Файл: 1 Понятие bim 3 2 bim проектирование в электроэнергетике 8.doc

Содержание

Введение

В современном мире проектировщики и архитекторы зданий и сооружений сталкиваются со множеством проблем, таких как реконструкция или реставрация архитектурных объектов в срочном порядке, ускорение темпов строительства, необходимость срочного перепроектирования новых объектов, высокая плотность строительства, необходимость контролировать экономические показатели и издержки во время построения или перепроектирования здания, исследование конструкции сооружения и ее пересмотр в сторону усиления из-за возрастающих сейсмических угроз, необходимость международной кооперации или круглосуточного проектирования, проектирование сооружения с повышенной ценой ошибки, введение в строительную практику концепции «умный дом» и т.д.

Для решения этих проблем и правильного построения здания необходимо разработать подробную и корректную модель, от которой можно без лишних действий перейти к строительству. Картонный или нарисованный вручную на бумаге макет здания не сможет отразить все характеристики проекта и передать важную информацию о будущем сооружении. Также у проектировщика не будет возможности вносить в него корректировки неограниченное количество раз. Вся информация, отраженная на модели должна быть востребованной на протяжении всего периода ее существования.

Необходима такая модель проекта будущего здания, которая будет полноценной копией здания со всеми необходимыми геометрическими, математическими и технологическими характеристиками. Вся информация, отраженная на модели, должна быть востребованной на протяжении всего периода ее существования, а изменение любых данных должно повлечь за собой автоматическое изменение всей модели [1].

1 Понятие BIM

Информационные технологии не стоят на месте и развиваются в ногу со временем. Теперь каждый архитектор имеет шанс построить необходимую модель здания при помощи компьютера.

---

В практику входит новое направление развития проектирования – информационной моделирование зданий (BIM, Building Information Modeling или Building Information Model). А вместе с тем появляется все больше программ, которые поддерживают процесс моделирования сооружений и могут помочь проектировщикам решить проблемы и справиться с поставленными целями.

Сформировалось данное направление на рубеже XX-XXI веков, как принципиально новый подход в строительном проектировании, в основе которого создается компьютерная модель со всей необходимой информацией об объекте. Итак, Building Information Model – это виртуальная модель сооружения, в которой каждая деталь связана с базой данных и имеет подробное описание своих характеристик (материал, размеры, технология монтажа, долговечность, стоимость, и т.д.) [2]. Впервые термин был использован архитектором в области строительных приложений Филом Бернштейном [3].

В наши дни информационные модели зданий очень актуальны и широко применяются по всему миру.

Информационные модели зданий имеют множество функций, но в основном используются для: составления необходимой проектной документации, смет и строительных планов, принятия решений, оценки стоимости строительства, предсказания будущих качеств моделируемого объекта, выпуска чертежей на всех стадиях, заказа и изготовления оборудования и материалов, календарного планирования возведения здания, выбор оптимального варианта строительства, управления строительством сооружения, эксплуатации здания и средств технического оснащения, управления возведенным сооружением, проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания, демонтажа и утилизации здания. Из этих возможностей следует, что BIM остаётся актуальной на протяжении всего жизненного цикла здания, от создания модели до произведения его сноса

Положительные стороны BIM

Возможность технологии BIM справляться со всеми вышеперечисленными функциями обуславливается тем, что модель здания является объектно-ориентированной цифровой моделью как всего проектируемого сооружения, так и самого процесса его строительства. Это является одним из главных достоинств данной технологии. Обычно пользователь проектирует в два условных этапа, сначала объединенные блоки – первичные элементы проектирования (строительные изделия, элементы оснащения и все, что имеет отношение к зданию вне рамок стройплощадки), потом все, что создается непосредственно на самой стройплощадке (крыши, фундаменты, стены, фасады) [4]. Но во время создания модели или после он может изменять любые детали неограниченное количество раз и весь шаблон будет автоматически адаптироваться под новые параметры, меняя необходимые данные размеров, веса, углов наклона и т.д. [5].

---

Все это приводит к еще одному достоинству BIM технологии – многократному уменьшению вероятности ошибки, путем исключения человеческого фактора. При проектировании программа сама проверяет все вводимые архитектором данные, анализирует все возможные варианты построения и сообщает о возможных или совершенных ошибках. Сама модель предстает перед проектировщиком динамичным и постоянно развивающимся организмом, который способен адаптироваться под любые вносимые изменения и корректно адаптировать их под себя. Благодаря этой возможности даже большое количество сложных ошибок и неточностей при проектировании можно исправить за полчаса – час.

Во время использования BIM технологии пользователь, корректируя модель много раз путем ввода новых данных или изменения старых, может запрашивать у программы 4D модели и изображения в виде чертежей. Таким образом, архитектор может посоветоваться со своим коллегой о правильности принятия решения использовать определенные материалы или дизайны, показывая ему несколько вариантов сооружений с этими небольшими изменениями. Также проектировщик имеет возможность воспользоваться различными способами предоставления информации для отчетности: видеоматериалами, отражающими процесс моделирования; чертежами и картинками любых фрагментов проектируемого сооружения; документами и файлами для 3D печати; чертежными 2D и 3D моделями; всевозможными спецификациями, таблицами и ведомостями; документами с характеристиками и данными для изготовления какой-либо детали для строительства на станках, лазерных резках и других подобных инструментах.

Еще одним достоинством BIM технологии является налаженный процесс совместной работы большого количества сотрудников. Несколько пользователей в любой момент могут управлять данными модели и получить любую информацию об объекте, а также отслеживать актуальность проектной документации, менять пункты в техническом задании. Архитекторы одновременно могут проектировать разные части будущего сооружения, а потом наложить полученные шаблоны друг на друга слоями и получить готовую модель объекта.

