BIM уже несколько лет считается главным трендом в цифровизации строительства на всех рынках. Однако нельзя по-прежнему сказать, что его распространение стало глубоким и охватило все этапы строительства. Внедрение этой технологии на практике оказывается не настолько простым и требует ряда условий и определенной подготовки. Мы регулярно отслеживаем ситуацию по этой технологии и обновили наш материал с учетом новых вводных в мире и ряда фактов, которые повлияли на вектор этого тренда.
Что такое BIM
BIM является аббревиатурой английского Building Information Modeling и представляет собой технологию информационного моделирования.
Данная технология позволяет моделировать любые строительные объекты, включая здания, железные дороги, мосты, тоннели, порты и т.д. Сходство BIM и 3D-моделирования заключается в том, что в обоих случаях проект здания выполняется в трехмерном пространстве. Но в отличие от 3D- модели, BIM напрямую связан с базой данных. Такая модель включает в себя не только несущие линии и текстуру материалов, но и другие данные (технологические, экономические и прочие), которые имеют отношение к зданию. Например, BIM учитывает физические характеристики объекта, варианты размещения в пространстве, стоимость каждого кирпича, плафона, трубы.
BIM позволяет представить здание как единый объект, в котором все элементы связаны и взаимозависимы. В случае если какой-то показатель системы изменится, система пересчитает остальные данные. С технологией информационного моделирования, обладая лишь исходными данными объекта без реальных свойств, возможно предсказать будущие свойства и характеристики объекта. Более того, при помощи BIM можно просчитать процессы, которые будут происходить в уже построенном объекте. Происходит это следующим образом: вся информация о здании, материалах, способе его использования, климате и других факторах переносится в цифровой вариант, после чего система просчитывает возможные варианты развития событий.
BIM находится на стыке различных дисциплин. С помощью данного метода моделирования в одном проекте можно объединить всеобъемлющие данные по архитектуре, дизайну, инженерным, экономическим решениям и многое другое, что в комплексе позволяет избежать ошибок, увеличить окупаемость и эффективность проекта. Данные вносятся в соответствии с установленными стандартами, являются точными и обновляются регулярно. Одно из главных преимуществ модели — сокращение времени и расходов со стороны заказчика, а также возможность исправлять и улучшать проект на первых этапах его формирования.
Технология информационного моделирования делает заказчика полноправным участником строительства. Он может визуализировать то, каким будет объект и вносить коррективы по ходу работы. Ни один 2D-чертеж не предоставит такой реалистичной картинки будущего здания, как это возможно при BIM-моделировании. Бывает так, что задумка архитектора, дизайнера или заказчика не всегда выполнима на практике, и только в BIM модели это можно увидеть на первоначальных этапах проектирования. При таком типе проектировки еще не построенное здание “оживает” на экране, делая заметными любые недочеты и возможные проблемы.
Для эффективной работы модели необходимо создать единую информационную среду, которая сможет обеспечить моментальный доступ к данным всех участников проекта. К цифровой BIM модели привязан огромный массив данных, включая график работы, геолокацию, финансовые отчеты. Современные мобильные приложения способны воспроизводить виртуальную реальность, позволяющую воссоздать строительный объект в реальных условиях и оценить ход строительства, находясь при этом в любой точке мира.
Читайте также: Тренды в строительстве 2023, которые повлияют на будущее отрасли
BIM исторический обзор
Идея BIM-моделирования берет свое начала с 1970-х годов. Словосочетание “строительная модель” впервые упомянул в 1985 году Саймон Раффл, а впоследствие Роберт Айш — разработчик программного обеспечения, которое использовалось для реконструкции аэропорта Хитроу. Понятие “информационная модель здания” было впервые упомянуто в нынешнем значении в статье “Modelling multiple views on buildings” Г. А. ван Недервина и Ф. П. Толмана.
В широкий обиход данный термин вошел только в 2002 году и начал использоваться для названия цифрового представления строительного процесса. Родоначальниками современных BIM программ были приложения RUCAPS, Sonata и Reflex, ArchiCAD. На сегодняшний день ключевые игроки мирового рынка информационного моделирования зданий — это Autodesk, Bentley Systems, Dassault Systemes, AECOM, Asite Solutions, Beck Technology, Nemetschek, Pentagon Solutions, Trimble Navigation, Synchro Software.
