Информационное моделирование зданий и сооружений — новый шаг в строительной отрасли. Технология берется на вооружение госструктурами и бизнесом во всем мире. Она начинает быть востребованной и в российском промышленном строительстве, а «ТГК-1» — один из пионеров в этом направлении. BIM, 3D-модели, лазерное сканирование, фотограмметрия — все эти термины становятся повседневной реальностью компании.
Благодарим редакцию газеты «Энергия Северо-Запада» за предоставление данного материала.
Информационное моделирование зданий и сооружений — новый шаг в строительной отрасли. Технология берется на вооружение госструктурами и бизнесом во всем мире. Она начинает быть востребованной и в российском промышленном строительстве, а «ТГК-1» — один из пионеров в этом направлении. BIM, 3D-модели, лазерное сканирование, фотограмметрия — все эти термины становятся повседневной реальностью компании.
Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством». 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
BIM — Building Information Modeling — технология информационного моделирования зданий и сооружений. На смену плоским двухмерным чертежам приходят трехмерные модели — цифровые аналоги будущих или уже возведенных физических объектов. Благодаря возможности трехмерной визуализации повышается эффективность процессов на всех этапах жизненного цикла проекта. Однако важнее всего то, что можно проектировать, строить и эксплуатировать объект без риска допустить ошибки, которые могут повлечь финансовые и временные отклонения от изначального проекта.
Термин BIM стал активно применяться на рубеже тысячелетий, когда поставщики программного обеспечения начали выпускать свои первые разработки в этом направлении. Сегодня технология — естественная составляющая строительной отрасли во многих странах, но при этом в большинстве по-прежнему рассматривается как инновация будущего. В России аббревиатурой BIM уже не удивишь, особенно если речь идет о гражданском строительстве. Однако в строительстве промышленном еще не распространена практика внедрения технологии на всех этапах жизненного цикла проекта. Вместе с тем вопросы использования информационного моделирования активно обсуждаются в нашей стране на законодательном уровне последнее пятилетие.
В России одним из пионеров применения технологии информационного моделирования в строительстве промышленных объектов становится «ТГК-1». А началась эта история в 2017 году, когда был организован отдел инженерных систем Дирекции капитального строительства на Первомайской ТЭЦ. Сотрудники отдела создали первые информационные модели на основании чертежей водогрейных котлов и некоторых других объектов. Сразу стали очевидны преимущества BIM. Самое главное: между плоскими чертежами и реальными объектами вполне возможны разногласия, которые сильно сказываются на сроках этапа строительно-монтажных работ. При взгляде в трехмерной плоскости подобные нюансы видны еще на этапе проектирования.
С тех пор «ТГК-1» предъявляет своим проектировщикам требования о предоставлении информационных моделей по стратегически важным проектам технического перевооружения и реконструкции. Сейчас наиболее масштабные (но не единственные) проекты реконструкции в компании с применением BIM-технологий реализуются на Автовской ТЭЦ и Верхне-Свирской ГЭС. На Автовской станции информационное моделирование применяется при проектировании и выполнении строительно-монтажных работ на нескольких объектах. В первую очередь речь идет о модернизации турбоагрегатов № 6 и 7 и строительстве градирни.
Что касается ГЭС, то в 2020 году с использованием BIM спроектирован мостовой переход в рамках масштабной реконструкции гидроузла. Более того, тогда же у «ТГК-1» появилось новое требование к подрядчикам — теперь чертежи (рабочая документация) по наиболее значимым проектам должны быть сгенерированы из готовой информационной модели, а не наоборот.
Какие проблемы решает BIM в строительстве?
- Несвоевременное обнаружение проектных ошибок.
- Сложности в управлении большим количеством проектных изменений.
- Сложности в контроле за соблюдением сроков строительства и расходов, установленных сметой.
- Сложный поиск технических паспортов и другой необходимой информации по оборудованию и конструктивным элементам объекта.
- Утеря документации.
BIM-технология может использоваться на всех этапах жизненного цикла проекта.
Планирование. Создается 3D-модель будущего здания или сооружения с низким уровнем детализации. Она помогает в согласовании основных технических решений (например, на экспертно-технических советах).
Проектирование. На этом этапе модель наполняется деталями, прорисовывается практически каждый узел. Создается точный цифровой аналог будущего объекта.
Строительство. К спроектированной модели можно привязать графики строительно-монтажных работ. Она становится основой для контроля за качеством и сроками строительства и монтажа.
