BIM - информационное моделирование зданий

Информационное моделирование зданий (BIM) — это новый подход к проектированию, возведению, реконструкции и эксплуатации зданий и сооружений. Информационное моделирование управляет жизненным циклом объекта и позволяет осуществить комплексную обработку в трехмерном представлении всей архитектурной, конструкторской, технологической, инженерной  и экономической информации о здании.

Мы применяем BIM-технологии для реализации различных проектов:

• Лазерное сканирование – 3D сканирование объекта с целью получения пространственной модели. Позволяет в сжатые сроки провести обмеры даже сложных в плане конструктивных и архитектурных особенностей зданий и сооружений.
• Разработка конструктивной модели – обработка облака точек, выделение в объеме несущих и ограждающих конструкций, а также отделочных покрытий.
• Создание информационной модели по существующим чертежам.
• Проектирование полного цикла реконструкции и нового строительства – эскиз (LOD 200), проектная документация (LOD 300) и рабочая документация (LOD 400).

Применение BIM-технологий имеет ряд существенных преимуществ:

• Объекты в BIM — это не только 3D модель, а в т.ч. и информация, способная автоматически создавать чертежи и выполнять анализ проекта.
• BIM поддерживает совместную работу – специалисты разных областей могут вместе использовать информацию на протяжении всех этапов проектирования и строительства, что исключает ошибки и потерю информации при внесении изменений.
• Снижение затрат и проектных ошибок (коллизии).
• Сокращает сроки разработки проекта в связи с возможностью параллельной реализации процессов.
• BIM-технологии позволяют выполнить точное построение инженерных систем здания.
• Точная спецификация и ведомости объемов материалов рассчитываются автоматически, что позволяет избежать ошибок при формировании заказов.
• Полный контроль всех процессов - управление, график выполнения работ, расход материалов и средств.

BIM-технология позволяет реализовать различные задачи – от лазерного сканирования с последующим созданием пространственной модели (облако точек) до разработки проектной и рабочей документации.

1. Лазерное сканирование (3D сканирование) и получение облака точек

Наряду со стандартными обмерными работами, выполняемыми лазерными дальномерами и тахеометрами, для уникальных зданий и сооружений, для объектов культурного наследия или при необходимости высокой точности работ мы выполняем 3D сканирование. С помощью 3D сканера создается облако точек, на основании которого строится информационная модель здания, учитывающая фактические положения конструкций и инженерных систем.

Преимущества лазерного сканирования:

• высокая точность – до 1мм
• сроки выполнения обмеров в десятки раз выше
• полнота информации – даже мелкие детали будут отражены в цифровой модели
• мгновенная визуализация в 3D-виде
• оперативное получение информации из модели – можно вывести чертеж любого места

2. Разработка конструктивной модели

Внесение в цифровую модель данных о размерах, материалах и пространственном положении несущих и ограждающих конструкций. Совместно с лазерным сканированием мы проводим обследование здания, включающего вскрытия конструкций, инструментальные испытания и лабораторные исследования.

Преимущества конструктивной модели:

• провести пространственный расчет и определить несущую способность и устойчивость
• возможность использования модели для разработки проекта реконструкции
• получение детальных чертежей из модели - планы, разрезы, фасады и узлы
• получение информации о материалах, размерах конструкций и деталей

3. Создание информационной модели на основе 2D чертежей

В настоящий момент чертежи в формате 2D все еще достаточно популярны. Как правило, данные чертежи включают в себя поэтажные планы, разрезы и фасады. На основании данных чертежей мы разрабатываем информационную модель здания.

Информационная модель на основе чертежей позволит:

• выявить неточности в чертежах и необходимость проведения дополнительных обмеров
• оптимизировать время разработки проекта реконструкции
• провести пространственный расчет модели
• оперативно получить информацию о площадях, размерах, материалах 

4. Проектирование нового строительства и реконструкции

Применение BIM на ранних стадиях проектирования и укрупнение/усложнение модели при переходе от стадии к стадии позволяет экономить время на проектировании. Мы используем несколько стадий проработки (детализации) BIM-модели - LOD (Level of Model Detail):

• LOD 100 – концепт-модель, представленная в виде объемных формообразующих элементов с приблизительными размерами и формой
• LOD 200 – эскиз, представленный с приблизительными размерами, формой, пространственным положением, ориентацией и необходимой неграфической информацией.
• LOD 300 – проектная документация (ПД), модель с данными, необходимыми и достаточными для прохождения экспертизы.
• LOD 400 – рабочая документация (РД), модель с данными, достаточными для осуществления строительно-монтажных работ.
• LOD 500 – модель для передачи в эксплуатацию.

