Открыть главное меню

BIM

(перенаправлено с «Информационное моделирование строительных объектов»)

BIM (англ. Building Information Model или Modeling) — информационная модель (или моделирование) зданий и сооружений, под которыми в широком смысле понимают любые объекты инфраструктуры, например, инженерные сети (водные, газовые, электрические, канализационные, коммуникационные), дороги, железные дороги, мосты, порты и тоннели и т.д.

Информационное моделирование здания — это подход к возведению, оснащению, эксплуатации и ремонту (а также сносу) здания (к управлению жизненным циклом объекта), который предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми её взаимосвязями и зависимостями, когда здание и всё, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.

Трёхмерная модель здания, либо другого строительного объекта, связанная с базой данных, в которой каждому элементу модели можно присвоить все необходимые атрибуты[en]. Особенность такого подхода заключается в том, что строительный объект проектируется фактически как единое целое: изменение какого-либо из его параметров влечёт за собой автоматическое изменение связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

BIM исторический обзорПравить

Концепция BIM существует с 1970-х годов.[1][2][3]

Термин «строительная модель» (в том смысле, в каком он используется сегодня) впервые был использован в работах в середине 1980-х годов: в статье Саймона Раффла 1985 года, опубликованной в 1986 году,[4] а затем в статье Роберта Айша[5] - разработчика программного обеспечения RUCAPS, на которое автор ссылался при описании использование программного обеспечения в лондонском аэропорту Хитроу.[6] Термин «Информационная модель здания» впервые появился в статье Г.А. ван Недервина и Ф. П. Толмана.[7]

Однако термины «Информационная модель здания» и «Информационное моделирование здания» (включая аббревиатуру «BIM») стали широко использоваться лишь спустя 10 лет. В 2002 году компания Autodesk выпустила информационный документ под названием «Информационное моделирование зданий»[8] и вскоре другие поставщики программного обеспечения также начали заявлять о своем участии в этой области.[9] Посредством размещения материалов от Autodesk, Bentley Systems и Graphisoft, а также других отраслевых наблюдателей, в 2003 году[10] Джерри Лайзерин помог популяризировать и стандартизировать термин как общее название для цифрового представления процесса строительства.[11] Облегчение обмена и функциональной совместимости информации в цифровом формате ранее предлагалось в рамках различной терминологии: Graphisoft как «Виртуальное здание», Bentley Systems как «Интегрированные модели проекта» и Autodesk или Vectorworks как «Информационное моделирование здания».

Новаторская роль таких приложений, как RUCAPS, Sonata и Reflex, была признана Лайзерином,[12] а также Королевской инженерной академией Великобритании.[13]

Поскольку Graphisoft разрабатывал такие решения дольше, чем его конкуренты, Laiserin расценил свое приложение ArchiCAD как «одно из самых зрелых BIM-решений на рынке».[14] После своего запуска в 1987 году, ArchiCAD стал восприниматься некоторыми как первое внедрение BIM,[15][16] поскольку это был первый CAD-продукт на персональном компьютере, способный создавать как 2D, так и 3D-геометрию, а также первый коммерческий BIM-продукт для персональных компьютеров.[15][17][18]

ОпределениеПравить

Национальный проектный комитет США по стандартам информационного моделирования зданий дает следующее определение:[19]

Информационное моделирование зданий (BIM) - это цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта. BIM - это общий ресурс знаний для получения информации об объекте, который служит надежной основой для принятия решений в течение его жизненного цикла, который определяется как существующий от самой ранней концепции до сноса.

Традиционное проектирование зданий в значительной степени основывалось на двухмерных технических чертежах (планы, фасады, разрезы и т. д.). Информационное моделирование зданий расширяет это за пределы 3D, увеличивая три основных пространственных измерения (ширину, высоту и глубину) с помощью показателя времени в качестве четвертого измерения (4D)[20] и стоимостью в качестве пятого (5D).[21] Совсем недавно стало практиковаться введение шестого измерения (6D), представляющее аспекты окружающей среды и устойчивости зданий, и седьмого измерения (7D) для управления объектами в течение всего срока службы, хотя существуют противоречивые определения для этих измерений.[22][23] Поэтому BIM охватывает больше, чем просто геометрию. Он учитывает множество факторов, например, пространственные отношения, анализ освещения, географическую информацию, а также количество и свойства компонентов здания (например, детали производителей).

