.

–ис. 1. Ёксперименты с формой сооружени€ в Revit Architecture с автоматическим определением общей площади здани€ и коэффициента компактности. ¬ данном случае изменение коэффициента компактности с 0.72 до 0.86 дает примерно 5% экономии относительной стоимости будущего здани€.

Ђ«еленоеї проектирование

≈ще большие возможности дл€ удачного создани€ основы будущего проекта открываютс€ при определении уже на стадии эскиза конкретных экологических характеристик нового здани€.

–ис. 2. —в€тослав ѕальчунов. –асчет затененности дл€ оптимизации компоновки жилого комплекса и определени€ мест размещени€ оборудовани€ дл€ выработки электроэнергии от солнца. –абота выполнена в Revit Architecture. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2011.

ѕредварительный анализ формы и расположени€ здани€ можно вести, например, с помощью Autodesk Project Vasari, определ€€ поступление солнечной энергии и ветровые потоки дл€ существующей застройки. ѕоследнее позвол€ет, в частности, располагать здание с наименьшим сопротивлением к ветру и минимизировать турбулентность в зонах пребывани€ человека.

–ис. 3.  онстантин ƒь€ков. јнализ воздействи€ ветра дл€ определени€ конфигурации здани€ и игровых площадок при проектировании детского сада в существующей застройке.  стати, форма здани€ в виде буквы Z выбрана именно в результате такого ветрового анализа. –абота выполнена в Revit Architecture и Project Vasari. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

ќсуществл€емый по эскизной модели анализ солнечной активности позвол€ет вы€вить, насколько хорошо будут прогреватьс€ отдельные части здани€ в тот или иной промежуток времени. “акже он определ€ет зоны, благопри€тные или не благопри€тные дл€ зеленых насаждений.

–ис. 4.  онстантин ƒь€ков. јнализ воздействи€ солнца при проектировании детского сада в существующей застройке. –абота выполнена в Revit Architecture и Project Vasari. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

ќсобенно важен анализ воздействи€ солнца при проектировании зданий с большой площадью остеклени€, например спортивных комплексов, когда зимой огромные средства уход€т на обогрев здани€, а летом Ц на охлаждение. ¬ таких случа€х экономический эффект от правильных первоначальных решений просто огромен.

–ис. 5. »ль€ Ѕеленький. јнализ солнечной радиации при проектировании многофункционального спортивного комплекса. –абота выполнена в Revit Architecture и Project Vasari. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

ѕрактически любой заказчик заинтересован в том, чтобы его здание имело минимальные расходы на содержание, в частности, на отопление. “акой анализ тоже можно проводить еще на эскизной стадии проекта.

–ис. 6.  онстантин ƒь€ков. ѕередача модели из Revit Architecture в Autodesk Ecotect Analysis дл€ определени€ нагрузки на отопление или охлаждение здани€, а также тепловых потерь и поступлени€ энергии по мес€цам. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

ѕредварительный анализ строительных конструкций

„асто интересные на первый взгл€д архитектурные идеи разбиваютс€ о Ђконкретикуї строительных конструкций. ќдно из главных противоречий проектировани€ при Ђклассическомї (чертежном) подходе заключаетс€ в том, что архитекторы унос€т нас в Ђоблака своих фантазийї, а конструкторы возвращают в Ђклетку из колонно-балочных €чеекї. ќпытный проектировщик научен жизнью и всегда знает, что можно делать, а что нельз€. Ќо, во-первых, желание построить что-то новое все же неистребимо, и, во-вторых, ситуации с необходимостью рассмотрени€ Ђспецифическихї конструктивных решений все же посто€нно возникают.

ѕоэтому весьма востребован анализ строительных конструкций, который можно проводить по уже имеющейс€ информационной модели здани€ еще на эскизной стадии проекта. » сила основных BIM-программ сегодн€ заключаетс€ еще и в том, что они такую возможность предоставл€ют, непосредственно соедин€€ модель с расчетными программами.

