BIM-технологии в инфраструктуре: взвешиваем все «за» и «против»

Юрий Сорокин

Многие участники строительного процесса, такие как инвесторы, девелоперы, проектировщики, строители и т.д., не знают, стоит ли доверять BIM-технологиям и внедрять их в существующие и будущие инфраструктурные проекты. С одной стороны, эти технологии активно продвигаются государством и ведущими специалистами данной сферы. Вопросы выгоды и упрощения при проектировании, строительстве и эксплуатации поднимаются во многих профильных журналах (в том числе и в данном), на выставках, мероприятиях и обсуждениях. С другой стороны, такой подход требует высокой квалификации кадров (а их необходимо подготовить и платить на порядок больше) и более ответственного подхода к выполнению работ на всех этапах жизненного цикла проекта. Умышленные ошибки и наплевательское отношение к объекту инфраструктуры уже не скрыть в огромных пачках чертежей, что автоматически повышает сложность выполнения всех видов работ. Давайте разберемся, насколько применимы BIM-подходы при решении актуальных инфраструктурных задач.

В качестве основного набора инструментов используем коллекцию для проектирования и строительства промышленных и гражданских объектов компании Autodesk. Данная коллекция состоит из 26 программных продуктов, которые могут корректно взаимодействовать друг с другом. Это позволяет соблюдать одно из самых важных условий BIM­процесса — непрерывность информации. Таким образом, проектные решения, принятые в самом начале проекта, перейдут на последующие стадии и их не придется создавать заново, даже если работу на объекте будет производить другая компания.

Для правильного понимания будущего объекта инфраструктуры следует изучить и проанализировать информацию о территории, на которой будет располагаться проект. Используя модуль Model Builder программы Infraworks, мы можем получить данные по рельефу, автомобильным и железным дорогам, застройке и водным объектам интересующего нас участка местности из открытых источников данных. Также программа автоматически натягивает изображение со спутника на полученный рельеф. После этого, используя полученную модель, можно без проблем создать концептуальную площадку будущего инфраструктурного проекта со всеми подъездными путями. А с помощью инструментов для создания дорог возможно запроектировать в 3D­пространстве дорогу любой категории с необходимой геометрией, как в плане, так и в профиле, с виражами и примыканиями. Вся проектная информация предстает перед заинтересованными лицами в понятном и визуально привлекательном виде, что является важным преимуществом перед классическими чертежами. Всю информацию можно использовать на последующих этапах жизненного цикла объекта (рис. 1).

Рис. 1. Информационная модель Москвы в Infraworks

Часто для создания полноценного представления необходимо разработать предварительные решения по архитектуре и формам будущих объектов инфраструктуры. Для этих целей отлично подходит программа FormIt Pro, в которой можно за короткое время сформировать объекты нужной нам формы и внешнего вида (рис. 2). Впоследствии полученные объекты будут импортированы в Infraworks, где, используя возможность создания различных вариантов проекта, пользователи смогут сгенерировать нужное количество вариантов инфраструктурного проекта, исходя из первоначальных идей и количественных параметров всех вариантов. Данные формы впоследствии легко импортируются в Revit, где они станут полноценными объектами капитального строительства со всеми необходимыми характеристиками и конструкциями.

Рис. 2. Создание концептуального варианта застройки в Formit Pro

Огромный объем информации о территории проектирования существует в бумажном, PDF и растровом виде. Эти данные представляют большую ценность при работе над новым инфраструктурным проектом или уже построенным. Программный продукт AutoCAD Raster Design дает возможность создавать векторное отображение растровых данных, что позволяет включить их в BIM­процесс (рис. 3).

Рис. 3. Обработка растровых чертежей в AutoCAD Raster Design

На смену проверенным временем измерительным приборам для геодезической съемки участка территории приходит лазерное сканирование местности и специальное программное обеспечение, которое позволяет получать 3D­объекты по фотоснимкам территории. Для обработки таких данных применяется ReCap Pro (рис. 4). В итоге обеспечивается быстрое создание 3D­модели площадки для внесения ее в BIM­проект. Пример — мониторинг изменения объема отвала щебня на строительной площадке или отслеживание осадки земляного полотна.

Рис. 4. Создание BIM-модели по фотоснимкам, ReCap Pro

Рис. 5. Проект дороги в AutoCAD Civil 3D и Infraworks

Важнейшей программой в проектировании инфраструктуры является AutoCAD Civil 3D (рис. 5). Функциональные возможности данного ПО могут закрыть огромное количество вопросов проектирования:

• разработка генерального плана прилегающих к объектам капитального строительства участков и протяженных линейных объектов;
• точные, а главное быстрые расчеты объемов земляных работ и материалов дорожной одежды по каждому участку проектной дороги;
• реконструкция дорог;
• создание наилучших вариантов проложения как в плане, так и в профиле;
• гибкий функционал для проработки всех вопросов проектирования.