Согласно с отчетом EMR, мировой рынок BIM в строительстве в 2021 году оценивается в $3,3 млрд. В 2023-2028 годах прогнозируется рост на 15,20% и к 2027 году он достигнет $7,6 млрд. А по последним исследованиям, ожидается, что к 2030 году рынок BIM достигнет $52,5 млрд.
В 2022 году многие компании, специализирующиеся на BIM-технологиях, стали запускать свои продукты, чтобы расширить свое географическое присутствие и обновить технологии. На данные момент, среди ключевых игроков на рынке BIM выделяются: Autodesk Inc., AVEVA Group, Bentley Systems, Hexagon AB, NEMETSCHEK, Oracle Corporation, Procore Technologies, Inc., Trimble, Inc., Vectorworks, Inc. и Vizerra SA.
Таким образом, рынку BIM-проектирования прогнозируют рост и масштабирование в ближайшие годы.
В Казахстане также взяли курс на цифровизацию в строительстве. РК в 2023 году окончательно перейдет на BIM-технологии: уже в первом квартале ожидается введение требования по обязательному применению ТИМСО (аббревиатура для BIM в Казахстане) для технологически сложных объектов.
А с 2025 года года информационное моделирование станет обязательным для технически сложных объектов. Пока ведутся пилотные проекты, на основе которых проведут актуализацию нормативной базы.
Источник фото: https://profitday.kz/pdf/construction2022/04.pdf
В 2023 году речь идет о внедрении BIM для 24 наименований объектов включая здания высотой более 10-12 этажей, а также бюджетных объектов, таких как школы, детсады, поликлиники. В целом, несмотря на то, что цифровизация в Казахстане строительства идет полным ходом благодаря господдержке, на сегодня строительная отрасль Казахстана цифровизована лишь на 5%.
Большинство застройщиков до сих пор работают на бумаге. Особенно проблемы в цифровизации наблюдаются во внутреннем документообороте строительных компаний. А зрелость BIM технологии в Казахстане можно определить как 0 уровень.
Однако в его развитии заинтересовано государство, которое выступает локомотивом цифровизации отрасли. Вместе с тем, технологию информационного моделирования использует в своей работе практически половина компаний, а 12% планируют начать работу с ТИМСО.
Читайте также: BIM-технология: уровень распространения в 7 ведущих странах
Уровень использования BIM технологии в Казахстане
Источник фото: https://profitday.kz/pdf/construction2022/04.pdf
Чаще всего при работе с 3D-моделью в Казахстане используют четыре типа ПО, что составляет порядка 70% рынка: AutoCAD, ArchiCAD, Autodesk Revit, Autodesk 3ds Max. Также применяется КОМПАС-3D и АBC. Всего остальные программы занимают незначительную долю рынка.
Источник фото: https://profitday.kz/pdf/construction2022/04.pdf
Однако темп цифровизации строительной отрасли России претерпел изменения из-за санкций, вызванных российско-украинской войной. В декабре прошлого года правительство РФ утвердило дорожную карту по использованию BIM, а 85% участников строительного рынка России начали работу над внедрением технологии.
По данным Tadviser, по состоянию на март 2021 года число застройщиков, использующих BIM-технологии, выросло 7 до 12%. А в 2022 году прирост инвестиций в BIM вырос в 4 раза. В марте 2023 года застройщиков ждет обязательный переход на BIM для объектов капитального строительства, которые строят за счет бюджетных средств. Но в связи с санкциями ушли многие иностранные вендоры. А как раз иностранные IT-решения превалировали на рынке. В связи с этим сейчас происходит переориентация рынка, поиск оптимальных решений. Прогнозируют, что продукты российских компаний смогут закрыть потребности рынка в 2024 году.
Читайте также: Внедрение BIM в России
Несмотря на сложности, крупные застройщики продолжают курс внедрение BIM-технологий, а вот более мелкие и региональные компании затормозили этот процесс. Это приводит к разрыву между цифровизацией крупных игроков строительного рынка и небольших региональных компаний. Еще одна проблема, с которой столкнулся рынок в этом году, дефицит кадров, которые могут работать с BIM-технологией.
