Айбим / Просто о BIM: что такое, как работает, где применяется

В мировой практике под термином BIM (Building Information Modeling) подразумевают способ проектирования, строительства и управления сооружениями с помощью специализированного программного обеспечения, в результате чего создается информационная модель здания. Информационная модель также получила аббревиатуру BIM (Building Information Model). То есть BIM может обозначать и процесс, и модель. Но обычно, когда говорят «BIM», подразумевают именно процесс.

В российском законодательстве процесс обозначен понятием ТИМ (технология информационного моделирования), а трехмерная модель – ЦИМ (цифровая информационная модель).
О российских трендах в области BIM читайте в нашей статье

Хотя технология основана на построении трехмерной модели здания, BIM – это не только 3D-моделирование, а интеграция различной информации о здании — согласованной, скоординированной и взаимосвязанной. Она отражает весь жизненный цикл объекта: от проектирования и строительства до эксплуатации и демонтажа. Это своеобразный «справочник», которым можно управлять с помощью подходящей компьютерной программы (или комплекса программ).

BIM-технологии на жизненном цикле объекта

Цифровая информационная модель позволяет не только анализировать максимальное количество данных об объекте, но и визуализировать его элементы и детали в 3D, рассчитывать варианты их комплектации, определять номенклатуру материалов для закупки, виртуально тестировать характеристики при эксплуатации.

Возможности применения BIM-модели чрезвычайно широки. С ее помощью можно:

принимать взвешенные и обоснованные проектные решения,
рассчитывать узлы и компоненты объекта,
предсказать эксплуатационные качества будущего здания,
формировать проектную документацию,
составлять сметы и план строительства,
управлять возведением, эксплуатацией, реконструкцией, ремонтом, сносом и утилизацией здания.

В целом применение BIM (ТИМ) в строительной отрасли позволяет консолидировать разрозненные данные о частях объектов и получать доступ ко всей необходимой информации каждому сотруднику на проекте, вне зависимости от его специализации, целей и задач.

Алгоритм создания BIM-модели

Упрощено создание BIM-модели осуществляется по следующему алгоритму:

Заказчик формирует запрос на создание BIM-проекта
Заказчик прописывает техническое задание или информационные требования — EIR (Employer’s Information Requirements)
Исполнитель разрабатывает BEP-план реализации проекта (BIM Execution Plan)
Выполняется предпроект и первичная компоновка оборудования
Ведутся конструкторские работы
Выполняются проектные работы
Проект согласовывают у заказчика и в контролирующих инстанциях
Разрабатывается рабочая документация
Модель передают в строительство
В течение жизненного цикла объекта ведется актуализация модели
Заключительный этап — архивирование модели

Заказчику нужно получить качественную, геометрически корректную и наполненную информацией модель, чтобы сформировать базу данных о строящемся объекте. Для этого составляют требования к информационному моделированию — EIR. Этот документ станет таким же приложением к договору, как и основное техническое задание (ТЗ) на проектирование.

Над созданием BIM-модели в единой среде трудятся разные специалисты: инженеры, технологи, архитекторы. Порядок их взаимодействия между собой фиксируется в разделе BEP. В документе утверждаются:

определенные версии ПО,
системы координат для разных разделов проекта (например, для инженерного оборудования и сетей, архитектурных решений), чтобы можно было корректно собрать сводную 3D-модель.

Важно, чтобы проектировщик мог прозрачно описать исключения и отклонения от ТЗ, которые он предлагает заказчику. Это необходимо, чтобы стороны смогли прийти к единому мнению по техническим вопросам, так как заранее предусмотреть все нюансы проекта проблематично. Проектировщик также может расширить параметры экспорта в другие форматы, указанные в ТЗ, чтобы использовать их для внутренних нужд или в случае появления новых требований в процессе работы. Проектировщик в этом же разделе описывает, каким образом можно проверить модель на соответствие требованиям ТЗ.

Процесс создания BIM-модели реального объекта очень сложный и долгий, и его условно можно разделить два больших этапа.

Проектировщики разрабатывают первичные строительные элементы (несущие и архитектурные элементы, инженерные сети) и участки строительной конструкции на стройплощадке (фундамент, несущие стены, кровля, фасад). Чем больше информации и выше детализация, тем точнее формируется и выпускается проектная и техническая документация, спецификации и ведомости объёмов работ. Для автоматического создания ведомостей мы используем Larix.EST.

