Опыт пользователей / Применение BIM-системы Renga для создания информационной модели общеобразовательной школы для эксперимента для прохождения госэкспертизы

Ситуация:

Первым к созданию информационной модели школы приступил архитектор. В качестве исходных данных ему была предоставлена рабочая и проектная документация и BIM-модель, сделанная в системе Revit. Изначально планировалось использовать эту модель в качестве основы для дальнейшей работы над проектом школы, ведь Renga позволяет взаимодействовать с моделями, выполненными в других BIM-системах. Но после сверки с проектной документацией обнаружилось, что в модели отсутствуют последние изменения, которые были внесены по итогам прохождения экспертизы. Поэтому было принято решение создавать полностью BIM-модель заново инструментами системы Renga. Однако, модель из системы Revit все же была использована в процессе работы над проектом, но на следующем этапе, когда к моделированию приступил конструктор и стал прорабатывать армирование несущих ж/б конструкций.

Моделирование в Renga началось с создания архитектором сетки координационных осей. Далее, чтобы ускорить процесс создания модели, к работе был подключен конструктор. На тот момент одновременная совместная работа в системе Renga была еще не реализована, поэтому архитектор и конструктор работали независимо в своих моделях. И создание модели началось параллельно по блокам с несущего каркаса и фундамента. Общая модель собиралась в отдельном файле, в который копировались готовые этажи блоков из модели архитектора и конструктора. После того как был «собран» несущий каркас школы (рис.2), приступить к его детализации смог инженер-конструктор.

Рисунок 2 – Несущий каркас школы   

Проработка конструктивной части здания началась с фундаментов и ростверков. За основу была взята модель Revit, в которой было выполнено армирование ростверков. Ростверки в Renga выполнялись сборками из перекрытий и арматурных каркасов, импортированных из Revit через формат IFC. При этом вся арматура была корректно прочитана и преобразована в параметрические арматурные стержни Renga (рис. 3). Стоит отметить, что стержни можно было и создать в самой Renga. Но использовать данные из Revit решили для того, чтобы сократить время, и заодно провести тестирование взаимодействия двух систем через формат IFC.

Рисунок 3 – Сборка ростверка и модель фундаментов

Конструкции несущего каркаса (балки, колонны, стены, перекрытия) были полностью заармированы инструментами Renga. Всё фоновое армирование было выполнено параметрическими стилями армирования, которые автоматически расположили арматурные сетки и каркасы в конструктивных элементах по правилам, указанным инженером-конструктором. Кроме рабочего армирования, автоматические стили разложили также технологическую арматуру: лягушки (в плитах-перекрытиях), хомуты, связывающие каркасы (в стенах) и т.д.

В дисках монолитных перекрытий располагалось много отверстий, которые необходимо усиливать по проекту, кроме того, все конструкции имели зоны усиления. Тут пришлось комбинировать автоматические стили и ручное армирование. Для удобства работы были сделаны сборки арматурных изделий и каркасов, с помощью которых выполнялось усиление и затем они расставлялись в конструкции в соответствии с проектом. Например, в наружной зоне перекрытий во избежание промерзания выполнялась перфорация плит с заполнением термовкладышами из пенополистирола, в этом месте усиление производилось сборками из арматурных стержней (рис. 4).

Рисунок 4– Заармированные ж/б конструкции

Также в модели были проработаны металлические конструкции покрытия кровли, которые перекрывали большепролетные помещения актового и спортивных залов. Сборками были смоделированы фермы, связи и распорки, проработаны узлы соединения металлических элементов с помощью пластин (рис. 5).

Рисунок 5 – Металлические конструкции перекрытий

Пока конструктор занимался армированием и прорабатывал узлы соединения металлических элементов, архитектор продолжил дорабатывать модель, наполняя ее стенами и перегородками для того, чтобы передать в разработку инженерам по внутренним инженерным системам. Переданная им модель представляла собой сблокированное здание, состоящее из 6 блоков различной этажности, разделенных конструктивно деформационными швами. В южной стороне здания находятся три 4-х этажных блока, в которых располагаются учебные классы начальной и средней школы. Они соединены переходами с северной 3-х этажной частью школы, в которой размещены блоки общественного назначения – столовая, актовый зал, спортивные залы и мультимедийная библиотека (рис. 6).

