Архітектура майбутнього | Журнал Популярна Механіка

1. Все про все
2. Віртуальна будівництво
3. Ви спите, я проектую!
4. Що сказати роботу?
5. Свердлити - тут!
6. Від першого кілочка - до зносу

Давньогрецький філософ Платон вважав, що все суще має ідеальні образи в особливому світі - світі ідей. Платон не міг, звичайно, передбачити прихід цифрової ери майже дві з половиною тисячі років тому, проте його уявлення про реальність дивним чином перегукуються з найсучаснішими технологіями в області проектування і будівництва.

У нинішньому і минулому році на території колишнього СРСР пройшли два яскравих спортивних подій: Зимова олімпіада - 2014 в Сочі і перші Європейські ігри в Баку. У цих двох спортивних фестивалів було щось спільне, безпосередньо не пов'язане зі спортом. Церемонії відкриття і закриття і тих і інших ігор проходили на сучасних, щойно збудованих грандіозних стадіонах. І обидва стадіони були фактично зведені ще до того, як їх почали будувати. Споруди ці стали прикладом впровадження новітньої технології проектування, яка носить міжнародна назва BIM - Building Information Modeling, а по-російськи її зазвичай називають інформаційним моделюванням. Хтось, напевно, скаже: «А, це знову щось про 3D-моделювання. Хто ж не знає, що в наші дні все - від болта до супертанкера - проектують на комп'ютері у вигляді тривимірних зображень! »

Демонстрація можливостей інформаційного моделювання може бути і такий. Дизайнерське бюро ARUP розробило за допомогою BIM-технологій проект OVE. Це існуючий лише у віртуальній реальності 170-метровий людина-хмарочос. Всі внутрішні комунікації в ньому розташовані так, щоб імітувати структуру людського тіла.

Все про все

Зрозуміло, без 3D не обійшлося і тут, і все ж в інформаційному моделюванні ключове поняття - «інформаційне». Революційність нового підходу не в тому, що майбутня будівля проектується у вигляді віртуального 3D-образу, а в тому, що створювана модель насичується величезною кількістю різноманітної інформації. Інформаційна модель створює абсолютно новий формат обміну даними по проекту між замовником, підрядниками, архітекторами, конструкторами, фахівцями з інженерних мереж, монтажниками, експлуатаційниками.

Масштабні спортивні споруди зі складним поєднанням бетонних і металевих конструкцій - ідеальна сфера докладання технологій інформаційного моделювання.

Про те, що таке інформаційне моделювання, як з ним працювати і які його переваги, ми поговорили з Денисом Купцова, комерційним директором російського відділення фінської компанії Tekla, що входить нині в що базується в США корпорацію Trimble. Саме Tekla стала одним з піонерів нової технології, почавши роботи в цьому напрямку ще до того, як був «викарбуваний» термін BIM.

«Говорити про масове впровадження BIM, - каже Денис, - поки не доводиться. При всіх своїх численних перевагах це все-таки досить дорога технологія, яка, наприклад, абсолютно не потрібна при будівництві типових будівель з деталей типової номенклатури. Поки мова йде про унікальні спорудах типу стадіонів. Охоче ​​сприймають нові віяння проектувальники великих виробничих об'єктів, будь то в «нафтову» або в харчовій промисловості. Але поступово BIM приходить і в цивільне будівництво ».

Віртуальна будівництво

Отже, ми проектуємо нову споруду. У ньому буде фундамент, несучі конструкції, стіни, перекриття, вікна та двері, покрівля, водопровід, каналізація, системи електропостачання, пожежогасіння, кондиціонування, лінії зв'язку. Якщо мова йде про інформаційний моделюванні, то все це мало лише намалювати в 3D. Кожному елементу конструкції буде надано масив інформації, що має відношення до даної деталі, як-то: геометричні розміри, марка матеріалу (стали, бетону, дерева, пластика), дані про стандарт, якщо він для цього елемента існує, терміни монтажу і т. Д . На етапі затвердження проекту це дає вже чимало. По-перше, закладена в моделі інформація про кожен елемент дозволяє дуже достовірно скласти кошторис на будівництво. По-друге, замовнику можна продемонструвати хід будівництва в часі. Наприклад, за планом будiвництва 3 липня 2016 року будинок буде виглядати ось так, 10 жовтня - ось так. А в грудні 2017 року будівництво буде повністю завершено. «Маючи інформаційну модель споруди, - пояснює Денис Купцов, - замовник може стежити за ходом будівництва, порівнюючи вид будмайданчика на задану дату відповідно до моделі з картинкою, яку транслюють веб-камери з реальною будівництва. Так легко побачити, наскільки підрядна організація справляється з графіком ».

Ви спите, я проектую!

