Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/upload_files/f75/09e/8ad/f7509e8ad09543c76e8222969994cce5.jpg)
Отрасль архитектуры и строительства всегда была чем-то большим, чем бригады гостей из бывших союзных республик, укладывающие новые ступеньки лестницы на крыльце вашего офиса. Как и в других отраслях, работа высококлассных специалистов — архитекторов и инженеров-проектировщиков, разрабатывающих новые планы — редко видна публике. Но это не значит, что в ней не происходит ничего нового. Особенно это касается инструментария.
Методы разработки проектов различного рода — фундаментальный аспект. И появление новых инструментов разработки и проектирования всегда влияет на скорость и качество бизнес-процессов.
В этой статье рассказываем об информационном моделировании (или BIM), достаточно недавно появившемся инструменте в арсенале проектирования.
От чертежей к САПР
До возникновения первых компьютерных систем проектируемые объекты передавались через чертежи на бумаге, то есть с помощью плоских проекций. Также использовались макеты различного масштаба и различной степени детализированности, построение объемных изображений на плоскости.
![Эскиз центральной церкви работы Леонардо да Винчи, XV век. Источник: wikimedia.org Эскиз центральной церкви работы Леонардо да Винчи, XV век. Источник: wikimedia.org](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/upload_files/4fc/856/6f1/4fc8566f1bc7acb3bcb663ab179c8c5a.jpeg)
Так продолжалось не одну сотню лет (что довольно долго), но вот пришло время компьютеров, и системы автоматизации проектирования (CAПP) или проектирования с помощью компьютера (Computer Aided Design, сокр. CAD) постепенно заменили собой кульман и другие инструменты черчения того времени. Почему? Именно потому, что комплект инженерных инструментов и решений для проектирования в компьютерах концептуально мог более эффективно обработать архитектурные задачи и налагал меньше ограничений на творческую мысль человека.
![До появления САПР кульманы не имели альтернативы. На фото: проектировщики за работой. Источник: Пикабу До появления САПР кульманы не имели альтернативы. На фото: проектировщики за работой. Источник: Пикабу](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/9a9/d07/073/9a9d07073e78ac45e646567517e99323.png)
Совершенствование методов проектирования делает возможной разработку бoлee сложных зданий и сооружений, при этом уменьшая сроки и количество задействованного в работе персонала. Внедрение CAПP, прежде всего, позволило быстро вносить изменения в графическую часть и автоматически производить вычисления в расчетной части. Более того, компьютер способен обработать без ошибок гораздо больше информации по сравнению с человеком. Сложные проекты, подразумевавшие тысячи бумажных чертежей, из-за своего огромного объема уже не могли управляться одним архитектором и требовали разбивки по частям, что увеличивало риск ошибок и затягивало сроки реализации.
От САПР к BIM
С течением времени системы автоматизированного проектирования получали всё более широкое распространение. Отправной точкой, спровоцировавшей взрывной рост популярности таких программ, стало появление персональных компьютеров и выпуск компанией Autodesk в 1982 году системы AutoCAD. Помимо упрощения создания чертежей и процесса управления ими, AutoCAD предложил пользователям возможность трехмерного моделирования. Архитектурные модели в 3D дали возможность получить перспективный вид с любой точки и в любом ракурсе. Прежде всего, это означало новый подход к задачам демонстрации и презентации, которые решались раньше с помощью перспективных рисунков.
![AutoCAD первых выпусков. Источник: scan2cad.com AutoCAD первых выпусков. Источник: scan2cad.com](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/875/faa/238/875faa238b0dff7f5e6926f8fd30060c.png)
Также с течением времени САD-программы начали предлагать дополнительные библиотеки и приложения для работы специалистов, смежных с архитекторами. Теперь в CAПP стало возможным проектировать электрические сети, вентиляцию, каркасы зданий и интерьеры. Таким образом, проектирование вышло на принципиально новый этап; реализация проектов вышла на такой уровень эффективности, который не мог быть достигнут в прошлом — один компьютер с CAПP мог заменить десятки рабочих мест с кульманами.
Вместе с этим дальнейший прогресс компьютерных систем сделал возможным реализацию концепции, давно зревшую в умах архитекторов, но в силу неразвитых технологий не реализованную ранее. Идея заключалась в том, что для проектирования недостаточно одной лишь геометрии объекта. Необходимо, чтобы в модели также содержалась и в нужный момент легко извлекалась информация о его свойствах. Другими словами, нужен не двухмерный чертеж и даже не ЗD-модель, не макет, а полноценная цифровая копия, содержащая данные обо всех материалах, оборудовании и взаимосвязях между ними. Это и есть принцип технологии BIM.