BIM включает в себя представление дизайна в виде комбинаций «объектов» - расплывчатых и неопределенных, общих или специфичных для продукта, сплошных фигур или ориентированных в пустом пространстве (например, в форме комнаты), которые несут свою геометрию, отношения и атрибуты. Инструменты проектирования BIM позволяют извлекать различные виды информационных материалов из модели здания для создания чертежей и других целей. Эти различные материалы автоматически согласуются и основаны на одном определении каждого экземпляра объекта.[24] Программное обеспечение BIM также определяет объекты параметрически; то есть объекты определяются как параметры и отношения с другими объектами, поэтому, если в связанный объект вносятся изменения, зависимые объекты также автоматически изменяются.[24] Каждый элемент модели может содержать атрибуты для их автоматического выбора и упорядочивания, предоставляя оценки затрат, а также отслеживание и учет материалов.[24]

Для специалистов, вовлеченных в проект, BIM позволяет передавать виртуальную информационную модель от команды разработчиков (архитекторы, ландшафтные архитекторы, геодезисты, инженеры-строители и т.д.) генеральному подрядчику и субподрядчикам, а затем владельцам/операторам; каждый профессионал добавляет данные в единую общую модель. Это уменьшает потери информации, которые традиционно имели место быть, когда новая команда становится «владельцем» проекта, и предоставляет более обширную информацию владельцам или другим участникам проекта.

BIM и жизненный цикл проектаПравить

Использование BIM выходит за рамки фазы планирования и проектирования проекта, охватывая весь жизненный цикл здания и поддерживая все процессы, включая управление затратами, управление строительством, управление проектом, эксплуатацию объекта и управление в экологическом строительстве.

Управление построением информационных моделейПравить

Создание информационных моделей охватывает все время от идейной концепции проекта до завершения эксплуатации и сноса здания. Для обеспечения эффективного управления информационными процессами на протяжении всего этого промежутка времени может быть назначен менеджер BIM (также иногда определяемый как виртуальный проект-конструктор, VDC, менеджер проекта - VDCPM). Менеджер BIM нанимается командой разработчиков по поручению клиента начиная с этапа предварительного проектирования для разработки и мониторинга хода объектно-ориентированного проектирования BIM в соответствии с прогнозируемыми и количественно измеренными показателями производительности, поддерживая междисциплинарные информационные модели зданий, которые управляют анализом, графиками, динамикой и логистикой.[25] Компании в настоящее время рассматривают возможность разработки BIM с различными уровнями детализации, поскольку в зависимости от применения BIM требуется различные уровни в подробностях информации, а также возникают различные усилия по моделированию, связанные с созданием информационных моделей зданий на разных уровнях детализации.[26]

BIM в управлении строительствомПравить

Участникам процесса строительства необходимо выполнять проекты, несмотря на ограниченные бюджеты, ограничения по рабочей силе, ускоренные графики и противоречивую информацию. Основные проектные направления строительства, такие как архитектурный и строительный инжиниринг, электротехническое и сантехническое проектирование должны быть хорошо скоординированы, так как при строительстве и дальнейшей эксплуатации не могут иметь место противоречия в одном месте и времени. Информационное моделирование зданий помогает в обнаружении таких противоречий уже на начальном этапе, идентифицируя точное местоположение расхождений.

Концепция BIM предусматривает виртуальное строительство объекта до его фактического физического строительства, чтобы уменьшить неопределенность, повысить безопасность, решить проблемы, а также моделировать и анализировать потенциальные воздействия различных факторов.[27] Субподрядчики на каждом этапе проектирования могут вводить критическую информацию в модель до начала строительства, имея возможность предварительно изготовить или предварительно собрать некоторые системы за пределами площадки.[27] Тем самым, затраты можно свести к минимуму, строительные материалы доставлять точно в срок, а не складировать на месте.

Количество и общие свойства стройматериалов могут быть легко извлечены на начальной стадии. Объемы работ также определяются таким образом уже на стадии проектирования. Визуально все инфраструктурные системы, сборки и последовательности могут быть показаны в относительном масштабе со всем проектируемым объектом или группой объектов. BIM также предотвращает ошибки, позволяя обнаруживать конфликты, в результате чего компьютерная модель визуально выделяет конкретные локации, где части здания (например, железобетонные конструкции, трубы или каналы) могут неправильно совмещаться.

