Информационное моделирование зданий
Юрий Бубнов
Цели зеленого строительства достижимы только при условии тесного взаимодействия всех участников не только проектно-строительного процесса, но и эксплуатации здания, что зафиксировано в концепции интегрированного проектного процесса. Реализовать эту концепцию на практике позволяет применение технологии информационного моделирования зданий.
Интегрированный проектный процесс (integrated design process, IDP) можно определить как подход к реализации проекта строительства, обеспечивающий достижение заданных показателей производительности объекта: уровня энергетической эффективности, соответствия требованиям рейтинговой системы, исполнения графика строительства, соблюдения бюджета и др. Подход опирается на сотрудничество мультидисциплинарной управляющей команды, члены которой принимают решения совместно, основываясь на целостном восприятии проекта и разностороннем видении проблем. В состав управляющей команды могут входить представители владельца, архитектурные и инженерные проектировщики, управляющие строительством, эксплуатацией объекта, субподрядчики и поставщики материалов и оборудования, представители будущих пользователей объекта.
Совместная работа управляющей команды осуществляется на протяжении всего жизненного цикла проекта строительства от концепции и до эксплуатации. В задачи управляющей команды на этапах жизненного цикла проекта строительства входят:
Информационное моделирование здания (building information modeling, BIM) – это технология оптимизации процессов проектирования и строительства, в основе которой лежат использование единой модели здания и обмен информацией о любом объекте всеми участниками на протяжении всего жизненного цикла – от замысла владельца и первых набросков архитектора до технического обслуживания готового здания. Одно из преимуществ BIM перед системой автоматизированного проектирования CAD (computer-aided design) заключается в поддержке распределенного пользования, что позволяет использовать данную технологию в целях реализации IDA. Инструментарий BIM призван исключить избыточность, повторный ввод и потерю данных, ошибки при их передаче и преобразовании.
Принципы BIM, сформулированные Робертом Эйшем в 1986 году:
Согласно справочнику Green BIM [5] наиболее актуальным вопросом развития технологии является совместимость программного обеспечения и форматов данных. BIM прошло развитие от конвертеров форматов до создания специальных форматов хранения данных об объекте строительства, таких как IFC (industry foundation classes – международный стандарт обмена данными между различными CAD-приложениями, который поддерживается программными приложениями многих разработчиков, например Autodesk, ArchiCAD, Tekla, Navis и др.) или XML, и до создания BIM-серверов. Перспективным направлением является интеграция программ энергетического моделирования и программ автоматизации управления зданием во время эксплуатации.
Подход BIM реализован несколькими крупными разработчиками программного обеспечения (Autodesk, Graphisoft, Bentley), но нужно отметить, что не все из них стремятся следовать подходу IDA и принципам зеленого строительства.
Ниже приведены данные из исследования компании McGraw-Hill Construction [5].
В 85 % случаях поводом для использования BIM является требование владельца, а в 76 % – стремление к экономии времени и денег.
Пользователи BIM в Европе:
Согласно опросу 41 % респондентов считает, что после внедрения BIM их прибыль увеличилась; 55 % уверены, что BIM позволяет снижать стоимость проекта (39 % из них называет снижение более чем на четверть); 41 % убежден, что BIM не приводит к изменению количества сотрудников; 21 % – что после внедрения BIM требуется меньше персонала, а 13 % – что больше.
Цели применения BIM в рамках проектов зеленого строительства:
Полезность BIM для расчета кредитов по LEED признают 42 % работающих с BIM в рамках проектов зеленого строительства. Стоит отметить, что USGBC планирует обновить функциональность сервиса онлайн-сертификации LEED-online с тем, чтобы позволить ряду BIM напрямую направлять информацию на оценку экспертов. Одним из производителей, работающих в этом направлении, является компания Integrated Environmental Solutions, представляющая линейку инструментов для анализа производительности здания.
На базе платформы Revit от Autodesk созданы САПР Revit Architecture, Revit Structure и Revit MEP, которые позволяют полностью автоматизировать все этапы проектирования и подготовки рабочей документации. Revit базируется на параметрическом ядре, способном автоматически координировать вносимые изменения.
Autodesk Ecotect Analysis – специализированный программный инструмент для анализа факторов, влияющих на экологическую и энергетическую производительность зданий. Возможен импорт данных в формате gbXML из программных сред Autodesk Revit Architecture – 2010 и Revit MEP – 2010, возможен импорт моделей в формате DXF, 3DS, OBJ, DXF. Инструмент работает совместно с веб-сервисом Autodesk Green Building Studio. Отчеты, сгенерированные Green Building Studio, могут быть использованы при сертификации по системам LEED и Energystar.
Функциональные возможности программных продуктов Ecotect Analysis и Green Building Studio описаны в [3].
Возврат инвестиций (ROI) – отношение доходов от вложения к расходам на них. Для расчета возврата инвестиций в течение первого года используют стандартную формулу
где B – стоимость рабочей силы в месяц;
E – рост производительности после обучения, %;
C – длительность обучения, мес.;
A – стоимость оборудования и программного обеспечения;
D – снижение производительности во время обучения, %.
Расчет по данным онлайн-опроса показал, что среднее значение возврата инвестиций составляет более 60 %.
Формула наиболее чувствительна к процентам снижения и роста производительности. Самым незначительным фактором при расчете возврата инвестиций является стоимость оборудования и программного обеспечения. Если удвоить стоимость системы (с 6 000 до 12 000 долл. США), возврат инвестиций сократится на 20 % (с 61 до 41 %).
В исследовании [2] показаны экономические показатели внедрения линейки программного обеспечения Autodesk (Revit Architecture, Revit MEP, Revit Structure, Ecotect Analysis) в работу проектной мастерской численностью 26 человек. Объем инвестиций в новое программное обеспечение и обучение персонала составил 92 887 долл. США. Примерно через 15–16 месяцев после перехода на технологию BIM проектная организация вышла на тот же объем выполненной работы и продолжила работать с большей производительностью, что привело к увеличению заработной платы и повышению прибыли организации. Чистый дисконтированный доход за три года составил 88 095 долл. США при чистой прибыли до внедрения BIM 107 500 долл. США.
Внедрение подхода IDA и инструментария BIM требует организационно-структурных изменений, задействованных в проектно-строительном процессе компаний. Опыт зарубежных фирм показывает, что приложенные в этом направлении усилия окупятся ростом производительности и качества работы, а в результате и ростом прибыли. Для инвестора или владельца объекта строительства результатом применения BIM и подхода IDA является снижение инвестиционных рисков в силу предсказуемости хода реализации проекта и гарантии соответствия построенного здания поставленным целям, желаемым техническим и экономическим характеристикам.
ОБ АВТОРЕ
Юрий Бубнов – инженер ICS Group.
Литература
