2 - 2017

Сводная информационная модель здания: практическое занятие по технологии OpenBIM

Денис Ожигин
Технический директор ЗАО «Нанософт».

Вы хотите попрактиковаться в сборе сводных BIM­моделей? Тогда эта статья для вас...

Летом 2016 года на портале isicad.ru вышла замечательная статья «ARCHICAD плюс Tekla Structures равно Open BIM» (http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=18524), демонстрирующая технологию OpenBIM (открытого взаимодействия информационных моделей) на примере проекта многоквартирного жилого дома в Ярославле. Архитектурная часть дома проектировалась в программном продукте ARCHICAD (одном из самых мощных BIM­решений для архитекторов), а конструкторская (раздел КЖ) — в Tekla Structures (мощном BIM­решении для инженеров­конструкторов). Статья продемонстрировала практическую возможность объединения нескольких независимых между собой решений в рамках совместной работы над достаточно крупным объектом.

Специалисты «Нанософт» запросили у авторов статьи рабочую документацию по инженерной части проекта (выполненную по классической 2D­технологии) и воспроизвели ее с помощью современной технологии информационного моделирования в новом программном комплексе nanoCAD Инженерный BIM, который вышел в сентябре 2016 года. А затем дополнили ранее созданную архитектурно­конструкторскую модель инженерными разделами. В результате получилась сводная BIM­модель, объединяющая семь проектных разделов: архитектура, конструкции в части КЖ и инженерные сети в частях электрика/освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация.

Это, на мой взгляд, немалое достижение для российского рынка — лично я вообще мало видел BIM­проектов, объединяющих в одну модель более трех разделов. А тут сводная информационная модель, объединяющая семь разделов, созданных в программных продуктах от независимых разработчиков, один из которых российский! Потому в этой практическо­технической статье мы решили поделиться с вами данными, с помощью которых вы сможете самостоятельно собрать сводную BIM­модель, на практике осознать суть информационных моделей, разобраться в деталях и, выяснив для себя все преимущества, применять эти знания на практике.

Введение

Напомню, что сам проект (рис. 1) предоставила инвестиционная компания ООО «ПрофСтрой», деятельность которой направлена на строительство доступного и комфортного жилья, преимущественно эконом­класса, в Ярославле и Ярославском муниципальном районе.

Рис. 1. Информационные (BIM) модели жилого здания: архитектурная и конструкторская часть

Рис. 1. Информационные (BIM) модели жилого здания: архитектурная и конструкторская часть

Автор проекта и архитектурной модели, созданной в программе ARCHICAD, — архитектор А. Лысоконь. Все несущие конструкции были выполнены в программе Tekla Structures конструкторами В. Сизовым и Д. Роиком. Главный инженер проекта — А. Медведев.

Инженерная часть (рис. 2) по технологии BIM (Building Information Modeling — информационное моделирование зданий/сооружений) воссоздавалась по 2D­документации специалистами «Нанософт»: электрическая часть — Д. Щуровым, отопление, водоснабжение и канализация — Н. Суворовым, слабые токи и системы безопасности — М. Бадаевым, сводная модель и общая координация — Д. Ожигиным.

Рис. 2. Воссозданная по 2D-документации информационная (BIM) модель жилого здания в части инженерии: электрика, освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация

Рис. 2. Воссозданная по 2D-документации информационная (BIM) модель жилого здания в части инженерии: электрика, освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация

Исходные данные: разбираемся со структурой здания

Рис. 3. Проект состоит из двух корпусов, а пересечение осей А1 расположено в координатах x = 19454,1, y = -271,4, z = 0

Рис. 3. Проект состоит из двух корпусов, а пересечение осей А1 расположено в координатах x = 19454,1, y = -271,4, z = 0

Получив материалы по зданию, мы выяснили следующее:

