Сотрудничая с финской компанией Progman Oy, я впервые столкнулся с широко обсуждаемой концепцией Building Information Modeling (BIM) [1] в северной Европе. Многие европейские проектные компании, использующие различные комбинации различных САПР, обсуждали способы хранения, анализа и обмена цифровой информации при разработке проектов зданий. В то время в России для архитектурного проектирования применялся ArchiCAD от компании Graphisoft или AutoCAD от Autodesk. Работая с проектами инженерных сетей, я наиболее часто имел дело именно с двухмерными чертежами в AutoCAD. Разумеется, это не означало, что архитектор создавал их именно в таком виде, — часто они были экспортированы из ArchiCAD или выполнены в AutoCAD Architecture. Но факт оставался фактом — для проектирования систем отопления и вентиляции мы получали плоские чертежи, фасады и разрезы. Инженерные сети, если смотреть на них в плане (рис. 1), зачастую являлись нагромождением различных линий и надписей, а понять, что именно там изображено, представляло определённые трудности. Без использования трёхмерного моделирования создать подобные проекты было бы сложно.

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 1

В начале 2000-х годов в России началось активное использование MagiCAD для AutoCAD. Проектировщики высоко оценили потенциал использования трёхмерного информационного моделирования инженерных систем: скорость выполнения проектов увеличилась в разы по сравнению с плоским черчением. Дело было не только в удобных инструментах моделирования, но и в выполнении расчётов, получении спецификаций, автоматизации выполнения чертежей. В MagiCAD появилась полноценная поддержка стандарта обмена информацией IFC от ассоциации buildingSMART [2].

Для пользователей открытым оставался вопрос о координации инженерных систем и архитектуры. Обычно архитектурный проект в трёхмерном виде не передавался инженерам. Разумеется, такие решения, как Navisworks и Solibri, вполне могли координировать данные из разных источников, но в это время они не были распространены в России.

Ситуация достаточно сильно изменилась с активным освоением нового решения Autodesk Revit. Это решение имело возможность создавать проекты по разным разделам на одной платформе. Благодаря немалым маркетинговым усилиям компании Autodesk в России, проектные компании заинтересовались и самой концепцией Building Information Modeling. Стало понятно, что во всём мире уже идёт активный переход с бумажного оформления проектной документации к цифровой информационной модели. Наиболее передовые компании начали внимательно изучать опыт иностранных коллег, и появились первые переводы иностранных практик применения BIM.

В какой-то момент концепция BIM в России привлекла достаточно внимания общественности, чтобы её стали обсуждать все — от профессионального сообщества до представителей власти. Были приняты различные дорожные карты развития, стали появляться первые стандарты [4–7, 9–11]. Некоторые стандарты даже успели принять, отменить и взамен принять новые [4]. Факт возможности использования цифровой информационной модели внесён в Градостроительный кодекс РФ (ст. 48, п. 2).

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 2

Сама технология информационного моделирования (рис. 2) уже перешла от этапа обсуждения в инженерном сообществе к этапу практической реализации и стала важным маркетинговым инструментом продвижения многих компаний и специалистов.

Я считаю, что на данный момент говорить о фундаментальных результатах технологии слишком рано. В России проектный бизнес достаточно молод, и лишь недавно руководители компаний стали задумываться о бизнес-процессах и вопросах управления. Традиционное проектирование позволяло компаниям сохранять некую степень хаоса в управлении, но переход к полноценным цифровым технологиям вдруг стал приводить к значительному увеличению сроков проектирования и трудностям в управлении компании. На начальном этапе ряд руководителей компаний считали, что достаточно купить определённое программное обеспечение, нанять специалиста, умеющего работать с программой, и вопрос перехода к BIM будет решён. Но всё пошло не так, как задумывалось.

Одной из причин стал именно управленческий хаос — автоматизация хаотических бизнес-процессов приводила лишь к автоматизации хаоса. Проблемы в компаниях лишь увеличивались, и ответ был очевиден. Для начала нужно было сформировать и формализовать бизнеспроцессы в компании, наладить систему документооборота, систему взаимоотношения с клиентами, разработать внутренние стандарты работы, определиться с информацией: какая, когда, кому и на каком этапе она нужна. А уже потом накладывать на эти процессы их автоматизацию. Ещё раз отмечу, что автоматизировать хаос — идея не из лучших (рис. 3).

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 3

И, конечно, не обошлось без перегибов. Поскольку появилась возможность создавать детализированные модели, возникло желание включать в модель всё — на всякий случай. А вдруг когда-нибудь понадобится? Далее, много внимания, на мой взгляд, было посвящено вопросам поиска коллизий и чрезвычайно детальных спецификаций, и даже иной раз фотореалистичности модели. Но всё это отнимало значительные ресурсы проектировщиков, в ряде случаев совершенно необоснованно. В свою очередь, это значительно увеличивало сроки и стоимость проектирования.

Одним из важных инструментов решения этой задачи стало формулирование уровня проработки модели Level of Development. Появилась некая шкала, которая позволила устанавливать необходимый уровень детализации объектов Level of Details (LoD) и формулировать количество информации Level of Information (LoI), которое связано с ними. Это позволило более точно определять стоимость и сроки проектирования.

