Сразу оговорюсь, что лично я полностью поддерживаю подход к мультиплатформенности и открытости BIM. Раздел конструкций, безусловно, можно с успехом «закрыть» представленными на рынке специализированными приложениями. Эта статья — мой опыт пользователя и попытка понять истинные возможности одной платформы за рамками традиционного для этого продукта архитектурного проектирования.
Чтобы лучше донести основную мысль, начну с аналогий. Если вы купили автомобильный конвейер и обучили людей работать на нем, вы сможете начать выпуск автомобиля? Нет, ибо вы не обеспечили конвейер всеми деталями и агрегатами, которые необходимы для выпуска автомобиля данного типа. Точно так же многие пытаются внедрить информационные технологии в строительстве. Покупают программы, обучают людей и думают, что основные вопросы уже решены. А результата почему-то нет.
Тогда начинают говорить, что необходимо принять кучу стандартов, и тогда уж долгожданный BIM непременно придет. Но и новые стандарты ничего не дают — соседи убедились на собственном опыте.
Допустим, вы произвели на конвейере самый современный автомобиль, но, чтобы на нем ездить, в салоне проводят предпродажную подготовку: заправляют машину бензином, заливают масло, тормозную, охлаждающую и омывающую жидкости, проводят другие операции.
Только после этого можно ехать.
Так же и программа, извлеченная из коробки: без предпроектной подготовки она не даст вам качественной информационной модели.
В своей статье «Пять шагов навстречу BIM» (http://volodymyr57.blogspot.com/2016/09/bim.html) я писал о том, какие шаги надо сделать в обязательном порядке, чтобы получить результат при внедрении информационных технологий.
В этой статье мы уже подробно, в деталях рассмотрим один из самых главных шагов: создание базы информационного сырья, шаблонов и получение рабочих чертежей на основе модели (причем не только архитектурных, но и чертежей и моделей конструкций). Изучим предпроектную подготовку программы.
Очередной раз хочу акцентировать внимание на том, что если у вас профессионально подготовлен шаблон и имеется база информационного сырья, размер проектируемого объекта не имеет значения. Важно понимать, что база и шаблоны создаются для конкретного типа зданий и типа конструкций. Единственной проблемой при этом подходе могут быть только технические характеристики вашего компьютера.
И еще один важный момент: формированием шаблона и библиотечных элементов должен заниматься профессиональный инженер-строитель, проектировщик, а не наспех подготовленный BIM-менеджер. Здесь понадобятся хорошие знания в области архитектуры, конструкций, материалов, технологии, а также нормативных документов.
Создание такой базы для проектирования жилых и общественных зданий мы рассмотрим на примере небольшого одноквартирного жилого здания, но я постараюсь показать, что в этой базе есть всё, чтобы без проблем запроектировать и жилой комплекс, и крупный коттеджный поселок.
Для рассматриваемой работы на протяжении длительного времени разрабатывались шаблон и база информационного сырья, ориентированная на проектирование жилых домов, то есть на один из самых востребованных сегментов строительного рынка.
Целью было организовать работу не только по созданию архитектурной части проекта, но и строительных конструкций, получив при этом рабочие чертежи, не выходя из среды Archicad, не применяя сторонних программ и максимально автоматизировав формирование всех аннотационных элементов проекта.
Почему и модель конструкций я решил делать в Archicad? Это очень простая в освоении программа с огромными возможностями, которые часто не используются в полном объеме. Исключительно удобна работа в 3D-окне, что значительно упрощает процесс создания информационной модели и сокращает время ее создания.
Легко и удобно создавать рабочую документацию.
Многие архитекторы, по достоинству оценив возможности Archicad, годами успешно в нем работают — и было бы хорошо тут же делать и информационную модель конструкций. Archicad позволяет создавать ее для очень широкого круга жилых и общественных зданий.
На основе созданного шаблона, библиотечных объектов и дополнений была построена информационная модель частного дома. Не буду акцентировать внимание на красивой картинке экстерьера, как это обычно делается, а покажу именно подробный конструктивный каркас здания. Представлю последовательность того, как все создавалось. Принцип построения модели точно соответствовал технологии и последовательности сооружения объекта непосредственно на строительной площадке.