  • во­первых, здание фактически состоит из двух корпусов (рис. 3) — независимых частей, смещенных друг от друга по высоте на 800 мм. Это было неожиданно, и мы немного поломали голову, как лучше организовать проект: либо два отдельных здания, либо одна модель по зданию. В конце концов решили делать единую модель (в рамках каждого раздела) — в дальнейшем это решение оправдало себя, так как мы смогли проводить инженерные расчеты по всему зданию;
  • во­вторых, начало архитектурного проекта не совпадает с началом координат сетки осей: пересечение осей А1 лежит в координатах x = 19454,1,
    y = ­271,4, z = 0. Тем не менее начало координат инженерного проекта мы разместили в точке А1, а при сборе сводных моделей учитывали это смещение;
  • в­третьих, у нас были следующие исходные данные от архитектора:
    • поэтажные планы в формате *.dwg, выгружаемые из ARCHICAD­проекта, — эти материалы мы использовали как основу (подложку) для проектирования инженерии и подготовки рабочей документации по разделу,
    • единая архитектурная модель в формате IFC — эту модель мы использовали как подложку для согласования трехмерной компоновки оборудования и получения общего представления модели,
    • рабочая документация в формате *.dwg — так как мы воспроизводили проект (а не проектировали с нуля), эти материалы служили нам для понимания инженерного решения.

Еще у нас была единая конструкторская модель в формате IFC, которую мы практически не использовали, так как не меняли проект. Но мы подгружали конструкторскую модель в сводную и видели некоторые конфликты. Например, между инженеркой и армирующими прутами.

Выходные данные для практического задания (IFC­модели)

Рабочую документацию, расчеты, спецификации по проекту мы получаем в рамках программных продуктов: в частности, инженерные разделы — из nanoCAD Инженерный BIM. Как именно? Это немного выходит за рамки нашей статьи, так что за более подробной информацией приходите на наши семинары и вебинары. Или посмотрите, например, плейлист «Технология информационного моделирования (BIM) и САПР­платформа nanoCAD» на нашем YouTube­канале (https://www.youtube.com/playlist?list=PLaWJ5dzYEDosgGNi7SH3xtxZWaqDc4y4_). В рамках же этого практического задания мы соберем только сводную BIM­модель.

Из всех используемых программных продуктов в любой момент можно выгрузить информационную модель в формате IFC, и она будет содержать самую свежую и актуальную информацию. Для практической работы мы сформировали, используя программные продукты nanoCAD Электро, СКС, ОПС, ВК и Отопление, отдельные IFC­модели, которые собрали в rar­архив: https://yadi.sk/d/JvlZgXik39nZeo.

Обратите внимание, что в архиве также лежит файл МКЖД.АС.ifc — это архитектурная часть проекта (IFC­модель, сформированная из ARCHICAD). Здесь же *.dwg­файлы, которые получены из BIM­модели ARCHICAD в автоматизированном режиме и обновляются по мере обновления основной модели, — это двумерный чертеж­задание первого этажа и трехмерная модель первого этажа (корпус 1 и корпус 2). Фактически это исходные данные по первому этажу для проектирования инженерии. Мы будем использовать их для наглядности сбора сводной модели.

Программное обеспечение

Для практической работы нам понадобится одна программа — платформа nanoCAD Plus 8.1, которую можно скачать на сайте разработчика: www.nanocad.ru/products/detail.php?ID=606057.

Но в качестве эксперимента можно использовать и другие IFC­просмотрщики:

Установите программные продукты и запустите nanoCAD Plus 8.1.

Шаг 1: формируем подложки

Этот шаг скорее подготовительный и нужен для того, чтобы вы наглядно понимали, что происходит. Создайте новый проект в nanoCAD Plus (команда НОВЫЙ) и сохраните его под именем Сводная BIM­модель.dwg.

Далее вставляем двумерную подложку. Для этого командой ATTACH (меню Вставка/Внешняя ссылка...) подключаем файл 01 Первый этаж 2D.dwg из скачанных материалов (рис. 4). Обращаю внимание, что при вставке я использую относительный путь для подложки (раздел Задание пути в диалоге Вставка внешней ссылки) и указываю координаты вставки: x = ­19454,1, y = 271,4, z = 0 (то есть начало координат размещаю в точку пересечения осей А1).

