8 - 2003

Записки юного архитектора

Николай Седлер

АРКО 2000s: советы из личного опыта

Autodesk Architectural Desktop R3.3: советы из личного опыта

3D Studio VIZ R3i: советы из личного опыта

В далеком маленьком городке я прочитал эти записки Сергея Полякова. И здесь они полностью, без всяких каких бы то ни было изменений. Я не психиатр, с уверенностью не могу сказать, поучительны ли, нужны ли? По-моему, нужны.
М.А.Булгаков. Записки юного врача

Честно признаться, я не испытывал никакого энтузиазма, начиная эту работу. Эскизный проект был уже готов и утвержден главным архитектором города. Заказчику проект не нравился, и было похоже, что он зарубит его, как и предыдущий вариант. В довершение всего — крайне сжатые, как мне казалось, сроки проектирования: на стадии «Проект» и «Рабочий проект» многоквартирного жилого дома отводилось четыре месяца. Стройплощадку уже расчищали для «нулевого цикла».

Что может быть неприятнее для архитектора, чем доводить до ума чужие решения, когда приходится работать в крайне стесненных условиях и по правилам, утвержденным до тебя? Отношение к таким проектам, как к пасынкам. Другое дело, если они вышли из-под пера «мэтра» и уже поэтому гениальны, являясь настоящим учебником профессионального мастерства…

Итак, я получил: еще не утвержденное задание на проектирование 9-этажного двухсекционного жилого дома с встроенным магазином и подземной автостоянкой, собственно эскизный проект в электронном виде (спасибо), фасад с согласованием Главархитектуры, размеры здания в осях по генплану, конструктивную схему дома (продольные кирпичные несущие стены, сборные перекрытия) и многочисленные претензии заказчика к планировке квартир.

На этом этапе нужно было определиться с выбором среды проектирования.

Вряд ли кто-то не согласится с тем, что для получения архитектурных рабочих чертежей удобнее использовать приложения, максимально учитывающие отечественные стандарты оформления документации по СПДС (ГОСТ 21.101-97, ГОСТ 21.501-93); еще лучше, если они дополнительно содержат стандартные библиотеки строительных конструкций и изделий. Очевидно, что работа с такими приложениями заметно экономит время и повышает качество документации. Согласно СНиП 11-01-95, при двустадийном проектировании выделяют стадии «Проект» и «Рабочий проект». Стадия «П» («Проект») должна включать следующие чертежи: планы, разрезы и фасады основных зданий и сооружений со схематическим изображением основных несущих и ограждающих конструкций. Стадия «Р» («Рабочий проект»), кроме того, содержит: план кровли, схемы расположения элементов сборных перегородок, схемы расположения элементов заполнения оконных и других проемов, выносные элементы (узлы, фрагменты), спецификации изделий и строительных конструкций. Очевидно, что на стадии «П» меньше требований к локализации и функционалу САПР. И все же разделение на стадии в известной степени условно: стадию «П» выполняют главным образом для того, чтобы представить проект на экспертизу в надзорные органы в достаточном для них объеме. Но на этом процесс проектирования заканчивается редко: на самом деле заказчику и строителям такой урезанный проект не нужен, поэтому мы плавно переходим в стадию «Р» и, как правило, тот же самый электронный чертеж просто «обрастает» большим количеством информации.

Для выполнения рабочих чертежей несложных в объемно-планировочном отношении объектов хорошо зарекомендовали себя известные отечественные низкоуровневые «чертилки», написанные для среды AutoCAD, — APKO, SPDS GraphiCS, МАЭСТРО. В данном случае была использована система АРКО 2000s (версия для AutoCAD 2000). Сразу скажу, что, по моему мнению, это не самое современное решение для архитектурно-строительного рабочего проектирования. Однако до сих пор АРКО имеет широчайшее распространение: этим приложением владеет большинство специалистов проектного института: и архитекторы, и «смежники», различные версии APKO установлены почти на всех рабочих местах.

Изначально предполагалось, что в разработке архитектурного раздела проекта будут принимать участие мои коллеги, поэтому нужно было обеспечить доступность и легкость редактирования электронной версии проекта на случай, если эту операцию будут выполнять другие пользователи (забегая вперед, замечу, что этого потом так и не произошло). Кроме того, поэтажные планы эскизного проекта уже были вычерчены в электронном виде в формате *.dwg с использованием АРКО.

