Применение технологии BIM для проектирования деревянных конструкций

BIM, то есть Вuilding information modeling – это комплексный подход к проектированию, возведению, оснащению, эксплуатации, ремонту и сносу здания, предполагающий обработку при проектировании всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании.

Такой подход позволяет на этапе эскизной модели получить визуальное представление не только о будущем строении, но и о конструктивной схеме и стоящих перед инженерами задачах, дать оценку экономической эффективности строительства.

Информационное моделирование активно применяется при проектировании объектов капитального строительства. Вместе с тем не только развиваются программные комплексы, реализующие принцип BIM, но и разрабатывается нормативная документация, регламентирующая это направление. Поскольку подавляющее большинство зданий возводятся с применением стали и железобетона, значительная часть разработок в сфере информационных моделей касается именно этих типов конструкций. При этом программные комплексы содержат обширные библиотеки и инструментарий для работы с металлом и бетоном, но плохо приспособлены для разработки деревянных конструкций. Однако применение BIM-технологий при проектировании деревянных конструкций может значительно повысить конкурентоспособность последних на строительном рынке.

На кафедре металлических и деревянных конструкций СПбГАСУ уже второй год технологии информационного моделирования активно используются в учебном процессе при разработке курсовых проектов по предмету «Большепролетные деревянные конструкции» студентами 4-го и 6-го курсов, обучающихся по специальности 08.05.01 СУЗС (строительство уникальных зданий и сооружений). В конце 2019 года в университете прошел конкурс «Дерево и BIM», участники которого должны были создать BIM-модели загородного энергоэффективного каркасного деревянного дома. Таким образом, на кафедре был опробован и успешно реализован подход к проектированию большепролетных деревянных конструкций и объектов деревянного домостроения, предполагающий применение информационных моделей. Это позволило выявить требующие решения проблемы и сформулировать задачи, которые необходимо выполнить, чтобы шире применять BIM-технологий при проектировании деревянных конструкций (ДК).

Во-первых, стандартные инструменты программных комплексов не решают проблем, возникающих при проектировании деревянных конструкций. Имеющиеся на сегодня средства не позволяют создавать полноценные чертежи элементов конструкций, а также производить выдачу деревянных деталей на станки с ЧПУ. В связи с этим необходимо переоснащение с применением CAM-программ. Нужны дополнительные плагины и новые возможности имеющегося ПО.

Во-вторых, отсутствуют библиотеки крепежных деталей, типовых элементов и изделий, применяемых в деревянных конструкциях. Логика большинства программных комплексов, реализующих принцип BIM, предполагает применение для проектирования нескольких типовых информационных моделей (семейств), то есть отдельных геометрических объектов с набором параметров и качественных характеристик, таких как размер, вес, стоимость, прочность, цвет, материал и т. д. Такими объектами могут быть как сложные, например, вентиляционная установка, так и совсем простые, как гайка. К сожалению, весьма незначительная часть производителей занимаются созданием BIM-библиотек, что тормозит развитие информационного моделирования ДК. Отсутствие готовых решений создает определенный барьер, вызывающий у части пользователей ПО желание вернуться к традиционным методам проектирования. Для того чтобы изменить ситуацию, производителям крепежных изделий, конструкций и материалов на основе древесины необходимо не только создавать и пополнять свои библиотеки, но и, возможно, поощрять создание моделей практикующими специалистами.

В-третьих, наблюдается нехватка BIM-специалистов. Сфера информационного моделирования зданий нуждается не только в инженерах, архитекторах и конструкторах, но и в программистах и разработчиках ПО. Необходимо обеспечить подготовку достаточного количества квалифицированных кадров.

Текст Евгений Циулин,
ассистент кафедры КМиД СПбГАСУ,
руководитель архитектурно-строительной компании ETS