Акцент при проектировании делался на получении всей информации поэтажно, а именно так планируют организацию работ строители. Поэтому и модель нужно создавать, используя технологию поэтажного метода проектирования. Но если у вас многосекционное здание, то, конечно, следует организовать не только поэтажное получение информации о модели, но и посекционное, что позволит сделать правильно организованная работа в Archicad.
Вот готовый конструктивный каркас здания (рис. 1). Проследим на примере этого проекта, как мы к нему пришли.
Прежде всего слегка приоткроем содержание внутренних конструкций кровли (рис. 2). А затем посмотрим, как получить из модели рабочие чертежи и другую информацию, необходимую не только проектировщикам, но и строителям. И заодно расскажем, как создавался шаблон.
Когда-то я написал статью «Информация — краеугольный камень ВІМ» (http://volodymyr57.blogspot.com/2013/02/blog-post_2816.html), где на примере программы Archicad подробно рассматривались виды и структура информации для технологии BIM. Рабочий шаблон формировался исходя из принципов, изложенных в этой статье, и базируется на приведенных там схемах.
Вся работа выполнена на основе огромного массива действующей нормативной документации (ДСТУ, ГОСТ, СНиП, ДБН), так что ее результаты можно без проблем сертифицировать в стране использования программы.
Приведу краткий обзор исходной информации, созданной в среде Archicad.
Структурированный по типам конструкций набор слоев и их комбинаций рассчитан на создание архитектурных и конструкторских чертежей. Без подобного набора трудно будет организовать эффективную работу шаблона — я писал об этом в статье «Archicad „воскрес“! Слухи о его смерти оказались сильно преувеличенными» (http://volodymyr57.blogspot.com/2015/08/archicad.html).
Все слои созданы и сгруппированы по видам конструкций, применяемых при проектировании данных типов зданий. А комбинации слоев определялись по типам рабочих чертежей и видов (рис. 3).
Создан и добавлен ряд дополнительных линий как в реквизитах, так и в виде библиотечных элементов (рис. 4).
Для всех основных конструкций и строительных материалов имеется большая база штриховок, отсортированная по видам конструкций. Ее основой являются действующие ДСТУ и ГОСТ, которые указываются в наименовании штриховок как обоснование принятых решений (рис. 5).
.
Штриховкам соответствует обширная база строительных материалов (рис. 6).
.
На основании штриховок и материалов, а также с учетом требований к уменьшению энергопотребления разработан набор современных многослойных конструкций. Технология создания базы многослойных конструкций позволяет четко систематизировать все данные по конструкциям и материалам в интерактивных каталогах — для дальнейшего использования в сметных программах и строителями для заказа материалов и планирования работ (рис. 7).
Категории зон определены в соответствии с технико-экономическими показателями, предусмотренными в нормативных документах для жилых зданий. Это позволяет получить все необходимые данные по квартирам, встроенным помещениям и зданию в целом для использования всеми участниками строительного процесса (рис. 8).
.
Большое количество постоянно пополняемых профилей для стен, перекрытий и балок позволяет значительно сократить время их создания в процессе проектирования. Есть профили для проектирования гипсокартонных перегородок, фасадных и интерьерных элементов, различные металлические планки для защиты конструкций фасадов, кровель, ограждений. Кроме того, все эти профили существуют и в виде библиотечных элементов, применение которых в отдельных случаях представляется более рациональным (рис. 9).
Если ваш населенный пункт отсутствует в стандартной базе, его нужно туда добавить вместе с координатами расположения (рис. 10).
Чтобы настроить под свои нужды рабочие инструменты, следует сохранить их как избранное, с нужным набором свойств.
Окружающую и рабочую среду проекта тоже можно настроить в соответствии с вашими потребностями и с технологией проектирования, принятой в вашей организации, сохранив эти настройки для дальнейшего использования.
Для формирования рабочей документации как конечного продукта нашей работы требуется создать рабочие макеты со всеми штампами и необходимыми надписями для всех применяемых форматов бумаги (рис. 11).