Отдельным пунктом должно стоять создание внешних инженерных сетей. Базовый функционал позволяет решить большинство задач данного раздела. В случае, если проектировщику нужны дополнительные, специальные возможности, можно обеспечить их выполнение путем использования сторонних модулей к данной программе. Впоследствии полученные результаты станут частью общей эксплуатационной модели объекта инфраструктуры.

Оптимизация земляных работ на участке проектирования является самой «дорогой» и трудозатратной проблемой. Непродуманная схема распределения насыпи и выемки на участках дороги может в разы увеличить общую стоимость материалов и производства работ на всем объекте. Опрометчивое задание «нуля» объекта капитального строительства приводит к серьезному избытку или недостатку планировочного грунта, хотя, по факту, спланировать данную площадку можно с использованием только грунта, который располагается на данной территории. Infraworks позволяет произвести точную оценку объемов земляных работ уже на этапе «идеи», а в AutoCAD Civil 3D с большой точностью рассчитать объемы грунта планировки и запланировать его перемещение, в том числе и исходя из парка строительной техники (рис. 6).

Рис. 6. Диаграммы перемещения земляных масс в AutoCAD Civil 3D

Запланированные с помощью Infraworks и AutoCAD Civil 3D будущие искусственные и мостовые сооружения будут дорабатываться в программном продукте Revit (рис. 7), при этом решения и формы, полученные на первоначальных стадиях BIM­процесса, представляют собой практически готовые объекты инфраструктуры. Задача состоит лишь в том, чтобы дополнить их необходимой атрибутивной информацией, которая впоследствии будет отображаться на эксплуатационной модели всего инфраструктурного объекта.

Рис. 7. Проектирование мостов в Revit

Комфортное передвижение различного автотранспорта обеспечивается нормами и стандартами проектирования автомобильных дорог. Но удобные и продуманные условия определяются вовсе не нормами, а скрупулезным подходом проектной команды, которая создает схему движения и проверяет проектные решения на этапе их разработки, когда есть возможность изменить ключевые решения по схеме движения, геометрии улично­дорожной сети и парковочных территорий. Мощным инструментом для таких задач является Vehicle Tracking. Он позволяет проверить площадку на возможность комфортного движения автотранспорта разного типа и создать максимально эффективные решения для паркинга (рис. 8).

Рис. 8. Анализ движения автотранспорта на участке

Любой объект инфраструктуры притягивает к себе потоки людей и автотранспорта. Нередко вопрос оптимизации схем движения разных групп пользователей данного объекта не прорабатывается должным образом, что может создать, в лучшем случае, ощущение неудобства, а в худшем — спровоцировать различные ДТП и серьезные проблемы с движением на заданном участке. Проанализировать территорию на транспортную доступность, «проиграть» пиковые по нагрузке сценарии и ситуации можно с помощью модуля Mobility Simulation программы Infraworks. Такой подход позволяет максимально продумать будущую инфраструктуру с учетом существующей ситуации, а также заложить возможность изменений, которые необходимо будет произвести при повышении транспортной нагрузки на объект (рис. 9).

Рис. 9. Анализ транспортных потоков и движения пешеходов, выполняемый в Infraworks

Совмещение результатов работы по всем разделам и контроль совместимости проектных данных — очень сложная задача, в решении которой поможет хорошо зарекомендовавший себя продукт Navisworks Manage. Поиск коллизий, выдача комментариев и замечаний, создание графика производства работ и его отображение в 3D­пространстве дает возможность создать объект инфраструктуры и проверить его в действии еще до  начала строительства (рис. 10). Такой подход обеспечивает не только сокращение количества ошибок, принятие дополнительных проектных решений, но и уменьшение расходов как на строительство, так и на обслуживание построенного объекта.

Рис. 10. Строительство объекта в Navisworks

Согласования между проектными отделами внутри компании, с заказчиками, государственными органами власти, общественностью и другими заинтересованными лицами направлены на получение каждой из сторон актуальной и необходимой информации. Привлекательные и визуально понятные 3D­представления проекта помогают осознать и наглядно оценить принятые решения и концепции. Незаменимыми инструментами в таких случаях являются встроенные модули визуализации в Infraworks, AutoCAD Civil 3D, Navisworks и, конечно же, 3ds Max с практически неограниченными возможностями создания фото­ и видеоматериалов (рис. 11).

Рис. 11. Обработка и создание презентационных материалов

Все продукты данной коллекции объединены общими форматами файлов и специальными модулями для взаимодействия всех вовлеченных в BIM­процесс сторон. Это позволяет принимать максимально быстрые и рациональные решения по проектированию, согласованию, эксплуатации и строительству инфраструктурных объектов.

В заключение стоит подчеркнуть, что современные программные продукты, которые входят в состав Autodesk AEC Collection, позволяют решить огромное количество как базовых и основных задач в жизненном процессе инфраструктурного проекта, так и специфических вопросов узконаправленных организаций.

BIM? Однозначно BIM!