Основные BIM-технологии – тренды 2023 года
В 2022 году в сфере BIM наметился ряд главных трендов, в частности, использование искусственного интеллекта, применение цифровых двойников, облачных технологий, которые позволяют специалистам вместе одновременно работать над проектом, автоматизация процессов, моделирование энергоэффективных зданий.
В целом же, BIM даже в экономически сильных странах работает в экспериментальной форме — процесс внедрения цифровых технологий в строительстве не быстрый по ряду причин. Однако все равно прослеживается ускорение в цифровизации отрасли и большая заинтересованность застройщиков в современных долгосрочных решений, таких как строительное информационное моделирование.
Согласно основным результатам исследования, проведенного компанией Dodge Data and Analytics, некоторые из заявленных преимуществ использования BIM включают:
- 5% снижение конечной стоимости строительства
- 5% увеличение скорости строительства
- 25% увеличение производительности
- 25%-ное сокращение потребности в рабочей силе.
Согласно последним исследованиям, ожидается, что к 2030 году рынок BIM достигнет $ 52,5 млрд. Однако из-за постоянно развивающейся природы технологий в строительной отрасли постоянно появляются новые тенденции BIM.
По данным Viewpoint, за последнее десятилетие наблюдается значительный рост внедрения программного обеспечения BIM: 73% строительных компаний сообщили, что они знают о BIM и используют его в своих компаниях, что значительно возросло по сравнению с 11% в 2011 году.
По оценкам ООН, к 2050 году население Земли достигнет 9,8 миллиарда человек, и для того, чтобы удовлетворить потребности в жилье и устойчивом развитии в условиях быстрого роста населения, внедрение программного обеспечения BIM повысит эффективность строительных процессов и даст возможность собирать важные данные в процессе строительства.
1.Развитие уровней BIM
В настоящее время BIM, как показало исследование PlanRadar, в Европе используется в основном как инструмент проектирования. BIM считается отраслевым эталоном в проектировании, 88% архитекторов и дизайнеров подтверждают его бесспорную выгоду.
Но это программное обеспечение способно на гораздо большее, чем просто проектирование. Другое дело, что для раскрытия потенциала этой технологии важно применять ее на всех этапах, а значит, иметь подготовленную единую стандартную среду, специалистов, которые могут работать на всех стадиях жизненного цикла здания – группами строительства, эксплуатации, технического обслуживания и закрытия проекта.
На данный момент около 84% проектировщиков, работающих с BIM считают, что он устраняет ненужные переделки, 60% утверждают, что он позволяет раньше подключить цепочку поставок материалов, а 69% говорят, что BIM сокращает отходы материалов.
Тем не менее, BIM часто недостаточно используется за пределами своих возможностей проектирования. 41% строительных компаний используют BIM в ограниченном виде, но только 14% верят, что она поможет быстрее завершить проект.
2.Цифровые двойники
Такой тренд, как цифровые двойники или виртуальное представление физических сооружений или производств, процессов или систем, помогает предвидеть будущие проблемы при проектировании и строительстве. Предвидя будущие потенциальные проблемы, можно снизить риски. Цифровой двойник воспроизводит точно все процессы, операции, помогает прогнозировать изменения или ошибки, что обеспечивает эффективность бизнес-процессов
Поскольку компании, занимающиеся строительством, автоматизируют свои процессы, тренд цифровых двойников будет продолжать развиваться.
3.Устойчивое развитие
Устойчивое развитие и охрана окружающей среды – вот что сейчас на слуху, и строительная отрасль также продвигается в направлении создания устойчивой инфраструктуры. Архитекторы все чаще интегрируют окружающую среду в свое строительство, чтобы оно соответствовало их “зеленым” требованиям.
Устойчивость – это не только конечный продукт. На самом деле, устойчивость должна поддерживаться на протяжении всего процесса строительства. И BIM помогает компаниям обеспечить устойчивость, позволяя инженерам, дизайнерам, строительным экспертам и поставщикам изучить проект до начала строительства.