–ис. 7. »рина Ћожкина. Ёскизный проект дома дл€ малоэтажной застройки острова –усский во ¬ладивостоке. ћодель выполнена в Revit Architecture, проверка идеи дома на сейсмическую устойчивость - в Autodesk Robot Structural Analysis. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

ѕроектирование инженерных систем здани€

»нженерные системы и оборудование здани€ сегодн€ при создании новых объектов выход€т на главенствующие позиции, поскольку от их продуманности и оптимальности самым существенным образом завис€т эффективность, в том числе и финансова€, а также комфортность в использовании будущего сооружени€.

ѕроектирование инженерных систем Ц это всегда задача со многими неизвестными. „тобы выдать чертежную документацию, например, по системе вентил€ции, надо знать все параметры этой системы, в частности, сечени€ воздуховодов. Ќо эти параметры получаютс€ в результате расчета, а расчет возможен только тогда, когда вы полностью представл€ете, как выгл€дит система в целом. я бы сравнил это с геометрической задачей построени€ общей касательной к двум окружност€м Ц не построите, пока не рассчитаете, поскольку первоначально ни одна из точек касани€ не известна.

Ќо проектирование внутренних систем здани€ Ц очень хороша€ задача дл€ BIM. » алгоритм ее решени€ довольно простой и логичный: сначала проектировщик делает Ђв линиюї эскиз будущих инженерных систем, затем производ€тс€ необходимые расчеты, а на третьем этапе линии замен€ютс€ модел€ми нужного сечени€.

–ис. 8. ƒмитрий  улаков. ѕроектирование системы вентил€ции здани€. ћодель выполнена в Revit MEP. ”пражнение дл€ слушателей курсов в учебном центре Ђ»нтегралї.

”правление строительством здани€

—оставление плана-графика строительных работ Ц это процесс, требующий одновременного учета большого количества факторов и работы многих специалистов, поэтому он неизбежно носит итеративный характер, постепенно, шаг за шагом, приближа€сь к приемлемому результату. “о есть составление плана-графика строительных работ начинаетс€ с эскиза и заканчиваетс€ устраивающим всех документом. »спользование BIM делает и этот процесс принципиально более точным, быстрым и, самое главное, эффективно реагирующим на изменени€, неизбежно возникающие по ходу возведени€ здани€, что особенно важно дл€ нашей страны с ее Ђсвоеобразнымиї логистическими и строительными традици€ми.

–ис. 9. ≈катерина ѕичуева. –азработка календарных планов возведени€ здани€. Ќесколько моделей подр€дчиков выполнены в Autodesk Revit, их сборка, проверка коллизий и составление планов-графиков - в Autodesk NavisWorks. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

«аключение

” определенной части людей, еще не знакомых с BIM, бытует мнение, что информационное моделирование Ц это очень сложно, что информационную модель создают, когда весь проект уже закончен, что дл€ этого надо просто сидеть и Ђтупої набивать данные (куда?), что в BIM нет места творчеству.

Ќа самом же деле технологи€ BIM предоставл€ет дл€ творчества принципиально большие возможности, дела€ более Ђумнымї даже процесс эскизировани€ и начальной проработки проектной идеи. Ќо BIM, как и любой другой Ђинтеллектуальныйї процесс, предполагает хорошую квалификацию пользователей Ц это факт. ¬ любом деле, в том числе и в использовании BIM, без должной квалификации человеку остаетс€ лишь роль наблюдател€.

јвторы большинства иллюстраций к этой статье за несколько дней до ее выхода в свет получили квалификацию магистров строительства, защитив дипломы с отличием. » мне очень при€тно представить их читател€м. —лева направо: »ль€ Ѕеленький, »рина Ћожкина, руководитель ¬ладимир “алапов (с бутылкой конь€ка в пакете, чтобы не травмировать чувства непьющих), ≈катерина ѕичуева,  онстантин ƒь€ков. ¬се они, начав как инженеры-архитекторы, затем продолжили обучение в магистратуре по курсу Ђ»нформационное моделирование зданийї. Ќ√ј—”(—ибстрин), 2013.

Ћитература

1. —.ј.Ѕолотин, ј.».√уринов, ј.’.ƒадар, «.’.ќолакай. —овершенствование организации ресурсосберегающего проектировани€ в строительстве на основе информационного моделировани€. // Ђ»звести€ вузов. —троительствої, є1(649), 2013, с. 112-117.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: “оп 10 ошибок в инженерных расчетах, –ос“»ћ и OPEN BIM
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.