На базе основных макетов создаем в книге макетов набор, который отвечает требованиям нормативов, касающимся состава и стадийности проектной документации (рис. 12).
.
Теперь у нас есть вся необходимая информация, которую пользователь может создать непосредственно в среде Archicad. Она уже является неотъемлемой частью нашего шаблона.
Но каждый, кто хотя бы соприкасался с технологией информационного моделирования, знает, что кроме этого для успешной работы необходимо множество библиотечных элементов и приложений, которые формируются в соответствии с предварительно разработанной технологией выполнения отдельных разделов проекта.
Как я поступил дальше? Чтобы как-то упорядочить и систематизировать работу, решил уже на основе конкретного учебного проекта продолжить создание шаблона и базы библиотечных элементов, одновременно проводя их тестирование. Можно назвать это учебным пилотным проектом.
В качестве дорожной карты были выбраны типы чертежей и соответствующие им аксонометрические проекции, которые необходимо создать в рабочей документации. Конечно же, они должны быть получены из информационной модели.
Обычно работу начинают с разработки и утверждения планов. Определяем, какие элементы информационного сырья нужны нам для работы с различными планами.
Туда же добавляются различные аксессуары окон, вносятся технические и физические характеристики, необходимые для проверки шумоизоляции и выполнения теплотехнического расчета (рис. 14).
Настраиваем правильное отображение и маркировку окон на планах. Располагаем эти окна в стенах — они уже имеются на плане в качестве шаблона. Теперь у нас есть и окна с необходимыми параметрами.
С дверями работаем по той же схеме, но дополнительно к стандартным дверям (рис. 15) берем ГОСТ по противопожарным и противоударным (рис. 16−17) и создаем такие типы дверей в нашем шаблоне. Располагаем их в стенах на плане.
Аналогичные операции выполняем и с воротами.
Относительно жилых зданий ДСТУ предполагает подсчет площади квартиры, летних помещений и общей площади.
В стандартной среде Archicad для квартир жилого дома невозможно было сделать такой маркер, чтобы в нем автоматически и по отдельности подсчитывались жилая и общая площадь, а рядом их сумма или, как вариант, площадь квартиры и площадь летних помещений. Эту проблему удалось решить при помощи небольшого приложения и специальной зоны для него. Теперь можно автоматически получать маркер квартиры для подсчета двух типов площадей и их суммы, в котором кроме того указывается тип квартиры. Новая возможность очень упростила работу при проектировании многоквартирных жилых домов и целых жилых комплексов.
Покажем, как это работает.
На архитектурном плане представлено зонирование по категориям площадей, расставлено сантехническое оборудование. Мебель не показана — образцов ее существует множество, и с этим проблем у архитекторов нет.
На основе плана зонирования автоматически получено несколько типов маркеров квартиры с различной информацией. Есть площади квартир по категориям, их сумма; все это сгруппировано в общий маркер и маркер с разбивкой площадей по этажам. Есть и маркер с наименованиями помещений и их площадями (рис. 18).
Вместо кадастрового номера в маркере можно указать адрес дома в коттеджном поселке или имя собственника — эта информация задается пользователем. Все дома коттеджного поселка могут сводиться в общую ведомость, как и квартиры в многоэтажных домах.
Кроме того, формируется ряд таблиц с различной информацией по квартирам, необходимой различным участникам проекта.
Ведомость всех квартир по категориям площадей, наименованиям и этажам показана на рис. 19.
Классификация по всем типам квартир, запроектированным в жилом комплексе, или домов в коттеджном поселке отображается в ведомости групп помещений и квартир (рис. 20).
Ведомость квартир отображает состав помещений и их площадь для каждого типа квартир, здесь же указан вид строительства (рис. 21).
Как вы, наверное, заметили, некоторые из помещений в этой ведомости имеют нулевое значение площади. Это помещения, которые в соответствии с нормативными требованиями не учитываются при подсчете общей площади. Ко всем летним помещениям автоматически принимаются соответствующие понижающие коэффициенты, но при необходимости мы без труда можем настроить зоны так, что будут отображаться реальные площади без коэффициентов.