4.Совместимость с другими ПО
Когда компании реализуют крупные проекты, становится критически важным интегрировать другое программное обеспечение с BIM. В будущем совместимость и простая интеграция станут движущими силами успеха BIM. Мы не ошибемся, если предположим, что в течение следующего десятилетия BIM будет оснащен оборудованием для интеграции с AR/VR, IoT, Big Data, AI и 3D-печатью.
BIM моделирование: этапы
Ввиду того, что BIM-моделирование относительно новая технология, не все специалисты до конца понимают его суть. Если не углубляться в детали, то объемное моделирование здания формируется из отдельных “кубиков” информации и включает:
- Конструктивные элементы здания, такие как колонны, стены, фундамент, лестницы, крыши и т.д. Они, в свою очередь, создаются из конструктивных элементов, которые содержатся в базе данных BIM-проекта или формируются архитектором в процессе проектировки.
Подобный подход позволяет с легкостью сформировать здание (или другой строительный объект) из отдельных элементов стен, выбранных из “библиотеки”. К примеру, вы хотите создать модель подвала и первого этажа. Для этого вы выбираете конструктивный элемент под названием “фундамент”, к нему добавляете следующий необходимый элемент “перекрытие”, а затем — “стены”. Таким образом, вы создали фрагмент здания в объемной проекции. При этом, данная модель будет содержать не только линии чертежа, но и полную информацию о стенах, которые вы выбрали: какого они цвета, марки, какой тип наружной облицовки и т.д.
По факту, проектируя фрагмент информационной модели здания, вы автоматически получаете план подвала и первого этажа в 2D и в 3D-форматах. Также вы можете сразу увидеть, как будет выглядеть фасад данной части здания и просмотреть его в разрезе. Вам не нужно будет каждый раз поднимать все чертежи проекта в AutoCAD программе, чтобы увидеть, что содержит данный фрагмент здания, потому как каждый элемент, “кирпичик” постройки уже с максимально полной информацией, благодаря чему спецификация объекта происходит мгновенно и автоматически.
Вот еще один пример не самой сложной работы — установки окна — в традиционной и BIM моделях:
Традиционный вариант. Чтобы включить окно в строительный чертеж, проектировщику нужно найти ГОСТ требования, выбрать подходящее окно и перенести на чертеж точный размер проема. Так получается рабочий чертеж с оконным проемом. А далее требуется составить спецификацию окна. Это если коротко. Построение работы таким образом неэффективно и времязатратно.
BIM-моделирование. Проектировщик выбирает нужное окно в “библиотеке” данных. На чертеже отмечается место, где будет расположено окно. Затем, буквально одним щелчком на чертеже появляется изображение окна с максимальным информационным наполнением. Автоматически подтянутся все данные об этом окне, которые содержатся в базе данных. А дальше происходит следующее: данное окно задает стене параметры нужного проема. После этого в вашем Проекте появится информация о том, какие элементы нужно заказать для выполнения данной части строительных работ, то есть размер, тип окна, фурнитура, пена для монтажа, отделка и т.д. И все это с выведением актуальной цены на данные материалы/услуги.
Как функционирует BIM: этапы от проектирования и до стройки и эксплуатации
Работа с BIM-моделью проводится в несколько этапов.
Проектирование. Для начала создается 3D-модель постройки с планами, разрезами, видами. При помощи специального конструктора, данная модель вносится в программу, которая рассчитывает параметры всех элементов строительного объекта. Обширная база данных позволяет получить все рабочие чертежи, спецификацию, информацию об объеме будущих работ, планируемых затратах. На стадии проектирования также производится расчет инженерных и энергетических сетей, тепловые потери и уровень естественного освещения с учетом характеристики местности, рельефа, грунта и т.д. Начальная информационная модель здания дополняется логистическими данными, определяющими сроки доставки материалов, наиболее выгодные варианты доставки. BIM-моделирование позволяет также планировать социальную инфраструктуру и транспортную сеть в районе застройки. На завершающем этапе проектирования составляется детальный план работ и график их выполнения, определяется необходимое количество техники и ресурсов для выполнения работ.