Что собой представляет лазерное сканирование?

Лазерное сканирование зданий и сооружений – это способ получения 2D чертежей и 3D моделей из облака точек, получаемого сканером с точностью до миллиметра. Сканер, в отличие от тахеометра, позволяет проводить съемку максимально автоматизированно.

Сферы применения в строительстве

Лазерное сканирование позволяет в кратчайшие сроки создать 3D-модель любого задания или сооружения. В дальнейшем данную модель можно будет использовать для проведения реконструкции, капитального ремонта или усиления конструкций.  Например, при необходимости надстройки дополнительного этажа, достаточно внести новые конструкции в существующую модель, провести пространственный расчет и определить возможность и целесообразность данной реконструкции. Актуальная модель позволяет оперативно получать необходимую для дальнейшей эксплуатации информацию – от любых чертежей, в т.ч. чертежей скрытых узлов, до мест с дефектами и повреждениями, которые необходимо устранить.

Отдельно необходимо отметить создание 3D-модели памятников истории и культуры, где важно сохранить архитектурное наследие. Сканирование позволяет получить модели фасадов и внутреннего пространства высокой точности, провести реставрацию и реконструкцию.

Обработка облака точек и создание конструктивной модели

Это конечный и наиболее ответственный этап получения цифровой модели. На данном этапе происходит преобразование облака точек в полноценную модель путем ее «очищения от лишних» объектов, выделения несущих и ограждающих элементов, а также элементов отделки.

Как правило, мы используем цифровые модели для последующей разработки проектной документации на реконструкцию или усиление, что влечет за собой необходимость детализации конструктива здания, а именно внесение следующих данных:

• размеры сечений несущих конструкций без учета отделочных слоев
• материал несущих и ограждающих конструкций
• габаритные размеры и шаг конструкций перекрытий – плит, балок, ферм
• узлы сопряжения и опирания несущих конструкций

Эти данные невозможно получить лазерным сканированием, необходимо проведение обследования, включающего вскрытия конструкций, инструментальные испытания и лабораторные исследования.

Разработка проекта нового строительства или реконструкции

Применение BIM-технологий для разработки проектной документации имеет множество плюсов по сравнению со стандартным методом, предусматривающим разработку каждого раздела на отдельных чертежах. Основным преимуществом BIM является возможность избежать ошибок, неточностей и коллизий в цифровой модели, возникающих при внесении изменений в один или несколько разделов, что существенно влияет на качество проектной документации и сокращает сроки проектирования.

Информационное моделирование позволяет осуществить все стадии разработки проектной документации - от эскиза до рабочей документации. От этапа к этапу цифровая модель обретает все более глубокую детализацию - от LOD 200, включающей пространственное положениеи приблизительными размерами, до LOD 400 с детальной проработкой узлов и необходимы неграфическими данными. Графическая документация в среде Autodesk Revit хранится в виде настроенных видов (3D-видов, планов, разрезов, фасадов, детализированных видов), таблиц и легенд, скомпонованных в листах. Листы оформляются в соответствии с ГОСТ Р 21.1101-2013 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации».

Мы предлагаем разработку не только цифровой модели, называемой 3D-модель (3D-BIM), являющейся наиболее распространенной на данный момент. При необходимости мы разработаем 4D, 5D, 6D и 7D-модели, содержащие необходимую информацию для безопасной и эффективной эксплуатации здания или сооружения.

BIM-технология экономит средства на всех стадиях жизненного цикла здания, но наибольшую эффективность она приносит тогда, когда речь идет о комплексном подходе в работе с объектом, поскольку, чем правильнее информационная модель создается изначально, тем больше она даёт пользы в будущем, в том числе сокращает количество ошибок в проектировании и простоев на стройке.

Нормативные документы в сфере BIM-проектирования

Информационная модель создается с учетом разработанных и введенных в действие нормативных документов:

• СП 301.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила организации работ производственно-техническими отделами»
• СП 328.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила описания компонентов информационной модели»
• СП 331.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила обмена между информационными моделями объектов и моделями, используемыми в программных комплексах»
• СП 333.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла»