Жизненный цикл здания и его связь с внедрением технологии BIM

Владимир Талапов

Ранее в книге [1] в общих чертах уже были описаны особенности процесса информационного моделирования в зависимости от стадии жизненного цикла объекта, связанные с неизбежной сменой набора решаемых задач (целей моделирования) при переходе на новый этап этого цикла.

Конечно, процесс информационного моделирования на любом этапе работы с объектом подчиняется общим принципам, сформулированным в [2]:

• принципу единой модели, означающему согласованность информации при работе;
• принципу прагматизма, согласно которому каждый раз моделируется ровно столько, сколько требуется для решения поставленной задачи;
• принципу согласованного моделирования, означающему необходимость единого (согласованного) подхода к работе над всем проектом.

Особенности же моделирования зависят от специфики решаемых каждый раз задач и фактически определяют, какую информацию надо иметь «на входе» и какую — «на выходе» для каждого этапа работы. Для эффективного процесса BIM это знание и его использование не менее важно, чем выполнение трех основных принципов моделирования.

Последнее требует детального осмысления и подробной проработки всех стадий жизненного цикла здания. Укрупненной схемы «проектирование — строительство — эксплуатация — снос» здесь уже явно недостаточно. Пока мы во всех подробностях не составим представление, как и какая информация передается при работе со зданием от этапа к этапу и как эти этапы между собой взаимосвязаны, мы не сможем правильно выстроить весь процесс информационного моделирования.

Таким образом, серьезный BIM на уровне отрасли должен начинаться с подробного описания стадий жизненного цикла объекта строительства.

Что такое жизненный цикл здания

Чаще всего для жизненного цикла здания или сооружения используется весьма распространенное и понятное на бытовом уровне определение, приводимое в федеральном законе «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (№ 384­ФЗ от 30.12.2009, действующая редакция — 2016): период, в течение которого осуществляются инженерные изыскания, проектирование, строительство (в том числе консервация), эксплуатация (в том числе текущие ремонты), реконструкция, капитальный ремонт, снос здания или сооружения.

Однако современная реальность говорит о том, что для объекта строительства, вопреки «классической» логике, процессы проектирования, строительства и эксплуатации очень часто происходят почти одновременно, а работа со зданием может продолжаться и после его сноса, например виртуально, если это памятник архитектуры.

Поэтому представляется более правильным использовать для зданий, особенно в целях информационного моделирования, более универсальное определение жизненного цикла системы: совокупность стадий, охватывающих различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в такой системе и заканчивая полным завершением работы с ней.

Хотя для упрощенного понимания явления работы со зданием (как говорят, «на пальцах») цепочки «проектирование — строительство — эксплуатация — снос» вполне достаточно.

Тем не менее надо сделать одно важное замечание: жизненный цикл здания — это не цикл в обычном понимании чего­то повторяющегося, когда этапы идут последовательно один за другим! Это просто период существования объекта в прямом или расширенном смысле.

Кстати, во всех определениях жизненного цикла здания о кольцевой последовательности его этапов ничего не говорится, так что схема, приведенная на рис. 1, — это в значительной степени просто реакция художника на слово «цикл», а не что­то научно обоснованное.

Рис. 1. Кочующее из одной публикации в другую «кольцо» жизненного цикла здания. Такое ли оно на самом деле?

Жизненный цикл здания — взгляд из Великобритании

Интерес к формализации стадий жизненного цикла здания возник задолго до появления BIM. И этот интерес — не праздный, поскольку ясность в этапах работы с объектом позволяет более точно определять для каждого из них решаемые задачи, необходимую входную информацию и планируемые результаты работы, которые затем либо становятся частью входной информации для следующих или параллельно идущих этапов, либо предполагают возврат к уже пройденным этапам с целью их корректировки (например, связка «проектирование» — «анализ»), либо имеют законченный вид.

Думается, что впервые серьезное рассмотрение жизненного цикла здания произошло в 1963 году, когда Королевский институт британских архитекторов (RIBA) опубликовал некий «Рабочий план» этапности действий с объектом строительства (рис. 2). Главной целью этого плана, рассчитанного на руководящих специалистов всех уровней, было помочь в определении основных задач, возникающих в процессе проектирования, строительства или эксплуатации здания, и наметить пути их решения. Сегодня этот план существует уже в версии 2013 года и бесплатно доступен на сайте организации
www.ribaplanofwork.com.

Рис. 2. Восемь этапов жизненного цикла здания как разделы «Рабочего плана» RIBA

Сам «Рабочий план» RIBA, в полном соответствии с замыслом его создателей, помогает ставить вопросы и определять направления для их решения, но не содержит ответов на эти вопросы. Именно поэтому он оказался весьма жизнеспособным и полезным не только в Великобритании, но и в мире (рис. 3).

Рис. 3. Каждый раздел «Рабочего плана» RIBA содержит восемь основных вопросов (тем для обдумывания)

На первый взгляд, «Рабочий план» RIBA не имеет к BIM никакого отношения. И это правда, поскольку он стоит выше, чем BIM. Но для тех, кто работает в BIM, нахождение ответов на общие поставленные вопросы уже осуществляется в рамках технологии информационного моделирования. Для облегчения решения этой задачи в структуре RIBA создана организация по продвижению BIM в Великобритании — NBS (National BIM Standards), которая фактически дополняет «Рабочий план» спецификой информационного моделирования (рис. 4).