Основной этап выполнения плана проекта – моделирование, который содержит информацию о системе наименований и деления на уровни проработки элементов модели, приёмах моделирования, принятых проектировщиком. То есть при проектировании оцениваются и сравниваются различные варианты проектных решений, имитируются реальные процессы и воздействия, используются методы вращения, выдавливания, наращивания, полигонального моделирования, принимаются решения о выборе альтернатив.

Скачать чек-лист для "Как перейти на BIM"

Нажимая на кнопку “Скачать” вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Создание информационной модели можно разделить на следующие шаги:

Создание архитектурной модели здания на основании концепций, планов и архитектурно-проектных решений. Архитектурная модель служит своеобразным эскизом, обликом будущего сооружения, который в процессе проектирования наполняется всеми необходимыми элементами

Загрузка архитектурной модели в специализированное ПО, которое ведет расчет всех конструкционных элементов, создает рабочие чертежи, подготавливает сопроводительную документацию, осуществляет расчет стоимости и итоговой сметы

Расчет инженерных сетей, ввод итоговой схемы расположения в конструкционный макет здания с учетом различных спецификаций (теплопотерь, норм освещенности и пр.)

Разработка проекта организации строительства (ПОС). Включает расчет временных затрат на возведение здания и проведение коммуникаций

Ввод и структурирование данных, технологической, экономической и иной информации. Например: массогабаритные параметры, материал изготовления изделий (элементов), технические характеристики, сведения из спецификаций на оборудование, покупные комплектующие, особенности в обработке изделий и т.п.

Проверка, контроль и анализ состояния BIM-модели и всей сопроводительной документации в едином рабочем пространстве. Здесь работают все ответственные лица — заказчик, проектировщик, подрядчик

Создаваемая BIM-модель проходит автоматизированную проверку на потенциальные ошибки (коллизии) в элементах конструкций. Мы на этом этапе работаем в Larix.Manager. Коллизии затрудняют строительство и эксплуатацию здания, создают множество рисков, вплоть до обрушения. Устранив недоработки еще на этапе проекта, можно сэкономить значительные средства.

Решение проблем строительства с помощью BIM

На этапе строительства BIM (ТИМ) используется в первую очередь для того, чтобы следить за соблюдением технологии и сроков строительно-монтажных работ (СМР), рассчитывать ресурсоемкость, выявлять отклонения от плановых сроков и бюджетов.

В ходе строительства:

Заказчик контролирует все изменения, которые вносятся в BIM-модель, а также проверяет их на соответствие требованиям нормативно-технической документации. Сама документация готовится на этапе строительного контроля.
Подрядчик обеспечивает требуемое качество работ, необходимое количество материально-технических ресурсов и соблюдение плановых сроков.
Проектировщик проверяет соответствуют ли строительно-монтажные работы проектной, рабочей документации и требованиям технических регламентов. На этапе строительства такой вид контроля называется авторским надзором.

Также с помощью BIM-технологий реализуется строительный контроль. При этом создается исполнительная 3D-модель здания, которую сравнивают с исходной (проектной) трехмерной моделью. Затем их объединяют, чтобы выявить фактические отклонения. Полученные данные используют для разработки эксплуатационной 6D-модели и оформления исполнительной и эксплуатационной документации.

Какие преимущества несет использование технологии информационного моделирования BIM?

Одновременная работа разных специалистов (архитекторов, инженеров, строителей) в среде общих данных (СОД). Все участники имеют доступ к актуальной информации, их коммуникация становится более прозрачной, быстрой и эффективной. Исчезает проблема дублирующихся файлов и устаревших данных.

Российские продукты для организации среды общих данных мы описали в статьях: Как заменить BIM 360. Программы для организации СОД и ИДО и SAREX – новая система для организации инженерного документооборота.

- Планирование, управление и контроль проекта на всех его этапах, что исключает задержки по срокам и перерасход ресурсов.

- Создание календарных и сетевых графиков производства работ c использованием 4D-моделей.

Для этих целей мы используем российскую разработку – платформу Plan-R.