Коммерческим достоинством применения информационного моделирования зданий является то, что большинство программ недорогие, и их могут использовать как крупные корпорации, так и небольшие по размерам компании. И при всем при этом они сокращают производственное время в десятки раз, способствуют ускорению процесса принятия решения и не допускают простоя оборудования благодаря тому, что строитель получает очень подробный план и не прерывает работу, чтобы задавать проектировщику вопросы. Хорошим примером этого достоинства служит строительство одного из корпусов Музея искусств в Денвере (Америка), при проектировании которого использовалась методология BIM. Это была модель с очень сложным дизайном, электрической и сантехнической системами. Но благодаря BIM технологии предполагаемый срок строительства сократился на 14 месяцев, что привело к снижению затрат на 400 000 долларов. А стоимость строительства американской высшей музыкальной школы New World Symphony со сложными дизайнерскими проектами музыкальной библиотеки, студии диджея, а также двадцати шести индивидуальных репетиционных аудиторий методология сократила с 200 до 160 миллионов долларов [6].

---

Отрицательные стороны BIM

Помимо бесспорных преимуществ, BIM технология имеет и существенные недостатки. Главным производственным недостатком является проблема объектно-ориентированной цифровой модели с функционированием в полной мере на различных платформах. Большинство информационных моделей зданий привязаны к определенной программе, и отсутствующий единый стандарт препятствует переносу информационной модели с одной программной платформы на другую без потери важной информации и данных. Поэтому архитекторам и проектировщикам необходимо уже на начальном этапе просчитать, подойдет ли им выбранное программное обеспечение на протяжении проектирования объекта и сопровождения на всем его жизненном цикле.

Хоть BIM технологии в основном и облегчают процесс проектирования, многие архитекторы сталкиваются с такой ситуацией, когда задуманный ими дизайн будущего объекта невозможно воплотить в определенной версии программы или в программной платформе в целом. Все дело в том, что проектировщики в своей профессиональной деятельности загнаны в определенные рамки программистов и зависят от их мастерства создания программ и понимания архитектуры в целом. К примеру, если архитектор хочет сделать замысловатый барельеф, возможность моделирования которого программой не предусматривается, то у него не получится осуществить свою задумку, так как программа, в которой он работает, будет выдавать сообщение об ошибке. Поэтому процесс проектирования всецело зависит от уровня развития программирования.

Очень важным аспектом для любой организации является и то, что опытные и профессиональные проектировщики с большим стажем работы в компании, которым доверяют самые важные заказы, могут не уметь работать с программами, основывающимися на использовании BIM технологии. А процесс их обучения займет немало времени, так как пользователю, который никогда не сталкивался с такого рода приложениями или вообще не привык пользоваться компьютером, будет непросто научиться в них работать с нуля и понять принцип работы многочисленных функций.

Но даже несмотря на долгий процесс обучения неопытного пользователя есть еще один недостаток в проектировании информационных моделей зданий, который негативно сказывается на проектировщика. Ему постоянно приходится перерабатывать, потому что уже на начальных стадиях, таких как «Создание концепции» и «Анализ возможностей», он уже должен сделать работу в объеме, равному стадии «Готовый проект». Это обуславливается тем, что при разработке модели, основанной на BIM технологии, предполагается пропускать многие моменты, которые архитектор, без наличия программы, делал бы на бумаге. Потому что само построение объектноориентированной модели предполагает практически сразу переходить к процессу моделирования самого объекта.

---

Итак, мы рассмотрели различные достоинства и недостатки данного метода построения информационных моделей зданий, выяснили, как работает данная технология, определили ее сильные и слабые стороны. Теперь, чтобы более полно оценить работоспособность методологии и ее актуальность в современном мире, проведем сравнительный анализ с другими схожими направлениями в информационном моделировании.

2 BIM проектирование в электроэнергетике

На сегодняшний день используемые инструменты должны сочетать в себе функциональность, производительность и в то же время предлагать интерфейс, понятный пользователю. Командой разработчиков компании CSoft Development в рамках комплексной системы трехмерного BIM-проектирования Model Studio CS создано решение, объединившее в себе широкий функциональный диапазон и простоту использования: Model Studio CS Электротехнические схемы.

2.1 Основной функционал Model Studio CS Электротехнические схемы

Программное решение Model Studio CS Электротехнические схемы включено в систему Model Studio CS и в качестве графической платформы использует nanoCAD Plus11.1, nanoCAD Plus20.1, nanoCAD Plus20.3, nanoCAD 21 или AutoCAD2017-2022. Функционал позволяет формировать однолинейные схемы 0,4 кВ, 6/10/35 кВ, СЭП подстанций 110-750 кВ, схемы принципиальные, схемы кабельных связей, подключения кабелей, схемы внешних электрических проводок КИПиА, схемы ИТС и многое другое.

2.2 Связь 3D-модели, иерархии и 2D-документации

По мнению команды разработчиков Model Studio CS, помимо информирования пользователя о появлении любых коллизий и указания на проектные ошибки, одной из главных задач программы для BIM-проектирования является обеспечение достаточности однократного ввода информации в модель. Необходимость повторного ввода исходных данных для проектирования следует исключить полностью. Иначе говоря, информация об оборудовании, единожды внесенная в 3D-модель, должна быть доступна на всех последующих этапах разработки модели и генерации документации, а состав модели должен оказывать влияние на наполнение и содержание исходящих документов и представлений. В Model Studio CS посредством технологии CADLibПроект реализована связь различных представлений модели и возможность пошаговой разработки комплектов рабочей документации на основе выполненных участков информационной модели (рис. 1).

---