Кроме того, можно создать и настроить интерактивные каталоги с другой необходимой информацией.
В многосекционном многоэтажном жилом комплексе есть возможность сгруппировать все квартиры по секциям (подъездам), этажам и типам.
Для проектирования встроенных и пристроенных помещений жилого дома, а также общественных и промышленных зданий предусмотрена зона с дополнительными параметрами, которые касаются требований к пожарной безопасности, инсоляции, мощности, конструкциям, количеству находящихся людей, числу машиномест
Чтобы уже на начальном этапе проектирования можно было оценить правильность выбора многослойных ограждающих конструкций стен, перекрытий и покрытий, один из творческих пользователей Archicad придумал оригинальный вариант теплотехнического расчета ограждающих конструкций через выноску и любезно поделился этим элементом с сообществом пользователей.
Архитекторам и конструкторам уже не понадобится выяснять, кому из них делать эту работу.
Выбрав тип здания, тип конструкции и район строительства, мы автоматически получаем теплотехнический расчет ограждающей конструкции, установив выноску на нужную стену, перекрытие или покрытие объекта (рис. 23).
Расчет содержит данные по району строительства, условиям эксплуатации ограждающих конструкций, градусо-суткам отопительного периода, требуемому, нормативному и расчетному значению сопротивления теплопередачи.
График перепада температур в толще стены покажет расположение точки росы и ее значение, которое позволяет оценить правильность конструкции.
Поможет расчет определить и требуемую толщину слоя утеплителя. В приведенном примере многослойной конструкции стены принята предварительная толщина утеплителя из пенополистирола, равная 50 мм. Расчет показывает, что относительно нормативных требований эта толщина избыточна: будет достаточно 20 мм.
Теперь за считанные минуты и не покидая среды Archicad есть возможность принять правильное решение и грамотно запроектировать ограждающие конструкции.
К стене, где есть вентиляционные каналы, при оценке работ прорабом будут применены другие расценки — значит, и этот участок надо выделить отдельной стеной. Выходит, что для получения структурированной информации сплошная на первый взгляд кирпичная стена технологически должна быть разделена на несколько участков. Если делать модель профессионально, многое надо знать и предвидеть… Создаем все эти типы стен на плане, применяя простое копирование данных и даже не заходя ни в какие настройки элементов.
Строим кладочный план первого этажа до монолитного пояса — так же, как это будут делать строители.
Тип стен и их конструкции показаны на рис. 24.
Сетки армирования кладки наглядно представлены на рис. 25.
Все что мы видим на этом чертеже, после настроек в библиотечном элементе размещено на листе одним щелчком мыши. Каждая сетка имеет четыре типа выносок, где собрана вся необходимая информация. Опираясь на эти сведения, сетки можно делать, даже не заглядывая в чертеж.
При необходимости во всех выносках можно оставить только ту информацию, которую вы считаете нужной. Кроме того, в интерактивном каталоге составляется общая ведомость потребности в арматуре на все сетки.
Элементы вентиляционных каналов и отверстий показаны на рис. 26, а на рис. 27 представлена интерактивная ведомость ниш, штраб и отверстий.
Последняя, кстати, может формироваться и в расширенном варианте. Прорабу такой документ помогает заказать все материалы, выдать задание рабочим, составить наряды — причем сделать это с учетом множества нюансов. Например, расценки на штукатурку ниши отличаются от расценок на обычную площадь стены. Прорабу, располагающему такой таблицей (рис. 28), ничего не придется считать вручную, так же как и сметчикам.
Вот мы и получили набор всех необходимых элементов кладочного плана, причем от размеров проектируемого дома сложность этих работ не зависит. Строим.
Кладочный план этажа — на рис. 30.
Спецификация стен и перегородок с подсчетом материалов всех слоев и группировкой по типам конструкций позволит сметчикам быстро и правильно расценить конструкции стен, а строителям организовать заказ материалов. Как видно из спецификации, маркировка всех материалов выполнена по ГОСТ и ДСТУ и отражает все характеристики материалов (рис. 31).
