Быстрый темп роста и развития городов ведёт к изменению их инфраструктуры: строятся торговые и досуговые центры, спортивные и жилые комплексы, целые микрорайоны. И всё это в достаточно сжатые сроки.

Рост скорости и качества возведения зданий и сооружений — в огромной степени заслуга отрасли проектирования, в которой за последнее десятилетие произошло немало изменений. И это не удивительно. Практически каждый год в государственные нормы и правила по строительству вносятся изменения, касающиеся сбора нагрузок и проведения расчётов, стандартов проектирования тех или иных объектов, требований к составу проектной документации и прочее.

Соответственно, все эти изменения должны обязательно учитываться в программных и расчётных комплексах, использующихся для проектирования зданий и сооружений объектов промышленного и гражданского назначения.

Важность создания информационной модели (ИМ)

Одним из основных документов в области строительства, принятых в последнее время, является Постановление Правительства Российской Федерации от 5 марта 2021 года №331, обязывающее с 1 января 2022 года формировать и вводить информационные модели для всех объектов, финансирование которых осуществляет государство. Информационная модель (ИМ) — это совокупность данных, материалов и сведений об объекте на всех этапах строительства, представленная в электронном виде.

Многие специалисты в области гражданского и промышленного строительства уже давно применяют технологии информационного моделирования (ТИМ), которые позволяют значительно повысить эффективность проектирования зданий и сооружений: сократить сроки строительства объектов жилищно-гражданского и производственного назначения; свести к минимуму риск появления ошибок при подготовке проектной документации; снизить трудозатраты специалистов, осуществляющих работу над проектами.

Массовое внедрение современных технологий моделирования в проектных и строительных организациях позволит качественно повысить имеющийся уровень автоматизации отечественной строительной отрасли.

Опыт создания информационной модели культурного центра в ПО «Model Studio CS Строительные решения»

Одним из наиболее известных российских разработчиков программного обеспечения является IT-компания CSoft Development, которая предлагает готовое решение для проектных строительных организаций — комплекс программ для информационного моделирования и 3D-проектирования объектов промышленного и гражданского строительства.

Программное обеспечение «Model Studio CS Строительные решения» предназначено для разработки архитектурно-строительной части [разделы «Архитектурные решения» (АР), «Железобетонные конструкции» (КЖ) и «Металлические конструкции» (КМ)], включающей в себя создание моделей зданий и сооружений и выпуск проектной и рабочей документации. Продемонстрируем на примере создания 3D-модели трёхэтажного культурного центра функциональные возможности этого программного продукта.

Этап 1. Получение исходных данных для создания модели

Основанием для создания 3D-модели послужило техническое задание, разработанное заказчиком (табл. 1).

Этап 2. Создание модели здания в среде «Model Studio CS Строительные решения»

Программное обеспечение «Model Studio CS Строительные решения» позволяет создавать 3D-модели по нескольким разделам проекта.

Железобетонные конструкции (КЖ)

Большое количество несущих монолитных объектов по ГОСТ и сериям содержится в библиотеке элементов — балки, колонны, фундаменты и т. д. (фото 1).


Фото 1. Железобетонный каркас здания и армирование несущих элементов каркаса

Немаловажной частью построения каркаса является формирование монолитных стен и перекрытий. Инструменты Model Studio CS позволяют легко создавать стены различной конфигурации (с вводом параметров через диалоговое окно), а также перекрытия любой формы.

После того, как железобетонный каркас (или часть конструкций, например, колонны) полностью сформирован, можно приступать к армированию монолитных объектов. На данном этапе работу упрощают команды автоматического армирования стен, перекрытий, балок, столбчатых фундаментов и свай.

Армирование можно производить отдельными арматурными стержнями и хомутами с последующим их объединением в сборку.

Металлические конструкции (КМ)

В библиотеке элементов содержится большое количество элементов металлопроката по ГОСТ, СТО АСЧМ и ТУ (швеллеры, двутавры, трубы и т. д.), металлоконструкций различного назначения по сериям (фермы, лестницы, мачты и т. д.), узлов сопряжения (фото 2). Важнейшая часть разработки раздела КМ — создание каркаса. В Model Studio CS реализована возможность автоматизированного построения металлического каркаса с вводом сечений всех составляющих его элементов и необходимых размеров.