Рис. 4. Сайт www.thenbs.com — фактическое приложение к «Рабочему плану» RIBA по технологии информационного моделирования зданий

Таким образом, описание стадий жизненного цикла здания по версии RIBA — это не попытка «навести науку» на вполне очевидные вещи, а создание через «Рабочий план» инструментов, помогающих в работе с объектом строительства.

Значение определения стадий жизненного цикла здания для BIM

При переводе работы со зданиями на технологию информационного моделирования подробное описание этапов жизненного цикла объекта становится исключительно ценным. Вернее, особую важность приобретает формализация этапности самого процесса информационного моделирования. Эта этапность тесно связана с содержанием жизненного цикла здания, но отличается от него в силу специфики BIM как большим количеством стадий, так и повышенной детализацией.

Совершенно определенно можно сказать, что описание стадий информационного моделирования объекта строительства и правильное определение (постановка) решаемых каждый раз задач — исключительно важная (даже основная) часть документального обеспечения внедрения BIM. И эту работу в мире уже давно пытаются делать.

В частности, американская фирма ASHRAE, специализирующаяся на разработке стандартов в области строительной деятельности, предложила недавно на своем сайте www.ashrae.org проект документа «Автоматизированное энергетическое моделирование проекта здания (кроме малоэтажных жилых домов)». Этот документ, отличающийся продуманностью и лаконичностью, интересен не только сам по себе, но и как дальнейшее развитие концепции, реализованной ранее RIBA, — формулировать круг решаемых задач, а не писать подробные инструкции по их решению (рис. 5).

Рис. 5. Титульный лист предложенной ASHRAE этапности энергетического информационного моделирования здания
на стадии проектирования и строительства

В документе предлагается выделять десять этапов информационного моделирования для решения конкретной, сформулированной в заголовке задачи. Названия этих (последовательных) этапов в переводе автора выглядят следующим образом:

1. Простое коробочное моделирование.
2. Концептуальное моделирование.
3. Моделирование снижения нагрузки.
4. Моделирование для выбора системы ОВК.
5. Совершенствование проекта (формы) здания.
6. Оптимизация интегрированного проекта всех систем.
7. Моделирование расходов на энергопотребление.
8. Итоговая энергетическая проектная модель.
9. Изменение модели на основе корректировки закупок.
10. Моделирование того, что построено.

Главный результат — формирование общей модели объекта (пункт 10), которая передается затем на стадию эксплуатации.

В качестве иллюстрации подхода ASHRAE приведем взятые из документа краткие пояснения к пункту 8, который большинством наших проектировщиков обычно понимается как финал моделирования:

1.  Цели: разработать энергетическую модель здания, чтобы представить окончательный проект для сравнения расчетной производительности с целями проекта.
2.  Применяемость: этот цикл моделирования применяется только после завершения формирования строительной документации.
3.  Средства анализа: разработка энергетической модели здания с входами в строгом соответствии с окончательным проектом.

Вполне возможно, что публичное обсуждение экспертами внесет ряд корректив в этот проект документа, но его общая концепция представляется достаточно разумной: она не мешает в будущем конкретным проектировщикам на конкретных объектах применять конкретный инструментарий, причем в специфических условиях именно данного проекта.

Наша реальность

На сайте Минстроя России пока имеется лишь перерисованная с рис. 1 в виде плаката общая схема стадий жизненного цикла здания без каких­либо пояснений (рис. 6).

Рис. 6. Видение Минстроем России жизненного цикла объекта строительства

Вполне логично было бы эту схему осмыслить, развить и снабдить конкретной детализацией (опыт RIBA). А затем, раз речь идет о внедрении BIM, заняться детальной разработкой (опыт ASHRAE) этапов процесса информационного моделирования зданий и сооружений. Для перехода нашей проектно­строительной отрасли на BIM это было бы исключительно полезно.

Однако вместо этого была предпринята попытка «поставить телегу впереди лошади» — разработать «Своды правил» для информационного моделирования, практически не представляя, какие задачи для BIM ставятся и решаются, и когда (рис. 7).

Рис. 7. Проект СП «Правила формирования информационной модели объекта на различных стадиях жизненного цикла» и некоторые цитаты из него. Особенно впечатляют «Трубы ДУ 50 мм»: почему для меньших труб изоляцию моделировать не надо? И почему объекты, меньшие, чем 100Ѕ100Ѕ100, вообще не надо моделировать?

Не буду проводить здесь подробный анализ предложенного документа — его несостоятельность очевидна для большинства специалистов. Отмечу лишь, что если мы продолжим разрабатывать такие СП, то нам проще и дешевле будет не внедрять BIM вообще, а оставить нашу стройку на прежнем технологическом уровне.

Поэтому хочется еще раз подчеркнуть:

• определение стадий жизненного цикла объекта строительства — задача исключительной важности и первоочередности для перехода строительной отрасли России на BIM;
• следом за ней должна решаться задача определения стадий информационного моделирования объекта строительства;
• лишь после этого можно (и нужно) разрабатывать всевозможные СП, регламентирующие процесс информационного моделирования;
• доверить все эти разработки надо профессионалам! 

Литература:

1. Талапов В.В. Технология BIM: суть и основы внедрения информационного моделирования зданий / В.В. Талапов. М.: ДМК­пресс, 2015. 410 с.
2. Талапов В.В. О некоторых принципах, лежащих в основе BIM // Известия высших учебных заведений. Строительство. Новосибирск, 2016. № 4(688). С. 108­1