Три-четыре недели ушли у меня на скрупулезные поиски и согласования с заказчиком планировочных решений, которые можно было выжать из того, что уже не подлежало пересмотру. Желания заказчика понятны. По потребительским характеристикам и ценовым показателям дом можно отнести к жилью выше среднего класса, инвесторы (то есть покупатели квартир) выбирают такие квартиры с пристрастием, тем более что недостатка в предложениях нет. Поскольку ипотечное кредитование в регионе неразвито, а покупательская способность населения ниже, чем в Москве, то рынок жилья такого класса уже перенасыщен и конкуренция между застройщиками требует поиска возможностей снижения себестоимости, а главное — совершенствования качества предлагаемого жилья с учетом индивидуальных потребностей. Все это, конечно, напрямую зависит от качества проектных решений.

Теперь немного о моих впечатлениях и наблюдениях, сделанных в процессе работы.

Думаю, любой пользователь с опытом работы с объектно-ориентированными САПР высокого уровня вроде Architectural Desktop, Archiсad или AllPlan всякий раз при переходе на АРКО будет первое время чувствовать себя, мягко говоря, не очень комфортно. То, что эти системы делают буквально на лету, в АРКО с его «ручной» технологией требует значительно больше времени. К примеру, вам нужно передвинуть перегородки, изменить привязку и толщину стен, сдвинуть или изменить параметры дверного (оконного) проема и пересчитать после этого площади помещений и спецификации. Если эти изменения, к примеру, в Architectural Desktop вы выполните парой щелчков мыши, то для редактирования в АРКО вам придется выполнить большее число операций, которое растет лавинообразно вместе с объемом вносимых изменений. Эта разница особенно заметна на стадии собственно проектирования, когда происходит пересмотр множества вариантов в условиях дефицита времени и их согласование с заказчиком, органами власти, руководством (нужное подчеркнуть). В моем случае это был, как мне казалось, вечно недовольный и излишне придирчивый заказчик, так что пришлось попотеть.

АРКО 2000s — версия ее предшественницы, АРКО 97, переписанной для работы в AutoCAD 2000. В остальном по функционалу они практически не различаются. Поэтому, к великому сожалению, принципиально новые возможности AutoCAD 2000 (блоки с изображением, зависимым от вида, и параметрически изменяемые «интеллектуальные объекты», использование компоновок пространства листа) остались в системе незадействованными. Напоминает забивание гвоздей микроскопом (прошу прощения у разработчиков АРКО; возможно, я преувеличиваю)… У АРКО 2000s нет собственных объектов, для черчения используются примитивы и блоки AutoCAD. Иными словами, происходит автоматизация вычерчивания, но не проектирования. Впрочем, насчет собственных объектов я погорячился: библиотеки сантехники, оборудования и мебели, например, составлены из объектов типа shape (контуры), описание которых хранится в файле arko.shx. Это чревато тем, что неопытный или невнимательный пользователь может забыть скопировать этот файл вместе с файлом *.dwg, когда отправляет свой чертеж другому пользователю AutoCAD, не «обремененному» АРКО. К тому же объекты shape практически невозможно редактировать. Еще одно, как мне кажется, неудобство заключается в том, что в режиме 2D стены изначально создаются в виде двух параллельных линий, а не полилиний или мультилиний, что, очевидно, было бы удобнее для дальнейшего редактирования и сократило бы размер файла чертежа. (К слову, размер файла *.dwg АРКО у меня составил 6,5 Mбайт на стадии «П» и около 12,8 Mбайт на стадии «Р».)

