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

6 но€бр€ 2010

¬ основании BIM лежит кит

¬ладимир “алапов

ƒанна€ стать€ продолжает цикл публикаций об информационном моделировании зданий. — предыдущей статьей цикла можно ознакомитьс€ здесь.

¬ основе технологии BIM лежит концепци€ объектно-ориентированного параметрического проектировани€ (моделировани€) зданий. » это параметрическое моделирование €вл€етс€ одной из тех принципиальных особенностей, которые отличают BIM-программы от всех остальных CAD-систем проектировани€, как бы они при этом не назывались.

“акой подход давно уже получил широкое распространение в машиностроении и в последнее дес€тилетие особенно активно внедр€етс€ в архитектурно-строительном проектировании.

 лассические CAD-системы первоначально не были параметрическими. ѕостроенные в них модели больше напоминали твердые компьютерные макеты из картона Ц вс€ информаци€ носила только геометрический характер (никаких материалов и прочностных характеристик), причем все размеры модели (фигуры) были жестко определены и практически не поддавались редактированию - необходимые модификации предполагали переделку объекта почти Ђс нул€ї.

ѕри такой системе моделировани€ изменени€ в уже сделанной работе проводились практически вручную, когда пользователь перемещал отдельные ребра или грани объекта, а то и просто строил его заново, и така€ рутина отнимала у проектировщиков много времени.

≈сли добавить к этому, что при подобных корректировках многократно возрастает веро€тность проектных ошибок, а все изменени€ в чертежах надо потом также вносить вручную, то станет пон€тно, что параметризаци€ компьютерного проектировани€ давно уже назрела.

ѕопытки использовани€ параметрических методов в проектировании начались еще в 1980-х годах, в первую очередь в области технического моделировани€, особенно в машиностроении. » к насто€щему времени достигли в своем развитии значительных высот.

Ќапример, по€вились даже средства симул€ции (компьютерной имитации) работы узлов и механизмов до изготовлени€ их физических прототипов.

ј бумажна€ стади€ проекта в машиностроении в ближайшей перспективе уже вообще может быть отброшена за ненадобностью, поскольку отлаженные на компьютере детали, в том числе и проверенные во взаимодействии с другими част€ми сложного механизма, можно пр€мо из моделирующей программы передавать на изготовление станку с „ѕ”, не трат€ врем€ на вычерчивание проекций, разрезов и деталировки.

“аким образом, гораздо эффективнее и быстрее становитс€ работать уже не с бумажной, а с электронной документацией. ѕричем не с документацией в ее классическом понимании, а с комплексами программ, которые генерируют модель и все необходимые дл€ производства на станках с „ѕ” файлы, а затем сами ими и распор€жаютс€.  онечно, строительство Ц это не машиностроение. ƒостаточно взгл€нуть на любую стройку, и станет €сно, что здесь до комплексной автоматизации и компьютеризации Ђеще очень далекої.

» все же в архитектурно-строительном проектировании опыты по использованию параметрического моделировани€ тоже проводились, и в большинстве своем они были весьма интересными и эффективными. ¬ основном это касалось уникальных зданий и сооружений.

—реди таких проектов особенно хотелось бы выделить своеобразный высокотехнологичный эксперимент американского архитектора ‘рэнка √ери (Frank Gehry) и коллектива руководимой им фирмы.

¬ 1990 году эта группа энтузиастов приступила к реализации, м€гко говор€, оригинальной идеи - установить весьма необычную по форме и размерам скульптуру рыбы у береговой линии ќлимпийской деревни »гр-92 в Ѕарселоне (рис.1).


–ис.1. —кульптура рыбы у береговой линии ќлимпийской деревни в Ѕарселоне. јрхитектор ‘рэнк √ери. 1992.

«амысел был грандиозен - скульптура длиной 55 метров и высотой 35 метров. ƒл€ ее не типичной дл€ здани€ формы было характерно наличие множества кривых линий и поверхностей, техническое изображение которых несовместимо с традиционной двумерной документацией.

ќчень быстро проектировщикам стало €сно, что чертежи на изготовление (отливку) деталей поверхности Ђрыбыї и всего остального должны быть только Ђтрехмернымиї, поскольку плоские рисунки изогнутых поверхностей, какими бы красивыми они не были, все же выполн€ютс€ в некотором приближении, искажа€ реальную форму будущего объекта (рис.2).


–ис.2. Ѕарселонска€ Ђрыбаї, элементы поверхности.

ѕроектирование Ђрыбыї началось по классической схеме Ц сначала был сделан макет, вернее, цела€ сери€ макетов, всесторонне раскрывающих замысел ‘рэнка √ери.