Строительство. На данном этапе BIM-проектирование позволяет отследить состояние и ход выполнения работ. С его помощью возможно контролировать расходы средств и то, насколько реализовывается заложенный бюджет. BIM предоставляет информацию обо всех управленческих решениях и изменениях в строительстве в реальном времени.
Эксплуатация. После завершения строительства при помощи датчиков информационная модель может продолжить собирать нужные данные о здании, контролируя его функциональность и предсказывая потенциальные аварийные ситуации. Используя BIM, можно вести учет оборудования, контролировать гарантийные обязательства, а также расход ресурсов. Возможна интеграция с BMS-системой объекта. Более того, BIM-моделирование может быть полезно и для управления недвижимостью: данная модель позволяет вести учет аренды, сдачи помещений, плановых ремонтных работ, взаимодействий с различными инстанциями. Оценка управления, технический аудит, разработка плана развития строительного объекта — это и не только возможно при помощи BIM-проектирования.
Преимущества внедрения BIM:что дает использование моделей
Основным преимуществом внедрения BIM-моделирования является результат работы. Строительные объекты, построенные с применением BIM, отличаются хорошим качеством застройки, архитектурой, продуманной инфраструктурой, удобством и безопасностью. Также данная модель позволяет сократить время и расходы на разработку, избежать возможных ошибок при строительстве, рационально распределить человеческий и материальный ресурс.
BIM-проектирование может быть использовано для разных целей, например:
3D-визуализация. Теперь проектировщик, архитектор или заказчик имеет возможность увидеть 3D-модель будущего здания во всех деталях, а также распечатать ее на 3D-принтере, тестировать и вносить улучшения до начала реального строительства.
Хранение всех данных о проекте в одном месте. Вся информация и чертежи проекта взаимосвязаны и находятся в одной программе. Любое изменение какого-либо показателя автоматически отражается на других элементах информационной модели здания.
Комплексное управление данными проекта. В традиционной модели генеральный план постройки обычно включает в себя множество проектных решений в виде чертежей и отдельной документации. В BIM-модели все данные объединены в одной программе или файле и доступны в реальном времени.
Читайте также: Преимущества BIM перед традиционным проектированием
Как используется BIM в строительстве
Кроме проектной визуализации и архитектурно-конструкторского этапа проработки с учетом множества составляющих, BIM-технология решает и технологические, и экономические задачи в будущем рабочем проекте. С ее помощью просчитывается точная смета задолго до старта реального строительства на выбранные материалы, их доставку, доставку готовых конструкций или модульных частей, а также затраты на рабочую силу или роботизированные процессы.
Такие просчеты и наглядные сметы дают архитекторам сделать объективный выбор, учитывая бюджет и цели объекта, и искать альтернативы, чтобы снизить затраты. Это может касаться как и времени закупки материалов, так и выбора экономичных материалов, а также выбора в пользу собранных готовых конструкций или наоборот, 3D- печати на месте. Можно просчитать выгоду применения человекочасов или роботизированных механизмов, применение дронов. Все задуманное в проекте благодаря оцифрованным данным и программам, умеющим анализировать и подбирать нужное согласно алгоритмам, можно увидеть в четких расчетах и, самое главное, в трехмерной модели, которая «подвижна» и меняется в зависимости от выбора тех или иных компонентов.
Оптимизация затрат и времени — одно из главных достоинств применения BIM-технологии. В конечном счете, чем быстрее завершится строительство, тем дешевле оно будет. Любые ошибки или просчеты приводят к продлению процесса, а значит, увеличению расходов. А применяя BIM на этапах строительства и эксплуатации — самые расходные этапы — можно существенно снижать затраты. А чем скорее объект будет сдан в эксплуатацию, тем быстрее начнется окупаемость инвестиций.
BIM в эксплуатации
BIM-проектирование может также быть полезно в процессе эксплуатации строительного объекта. Во многих развитых странах применение технологии BIM к существующим зданиям и сооружениям становится приоритетом. Преимуществом использования BIM в эксплуатации является возможность:
- Применять изменения к существующей конструкции объекта
- Переоснащать строительный объект новым оборудованием, которое поможет улучшить качество эксплуатации
- Следить за состоянием строительных объектов и предпринимать меры в случае необходимости реставрации или ремонта
- Наладить максимально грамотную эксплуатацию здания с технологической и экономической точки зрения
BIM в зеленом строительстве
Green BIM – это использование технологии BIM в зеленом строительстве для анализа климатических условий, моделирования инженерных систем, оценки жизненного цикла здания и его оптимального с экономической и экологической точки зрения функционирования. Так, в частности, Green BIM помогает определить оптимальную ориентацию строительного объекта по отношению к сторонам света, анализирует освещенность, возможность использования солнечных батарей и ветрогенераторов, уровень потребления воды, создание и контроль инженерных систем, которые смогут обеспечить максимальный комфорт. Green BIM позволяет спроектировать максимально идеальный проект, что позволяет снизить затраты и время на реализацию.
OpenBIM — это современная концепция взаимодействия, которая доступна для всех работников АИС отрасли, а также разработчиков ПО. Она призвана сделать сотрудничество профессионалов открытым, понятным и не зависящим от платформы Часто в процессе проектирования строительного объекта задействованы различные специалисты, работающие с разными инструментами и программами. Открытые форматы – наиболее эффективный способ взаимодействия друг с другом. Они позволяют передавать информацию, независимо от того, каким ПО пользуются специалисты. Самый распространенный открытый формат — это IFC, позволяющий передавать информацию без ограничений и потерь. OpenBIM позволяет:
Использовать в работе персональный набор программ и инструментов, который лучшим образом решает поставленные задачи.
Вместо необходимости настраивать сложный универсальный BIM-файл, с OpenBIM менеджеры проектов могут работать с отдельными моделями, созданными в разных программах, контролируя таким образом отдельные части проекта. Взаимодействовать без потери данных, использовать данные информационной модели на всем жизненном цикле здания.
Как работает BIM в PlanRadar
Решение openBIM PlanRadar призвано создать единую среду данных и объединить всех участников строительно-инвестиционного процесса: заказчика, застройщика, генпроектировщика, подрядчиков, субподрядчиков по проектированию, логистов, поставщиков.
Главное преимущество проекта PlanRadar и цель – это эффективный и удобный набор специализированных инструментов для совместной работы целой команды, доступных в любое время с любого девайса. В реальности удаленной работы и ведении разных объектов в разных частях мира облачный сервис выигрывает у любого десктопного решения.
Работать с openBIM очень легко: полная BIM-модель объекта доступна за секунду, нужно лишь перетащить файл в проект PlanRadar. Наше программное обеспечение позволяет загружать IFC-файлы, экспортированные из Revit, ArchiCAD, AllPlan, Navisworks и других программ. Среди других преимуществ openBIM решения мы можем назвать следующие:
Возможность использовать чертежи и объемные модели в автономном режиме — без доступа к Интернету.
“Режим ходьбы” дает буквально погрузиться в виртуальную реальность и осуществить просмотр здания со всех перспектив. Благодаря объемным данным модели вы с легкостью получите максимальную информацию, не находясь при этом непосредственно на объекте, и просмотреть здание в разрезе в том месте, где это необходимо. Настройка “Скорость ходьбы” позволяет контролировать скорость, с которой просматривающий передвигается вокруг модели.
Возможность создавать и просматривать задачи на объемных моделях. Благодаря детальной и объемной прорисовке модели, получается быстро узнать местоположение задачи или дефекта на объекте.
Инструмент под названием “Плоскость сечения” позволяет “спрятать” определенные секции постройки и заглянуть в недоступные для просмотра места.
Инструмент “Линейка” измеряет расстояние от выбранной точки к другой от любого элемента строительной модели.
Используя “Модель дерева” вы можете получить доступ ко всей информации любого объекта. Также возможно просмотреть план каждого этажа в отдельности.
После того как вы загрузили BIM-модель в PlanRadar в веб-браузерной версии, вы также получаете к ней доступ и в мобильном приложении. Вы сможете с легкостью визуализировать готовый объект и быть в курсе всех изменений, даже если у вас под рукой только смартфон.
Попробуйте PlanRadar бесплатно 30 дней в тестовом режиме – оцените все выгоды и экономию времени, работая в цифровом формате.
