Технология BIM: базовые элементы — что это такое, и какова их роль в процессе информационного моделирования?

Цель настоящей статьи — внести ясность в головы людей, только начинающих свой путь в BIM, о том, что такое библиотечные элементы и насколько они важны для BIM, все ли их можно собрать заранее и запастись на все случаи жизни, легко ли их создавать и изменять, и вообще как часто с ними придется иметь дело.

Основные виды базовых элементов

Итак, рассмотрим основные группы базовых элементов (семейств, библиотечных элементов и т.п.):

1. Системные семейства (элементы-основы)

Элементы-основы не «живут» в виде отдельных файлов, так как не имеют заранее определенных геометрических границ. Поэтому они при моделировании не загружаются из библиотек, а создаются непосредственно в проекте. Однако это обстоятельство не мешает нам накапливать наработки системных семейств, просто у проектировщиков (или моделировщиков) они хранятся в файлах-шаблонах, с которых начинается проект, или переносятся из других проектов.

Рис. 1. Стены — типичный пример системных семейств. Слева направо: составная стена, собранная из двух семейств, затем идут три многослойных стены, причем две последних относятся к одному семейству, но имеют разные параметры вставки.

Помню случай, который меня поразил: пользователь жаловался, что в шаблоне есть труба диаметром 200, а ему нужна труба диаметром 300, и он ее нигде не может найти, из чего делал категоричный вывод, что все плохо. На самом же деле нужно было просто зайти внутрь семейства «Труба 200», заменить в свойствах 200 на 300 и сохранить это под именем «Труба 300».

2. Вставляемые в основу (зависящие от основы) элементы

Но такие элементы допускают хранение в виде отдельных файлов. Например, потолочный светильник может крепиться только к потолку, а проем в стене не может существовать без самой стены. В сущности, если проем ничем не обрамлен, то может показаться, что такой библиотечный элемент ничего «материального» и не содержит, фактически являясь «дыркой от бублика». Но эта «дырка» (ее геометрия с необходимыми изменяемыми параметрами, причем вырезаемая не на фиксированную, а на полную глубину любой стены, в которую вставляется проем) и является той информацией, которая хранится в файле семейства в библиотеке.

Рис. 2. Софья Аникеева. Вентиляционный канал в кирпичной стене — типичный пример «дырки от бублика», когда встраиваемое семейство вырезается из уже построенной основы. Справа — так выглядит этот элемент в редакторе семейств Revit.

3. Самостоятельные элементы (компоненты)

Приведенный ниже пример показывает, что такие элементы могут быть достаточно высокого уровня сложности и сами содержать вложенные семейства.

Рис. 3. Софья Аникеева. Уникальная колонна, разработанная для внутреннего помещения общественного здания. Вверху — общий вид модели, выполненной как семейство (теперь ее можно использовать во многих проектах), внизу — визуализация интерьера с этой колонной.

4. Аннотативные семейства (элементы оформления документации)

Рис. 4. Типичный пример аннотативного семейства — отметка высотного уровня, используемая при оформлении чертежа. Справа — эта же отметка в редакторе семейств Revit, где при необходимости очень просто можно осуществить все необходимые изменения (столь странный вид стрелки объясняется тем, что одновременно показаны оба ее варианта, сверху и снизу).

Рис. 5. Игорь Козлов. Семейства в схеме внешних соединений. Аннотативные семейства могут специфицироваться, что позволяет, например, автоматически заполнять кабельный журнал.

5. Вспомогательные элементы

6. Формообразующие элементы

Формообразующие элементы могут быть как контекстуальные (создаваемые и существующие внутри проекта), так и концептуальные, представленные отдельными файлами. Если первые можно передавать из проекта в проект, то вторые можно накапливать в библиотеках как отдельные «единицы хранения», а затем вставлять в основной файл. Типичные примеры: полусферы или иные формы для создания куполов. Эти фигуры служат основой для размещения уже реальных элементов здания (несущих каркасов, стен, покрытий, остекления и т.п.), причем «навешенные» на формообразующие элементы семейства и конструкции могут отслеживать изменения формы, согласованно меняя свое положение. Подобная связь делает возможным продолжение работы с формой объекта даже тогда, когда другие специалисты уже приступили к наполнению его конкретным содержанием. При этом некоторые характеристики зданий можно определять уже на стадии эскизного проектирования по их формообразующим элементам (http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=16260).