«атем техническим специалистам приходилось тщательно измер€ть эти модели, сделанные руками автора, выполн€ть сложные вычислени€, и уже по ним создавать множественные несущие элементы, изобража€ многочисленные виды и разрезы дл€ более точного описани€ строительной конструкции.

≈стественно, создание таких чертежей требует огромного труда, и, как результат, они получаютс€ очень дорогосто€щими. ѕри этом проект становитс€ более сложным, чем он есть на самом деле.

¬ такой ситуации подр€дчики, не будучи уверенны в том, какими конкретными способами необычные формы могут быть реализованы, как правило допускают серьезные ошибки в оценке стоимости проекта. ¬ прежние времена все это заставл€ло ‘рэнка √ери, заинтересованного в строгом выполнении бюджета проекта, идти на компромисс, и, тем самым, ставило под угрозу осуществление задумок автора в их первозданном виде.

—тало €сно, что больше с таким положением миритьс€ нельз€, и дл€ реализации замысла требуетс€ новый технологический подход, св€занный с параметрическим компьютерным моделированием, которое тогда активно внедр€лось в машиностроении как сама€ передова€ и многообещающа€ технологи€.

¬ поисках механизма реализации проекта в 1990 году был проведен сравнительный анализ существовавшего тогда программного обеспечени€, наиболее пригодного дл€ решени€ поставленной задачи.

¬ результате выбор архитекторов остановились на программе CATIA фирмы Dassault Systemes в качестве основной, поскольку она была способна задавать вс€кую поверхность, использу€ математические формулы (параметрический подход), которые могли бы быть использованы литейщиками дл€ изготовлени€ элементов скульптуры. »ными словами, и архитекторы, и строители способны были определить любую точку на любой части фигуры с помощью математической модели, созданной CATIA.

ѕосле выбора программного обеспечени€ началась основна€ работа над Ђрыбойї. —начала была создана параметрическа€ модель объекта, а затем дл€ проверки точности моделировани€ построили бумажный макет, изготовив все детали с помощью лазерного трехмерного резака, управл€емого непосредственно по компьютерной модели.

“аким образом, при новом подходе к проектировании и изготовлении скульптуры с самого начала использовались новейшие на тот момент технологические достижени€ из области технического творчества, в архитектурно-строительном проектировании ранее не примен€вшиес€.

–езультаты макетировани€ превзошли все ожидани€. »з нескольких тыс€ч смоделированных св€зей только на двух была получена погрешность в 3 миллиметра, остальные размеры были совершенно идеальны. ƒальнейшее строительство Ђрыбыї проходило с удивительной скоростью и практически стопроцентной точностью. ќт проекта до завершени€ работы потребовалось всего шесть мес€цев.

ѕри этом особо стоит отметить высокую сборочную готовность составных частей Ђрыбыї, поскольку их изготовление (машиностроительные технологии наконец напр€мую пришли в строительство) управл€лось пр€мо с компьютера (рис.3).


–ис.3. Ѕарселонска€ Ђрыбаї, вид снизу.

—ама сборка, отлаженна€ на бумажном макете, также проходила по четко составленному графику и серьезных проблем у исполнителей не вызывала. ј традиционных проектных документов строительства или чертежей при работе потребовалось совсем немного.

«абега€ вперед, отметим, что Ђрыбаї с тех пор стала одной из знаковых достопримечательностей Ѕарселоны, посто€нно привлека€ к себе массу туристов со всего мира.

» хот€ ‘рэнк √ери в скульптуре изображал карпа (это его любима€ рыба), народ уважительно называет его творение Ђкитомї.  оторому было суждено стать одним из китов в основании новой технологии проектировани€ - информационного моделировани€ зданий (рис.4).


–ис.4. ¬ысокотехнологичный карп, он же один из китов-основателей технологии BIM. –€дом загорают ничего не подозревающие туристы.

„то же касаетс€ самого автора скульптуры, то положительный Ђрыбныйї опыт сделал ‘рэнка √ери одним из активнейших сторонников новой технологии проектировани€, хот€ о том, что это BIM, он тогда еще не знал (рис.5).


–ис.5. Ўтаб-квартира компании IAC в Ќью-…орке. «дание спроектировано по технологии BIM. јрхитектор ‘рэнк √ери. 2007.

Ёффект от применени€ новых компьютерных методов настолько впечатлил ‘рэнка √ери, что он серьезно задумалс€ над совершенствованием компьютерных инструментов проектировани€, и в 2002 году с его участием по€вилась нова€, ныне всемирно известна€, компани€ Gehry Technologies, в задачу которой входило создание, освоение и применение в архитектурно-строительном проектировании самых современных компьютерных методик и изобретений (рис.6).