Фото 2. Металлические фермы покрытия и узел сопряжения металлоконструкций

Объекты также можно создавать из отдельных элементов металлопроката с последующим их объединением в сборку. Вес этой сборки автоматически пропишется в её параметрах. Инструменты раздела КМ позволяют создавать параметрические узлы с дальнейшим сохранением их в библиотеку.

Автогенерация спецификаций металлопроката и ведомостей элементов значительно упрощает работу над проектами.

Экспорт в расчётные системы

Как в части «Металлические конструкции», так и в части «Железобетонные конструкции» в «Model Studio CS Строительные решения» предусмотрен экспорт в расчётные комплексы, такие как SCAD, «Лира-САПР» («Сапфир»), «Лира» 10.х. С последней из перечисленных программ обеспечена двусторонняя связь, то есть созданная в Model Studio CS модель может экспортироваться в «Лира» 10.х, а затем, после внесения в неё изменений, импортироваться обратно.

Архитектурные решения (АР)

Окончательный облик здания формируется в разделе АР. Функционал Model Studio CS позволяет создавать такие объекты, как:

  • стены с вводом параметров через диалоговое окно (тип стены, материал, толщина, привязка оси и т. д.);
  • перекрытия и полы;
  • крыши различных типов: плоские, односкатные, двускатные, шатровые.

К каждому из видов конструкций можно применить многослойность с заданием параметров для каждого слоя.

Создание разметок помещения позволит автоматически рассчитать площадь всех поверхностей (полов, потолков и стен), чтобы в дальнейшем получить «Ведомость отделки помещений» и «Экспликацию многослойных конструкций пола».


Фото 3. Архитектурная часть культурного центра и вид одного из помещений этого здания

Библиотека элементов в ПО «Model Studio CS Строительные решения» содержит огромное количество объектов архитектурной части (окна, двери, ворота, витражи, лестницы, мебель, оборудование и т. д.), что позволяет насытить 3D-модель всеми необходимыми деталями. Также можно создавать и помещать в библиотеку элементов свои собственные объекты с необходимыми параметрами (фото 3).

Этап 3. Назначение сметных свойств и кодов КСИ

Параметры могут назначаться объектам как в процессе создания модели, так и после его завершения.

Назначение сметных свойств

В «Model Studio CS Строительные решения» реализована интеграция с наиболее массово применяемой системой сметных и ресурсных расчётов в строительстве — программным комплексом АВС, что позволяет автоматизировать процесс подсчёта смет на основании данных модели. Для этого объектам назначается список работ АВС, задаются сметные свойства каждому объекту, создаётся сметная структура и производится экспорт назначенных свойств для расчёта сметы в «АВС-Рекомпозитор», преобразующем полученные проектные объёмы из BIM-модели в сметный результат.


Назначение сметных свойств объектам

Кроме того, данные для подсчёта сметных свойств в форматах XML и ARPS можно экспортировать в сметные программы, например, в «ГРАНД-Смету». Предварительно каждому из объектов модели следует назначить параметры для подсчёта объёмов работ в соответствии с государственными нормами [сборники «Государственные элементные сметные нормы» (ГЭСН) и «Федеральные единичные расценки» (ФЕР)].

Присвоение кода КСИ

Постановление Правительства Российской Федерации от 12 сентября 2020 года №1431 обязывает использовать классификатор строительной информации (КСИ) для формирования и ведения информационной модели объекта капитального строительства. КСИ необходим для унификации информационных моделей объектов капитального строительства, что должно способствовать интенсификации процесса внедрения ТИМ.

В Model Studio CS разработано несколько команд, связанных с КСИ:

  • «Назначить код КСИ» — переход в диалоговое окно, где для каждого объекта задаются параметры кода, который впоследствии отображается в свойствах этого объекта;
  • «Наличие кода КСИ» — проверка количества объектов, которым назначен и которым не назначен код;
  • «Актуальность кода КСИ» — переход в диалоговое окно, где отображаются сведения об актуальности или неактуальности кода каждого из объектов (все изменения параметров кода КСИ, произведённые в базе, отображаются в соответствующей строке).