Рисунок 6 – Архитектурно-строительная модель, переданная в работу инженерам по внутренним системам

После передачи модели инженерам, проработка архитектурной модели была продолжена. Школа наполнялась архитектурными элементами (окна, двери, полы, фасады, кровля, помещения). Многослойные конструкции полов, фасадов и кровли моделировались инструментами «Перекрытие» и «Стена». В самом проекте насчитывалось порядка 50 типов полов и около 30 типов фасадов с различной облицовкой. Всё это многообразие типов удалось свести к меньшему количеству благодаря адаптивности стилей Renga к изменяющимся параметрам самой конструкции, т.е. для фасадов или полов с одинаковым набором слоёв, но разной толщины был применен один заданный стиль, который автоматически изменял толщину базового слоя в зависимости от толщины самой конструкции. Та же ситуация была и с проектированием окон и дверей. Огромное количество одинаковых по конструкции и рисунку окон или дверей, но с разными габаритами, были заданы одним стилем. В Renga не моделировался окружающий рельеф (цифровая модель местности, геологическая модель и генплан были созданы в программных продуктах российского разработчика «Кредо-диалог»), но для правильной посадки выходов из здания и крылец на планировочную отметку земли, она была обозначена в модели инструментами «Линия модели» и «Текст модели» (рис. 7).

Рисунок 7 – Обозначение планировочной отметки земли на 3D-модели

После создания 3D-модели, начался этап непосредственно информационного моделирования, т.е. наполнения ее атрибутивной информацией. BIM-модель должна была быть выполнена в соответствии с требованиями «МосГосЭкспертизы». Согласно этим требованиям, BIM-модель должна быть предоставлена в формате IFC и иметь заданный набор пользовательских свойств, по которым и производится ее автоматическая проверка. Пользовательские свойства, которые требует экспертиза, были добавлены в модель школы Renga. И начался этап по назначению свойствам необходимых значений. Кроме расчетных геометрических характеристик каждому объекту необходимо было назначить пользовательские свойства и коды из московского строительного классификатора (МССК 4.0). Это трудоемкая работа, но в Renga удалось ее упростить. Для быстрого выбора объектов, схожих по параметрам, был применен инструментарий Спецификаций. Спецификации были сформированы по тем свойствам, которым нужно было задать значения (рис. 8). 

Рисунок 8 – Спецификация окон и дверей по свойствам МССК 4.0

Далее спецификации были сгруппированы по общим критериям. И с помощью команды «Выделить в модели» объектам 3D-модели были заданы значения свойствам всех объектов модели (рис. 9).

Рисунок 9 – Работа со свойствами объектов 3D-модели через спецификацию

Получив от архитектора модель школы, группа инженеров начала работу по моделированию внутренних систем жизнеобеспечения здания. Изначально на каждый инженерный раздел было выделено по одному специалисту, для того чтобы оценить возможную скорость работы и выявить самые трудоемкие зоны. Уже при первом взгляде на общеобразовательную школу для 1000 учащихся у специалистов сложилось понимание, что создание информационной модели внутренних инженерных систем данного здания будет задачей непростой и трудоемкой. Высокая протяженность трасс, наличие на них большого количества элементов могли потребовать привлечения дополнительных участников проекта, а также вызвать сложности при увязке сетей между собой и с объектами смежных разделов.