Але, зрозуміло, полегшення контролю за проектом далеко не єдиний плюс технології BIM. Наявність загальної інформаційної моделі дозволяє ще на етапі проектування вести роботу над спорудженням одночасно кільком фахівцям. Зараз часи вузької спеціалізації, і проектування бетонних конструкцій, металевих конструкцій, інженерних мереж ведуть різні фахівці. Причому вони можуть працювати в різних компаніях і жити в різних куточках землі - від Нью-Йорка і Кейптауна до Сінгапуру і Сеула. Середа BIM, розроблена компанією Tekla, дозволяє розмістити модель на «хмарному» сервері з можливістю віддаленого доступу, і коли азіатські проектувальники ляжуть спати, американські приступлять до роботи. Виникає лише питання: якщо однією моделлю займаються різні люди в різний час, то чи не зможуть вони здійснювати якісь суперечать одному дії, які позначаться на цілісності проекту? «Такого роду проектуванням займаються серйозні професіонали, - відповідає Денис Купцов, - і вони добре розуміють, що вони робити можуть, а куди втручатися не слід. У будь-якому випадку при заході в модель кожен з проектувальників отримує повідомлення про всі зроблених іншими фахівцями зміни. У тому, що такий спосіб «віддаленої» роботи над проектом реальний, немає сумнівів. Зокрема, новий стадіон в Баку проектувався інтернаціональною командою саме таким способом.

За допомогою спеціальної консолі можна вести будівництво, буквально тримаючи перед очима інформаційну модель споруди. Додаткова апаратура дозволяє вказати положення будь-якої точки з моделі на реальному будмайданчику.

Що сказати роботу?

Ще одна важлива перевага інформаційної моделі - це те, що кожна деталь несе в собі повний набір інформації для її виробництва. Взяти, наприклад, бетонні елементи - плити для перекриттів, колони, елементи фасаду. Зрозуміло, є великі комбінати залізобетонних виробів, які масово виробляють стандартну номенклатуру плит і інших елементів. Але якщо мова йде про індивідуальний проект і потрібна деталь з особливими параметрами, то доводиться звертатися на підприємства іншого типу - туди, де є обладнання з числовим програмним управлінням. На таких заводах працює зовсім небагато людей - основну роботу виконують роботи. На металевому піддоні вони розкладають рухливу опалубку, строго відповідно до заданих розмірів. Людям залишається лише розставити по лазерної розмітці арматуру і заставні елементи під різного роду отвори і канали (це щоб не свердлити і не руйнувати їх на будмайданчику). Інша роботизована система заллє в отриману форму розчин. Через деякий час плита з точно заданими геометричними параметрами (ніяких звичних нам кривих стін!) Буде готова до монтажу. Все це прекрасно, але такі підприємства не вміють працювати за звичайними кресленнями. Їх обладнання потрібно керуюча програма, яку, втім, легко витягти із загальної інформаційної моделі будівлі. Те ж стосується і виробництва металоконструкцій, а також інших виробництв з різних конструкційних матеріалів.

Свердлити - тут!

До речі, про монтаж. Щоб стіни або стелі не були кривими, мало лише правильних геометричних параметрів самої деталі - важливо, щоб вона була точно змонтована. Тому інформаційна модель потрібна не тільки менеджерам і проектувальникам, але і виконавців робіт, монтажникам, геодезистам. Тут приходять на допомогу мобільні технології. Отримати доступ до моделі можна за допомогою смартборди, планшетів, а також спеціальних консолей. Все це дає унікальну можливість з прецизійної точністю змонтувати деталь або, скажімо, просвердлити отвір. Відбувається це так. Консоль отримує доступ до моделі, на якій позначені певні точки, наприклад точки свердління. Координати цих точок передаються на тахеометр - спеціальну різновид лазерного теодоліта, має просторову прив'язку до будмайданчика. Далі геодезист, пересуваючись по будівництву з консоллю і спеціальної призмою, може спроектувати мітку точно на те місце, де має бути отвір. На консолі також з'явиться інформація про глибину свердління.

Сидяча людина Ця оригінальна скульптура з металоконструкцій була зроблена в такий спосіб. Фігуру сидить навпочіпки художника відсканували лазерним сканером в 3D, а потім з тривимірного образу спроектували складне плетіння металоконструкцій. При цьому було використано ПО інформаційного моделювання, створене компанією Tekla.

Від першого кілочка - до зносу

Інформаційна модель споруди, таким чином, має безліч різних застосувань - в сфері економіки проекту, в області його архітектурної та інженерної реалізації, в рекламно-презентаційної сфері. Наприклад, модель можна роздрукувати в зменшеному вигляді на 3D-принтері, а можна влаштувати віртуальну екскурсію з реалістичною візуалізацією по ще не побудованому спорудженню. Цікаво також і те, що модель продовжує жити після спорудження будівлі. Ось приклад: необхідно реконструювати старий заводський цех. Є креслення, за якими його будували, однак користі від них небагато. За ці роки в цеху ставили нові лінії, багаторазово і безсистемно приміщення перебудовувалася. Без креслень проект реконструкції ускладнюється. Але цех, який буде побудований зараз по інформаційної моделі, років через 20 реконструювати буде набагато легше. Головне, щоб все перебудови і зміни своєчасно вносилися в інформаційну модель. Втім, можна побудувати інформаційну модель і для старої будівлі доцифровую епохи. Для цього його доведеться відсканувати лазерною апаратурою та над отриманим із хмари точок 3D-образом надбудувати інформаційний масив за технологією BIM.

«Технологія інформаційного моделювання поки не отримала достатнього поширення в Росії, - говорить Денис Купцов, - реалізуються лише перші проекти. Однак очевидно, що за BIM - майбутнє, і вже зараз деякі країни приймають її як стандарт для будівельної галузі ».

Стаття «Будинок в паралельному світі» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №8, серпень 2015 ).