- Оценка технологии оптимального производства и исполнимости сроков строительно-монтажных и пуско-наладочных работ.

3D- и 4D-модели помогают визуализировать проект и предугадывать возможные риски, выявлять пространственно-временные коллизии.

Снижение расходов за счет моделирования финансовых потоков с использованием 5D-моделей (например, в Larix.EST).

Обнаружение дефектов и ошибок как до начала строительства, так и в ходе выполнения строительно-монтажных работ. Технология позволяет проводить анализ строительной площадки для предотвращения аварий или несчастных случаев — через оптимальное размещение и контроль элементов, обеспечивающих охрану труда и безопасность (ограждения опасных зон, леса, пожарные гидранты и т.п.).

Повышение эффективности использования здания на протяжении всего жизненного цикла. С помощью BIM создается 6D-модель (цифровой «двойник» здания), включающая всю актуальную инженерно-техническую информацию об оборудовании, материалах, сроках службы, системах мониторинга и обслуживания.

Сегодня мало кто использует BIM-модель на этапе эксплуатации. Как правило, эксплуатирующая организация, принимая объект, получает вместе с ним исполнительную BIM-модель, наполненную различной информацией (сроки планового и капитального ремонта, износа и замены элементов и оборудования, сведения об амортизации).

В итоге эксплуатирующая организация сама должна сформировать качественную эксплуатационную 6D-модель, способную встраиваться в системы сбора данных и оперативного контроля, в том числе с использованием IoT-устройств. Цифровой «двойник» здания позволяет оптимизировать бюджет на содержание объекта во время его эксплуатации: с его помощью можно предсказать возможные расходы и контролировать исправность систем жизнеобеспечения.

Читайте подробнее в нашей статье: Цифровой двойник здания – новый этап в развитии строительных технологий

Применение BIM для разных участников проекта

Информационное моделирование позволяет более точно проектировать, оптимально выполнять строительные работы, а также эффективно эксплуатировать здание на протяжении всего жизненного цикла, что увеличивает его долговечность и снижает издержки на обслуживание.

С помощью BIM заказчик может	полностью визуализировать объект еще до начала стройки, максимально точно рассчитывать стоимость проекта и управлять его рисками, контролировать проектирование и строительство в режиме реального времени, принимать своевременные управленческие решения, получить цифрового «двойника» объекта для обслуживания, реконструкции, демонтажа.
С помощью BIM проектировщик может	автоматизировать рутинные операции, быстрее вносить изменения в рабочую документацию, минимизировать ошибки благодаря визуализации элементов модели или 3D-элементов, проверять проект на коллизии до того, как начнется стройка (например, в российском ПО Larix.Manager), работать совместно с другими специалистами в 3D, упростить коммуникацию с заказчиком, органами экспертизы, подрядчиками, проверять на соответствие ГОСТам, строительным нормам и правилам, защитить результаты проектирования при передаче заказчику.
С помощью BIM строитель может	наглядно представить итоговый результат — готовое здание, «увидеть» применяемые технические решения, соотносить процесс строительства с календарным графиком через функционал визуализации, ставить задачи и сроки их выполнения, узнавать о текущих неполадках и возникающих изменениях, наполнять информационную модель электронной нормативно-технической документацией, выгружать материалы для производственно-технического отдела нажатием одной кнопки, взаимодействовать с проектными организациями в режиме реального времени, вносить и согласовывать корректировки в проект прямо на строительной площадке, выгружать исполнительную документацию из BIM-модели.
С помощью BIM эксплуатирующая организация может	видеть необходимую техническую документацию непосредственно на строительных элементах BIM-модели, в любом формате принимать заявки о неполадках на объекте с привязкой к конкретному расположению, быстро находить и устранять неполадки, осуществлять текущее техническое обслуживание объекта.

ГОСТы и СП по BIM. Законодательное регулирование

Во многих зарубежных странах уже в начале 2000-х годов для BIM была сформирована нормативно-правовая база, что дало мощный импульс для распространения технологии в области государственного и частного строительства.

Использовать BIM в России начали около 12 лет назад. Разработкой моделей занимались единичные компании — в основном московские застройщики. При этом термин «информационная модель объекта капитального строительства» появился в Градостроительном кодексе намного позже — в 2019 году.