Несмотря на это, ряд заказчиков требует именно максимальное значение LoD, полагая, что это повысит качество проекта. Также устанавливается требование по полному отсутствию коллизий в модели. Но нужно ли в реальной жизни учитывать пересечение двух гибких трубопроводов с диаметрами 15 мм? Некоторые вопросы для рационального уменьшения стоимости проектирования и повышения качества монтажа лучше формулировать как типовые решения и узлы (например, способы подключения и комплектация отопительных приборов).

Ещё одним примером может служить желание моделировать все трубопроводы системы отопления в здании с уклонами. Это значительно усложняет редактирование модели, да и при монтаже отопительных приборов монтажник едва ли сможет на коротких участках сети установить их с требуемым уклоном. Рациональный подход — делать уклоны там, где это действительно необходимо: на длинных участках, трубопроводах большого диаметра и при достаточных уклонах (например, в системах канализации).

Но на фоне всех обсуждений концепции цифрового информационного моделирования недостаточно обсуждается вопрос инженерного анализа данных и энергоэффективных решений. Более того, модно обсуждать вопросы коллизий и детальных спецификаций и смет, но при этом обходить стороной вопрос, а будет ли работать в жизни та или иная инженерная система, а если будет, то насколько эффективно? Вопросы эффективных зданий, системы оценки LEED, BREAM, анализа энергопотребления зданий Building Energy Modeling (BEM) пока обсуждаются отдельно. Но я уверен, что всё ближе то время, когда эти направления будут рассматриваться совместно.

Также открытым остаётся вопрос использования информации на этапах строительства и эксплуатации. Обсуждение ведётся достаточно давно, но переход в практическую сферу идёт крайне медленно. Это те сферы, где маркетинговые заявления компаний значительно опережают объективную реальность (рис. 4).

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 4

Но, несмотря на это, прогресс в сфере цифровых моделей в проектировании зданий — значительный. Уже стали появляться первые требования и примеры инженерной экспертизы моделей со стороны Мосгорэкспертизы и СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы».

Цифровое информационное моделирование инженерных систем зданий в MagiCAD

Давайте вернёмся от обсуждения общих вопросов технологии BIM к некоторым деталям. Разумеется, стоимость проектирования зависит от времени, которое те или иные специалисты потратили на создание проекта. В свою очередь, время зависит от сложности, размеров здания, его назначения, технологии и, разумеется, от требований по проработке деталей (LoD), которые предъявляются непосредственно заказчиком проекта.

Важный аспект — это анализ, результатом которого являются не только работоспособные инженерные системы, но и достаточный уровень энергетической эффективности, что может значительно повлиять на стоимость эксплуатации здания. Более того, инвестор может быть заинтересован в достаточно точном определении стоимости затрачиваемых на его эксплуатацию ресурсов.

Это может являться потенциальной задачей оптимизации энергои ресурсопотребления здания, особенно при их ограничениях в области застройки. Это существенно влияет на вопросы возврата инвестиций и прибыль от проекта для будущего владельца здания.

Выбор эффективных решений в области инженерных систем зданий требует наличие современных инструментов проектирования и инженерного анализа, которые опираются и дополняют цифровую информационную модель здания. Одним из решений для увеличения эффективности проектирования на платформах AutoCAD и Revit является программное обеспечение MagiCAD. С помощью модулей MagiCAD решаются вопросы: увеличения скорости черчения инженерных систем, оперативного поиска коллизий и их устранения, координация проектов. А также все необходимые расчёты: определения сечения воздуховодов и трубопроводов для разделов ОВиК, балансировка систем, расчёт шума и т. д.

В соответствии с концепцией информационного моделирования, вся информация после расчётов сохраняется в самой модели (рис. 5) и доступна на протяжении её жизненного цикла. Для обмена информацией между разделами и координации проекта нужно экспортировать информацию в формате IFC, предварительно формируя наборы данных для каждого типа компонента модели и сценария использования этой информации.

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 5

Другим важным аспектом информационной модели является источник цифровых компонентов модели, которые содержат данные для их идентификации и инженерного анализа (рис. 6).

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 6

В программе MagiCAD активно развивается облачная платформа цифровых моделей MagiCAD Cloud [8]. В настоящее время там доступно более миллиона различных инженерных компонентов различных производителей.

Системный подход к структурированию и повышению качества информации, которое предоставляет MagiCAD Cloud, приводит к сокращению сроков проектирования и повышению качества самого проекта.

Резюмируя, хочу особенно отметить, что MagiCAD позволяет значительно упростить переход компаний на технологию цифрового информационного моделирования зданий (BIM). Продукт постоянно развивается, новые версии программы выходят вслед за обновлениями платформ AutoCAD и Revit, ежегодно представляемыми компанией Autodesk. Это позволяет использовать самые современные возможности технологии практически сразу после их появления.

На рис. 7 отражены основные аспекты работы MagiCAD.

Информационное моделирование инженерных систем зданий с применением MagiCAD. 2/2020. Фото 7

Видеоролики по работе с MagiCAD, а также записи вебинаров всегда можно найти на нашем канале в YouTube [13].