–ис.6. Ђ“анцующий домї в ѕраге (источником вдохновени€ дл€ автора послужил легендарный дуэт ‘рэда јстора и ƒжинджер –оджерс). ѕроект полностью выполнен по компьютерной модели, уже без первоначального картонного макета Ц трехмерное эскизирование сразу осуществл€лось на компьютере. јрхитектор ‘рэнк √ери. 1996.

“огда же на новую технологию работы перешла и строительна€ компани€, непосредственно создававша€ Ђрыбуї. ќднако в целом в области архитектурно-строительного проектировани€ параметрические программы ранее широкого успеха не получили, поскольку еще существенно уступали CAD-программам в простоте и удобстве работы, да и возможности персональной компьютерной техники были маловаты. ѕравильнее будет сказать, что все это врем€ нарабатывалс€ опыт (в том числе и машиностроительный) и формировалось понимание, что надо делать.

Ўироким массам пользователей приходилось ждать, пока по€в€тс€ и разовьютс€ до высокого уровн€ (то есть доступного в понимании и удобного в использовании) соответствующие программные продукты.

» вот, наконец, дождались. ¬ наши дни, реализу€сь главным образом через технологию BIM, параметрический подход стремительно, почти лавинообразно, завоевывает в автоматизации архитектурно-строительного проектировани€ главенствующее положение.

÷икл публикаций ¬ладимира “алапова о BIM продолжаетс€ статьей "«еленый BIM входит в нашу жизнь".

 омментариев: 24
id 446     15 но€бр€ 2010, 23:42
 »ван ¬олкодав
¬ конечной пользе автоматической генерации расчЄтной схемы сильно сомневаюсь. ƒа, быстро и удобно. Ќо в этом случае расчЄтна€ схема в меньшей степени контролируетс€ расчЄтчиком. ѕроцесс создани€ –— замен€етс€ процессом еЄ редактировани€ и корректировки (расчЄтчики мен€ поймут). ѕри общем "повышении эффективности и снижении временных затрат" рискуем не заметить в "чужой" схеме множество ошибок.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 467     28 но€бр€ 2010, 8:33
 ¬ладимир “алапов
ѕолностью автоматическа€ генераци€ расчетной схемы станет эффективной тогда, когда люди стопроцентно поймут, как такую схему строить (дл€ всех случаев жизни) и правильно это запрограммируют. Ёто - цель, к которой стрем€тс€.

ѕока же совершенно разумно иметь возможность ручной доводки расчетной схемы. » BIM в его сегодн€шнем состо€нии существенно облегчает, но не замен€ет труд проектировщика.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 468     28 но€бр€ 2010, 12:30
 јноним
CATIA = ћјЎ»Ќќ—“–ќ≈Ќ»≈ и ваш "карп" напоминающий надутый презерватив, не €вл€етс€ зданием с коммуникаци€ми и т.п.!

ѕь€ный дом не строилс€ без чертежей, да и использовалась не только CATIA...

не помню автора, но он лучше всех предостерегает от авторов подобных статей: если есть корыстна€ мысль, то твердость человека обернетс€ малодушием, а его знание Ч безрассудством.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 474     28 но€бр€ 2010, 23:50
 ¬ладимир “алапов
ќтвет јноним

я думаю, что такие тексты дл€ вас сейчас еще слишком сложны.
Ќо все-таки, чтобы стать специалистом, надо учитьс€.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 2373     30 окт€бр€ 2011, 6:47
 –остислав —крипник
«дравствуйте, прокомментируйте пожалуйста часть статьи: "» хот€ ‘рэнк √ери в скульптуре изображал карпа (это его любима€ рыба), народ уважительно называет его творение Ђкитомї.  оторому было суждено стать одним из китов в основании новой технологии проектировани€ - информационного моделировани€ зданий". ѕочему трехмерную модель рыбы ¬ы считаете информационной? «аранее спасибо!

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 2376     30 окт€бр€ 2011, 9:28
 ¬ладимир “алапов
ќтвет –остислав —крипник

ѕрочитайте еще раз статью - там подробно описано, какие цели ставились перед создател€ми рыбы и как они достигались. я думаю, это развеет ваши сомнени€, что модель рыбы - информационна€.

ќтветить   ÷итировать выделенное


ѕол€, помеченные * об€зательны дл€ заполнени€

  »м€ *

  e-mail

  web

¬ы можете ввести не более 3000 символов, осталось:

¬ведите
первые 3 символа:

 *

ќбновить



    

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:  ак искусственный интеллект защищал Ђ√еометрическое моделированиеї Ќ.Ќ. √олованова от пиратства isicad.ru
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

Ќовый релиз Renga: свершилось то, чего так долго ждали все проектировщики! — ћаксим Ўибанов, ≈вгений  ирь€н (25 августа 2021)
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. © 2004-2021 √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.