После завершения формообразования семейства-формы могут удаляться из проекта за ненадобностью — «натянутые» на них элементы не исчезнут, а продолжат свое самостоятельное существование. Особенность формообразующих элементов, как и 2D профилей, заключается в том, что они не являются непосредственно элементами здания, но без них во многих случаях создание элементов здания крайне затруднено или вообще невозможно.

Другой их особенностью является то, что накапливать такие элементы в библиотеках особого смысла нет: базовые фигуры есть практически во всех программах, все остальное — индивидуально для каждого проекта. И тем не менее возможность накапливать или хранить отдельно формообразующие элементы тоже имеется.

Откуда берутся библиотечные элементы?

Ответ прост:

• из библиотек;
• из ранее выполненных проектов;
• создаются пользователями по необходимости.

Технология BIM появилась сравнительно недавно, но уже существует множество сайтов производителей оборудования, проектировщиков, сообществ пользователей и просто энтузиастов, где в большом количестве выкладываются (обычно бесплатно) библиотечные элементы для тех или иных программ. К тому же весьма содержательные и постоянно пополняющиеся библиотеки элементов поставляются вместе с программами информационного моделирования.

Рис. 6. Примеры двух источников библиотечных элементов: слева — сайт BIM-компонентов для ArchiCAD, справа — библиотеки для Revit известного специалиста Алексея Борисова.

Рис. 7. Дмитрий Кулаков. Приточно-вытяжная установка в модели. Вверху — сама установка, выполненная как самостоятельное семейство, и таблица ее свойств. По таблице хорошо видно, что эти свойства в любой момент можно дополнить или изменить.

Рис. 8. Дмитрий Кулаков. Повысительно-насосная станция в модели. Вверху — сама установка и таблица ее свойств. На этот раз библиотечный элемент имеет более сложную форму. Такую модель сделать несложно, но в принципе проектировщику эта детально проработанная форма и не нужна. Для информационного моделирования достаточно некой «коробки», повторяющей габаритные размеры насоса, точного указания на ней мест подключения (на модели выделены цветными линиями) и точной таблицы свойств. После этого можно спокойно ждать, когда этот детально проработанный элемент появится в какой-нибудь библиотеке, либо при случае сделать его самим, если, конечно, в этом будет необходимость.

Уровень детализации

К сожалению, в нашей стране про LOD пока еще мало кто слышал. Тем не менее, всегда, когда речь заходит о внедрении BIM, на первый план выходят вопросы глубины проработки модели, которые в настоящее время решаются у нас просто интуитивно.

Часто сами компьютерные программы допускают возможность создавать библиотечные элементы, имеющие несколько уровней детализации, а затем, уже в модели, управлять переключением этих уровней в зависимости от ситуации.

Рис. 9. Алексей Савватеев. Стеновая панель. В модели одно и то же семейство может выглядеть по разному в зависимости от требований, предъявляемых к виду (чертежному листу): слева — панель при низком уровне детализации, справа — при высоком (появились закладные детали).

Рис. 10. Юлия Курнаева. Стул индивидуального дизайна. Этот стул был выбран заказчиком проекта для оснащения здания, но имевшаяся на сайте итальянского производителя мебели компьютерная модель была сделана для 3ds MAX, то есть характеризовалась сложной геометрией с большим количеством поверхностей и не предназначалась для Revit (слева). Непосредственное использование этого файла в проекте неоправданно утяжеляло файл и создавало проблемы на видах планов. Поэтому на основе импортированной геометрии в Revit был создан (в центре) разумно упрощенный аналог — новый библиотечный элемент (справа), который и вставлялся в проект.

Вместо эпилога

Умением создавать семейства элементов определяется и квалификация BIM-специалиста. «Хороший рыбак — это тот, кто умеет ловить любую рыбу, а не только ту, которая плавает в аквариуме рыбного магазина».

Рис. 11. Юлия Курнаева, Ирина Бронникова. Проектирование котельной. Работа через семейства — хорошая иллюстрация принципиально иных возможностей информационного моделирования зданий по сравнению с традиционным черчением планов и фасадов.