Эксплуатация. Технология интересна для использования и на этом этапе жизни здания, сооружения. Более того, информационную модель можно создать даже после возведения объекта — так делают некоторые компании. В «ТГК-1» опробование BIM в эксплуатации — пока в ближайших планах (турбина № 7 Автовской ТЭЦ). В этом случае из модели уберутся лишние данные — о ходе строительно-монтажных работ, зато добавятся более актуальные, например, технические паспорта, графики ремонтных работ. Так модель поможет энергетикам следить за состоянием станции.
На этапе строительства 3D-модель служит образцом того, каким должен стать физический объект. Понять, насколько реальность соответствует проекту, в «ТГК-1» призваны другие технологии, тесно связанные с BIM, — системы наземного лазерного сканирования и фотограмметрия.
В первом случае используется специальный лазерный сканер. С помощью прибора создается цифровое облако из миллионов точек, расположенных на поверхностях физических объектов в трехмерном пространстве. После обработки результатов наземного лазерного сканирования облака точек передаются подрядчикам в качестве исходных данных для проектирования. Также они используются для обнаружения отклонений от проекта путем совмещения с информационной моделью.
В основе второй технологии — данные с дрона. Он фотографирует окружающее пространство по определенному алгоритму, и с помощью снимков и GPS-координат с квадрокоптера в программе также создается трехмерная модель местности.
Лазерное сканирование дает более высокую точность — до миллиметра, чем съемки с дрона, который может дать погрешность 1 см — 1 метр (в зависимости от высоты). Но такая сверхточность нужна не всегда. Например, для того чтобы сделать цифровую копию склада для организации логистики, достаточно модели на основе снимков с воздуха. Также лазерный сканер — единственно приемлемый вариант для работы в условиях плохого освещения и отсутствия GPS-сигнала. В свою очередь, огромное преимущество фотограмметрии — скорость моделирования. Если, к примеру, для создания высокоточной модели ТЭЦ сканеру потребуется около полутора месяцев, то дрон справится со своей задачей за несколько дней.
Технологии пришлись весьма кстати и в условиях обострения эпидемиологической ситуации. Например, виртуальная модель пространства с помощью лазерного сканера создается силами «ТГК-1» для подрядчиков — как исходные данные на старте ряда проектов капремонтов и модернизаций. Это избавляет от необходимости присутствия большого количества людей на площадках для проведения измерений.
КОММЕНТАРИИ ЭКСПЕРТОВ
Анна Аристова, главный специалист отдела инженерных систем:
— BIM-технология дает возможность выявить коллизии еще до начала строительно-монтажных работ. Ранее наша документация представляла собой альбомы с большим количеством листов. К примеру, есть раздел с листами с чертежами труб, другой — с чертежами площадки обслуживания. Определить, как пересекается одно с другим, довольно сложно. Сейчас вся информация содержится в одном файле, и это позволяет сразу видеть и устранять противоречия. Технология лазерного сканирования, в свою очередь, помогает находить коллизии вновь проектируемых объектов с существующей обстановкой. Так компания экономит время и деньги: каждая проблема, обнаруженная в момент строительства и монтажа, ведет к увеличению бюджета и сроков реализации проекта. Преимущество BIM-технологии уже на этапе строительства — в визуализации план-факта.
Артем Исаев, ведущий специалист отдела инженерных систем:
— Я занимаюсь лазерным сканированием и съемкой местности с дрона на станциях «ТГК-1». На мой взгляд, эти технологии и BIM — новая ступень развития в строительстве и эксплуатации объектов. За ними будущее. В некоторых странах, например, в Сингапуре, уже существует виртуальная информационная модель всего города-государства. Каждый новый проект, будь то строительство, реконструкция, ремонт, уже учитывается в этой единой модели. Это облегчает процессы согласований, расчетов, ведения хода строительства и т. д. В России в последние годы тоже начали приниматься первые законопроекты, обязывающие использовать BIM в определенных случаях. В свою очередь, «ТГК-1» сейчас уже активно использует информационное моделирование, и это, конечно, радует.
Юрий Рыков, директор Дирекции капитального строительства Автовской ТЭЦ:
— При реализации проекта по реконструкции Автовской ТЭЦ мы стремимся идти в ногу со временем и быть на передовой в вопросах, касающихся внедрения и использования передовых мировых практик. Использование новых технологий, и в частности информационного моделирования, — это один из способов для обеспечения согласованности действий всех участников проекта, он позволяет ему оставаться последовательными среди меняющихся обстоятельств, охраняя при этом свою главенствующую цель — своевременное и качественное выполнение каждого из его этапов!