Впервые термин «информационная модель здания» в том смысле, в котором он понимается сегодня, появился в 1992 году в статье ван Недервина и Толмана, а первый официальный документ в отрасли был опубликован компанией Autodesk в 2002 году. С 2002 года понятие «Building Information Model» начало входить в терминологию компаний-разработчиков. С этого момента, вместе с выпуском в 2000 году программы для BIM-проектирования Revit от всё той же Autodesk, началось постепенное распространение информационного моделирования по рынку.
Подробнее о концепции
Аббревиатура BIM означает Building Information Model — информационная модель здания. В ней данные об объекте строительства представляют собой не бесконечные таблицы и перечни, а структурированную виртуальную модель с параметрами, скоординированными между собой и имеющими конкретную геометрическую привязку.
![Виртуальная модель делового центра. Источник: cadmaster.ru Виртуальная модель делового центра. Источник: cadmaster.ru](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/477/967/d47/477967d47ee0d4e71ff3019d751535a3.png)
В такую модель легко вносить изменения и обновления и быстро извлекать из нее требуемую информацию об объекте. Таким образом, если спроектированная в CAПP конструкция будет иметь только визуальную составляющую, то программа BIM-проектирования может предоставить ЗD-модель, но, в отличие от 3D-модели из AutoCAD, насыщенную информацией о материалах изготовления, их физических свойствах и т. д.
Применение информационного моделирования зданий не только облегчает и ускоряет процесс проектирования. Цифровая модель может использоваться для управления на протяжении всего жизненного цикла здания, в том числе для:
создания архитектурной идеи и первичной визуализации проекта для показа заказчику;
проведения анализа и расчетов, принятия на их основании проектных решений;
создания проектной документации и автоматического составления смет;
заказа строительных материалов;
управления возведением здания, его реконструкцией и ремонтом;
управления эксплуатацией здания;
управления сносом и утилизацией.
Такие широкие возможности делают информационное моделирование принципиально новым инструментом, который полезен и архитекторам с проектировщиками и строителями, но также и собственникам зданий, управляющим компаниям, сервисным службам.
Например, при возникновении проблем в системе отопления (допустим, утечка на каком-то участке трубы) управляющая компания может вместо проведения традиционной инспекции здания предварительно обратиться к цифровой модели и составить список «узких мест», подлежащих проверке в первую очередь.
Еще одно применение информационных моделей – проведение виртуальных исследований и экспериментов, таких как моделирование поведения конструкций при различных ЧС (например, урагане). Как пример, вот здесь можно ознакомиться с интересной статьей об использовании информационной модели главного вокзала Тайбэя для обеспечения безопасности в случае стихийных бедствий.
![Районы вокзала Тайбэя, иллюстрация из статьи по ссылке выше Районы вокзала Тайбэя, иллюстрация из статьи по ссылке выше](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/a7a/94d/c2e/a7a94dc2ed46f29cafcb562f00d4b6f1.png)
Autodesk Revit — программа для BIM №1
Существует ряд программ для информационного моделирования, но специалисты-проектировщики, которых я знаю лично (в том числе тот, кто проверяет эту статью – привет, Саня!) используют исключительно Autodesk Revit. Revit считается наиболее популярным решением для создания BIM в мире, хотя, конечно, возникают вопросы о его замене на отечественные аналоги в период санкций. Autodesk, как и многие другие компании, ушла с рынка, вопрос о его замене стоит достаточно остро (в этой связи в интернете часто пишут о Model Studio CS от Сисофт Девелопмент, но реальных отзывов на нее пока мало).
Как пример – немного картинок проекта офисного здания в Revit с сайта Autodesk:
![3D-вид здания по умолчанию 3D-вид здания по умолчанию](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/b57/bb9/b9c/b57bb9b9c74a3f77546c0d643c945c57.png)
![Чуть ближе Чуть ближе](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/9cb/f36/adc/9cbf36adc94801740a5be523f1eca49e.png)
![Несущая колонна офисного здания Несущая колонна офисного здания](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/413/87a/927/41387a927bc9b97147b66c1cce0a5cfd.png)
![Характеристики несущей колонны Характеристики несущей колонны](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/887/4cf/44b/8874cf44bd15b01e8e7160aa6560716c.png)
Посмотрим на характеристики несущей колонны. Она выполнена из бетона, имеет толщину 300 мм. Во вкладке «Изменить тип» можно задавать и изменять еще более широкий набор детальных характеристик.
![Свойства модели колонны Свойства модели колонны](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/13f/6d9/459/13f6d9459ec49c67c0f670d9c52930b0.png)
Перемещая модель, можно рассмотреть требуемый участок с удобной стороны.
![Просмотр информации об участке остекления на 3D виде здания Просмотр информации об участке остекления на 3D виде здания](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/abc/5e0/217/abc5e02172c2e28d3007d9d6b07ada7a.png)
Это наглядно демонстрирует отличие BIM от трехмерного проектирования в САПР, упомянутое выше: элементы модели – это не геометрические абстракции объектов, а виртуальная копия, наполненная информацией о будущем реальном исполнении.