Теперь о плюсах. Никто не будет спорить с тем, что в АРКО отлично (для своего времени) реализованы библиотеки строительных конструкций и изделий по ГОСТ, спецификации и оформление чертежа в соответствии с требованиями СПДС. Все просто: информация об элементе содержится в атрибутах блока, откуда пишется в соответствующую ячейку спецификации при ее создании; правда, при внесении в чертеж изменений спецификации, при необходимости, придется создавать заново или редактировать существующие вручную. (В качестве пожелания разработчикам всех архитектурно-строительных САПР: не усердствуйте с включением в библиотеки изделий деревянных окон и балконных дверей по ГОСТ 11214-86 и ГОСТ 16289-86; в жилищном строительстве уже давно вместо них применяют деревянные или пластиковые стеклопакеты по ГОСТ 30674-99.) Очевидное преимущество — автоматизация работы с этажами. Опять же все просто: название каждого слоя начинается с порядкового номера этажа и при выборе этажа текущим сервисная команда АРКО делает видимым только соответствующий набор слоев. Если посмотреть на отсутствие у АРКО собственных объектов с положительной стороны, это заметно упрощает жизнь тем пользователям AutoCAD, у кого АРКО не установлена (не забыть послать им arko.shx!), и снижает требования к железу. Наконец (об этом я уже говорил), у программы просто очень много пользователей — к ней привыкли.

Резюмируя, скажу, что АРКО и подобные ей системы удобнее использовать для выполнения рабочих чертежей, когда уже ясно, что проект не будет существенно изменяться или изменения будут локальными и незначительными.

Наконец, планировки утверждены, задания смежникам выданы. Весна напомнила о себе синдромом усталости, а атмосфера начинающегося лета действовала расслабляюще. Поймав себя на мысли, что не могу вспомнить, когда последний раз отдыхал, я решил взять отпуск… А после того, как стадия «проект» была закончена и выдана заказчику, стало ясно, что изменения в объемно-планировочном решении настолько значительны, что демонстрационные материалы эскизного проекта, согласованные с главным архитектором города, безнадежно устарели. К тому же заказчик пожелал изменить материалы наружной отделки, так что пришлось вплотную заняться фасадами.

Итак, имеется проект с точно определенной геометрией. Задача — перебрать некоторое количество вариантов решения фасадов и найти самые удачные. Цель — получить удовлетворяющее заказчика, местные власти и, конечно, нас проектное решение в виде материалов презентационного качества в сжатые сроки (четыре недели). Особенностью проекта является простота объемного решения, а также тот факт, что принципиально важными определены только два фасада, выходящие на улицу. В такой ситуации для работы можно было использовать системы вроде CorelDRAW!, но требования к качеству демонстрационных материалов и возможности вариантного проектирования, а также готовые AutoCAD-данные заставили меня остановиться на Architectural Desktop (ADT) 3.3. (Конечно, возможности ADT далеко не исчерпываются трехмерным параметрическим моделированием для последующей визуализации, хотя в этом проекте были использованы только они.)

Последовательность здесь простая: моделирование здания в Architectural Desktop, передача геометрии в VIZ, настройка освещения и назначение материалов и, наконец, визуализация.

Сначала шаблон Architectural Desktop был настроен в соответствии с потребностями проекта: стили стен, окон, дверей, оконных сборок и т.д. Это было исключительно важно сделать с самого начала, так как в дальнейшем данные настройки будут неоднократно скопированы. Каждый этаж удобнее сохранять в отдельном файле, а если точнее, то не существует иной возможности для эффективной работы с этажами в ADT 3.3. Поскольку нужен только экстерьер, внутренние стены и перегородки не моделируются. Для каждого этажа были детально смоделированы только пол и потолок (инструмент Space) и периметр наружных стен (инструмент Wall). Проемы и детали моделировались лишь для нужных нам двух фасадов, а остальные были оставлены в виде сплошных голых стен (с той целью, чтобы здание не просматривалось насквозь). Стили окон были созданы даже с избыточной детализацией (как показал результат, в нашем случае было достаточно задать окна с переплетами и импостами одной толщины и ширины). Поскольку изменений от этажа к этажу оказалось не так много, скоро все они были готовы.

Затем все этажи были собраны в отдельном файле с помощью Xref. Этажи смоделированы на уровне 0, поэтому точки вставки ссылок должны быть смещены по координате z соответственно высоте этажа. В целой модели обнаружились некоторые нестыковки между этажами, которые пришлось отредактировать. Размер файла общей модели составил 508 Kбайт.