Завершив построение 3D-модели, можно приступать к получению чертежей и спецификаций. Перед этим необходимо убедиться, что в свойствах объектов правильно прописаны позиции, марки и типы изделий.

Для получения 2D-чертежей создаются видовые кубы, охватывающие всю модель или определённую её часть. Чертежи выводятся с помощью команды «Преднастроенная проекция» по каждому из разделов проекта, где выбираются настроенные по ГОСТ 21.501–2018 проекции. Спецификации и ведомости элементов, настроенные в соответствии с этим нормативным документом, легко получить через встроенный инструмент «Спецификатор».

Программное обеспечение Model Studio CS при работе с проектной документацией предоставляет широкий спектр возможностей (фото 4).


Фото 4. Чертежи, полученные в «Model Studio CS Строительные решения»

Назовём основные из них:

1.2D-чертежи:

  • входящий в комплект поставки ПО набор преднастроенных проекций для автоматического получения чертежей по разделам АР, КЖ и КМ, разработанных в соответствии с имеющимися государственными стандартами;
  • автоматическое проставление отметок уровней, выносок и размеров;
  • возможность создания своих преднастроенных проекций.

2. Табличные документы:

  • автоматическое получение спецификаций, экспликаций и ведомостей элементов, разработанных в соответствии с государственными стандартами;
  • вывод табличных документов в таких форматах, как NanoCAD, AutoCAD, Excel, Word и др.;
  • возможность создания собственных табличных документов с добавлением формул, различных условий отбора.

Этап 5. Получение итоговой информационной модели культурного центра

По каждому из разделов (АР, КЖ и КМ) в Model Studio CS поэтапно формируются 3D-модели, которые затем публикуются в «CADLib Модель и Архив», где отображается сводная модель по всем разделам проекта. «CADLib Модель и Архив» — программа, предназначенная для организации среды общих данных, коллективного доступа и управления инженерными данными информационной модели, чтобы обеспечить структурирование, хранение, визуализацию и проверку коллизий информационных моделей.

Этап 6. Экспорт модели в формат IFC

Формат файлов IFC разработан для упрощения взаимодействия между различными программами в строительной промышленности с учётом международных стандартов импорта/экспорта моделей и их свойств. При работе с этим форматом риск потери данных при их передаче между разными приложениями сводится к минимуму.

При поддержке российского фонда развития информационных технологий в Model Studio CS и «CADLib Модель и Архив» реализованы команды по экспорту/импорту 3D-моделей объектов капитального строительства в формат IFC. Выгружая данные, в настройках можно выбрать спецификаторы экспорта IFC4, разработанные в соответствии с требованиями Мосгосэкспертизы (МГЭ) и Ленгосэкспертизы (ЦГЭ). В СУИД «CADLib Модель и Архив» реализованы настройки извещения о правках, вносимых в сохранённые и/или изменённые данные IFC. Кроме того, здесь доступен инструмент для отслеживания изменений при импорте файлов IFC, хранящих уникальные неизменяемые идентификаторы объектов.

«Model Studio CS Строительные решения» — эффективное средство работы над проектами по разделам АР, КЖ и КМ, которое обеспечивает создание 3D-моделей различной сложности, подсчёт объёмов работ для интеграции со сметными программами, кодирование объектов в модели, экспорт в расчётные комплексы, получение проектной документации, экспорт/импорт в формат IFC. Всё это значительно упрощает работу инженера над проектами и делает её комфортной.

Программный комплекс «Model Studio CS Строительные решения» разработан с учётом национальных стандартов и традиций проектирования и ориентирован на российского пользователя. Поэтому пользователям не нужно тратить время и средства на дополнительные инструменты русификации, необходимые при использовании зарубежных аналогов. Разработчики делают всё возможное, чтобы программа динамично развивалась, максимально автоматизируя необходимые операции. И при этом — с учётом изменений, которые регулярно вносятся в отечественные нормы и стандарты.