Одним из главных инструментов реализации программы социально-экономического развития нашей страны являются национальные проекты. В них отражаются ключевые решения, которые направлены на укрепление отечественной экономики, обеспечение технологического суверенитета и улучшение жизни людей [1].

К таким проектам относится национальный проект «Инфраструктура для жизни» [2]. Его целью является обеспечение граждан Российской Федерации инфраструктурой нового качества. Он объединяет ряд федеральных проектов, в том числе проект «Модернизация коммунальной инфраструктуры», который направлен на улучшение качества коммунальных услуг, в том числе за счёт строительства и реконструкции объектов систем питьевого водоснабжения и очистки сточных вод, а также модернизации наружных сетей водоснабжения и водоотведения, сетей теплоснабжения [3].

К ключевым инструментам развития инфраструктурного строительства относится цифровизация [4–6]. Одним из направлений цифровой трансформации в строительстве объектов систем водоснабжения и водоотведения является внедрение технологий информационного моделирования (ТИМ) в процессы разработки проектно-сметной документации.

Оптимизация проектных решений строительства новых, технического перевооружения и реконструкции существующих объектов систем водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) относится к важным научным задачам. Всё это диктует необходимость поиска новых эффективных механизмов, обеспечивающих их решение.

Анализ нормативно-правовой базы в области информационного моделирования [7–9], а также трудов учёных в этой сфере [10–14] позволил выявить нехватку определений и терминов, характеризующих процессы формирования стоимости строительства с использованием технологий информационного моделирования. В статье рассмотрены особенности формирования ведомости объёмов работ и сметной документации с применением ТИМ при проектировании объектов ВКХ.

Целью статьи является разработка предложений по развитию технологий информационного моделирования и формированию с их использованием механизма оптимизации проектных решений строительства и реконструкции объектов ВКХ.

К объектам водоснабжения и водоотведения городов и населённых пунктов относятся следующие объекты:

  • сооружения (водозаборные сооружения, резервуары, сооружения очистки, сооружения на линейных объектах и др.);
  • производственные здания с технологическим оборудованием (насосные и воздуходувные станции, здания фильтров, здания реагентного хозяйства, хлораторные, цеха обработки осадков и т. д.);
  • линейные объекты (магистральные водоводы, уличные водопроводные сети, канализационные сети, коллекторы и др.) [10].

Современная концепция информационного моделирования предполагает разработку цифровой информационной модели (трёхмерной модели) здания, сооружения или линейного объекта, к элементам которой привязываются (назначаются) сметные свойства и параллельно формируется цифровая ведомость объёмов работ (ЦВОР); на следующем этапе создаётся смета. При этом обеспечивается взаимосвязь между трёхмерной моделью объекта, цифровой ведомостью объёмов работ и сметой [11].

Чтобы раскрыть особенности этих процессов, авторами предлагается использовать новый термин «цифровая ресурсная модель». По мнению авторов, «цифровая ресурсная модель» — это комплексная система, которая формируется на основе цифровой информационной модели объекта и содержит сведения о привязанных к её элементам сметных нормах и ресурсах, их кодах, поправочных коэффициентах и др., а также является источником данных для разработки «цифровой ведомости объёмов работ» (ЦВОР) и сметы.

Схема формирования ЦВОР и сметной документации с применением технологий информационного моделирования представлена на рис. 1.


Рис. 1. Схема формирования ведомости объёмов работ и сметной документации с использованием технологий информационного моделирования в инфраструктурном строительстве

Цифровая информационная модель объекта капитального строительства состоит из элементов, каждый из которых имеет определённые свойства, то есть геометрические и атрибутивные данные. Например, к свойствам (параметрам) стены здания насосной станции относится её длина, высота, толщина, площадь, объём и др. Также в её свойствах проектировщик указывает материалы, из которых она будет изготовлена и другие сведения в соответствии с СП 333.1325800.2020 [8].

Для создания трёхмерной модели объектов используются различные программные комплексы, например, NanoCAD, Renga и др. Параметры элементов этой модели экспортируются в специальное программное обеспечение (ТИМ-сметные программы), в том числе «Гектор: 5D-смета» или «BIM-смета АВС», BIM-Wizard и др. Работая в такой программе специалист сначала анализирует полученную информацию об элементах модели, все ли данные присутствуют для дальнейшей работы сметчика, какие технологии возведения конструктивного элемента здания указаны, какие ресурсы используются, и другие сведения.

Функционал ТИМ-сметных программ обеспечивает возможность привязать сметные нормы и ресурсы к элементам цифровой информационной модели объекта. Также указываются требуемые поправочные коэффициенты, формируется структура сметы и реализуется ряд других функций. В результате создаётся «цифровая ресурсная модель» (рис. 1).

На основе данных из этой модели формируется цифровая ведомость объёмов работ. В процессе подготовки ЦВОР выполняется корректировка наименований работ, указанных в цифровой ресурсной модели с учётом требований госэкспертизы, корректируются единицы измерения и др. Всё это может быть выполнено в программах «Гектор: 5D-смета», «BIM-смета АВС» или в другом ТИМ-сметном программном обеспечении. Информация из «цифровой ресурсной модели» передаётся в любую сметную программу («СметаРу», «ГрандСмета» и др.). На этом этапе привязываются цены по кодам ресурсов и реализуются необходимые процессы по формированию сметной документации.

Цифровая ресурсная модель взаимосвязана с цифровой информационной моделью объекта водопроводно-канализационного хозяйства и сметой (рис. 1). После того, как сформирована смета, сведения о сметной стоимости строительно-монтажных работ передаются в цифровую информационную модель с использованием функционала ТИМ-сметного программного комплекса и отображаются в свойствах элемента этой модели.

С применением технологий информационного моделирования также обеспечивается связь между сметой, ЦВОР и цифровой информационной моделью объекта. В смете отражены ссылки на цифровую ведомость объёмов работ, а в ЦВОР указаны ссылки на элементы модели этого объекта. Выбирая позицию в смете, можно перейти к элементу модели. Такая взаимосвязанная система обеспечивает точную и быструю проверку смет и ЦВОР.

Технологии информационного моделирования позволяют обеспечить взаимосвязь между цифровой информационной моделью объекта систем водоснабжения и водоотведения, цифровой ресурсной моделью, цифровой ведомостью объёмов работ и сметой. В результате формируется эффективный механизм оптимизации проектных решений, который позволяет улучшить проектные решения строительства новых, технического перевооружения и реконструкции существующих объектов систем ВКХ.

Взаимосвязь между трёхмерной моделью объекта, цифровой ресурсной моделью и сметой позволяет выполнить сравнение вариантов проектных решений эффективно, быстро и без ошибок. Например, при изменении размеров конструктивного элемента здания насосной станции автоматически пересчитается объём работ, ТИМ-сметное программное обеспечение подберёт нужную норму из соответствующей таблицы сметно-нормативной базы и автоматически выполнит замену, если не изменилась технология возведения конструкции. При изменении технологии функционал ТИМ-сметной программы позволяет оперативно внести необходимые корректировки.

К преимуществам такого цифрового механизма также относится возможность визуально контролировать процессы «осмечивания» элементов модели объекта, проверять, правильно ли рассчитаны объёмы работ, и др. Например, работая в ТИМ-сметной программе, можно выбрать привязанную к нескольким конструктивным элементам здания сметную норму и просмотреть эти трёхмерные элементы. Также можно скрыть «осмеченные» элементы и увидеть, какие остались элементы, которым сметные свойства ещё не назначены. Таким образом обеспечивается контроль и управление изменениями в проекте. Если по решению заказчика произошли какие-то изменения, то ТИМ-сметное программное обеспечение покажет эти изменения и автоматически выполнит необходимые процессы, связанные с пересчётом объёмов работ, заменой сметных норм, ресурсов и т. п.

Заключение

Одним из препятствий на пути развития технологий информационного моделирования является нехватка определений и терминов, характеризующих процессы формирования стоимости строительства с использованием этих технологий. В результате сложно раскрыть особенности формирования ведомостей объёмов работ и сметной документации с применением ТИМ. Авторами предложен новый термин «цифровая ресурсная модель», с использованием которого изложен подход к формированию механизма оптимизации проектных решений строительства и реконструкции объектов ВКХ с применением ТИМ.

Используя этот механизм, каждый из участников строительства систем водоснабжения и водоотведения сможет получить свои преимущества, в том числе оптимизировать проектные решения выбирая более лучшие технологии и ресурсы с учётом их стоимости, обеспечить экономию времени и средств на разработку ЦВОР и сметной документации, снизить вероятность ошибок, обеспечить эффективный контроль и управление изменениями в проекте и т. п.

Внедрение результатов исследования в практику будет способствовать ускорению темпов разработки и реализации национальных и федеральных проектов, в том числе проекта «Модернизация коммунальной инфраструктуры» [3], обеспечит экономию инвестиций в строительство и реконструкцию объектов систем водоснабжения и водоотведения.