![На скриншоте выше в режиме мозаичного расположения видов была выделена лестница между этажами (левое верхнее окно, подсвечивается синим цветом). Как видно, выделение тут же отобразилось на других видах – на плане этажа и в разрезе здания (также синим цветом). На скриншоте выше в режиме мозаичного расположения видов была выделена лестница между этажами (левое верхнее окно, подсвечивается синим цветом). Как видно, выделение тут же отобразилось на других видах – на плане этажа и в разрезе здания (также синим цветом).](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/6d6/8e5/a07/6d68e5a075e57198995111fc9c11f1d7.png)
Информационная модель связывает все планы, разрезы, виды и сметы проекта.
Взаимосвязь всех элементов избавляет пользователя от того, чтобы вносить изменения во все документы вручную. Проектировщику достаточно изменить один элемент на удобном для него виде, и это изменение автоматически вносится в весь проект.
Параллельно с работой над проектом происходит автоматическое формирование смет:
![Формирование сметы в программе Формирование сметы в программе](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/193/ca8/ffe/193ca8ffed815e9b16467c0a6bab2da8.png)
С любого ракурса через инструмент визуализации возможно получить красивый рендер для презентации заказчику:
![Модель здания в режиме 3D-просмотра Модель здания в режиме 3D-просмотра](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/881/2ee/f0b/8812eef0b856079ef5c9a92a629d2259.png)
![То же самое, прогнанное через визуализацию в Revit. Более-менее фотореалистично, да? То же самое, прогнанное через визуализацию в Revit. Более-менее фотореалистично, да?](https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/5af/de7/ebc/5afde7ebc139b162686b2d65ff0006de.png)
Сегодня BIM как концепция применима не только к строительству сооружений. Создание насыщенных информацией моделей используется, например, в авиастроении, и уже есть первые результаты «в металле». Например, компания Boeing уже поднимает в воздух свой новый учебно-тренировочный самолет T-7 Red Hawk, в разработке которого широко использовалось моделирование и проведение виртуальных испытаний. От начала разработки до первого полета прототипа прошло всего 36 месяцев – это очень быстро. Надо полагать, что «Красный Ястреб» будет первым из многих авиационных систем, построенных по этому принципу, потому что Boeing уже начал рекламировать его не как отдельный продукт, а как дебютный проект в рамках так называемой программы “Boeing eSeries”.
Трудности внедрения BIM
Внедрение концепции BIM-проектирования – это стратегический вопрос для строительства (и не только, как мы уже выяснили). Технология информационного моделирования помогает сделать работу более быстрой и удобной, существенно повысить производительность труда.
Да, нельзя сказать, что BIM-программы являются универсальным решением «под ключ» – некоторые инженерные задачи специального характера выполняются на прикладных программах, так, расчет конструкций здания выполняется не в Revit, а в SCAD или ПК “Лира”. Но так было и у AutoCAD, и у других программ проектирования – просто это не их целевая функция. Но трудности внедрения технологии связаны не с этим.
Первая трудность связана с тем, что BIM позволяет наглядно продемонстрировать информацию о строительстве заказчику или аудиторам, в том числе сметы и экономические показатели. Как способ сделать процесс строительства более прозрачным, информационное моделирование, конечно же, может иметь недоброжелателей, тормозящих внедрение в отрасль. Ведь если с самого начала проектирования на модели четко видно, что для возведения потребуется 5 километров водопроводных труб, будет непросто объяснить выставленной в счетах сумме на 10…
Надо думать, что именно из соображений борьбы с коррупцией с 1 января 2022 года использование этой технологии должно было стать обязательным в проектировании объектов, строящихся по госзаказу. Не пока не стало – из-за санкций внедрение BIM было отложено до 1 марта 2023 года.
Второе препятствие – отсутствие стандартов информационного моделирования и опыта взаимодействия с технологией у клиента. Что касается стандартов, то на сегодняшний день, пока нет единого подхода к работе с BIM, стандарты ЕСИМ (Единая система информационного моделирования) пока только разрабатываются. Это с одной стороны. С другой — многие заказчики в полной мере не обладают знаниями обо всех возможностях технологии BIM и инструментов информационного моделирования, в связи с чем возникают сложности в постановке ТЗ и оценке готовой работы. В целом, всё это порождает несогласованность в работе между исполнителями и подразделениями компании-заказчика.
Тем не менее, несмотря на имеющиеся трудности, у самой технологии практически нет недостатков — за исключением, пожалуй, того, что на освоение инструментов требуется время — за день тот же Revit не освоить. А ее преимуществ достаточно для того, чтобы мы могли в скором времени могли ожидать постепенного вытеснения систем автоматизированного проектирования более совершенными BIM-программами, как в свое время САПР заменили черчение на бумаге.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.