В системе Renga воссоздавались разделы внутреннего водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и электроснабжения. После анализа планировок, внутренних и наружных ограждающих конструкций, назначений помещений, определения положения шахт под инженерные коммуникации специалисты преступили к формированию номенклатуры изделий для каждой системы. Это не вызвало сложностей благодаря универсальному инструменту Renga «Стили», позволяющему очень быстро создавать все необходимые виды параметрических объектов и не зависеть от наполненных баз, каталогов и справочников. Для разделов отопление, водоснабжение и водоотведение были сделаны различные виды трубопроводов, арматуры, фитингов, санитарно-технических приборов и оборудования (рис. 10). 

Рисунок 10 – Фрагменты систем водоснабжения, водоотведения и отопления школы

Вентиляционные системы были спроектированы с помощью воздуховодов, воздуховодной арматуры и вентиляционного оборудования; для создания информационной модели сетей электроснабжения инженер использовал осветительные приборы, щиты и электроустановочные изделия. Набор пользовательских свойств для каждого объекта, по которым производилась автоматическая проверка модели по требованиям «МосГосЭкспертизы», был занесен в его стиль при добавлении в модель (рис. 11).

Рисунок 11 – Cистема вентиляции школы

Электрические системы создавались в версии Renga, которая еще не была доступна пользователям, ведь на момент реализации проекта, версия программы с функционалом «Электрические сети» еще только разрабатывалась. По сути, на проекте школы произошло масштабное тестирование функционала «Электрические сети» в BIM-системе Renga (рис. 12)

Рисунок 12 – Cистема электроснабжения школы

При анализе планировок было выявлено большое количество ограждающих конструкций, выступающих колонн, балок, оконных и дверных проемов, что не могло не создать определенные сложности при прокладке внутренних систем, требуя значительной концентрации и внимания каждого инженера. На помощь специалистам пришел инструмент Renga «Автоматическая трассировка», который по логике программы самостоятельно выполняет построение трубопроводов, воздуховодов и электрических линий, а также подключение оборудования в соответствии с правилами, которые задает проектировщик (высота расположения инженерной трассы от уровня пола, смещение от стены, материал и др.). В специальном режиме, который называется «Конструктор систем», специалисты указывали последовательность соединения объектов, а параллельно их действиям в модели строились внутренние сети. Была отмечена минимизация действий инженера и высокая скорость работы над моделью. При этом не было необходимости следить за согласованностью принятых решений с архитектурной и конструктивной частями здания, так как программа по умолчанию учитывала такие объекты как стена, фундамент, балка, колонна, оконные и дверные проемы, корректно обходя их.

Приятной неожиданностью стал тот факт, что состав участников проекта не пришлось увеличивать. В результате, по одному профильному специалисту на каждый инженерных раздел хватило, чтобы воссоздать полноценную модель сетей жизнеобеспечения за календарный месяц.

Когда пришло время для координации и устранения коллизий внутренних сетей между собой, рабочая группа специалистов выделила приоритетность расположения каждой инженерной системы. Сети вентиляции и канализации, как самые «не гибкие», получили преимущество и были увязаны в первую очередь. Все остальные трубопроводы и электрические линии в местах пересечения обходили их. Последним этапом работы с инженерными сетями был этап формирования отверстий под коммуникации. Их выполнил архитектор с помощью инструмента «Окно», после того как получил готовую информационную модель внутренних инженерных систем (рис. 13).

Рисунок 13 – Информационная модель внутренних инженерных систем школы 

В завершении работы над проектом в информационную модель школы была импортирована мебель в формате .SAT (ACIS) (рис. 14).

Рисунок 14 – Раздел «Технологические решения» в проекте школы  

Таким образом, итоговая цифровая информационная модель содержала в себе следующие разделы: архитектура, конструкции, вентиляция, отопление, водоснабжение и водоотведение, электрические сети и технологические решения. Готовая модель через формат IFC была загружена в систему управления инженерными данными НЕОСИНТЕЗ. Эта система выступала в качестве рабочего места эксперта, в котором он мог просматривать сводную модель и настраивать правила проверки. Именно модель в формате IFC проходила проверку соответствия требованиям «Главгосэкспертизы» России.  

Результат: