Электронное моделирование в практике проектирования и строительства

Снижение стоимости и сроков сооружения любых объектов — это поистине ключевые проблемы современного строительства в мире. Они весьма актуальны, естественно, и для России. Широкое внедрение в практику передовых информационных технологий в виде разработок по применению трехмерных виртуальных моделей позволяет существенно уменьшить затраты в экономике строительства, особенно при реализации наиболее сложных проектов.

В зарубежной практике проектирования и строительства в последние годы все чаще встречаются такие понятия, как виртуальное или электронное строительство (e-construction). Квалифицированным специалистам вряд ли нужно пояснять, что речь идет об обмене электронными данными, или информационном моделировании. Говоря шире, это процесс проектирования и строительства, который считается наиболее многообещающим как с точки зрения экономии времени и ресурсов, так и с точки зрения уменьшения взаимных претензий участвующих в строительстве сторон. При этом повышается качество возводимых объектов, в том числе сложных в архитектурно-планировочном плане. Эти прогрессивные технологии, как ни странно, с трудом пробивались в практику подрядных организаций даже в высокоразвитых странах.

Так, например, в США для ускорения их внедрения в 1995 году был сформирован так называемый международный альянс по интероперабельности (International Alliance for Interoperability — IAI). Он объединил специалистов 17 стран в целях разработки программных продуктов и стандартов, которые позволяют пользователям программ беспрепятственно переносить свои проектные данные или техническую и технологическую информацию об объектах из одной независимой программы в другие. Причем, заметим, в течение всего срока использования проекта. Это облегчает жизнь проектировщикам и строителям, заинтересованным сводить воедино свои концепции.

Как сообщает американский профессиональный журнал ENR, ведущие разработчики компьютерных программ — члены IAI, понимая чрезвычайную важность интероперабельности, или совместимости, разрабатываемых ими программных продуктов, провели в прошлом году в рамках IAI специальную сессию в Осло. Для 15 независимых программистов принять участие в этой конференции в норвежской столице оказалось непростым решением. Ведь им пришлось отказаться на некоторое время от своих собственных коммерческих интересов. В присутствии более 300 заинтересованных клиентов был продемонстрирован набор аналогичных европейских программ в виде трехмерных (3D) изображений (файл: ifc — Industry Foundation Classes). Такая совместимость, или интероперабельность, весьма важна для стран с тесно кооперированной строительной или другими отраслями промышленности.

Аналогичные работы, добавим, ведутся не только в США, но и в других странах, например в Сингапуре. Там создана проверочная система трехмерных объектов для автоматизированного контроля за выполненными проектами на предмет их соответствия требованиям региональных норм проектирования. Вот урок тем, кто недооценивает важность информационных технологий в строительстве. Кроме того, выполненный проект или его часть могут быть однократно или многократно транслированы для соответствующей автоматической проверки и перепроверки через Интернет. Руководители департамента строительства Сингапура уверены, что внедрение информационных технологий для проверки принимаемых проектных решений будет способствовать повышению качества и надежности возводимых проектов, а также повышению производительности труда специалистов.

Интероперабельность разрабатываемых программ с ifc-файлами имеет многообещающие перспективы. К примеру, в таких областях, как архитектурное проектирование, инженерное конструирование, машиностроение, электротехника, участие в конкурсах и подрядных торгах, эксплуатация сооружений, обеспечение мер безопасности, и т.д.

По инициативе Американского института стальных конструкций AISC, являющегося лидером в продвижении в строительство трехмерных виртуальных моделей, в прошлом месяце был организован «круглый стол» специалистов по данной проблеме. Ранее ему предшествовала ежегодная конференция AISC, собравшая несколько тысяч участников. Отнюдь не случайно в течение последних 6 лет этот институт израсходовал более двух миллионов долларов на продвижение своей инициативы о внедрении трехмерных виртуальных моделей в практику строительства. В этих целях им был разработан даже новый тип контрактной документации со своим специфическим языком. Для использования он был передан Американскому институту архитекторов (AIA), который как раз и занимается созданием типовых контрактов для проектов электронного строительства.
   

Tак дизайнеры представляют себе гостиную в квартире, стоянку для автомобилей у частного коттеджа.
Фото сайта topdom.ru

AISC, кстати, продвигает трехмерные виртуальные модели не только для проектов строительства из стали, но и для комплексных объектов с использованием в том числе и железобетонных конструкций. Так, например, при сооружении нового пристраиваемого корпуса Музея искусств в Денвере стоимостью 70 миллионов долларов, имеющего исключительно сложную архитектурную форму, генеральный подрядчик с помощью разработанной им трехмерной виртуальной модели сумел удивительно четко и экономически целесообразно скоординировать действия субподрядных проектных и строительных организаций еще до начала работ по монтажу стальных и железобетонных конструкций, а также систем канализации и электрики. Это в результате позволило сократить сроки строительства на 14 месяцев и сэкономить 400 тысяч долларов.

В качестве другого примера можно сослаться на известную автостроительную компанию General Motors, которая успешно завершила сооружение двух своих новых предприятий в штате Мичиган: сборочного завода LDT в Лансинге площадью 223 тысячи квадратных метров и завода по производству двигателей Global V6 площадью 41 тысяча квадратных метров во Флинте. Впервые в их практике было применено модельное объемное проектирование, частично совмещенное со стадией строительства.

Принятая технология выполнения всего проекта позволила значительно сократить сроки строительства, устранить практически все отходы на месте строительства и получить существенный экономический эффект.

Американские архитекторы хотя и участвуют в продвижении информационных технологий, однако проявляют осторожность, так как видят в этом процессе некое снижение их роли как лидера в осуществлении строительного проекта. Они понимают, что подрядчик начинает брать на себя роль координатора при осуществлении проектов электронного строительства (e-construction) со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Нужно отметить, что до широкого использования трехмерных виртуальных моделей в строительстве еще достаточно далеко, однако разработчики программ работают интенсивно в этом направлении и начинают предлагать все новые инструменты интероперабельности для проектировщиков и строителей.

В отечественной практике широкое применение информационных технологий, электронного моделирования в строительстве окажется, безусловно, весьма полезным.

Владимир Трамбовецкий, к.т.н., (НИЦ «Строительство»)

"Строительная газета" №11 (9866) от 17 марта 2006 г.  23.03.2006