При подготовке задания проектировщику фундамента главный инженер проекта может использовать специальный элемент разреза, позволяющий указать все параметры фундамента для конкретного сечения (рис. 32).
На плане фундамента размещаем все элементы сборных железобетонных конструкций, применяемых при проектировании наиболее часто используемых типов фундаментов. Ко всем элементам привязаны интерактивные выноски, в которых отражена вся необходимая информация об элементе согласно соответствующей серии (рис. 33).
Помимо сборных железобетонных конструкций при проектировании фундамента используются и библиотечные конструктивные элементы программы. Информация о каждом из них также интерактивна и автоматически изменяется во всех видах проекта (рис. 34).
Каждая плита сопровождается несколькими типами выносок, которые вы можете применять по своему усмотрению. Монолитные участки содержат полную информацию о применяемом материале и его объеме (рис. 35).
При проектировании плана фундаментов в двух противоположных углах здания наносят привязку точек пересечения координационных осей к строительной координационной сетке генерального плана, а также высотные отметки (планировочные и натурные) точек пересечения крайних координационных осей в углах плана здания. Для этого предусмотрен специальный многофункциональный библиотечный элемент, который отображается на плане, в 3D-окне и на разрезах с фасадами. Он работает как с относительными, так и с абсолютными отметками, привязывается как к строительной разбивочной сетке, так и к разбивочному базису или красной линии. Может показывать превышения элементов, красные и черные отметки, уровень грунтовых вод и глубину их залегания, величину засыпки, использоваться в генеральных планах и при построении картограммы земляных масс (рис. 36).
Хотя нормы этого и не требуют, считаю целесообразным сопровождать все рабочие чертежи модели
соответствующими 3D-документами, которые значительно повышают читаемость чертежей и обеспечивают однозначность их толкования. В 3D-документах работают интерактивные выноски, содержащие исчерпывающую информацию по всем элементам модели (рис. 37).
Создание дополнительных планов с раскладкой фундаментных блоков по рядам и маркировкой на каждом блоке сокращает время и повышает удобство монтажа, экономит человеческие и машинные ресурсы (рис. 38).
Эти планы также очень полезно сопровождать 3D-документом (рис. 39).
Создаем интерактивные спецификации элементов конструкций фундаментов, причем делаем это так, чтобы полученными документами было удобно пользоваться строительному отделу ПТО.
Далее уделим внимание песчаной подготовке. При проектировании многосекционного дома важно подсчитать ее объемы по захваткам, чтобы не загромождать площадку лишними строительными материалами (рис. 40).
Спецификация сборных железобетонных элементов фундамента составляется на основе названий этих библиотечных элементов. Вероятность, что какой-нибудь из них окажется вне документа, исключена (рис. 41).
Выполняем подсчет всех типов гидроизоляции фундаментов (рис. 42).
Отдельно получаем спецификацию на монолитный железобетонный пояс (рис. 43).
Размещаем каркасы армирования монолитного пояса и получаем соответствующий 3D-документ со всеми информационными выносками (рис. 44).
Аксонометрическая схема перекрытия подвала приведена на рис. 45.
Из модели без проблем получаем развертки фундаментов по всем осям (рис. 46).
Теперь мы создали полную модель нулевого цикла до отметки -0,040, где будет расположена горизонтальная гидроизоляция (рис. 47).
Повторю: использование 3D-документов значительно упрощает получение информации всеми заинтересованными сторонами. При правильной организации формирования модели производитель работ сможет без труда найти все типы стен и перегородок, запроектированных в здании, — даже при большом их количестве и при работе со зданием сложной формы. На основании модели ему удобнее составлять акты выполненных работ, выписывать наряды на выполнение, планировать поступление материалов. Но все это возможно при правильной подготовке шаблона и строгом соблюдении технологии проектирования всеми участниками проекта.
Для каждого библиотечного элемента, прежде чем он будет использован в модели, должны быть скрупулезно установлены соответствующие параметры.
(Окончание следует)