Рис. 4. При размещении подложек уточняем координаты точки вставки и используем относительные пути вставки

Рис. 4. При размещении подложек уточняем координаты точки вставки и используем относительные пути вставки

Когда подложка появилась на поле документа, наведите курсор на центр экрана и, удерживая клавишу SHIFT + колесо мыши, разверните чертеж под углом в 3D­пространство. Или разверните его в стандартную ЮВ изометрию (команда _SEISO).

Повторите команду вставки подложки для файлов 01 Первый этаж 3D (часть 01).dwg и 01 Первый этаж 3D (часть 02).dwg с теми же координатами вставки, что и для двумерного проекта, — в ваш проект будет добавлена трехмерная геометрия архитектуры первого этажа. Это еще не BIM­модель, так как полученная геометрия не содержит никакой информации об элементах. *.dwg­файлы дают только геометрию, и мы будем использовать ее для того, чтобы понять разницу с настоящей BIM­моделью.

И наконец, задайте способ отображения трехмерного пространства: в меню Вид/Визуальные стили выберите пункт Быстро с показом ребер или Быстро.

Если все сделано правильно, то вы получите результат, отображенный на рис. 5.

Рис. 5. Размещаем в проект nanoCAD двумерную и трехмерную подложку, 
чтобы наглядно видеть процесс сбора BIM-проекта

Рис. 5. Размещаем в проект nanoCAD двумерную и трехмерную подложку, чтобы наглядно видеть процесс сбора BIM-проекта

Шаг 2: добавляем BIM­модель

Мы полностью готовы к сбору сводной BIM­модели. Теперь с помощью команды IFCVIEW3D загрузите файл МКЖД.О_корпус1.ifc. Вы можете выбрать любой другой файл, но я рекомендую начать именно с этого — он небольшой по размеру, быстро загружается и достаточно нагляден. Если все сделано правильно, то у вас появится отопительная система здания в корпусе 1 (рис. 6).

Рис. 6. Трехмерная модель проекта с *.dwg- и IFC-данными

Рис. 6. Трехмерная модель проекта с *.dwg- и IFC-данными

Обратите внимание, что на функциональной панели IFC появилась структура подгруженного IFC­файла (панель расположена рядом с панелью Свойства и включается/отключается через меню Вид/Панели/Функциональные панели/IFC...): этажи, классы элементов, высоты и т.д. Панель позволяет быстро найти элементы по своим классам, а также моментально отключить видимость объектов — можно, например, выключить объекты верхних этажей.

Также обратите внимание, что BIM­модель содержит информацию по объектам: например, если выделить радиатор, то в окне свойств отобразится информация по объекту — объем, тепловая нагрузка, высота установки относительно этажа, мощность, название, ссылка на сайт производителя и т.д. Вся эта информация была заложена в программном продукте nanoCAD Отопление и аккуратно передана в среду nanoCAD Plus благодаря формату IFC, который как раз и предназначен для переноса такой информации между программами. Сравните, например, со свойствами объектов из *.dwg­файла, которые содержат только общую информацию, например цвет, слой, толщина линий (рис. 7).

Рис. 7. IFC-объекты содержат гораздо больше параметров по сравнению с *.dwg-блоками

Рис. 7. IFC-объекты содержат гораздо больше параметров по сравнению с *.dwg-блоками

Информацию из IFC­объектов можно использовать и в панели Выбор при настройке выборок по проекту, и в автоформируемых спецификациях (например, в спецификации оборудования) — рис. 8.

Рис. 8. Параметры и информацию из IFC-объектов можно использовать 
в таблицах и выборках

Рис. 8. Параметры и информацию из IFC-объектов можно использовать в таблицах и выборках

Шаг 3: формируем сводную BIM­модель

Последовательно повторяя шаг 2 для других IFC­моделей, мы можем собрать сводную BIM­модель (рис. 9).