BIM в эксплуатации объектаПравить

BIM может компенсировать потерю информации, связанную с работой над проектом от проектной группы, строительной команды и владельца / оператора здания, позволяя каждой группе добавлять и ссылаться на всю информацию, которую они получают в течение периода внесения дополнений и правок в модель BIM. Это может принести значительную пользу владельцу/оператору объекта.

Например, владелец может найти доказательства и причины утечки в своем здании. Вместо того, чтобы исследовать физическое здание обычными способами, он может обратиться к модели и увидеть, что в подозрительном месте находится водяной клапан. Он также может иметь в модели конкретный размер клапана, производителя, номер детали и любую другую информацию, когда-либо исследованную в прошлом, в зависимости от адекватной для этого вычислительных ресурсов, имеющихся в наличии для обслуживания такой модели. Такие проблемы были первоначально рассмотрены Лейтэ и Акинчи при разработке представления уязвимости содержимого объекта и угроз для поддержки выявления уязвимостей в чрезвычайных ситуациях.[28]

Динамическая информация о здании, такая как измерения датчиков и управляющие сигналы от систем здания, также может быть включена в программное обеспечение BIM для поддержки анализа эксплуатации и технического обслуживания здания.[29]

Были попытки создания информационных моделей для старых, уже существующих объектов. Подходы включают ссылку на ключевые метрики, такие как индекс состояния объекта (FCI), или использование трехмерных лазерных сканирующих съемок и методов фотограмметрии (как по отдельности, так и в сочетании) для получения точных измерений объекта, которые могут использоваться в качестве основы для модели. Попытка смоделировать здание, построенное, например, в 1927 году, требует многочисленных предположений о стандартах проектирования, строительных нормах, методах строительства, материалах и т. д. и поэтому является более сложной, чем построение модели во время проектирования.

Одной из проблем правильного обслуживания и управления существующими объектами является понимание того, как BIM может использоваться для поддержки целостного понимания и реализации методов управления зданием и принципов «стоимости владения», которые поддерживают полный жизненный цикл продукта здания. Например, Американский национальный стандарт под названием APPA 1000 - Общая стоимость владения объектами и управление активами включает BIM для учета множества критических требований и затрат в течение жизненного цикла здания, включая, помимо прочего: замену и обслуживание энергетической инфраструктуры, коммунальные услуги и системы безопасности; постоянное обслуживание экстерьера и интерьера здания и замена материалов; обновления дизайна и функциональности; расходы на рекапитализацию.

BIM в зеленом строительствеПравить

BIM в зеленом строительстве, или «зеленый BIM», - это процесс, который может помочь архитектурным, инженерным и строительным фирмам повысить устойчивость в строительной отрасли. Это может позволить архитекторам и инженерам интегрировать и анализировать экологические проблемы в своих проектах в течение жизненного цикла здания.[30]

Программное обеспечение BIMПравить

Первые программные инструменты, разработанные для моделирования зданий, появились в конце 1970-х и начале 1980-х годов и включали такие продукты для рабочих станций, как система описания зданий Чака Истмана и серии GLIDE, RUCAPS, Sonata, Reflex и Gable 4D. Ранние приложения и оборудование, необходимое для их запуска, были дорогими, что ограничивало их широкое распространение. Radar CH от ArchiCAD, выпущенный в 1984 году, был первым программным обеспечением для моделирования, доступным на персональном компьютере.[17]

Из-за сложности сбора всей необходимой информации при работе с BIM над проектом здания некоторые компании разработали программное обеспечение, специально предназначенное для работы в среде BIM. Эти пакеты отличаются от инструментов архитектурного проектирования, таких как AutoCAD, так как позволяют добавлять дополнительную информацию (время, стоимость, сведения о производителях, информацию об устойчивости и обслуживании и т. д.) в модель здания.

Непроприетарные или opensource BIM стандартыПравить

BIM часто ассоциируется с отраслевыми базовыми стандартами (IFC) и aecXML - структурами данных для представления информации. IFC были разработаны BuildingSMART (бывший Международный альянс по совместимости), как нейтральный, непроприетарный или открытый стандарт для обмена данными BIM между различными программными приложениями (некоторые проприетарные структуры данных были разработаны поставщиками САПР, включающими BIM в свое программное обеспечение).