Официальный перечень терминов, связанных с BIM (ТИМ), можно посмотреть здесь.

На сегодняшний день применение ТИМ в строительстве регулируется Градостроительным кодексом, десятками постановлений, распоряжений, приказов, ГОСТов и сводов правил (СП). Прежде всего это:

действующие СП 328.1325800.2020 и СП 333.1325800.2020, в которых прописано большинство терминов, связанных с ТИМ;
ГОСТ Р 10.00.00.00–2023 «Единая система информационного моделирования. Основные положения»;
постановления Правительства РФ № 331 и № 2357;
Классификатор строительной информации (КСИ);
XML-схемы в качестве элемента информационной модели (ГОСТ Р 10.0.02-2019);
требования к формату электронных документов для обмена между участниками градостроительной деятельности (постановление Правительства № 1431).

В августе 2023 года Минстрой РФ представил на обсуждение проект приказа, который внесет изменения в Методику определения сметной стоимости № 421/пр. В частности, предложено прописать особенности затрат, связанных с применением ТИМ, и формулу их расчета.

Читайте подробнее в нашей статье Цифровизация строительства: помогают ли принятые законы?

Программное обеспечение для BIM-моделирования

Программных решений, реализующих BIM-подход в строительстве, очень много — как зарубежных, так и российских.

Несмотря на уход иностранных вендоров с российского рынка, их ПО продолжает использоваться. У российских компаний либо есть уже купленные действующие лицензии, либо они приобретают их через свои зарубежные дочерние предприятия. Некоторые предприятия прибегают к «пиратству».

Наиболее востребованное зарубежное ПО:

AUTODESK REVIT. Система автоматизированного проектирования. Обеспечивает совместную работу разнопрофильных специалистов. Импортирует, экспортирует и связывает данные в нескольких форматах. В рамках общего информационного пространства Revit Server осуществляется взаимодействие с инвесторами, подрядчиками, заказчиками.
ARCHICAD. Самое популярное программное обеспечение среди архитекторов. Использует технологию Virtual Building™. Позволяет работать со всеми частями проекта. Изменения видны каждому участнику. Обладает набором универсальных инструментов для моделирования. Поддерживает функции импорта и экспорта данных.
Tekla Structures. ПО для информационного моделирования объектов промышленного и гражданского строительства. Обеспечивает коллективную работу специалистов разного профиля. Дает возможность работать с проектами больших размеров, имеющими высокую степень детализации.
Tekla BIMsigh. ПО для совместного моделирования. Объединяет модели, созданные разными пользователями, и отслеживает несоответствия и конфликты.
MagiCAD. ПО для проектирования внутренних инженерных систем. Интегрирован с Autodesk Revit и AutoCAD. Имеет доступ к сотням тысяч моделей оборудования для инженерных систем от ведущих производителей.
AutoCAD Civil 3D. ПО для проектирования объектов инфраструктуры (железные дороги, автомагистрали, аэропорты) без ограничения в размерах. Позволяет организовать совместную работу. Есть функции визуализации и анализа элементов.
Allplan. BIM-платформа связывает все разделы проектирования. Позволяет менять размеры элементов на любом этапе работ без редактирования геометрии. Располагает большим количеством дополняемых библиотек.
GRAPHISOFT. Это BIM-сервер для организации совместной работы проектных групп с большими файлами. Главное преимущество — возможность работать автономно или удаленно.

Отечественное ПО:

Renga Architecture. BIM-платформа для комплексного проектирования. Используется архитекторами, конструкторами, инженерами. Предлагает готовые каталоги оборудования и материалов. Механизм синхронизации позволяет работать только с актуальной моделью. Создаваемая документация соответствует российской нормативной базе.
NanoCAD. ПО для проектирования и моделирования сооружений различной степени сложности. Работает с базами данных. Имеет узкоспециализированные приложения (Электрика, СКС, ОПС, ВК, Отопление и т.п.).

На сайте Минстроя можно найти свежий (от 31.08.2023) Перечень российского ПО для субъектов градостроительной деятельности в соответствии с данными единого реестра российского программного обеспечения.

Подробнее про российское ПО в сфере ТИМ читайте в нашей статье: Импортозамещение для реализации технологии информационного моделирования