Рис. 9. Сводная BIM-модель позволяет специалистам работать 
в едином информационном пространстве

Рис. 9. Сводная BIM-модель позволяет специалистам работать в едином информационном пространстве

Для каждого раздела создается список объектов на панели IFC. Каждый добавленный раздел содержит IFC­объекты со своими специфическими данными (заложенными в соответствующих программных продуктах), которые могут быть либо заданы вручную, либо взяты из базы данных, либо вычислены в результате расчетов.

При этом каждый добавленный раздел достаточно существенно нагружает компьютер, и для того, чтобы собрать полную модель, нужны мощные ресурсы. Наиболее тяжелой в этом проекте является модель водоснабжения — скорее всего, ее подгрузки придется некоторое время ждать. Поэтому в реальной работе вы можете объединять не всю модель, а только определенные разделы или даже этажи — это позволит решать практические задачи без существенного увеличения ресурсов компьютера.

nanoCAD Plus как вьювер обеспечивает отображение модели, навигацию как в параллельной (SHIFT + колесо мыши), так и в перспективной проекции (команда 3DОБЛЕТ и клавиши WSAD для управления). Это позволяет забираться внутрь проекта и визуально находить проблемные участки, коллизии и недоработки. Кроме того, используя автоматические спецификации, можно быстро выбирать нужные IFC­объекты и контролировать параметры инженерных сетей. В целом это дает возможность представить проект целиком с учетом ситуации в смежных разделах, распределить дальнейшую работу между специалистами и вести работу в едином информационном пространстве (рис. 10 и 11).

Рис. 10. Навигационные функции платформы nanoCAD Plus 
позволяют рассмотреть сводную BIM-модель с любых ракурсов

Рис. 10. Навигационные функции платформы nanoCAD Plus позволяют рассмотреть сводную BIM-модель с любых ракурсов

Шаг 4: обновление IFC­моделей

На данный момент в nanoCAD Plus 8.1 обновление моделей осуществляется путем удаления IFC­модели с панели IFC и повторной загрузки новой версии модели. Тут нужна оптимизация технологического процесса — в будущем мы хотим реализовать подгрузку IFC­данных как подложки. Тогда они будут обновляться самостоятельно вслед за изменением IFC­файла.

Рис. 11. Различные виды сводной BIM-модели в рабочем окне nanoCAD Plus 8.1

Рис. 11. Различные виды сводной BIM-модели в рабочем окне nanoCAD Plus 8.1

Шаг 5: сводные BIM­модели в других решениях

В качестве дополнительного задания вы можете попытаться собрать сводные модели в Tekla BIMsight (бесплатное решение) (рис. 12) и в Solibri Model Checker (платное решение; бесплатная версия Solibri Model Viewer позволяет открыть только одну IFC­модель). Эти продукты разрабатываются как универсальные решения для просмотра IFC и расширяются функционалом для автоматического поиска коллизий и формирования отчетов по изменениям, а также более широким инструментарием визуализации моделей.

Рис. 12. Сводная BIM-модель в IFC-просмотрщике Tekla BIMsight позволяет в автоматизированном режиме найти коллизии между системами

Рис. 12. Сводная BIM-модель в IFC-просмотрщике Tekla BIMsight позволяет в автоматизированном режиме найти коллизии между системами

Заключение

Технология BIM развивается, и с каждым днем у проектировщиков появляются дополнительные инструменты создания качественных проектов. Еще пару лет назад собрать в рамках одного пространства модель многоэтажного жилого здания с архитектурой и инженерией было сложно, а сейчас это вполне обычное практическое задание.

Тем не менее дальнейшее развитие еще требуется. Необходимо развивать скорость работы с IFC­данными, совершенствовать инструменты обновления в рамках сводных BIM­моделей, улучшать интеграцию между решениями на уровне передачи информации, стандартизовать параметры, классы и иерархию строительных конструкций и материалов для того, чтобы автоматизировать расчеты, передачу изменений между проектами и разделами. Все это работа ближайшего будущего.

Специалисты «Нанософт» приглашают к сотрудничеству и готовы проконсультировать вас по вопросам создания BIM­моделей инженерных сетей и организации BIM­взаимодействия.