Плохая совместимость программного обеспечения долгое время считалась препятствием для эффективности отрасли в целом и внедрения BIM в частности. В августе 2004 года, согласно отчету Национального института стандартов и технологий США (NIST),[31] индустрия капиталовложений США ежегодно теряла 15,8 миллиарда долларов из-за неадекватной функциональной совместимости, возникающей из-за «сильно фрагментированной природы отрасли, деловой практики на бумажной основе, отсутствия стандартизации и непоследовательного внедрения технологий среди заинтересованных сторон».

Ранним примером утвержденного на национальном уровне стандарта BIM является одобренный AISC (Американский институт стальных конструкций) стандарт CIS / 2, не являющийся частным стандартом, берущий свое начало в Великобритании.

В РоссииПравить

11 июня 2016 года был утверждён перечень поручений, обеспечивающих создание правовой базы использования информационного моделирования зданий в строительстве[32], в первую очередь по государственному заказу.

Ожидаемый потенциал BIMПравить

BIM - это относительно новая технология в отрасли, которая обычно медленно адаптируется к изменениям. Тем не менее, многие пользователи уверены, что BIM будет играть со временем еще более важную роль в создании документации.[33]

Сторонники этого подхода утверждают, что BIM предлагает:

  1. Улучшенную визуализацию,
  2. Повышение производительности благодаря простому поиску информации,
  3. Усиление согласованности строительных документов,
  4. Встраивание и связывание важной информации, такой как информация о поставщиках для конкретных стройматериалов, с учетом их детального описания и количества, необходимого для оценки и проведения торгов,
  5. Высокую скорость логистики,
  6. Снижение затрат.

BIM также содержит большую часть данных, необходимых для анализа производительности строительства здания.[34] Свойства здания в BIM можно использовать для автоматического создания входного файла для моделирования производительности строительства здания и экономии значительного количества времени и усилий.[35] Кроме того, автоматизация этого процесса уменьшает ошибки и несоответствия в процессе моделирования производительности строительства здания.