Наконец, все готово: можно отправлять модель в VIZ. Попробовал связать проект ADT в сцену VIZ утилитой File Link Manager (нужно не забыть поставить галочку против Resolve External Reference (xrefs) в диалоге File Link Settinds). После этого производительность VIZ R3i заметно снизилась, но пока это терпимо. Каждая вложенная в файл *.dwg ссылка в VIZ читается как VIZ Block. В принципе, это самый эффективный в плане производительности и самый правильный, с точки зрения разработчиков, способ передачи геометрии из проекта ADT в сцену VIZ. Но у него есть существенный недостаток: при связывании утилитой File Link Manager размер файла *.max в 2,5-3 раза превышает размер файла *.dwg, а с файлами больше 5 Mбайт при использовании File Link Manager и материала вида ADT.mat VIZ тормозит страшно. Истинный размер файла *.dwg можно узнать, если внедрить внешние ссылки командой BIND и разбить образовавшиеся блоки — у меня получилось 2318 Kбайт. (Вот где я пожалел об «архитектурных излишествах» в стилях окон; впрочем, и без этого размер файла 9-этажного дома с окружением был бы критичным.) Затем я попытался назначить этим объектам многокомпонентный материал вида ADT.mat. Он чувствует ID связанных AEC-объектов на подобъектном уровне VIZ-блоков, но неверно транслирует масштаб текстуры. Эту проблему можно преодолеть, назначив связанным объектам модификатор Map Scalier. Самое же неприятное состоит в том, что после назначения материала производительность VIZ очень упала.

Можно было, конечно, по старинке воспользоваться импортом-экспортом через формат *.3ds, для чего нужно было предварительно разорвать внешние ссылки командой BIND и разбить AEC-объекты с помощью утилиты Explode AEC Objects. Однако попытка экспортировать затем файл в *.3ds продолжалась невероятно долго и закончилась сообщением о превышении допустимого количества граней (опять виноваты мои окна).

Зато импорт в ЗD Studio VIZ R3i формата *.dwg прошел успешно. В диалоге Import AutoCAD DWG File в поле Derive Objects By лучше установить переключатель в положение By Color, что обеспечит нужную сортировку объектов по принципу: один цвет по ACI-Color — один объект в VIZ. Единственной трудностью было найти комбинацию установок в поле Geometry Options, при которых обеспечивается нужное сглаживание граней у криволинейных объектов: для значения переменной FACETDEV = 3 в ADT, а у меня получилось Weld threshold = 0,1, Smooth angle = 30,0.

После настройки освещения и камер переходим к назначению материалов, и снова по старинке: один объект VIZ — один материал. В итоге получаем статичную визуализацию (перспективный вид и два фасада).

Вариантная проработка происходит в следующем порядке: внесение изменений в проект ADT (общая модель с уже внедренными ссылками), расчленение АЕС-объектов, импорт файла *.dwg заново в сцену VIZ, назначение материалов новым объектам сцены, визуализация. Некоторые детали для экономии времени смоделированы непосредственно в VIZ. С учетом большого количества обрабатываемых вариантов кому-то способ импорта может показаться излишне трудоемким по сравнению со способом связывания файлов, но опыт подсказывает, что во втором случае я потерял бы больше времени на снижении производительности VIZ, чем выиграл бы на неоспоримых преимуществах связывания.

В процессе работы мне все-таки удалось почувствовать себя созидателем. Думается, что из имеющихся (порой противоречивых) исходных данных и требований заказчика (направленных в основном на удешевление и упрощение технологии строительного производства, на сокращение ремонтно-эксплуатационных расходов), удалось получить простой, но вполне законченный архитектурный образ.

Рабочие чертежи были откорректированы в соответствии с новым проектным решением. В сентябре был выдан раздел архитектурно-строительных решений ниже отметки 0,000 и началось производство работ. К концу года было завершено проектирование выше отметки 0,000. Параллельно с монтажом этажей продолжаются проектные работы по корректировке планировок в соответствии с пожеланиями инвесторов — будущих владельцев квартир. Сдача дома госкомиссии запланирована на I квартал 2004 года.

Приношу особую благодарность архитектору Андрею Смирнову (Москва) за помощь и консультации при освоении ADT.

Более подробную информацию обо мне и о моих проектах вы сможете найти на сайте в Интернете: http://nsedler.narod.ru.

«САПР и графика» 8'2003