ПримечанияПравить

  1. Eastman, Charles; Fisher, David; Lafue, Gilles; Lividini, Joseph; Stoker, Douglas; Yessios, Christos. An Outline of the Building Description System.. — Institute of Physical Planning, Carnegie-Mellon University.. — September 1974.
  2. Eastman, Chuck; Tiecholz, Paul; Sacks, Rafael; Liston, Kathleen. BIM Handbook: a Guide to Building Information Modeling for owners, managers, designers, engineers, and contractors (1st ed.).. — Hoboken, New Jersey: John Wiley. pp. xi–xii.. — 2008. — ISBN 9780470185285..
  3. Eastman, Chuck; Tiecholz, Paul; Sacks, Rafael; Liston, Kathleen. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors (2nd ed.).. — Hoboken, New Jersey: John Wiley. — 2011. — С. 36–37.
  4. Ruffle S. Architectural design exposed: from computer-aided-drawing to computer-aided-design. — Environments and Planning B: Planning and Design. — 1986 March 7. — С. 385-389.
  5. Aish, R. Building Modelling: The Key to Integrated Construction CAD // CIB 5th International Symposium on the Use of Computers for Environmental Engineering related to Building, 7–9 July.. — 1986.
  6. cited by Laiserin, Jerry (2008). Foreword to Eastman, C., et al (2008), op cit, p.xii.
  7. Van Nederveen, G.A.; Tolman, F.P. Modelling multiple views on buildings // Automation in Construction. 1 (3): 215–24. — 1992. — DOI:10.1016/0926-5805(92)90014-B..
  8. "Autodesk (2002). Building Information Modeling. San Rafael, CA, Autodesk, Inc" (PDF). laiserin.com..
  9. Laiserin, J. Comparing Pommes and Naranjas // The Laiserin Letter. — December 16, 2002..
  10. Laiserin, J. (2003). The BIM Page // The Laiserin Letter..
  11. Laiserin, in his foreword to Eastman, et al (2008, op cit) disclaimed he had coined the term, adding "it is my opinion that the historical record ... shows that Building Information Modeling was not an innovation attributable solely to any individual or entity." (p.xiii)
  12. Laiserin, J. LaiserinLetterLetters (see Laiserin's comment to letter from John Mullan) // The Laiserin Letter. — January 06 2003.
  13. Prince Philip Medal for engineer behind revolution in Building Information Modelling (22 June 2016) // Royal Academy of Engineering. RAEng. Retrieved 22 July 2016..
  14. Laiserin, J. (2003). Graphisoft on BIM // The Laiserin Letter. — January 20, 2003.
  15. 1 2 Lincoln H. Forbes, Syed M. Ahmed. Modern Construction: Lean Project Delivery and Integrated Practices // CRC Press.. — 2010.
  16. Cinti Luciani, S. Garagnani, R. Mingucci. BIM tools and design intent. Limitations and opportunities // in K. Kensek, J. Peng, Practical BIM 2012 - Management, Implementation, Coordination and Evaluation, Los Angeles.
  17. 1 2 Quirk, Vanessa. A Brief History of BIM // Arch Daily. Retrieved 14 July 2015.. — 7 December 2012.
  18. M. Dobelis. Drawbacks of BIM concept adoption // in the 12th International Conference on Engineering Graphics, BALTGRAF 2013, June 5–7, 2013, Riga, Latvia.
  19. "Frequently Asked Questions About the National BIM Standard-United States - National BIM Standard - United States". Nationalbimstandard.org.. — Archived from the original on 16 October 2014. Retrieved 17 October 2014..
  20. "4D BIM or Simulation-Based Modeling". structuremag.org.. — Archived from the original on 28 May 2012. Retrieved 29 May 2012..
  21. "ASHRAE Introduction to BIM, 4D and 5D". cadsoft-consult.com.. — Retrieved 29 May 2012.. Архивная копия от 3 апреля 2013 на Wayback Machine
  22. "The Theory of Evolution BIM 3D-7D".. — Retrieved 5 October 2018..
  23. "BIM 3D, 4D, 5D, 6D, 7D".. — Retrieved 5 October 2018..
  24. 1 2 3 Eastman, Chuck (August 2009). "What is BIM?".
  25. "Senate Properties modeling guidelines". Gsa.gov.. — Archived from the original on 26 February 2012. Retrieved 17 October 2014..
  26. Leite, Fernanda; Akcamete, Asli; Akinci, Burcu; Atasoy, Guzide; Kiziltas, Semiha (2011). Analysis of modeling effort and impact of different levels of detail in building information models // Automation in Construction. 20 (5): 601–9.. — DOI:10.1016/j.autcon.2010.11.027..
  27. 1 2 Smith, Deke (2007). An Introduction to Building Information Modeling (BIM)" (PDF). // Journal of Building Information Modeling: 12–4.. Архивировано 13 октября 2011 года.
  28. Leite, Fernanda; Akinci, Burcu (2012). Formalized Representation for Supporting Automated Identification of Critical Assets in Facilities during Emergencies Triggered by Failures in Building Systems // Journal of Computing in Civil Engineering. 26 (4): 519.. — DOI:10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000171.
  29. Liu, Xuesong; Akinci, Burcu (2009). Requirements and Evaluation of Standards for Integration of Sensor Data with Building Information Models // In Caldas, Carlos H.; O'Brien, William J. Computing in Civil Engineering. pp. 95–104.. — ISBN 978-0-7844-1052-3. — DOI:10.1061/41052(346)10.
  30. Sustainability Assessment through Green BIM for Environmental, Social and Economic Efficiency // Procedia Engineering. 180: 520–530. 2017-01-01.. — ISSN 1877-7058.. — DOI:10.1016/j.proeng.2017.04.211.
  31. Gallaher, Michael P.; O'Connor, Alan C.; Dettbarn, John L.; Gilday, Linda T. (August 2004). Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities Industry. // National Institute of Standards and Technology. p. iv.. — DOI:10.6028/NIST.GCR.04-867..
  32. Утвержден перечень поручений по итогам Госсовета по строительству
  33. Kensek, Karen; Noble, Douglas (2014). Building Information Modeling: BIM in Current and Future Practice (1st ed.).. — Hoboken, New Jersey: John Wiley..
  34. Kensek, Karen (2014). Building Information Modeling (1st ed.). // Hoboken, New York: Routledge. pp. 152–162..
  35. Rahmani Asl, Mohammad; Saied Zarrinmehr; Wei Yan. Towards BIM-based Parametric Building Energy Performance Optimization. — ACADIA 2013..

СсылкиПравить