Современные технологии проектирования: этапы, программные средства

Современные технологии проектирования тесно связаны с компьютерами и специализированными программами. Кульманы и готовальни давно забыты как основные инструменты проектировщика, сейчас все важные действия происходят на мониторе ПК. Специалист задает значения, контролирует и проверяет результат, а все расчеты ведет программа. 

Такой подход позволяет снизить до минимума влияние человеческого фактора на правильность расчетов, ускорить сам процесс, повысить качество готового проекта. Программы позволяют визуализировать результат в 3D, что облегчает восприятие и чтение проекта. Подробнее о современных технологиях проектирования вы узнаете из нашего материала. 

Этапы современного проектирования

Сегодня здания и сооружения уже не проектируются вручную на бумаге с помощью кульманов. Специалисты используют современные технологии проектирования, предполагающие активное внедрение компьютерного программного обеспечения.

Данные средства позволяют реализовывать любые пожелания заказчика в дизайне, в подборе материалов, в ландшафтном исполнении.

И хотя бумажная чертежная документация все еще остается обязательной для получения разрешения на строительство, клиенту на сегодняшний день важно видеть полноценную трехмерную модель, в которой отражены все особенности проектируемого сооружения.

Проектная часть работ в строительстве обязательно включает в себя несколько этапов, которых придерживаются все проектные бюро:

Создание компьютерных чертежей на основании технического задания

Архитекторы и конструкторы используют в работе большое количество программных средств, наиболее популярным из которых является ArchiCAD. Виртуальный чертеж обладает главным достоинством — возможностью оперативного внесения изменений.

При этом отпадает необходимость в переработке множества бумажных схем. Любые параметры чертежа могут быть изменены, что дает возможность специалисту сохранять множество вариантов одного и того же проекта.

Проверка чертежной документации заказчиком и контролирующими органами, последующее создание трехмерной модели

Модель создается также компьютерными программными средствами. Чаще всего используется программа 3DSMax. В ней есть возможность создания объемного макета по утвержденным двухмерным чертежам. Результат такой работы позволит заказчику всесторонне оценить вид будущего сооружения.

Это интересно!

“Строительство инженерных сетей: разбираемся в нюансах”

Подробнее

Утверждение виртуального макета, создание его бумажной версии

Перенесенный на бумагу макет далее в нескольких экземплярах отправляется в архитектурный департамент, подрядным организациям, а также специалистам строительной компании для проверки.

Такой алгоритм действий уже зарекомендовал себя как наиболее эффективный. Без использования компьютерных технологий выполнение этих этапов становится невозможным.

Роль компьютерных программ в проектировании

Итак, все современные технологии компьютерного проектирования в рамках строительства направлены на получение готовой трехмерной модели здания или сооружения. На первых этапах строительных работ очень важно визуализировать проектируемый объект, виртуально представить его для заказчика и исполнителей во всех возможных ракурсах и разрезах.

Используемые сегодня технологии делают весь процесс проектирования удобным и наглядным не только для проектировщиков, но также для заказчиков, экспертов и надзорных органов.

Современное программное обеспечение значительно сокращает по времени проектные работы, ускоряет создание трехмерного макета будущего здания. Модель затем легко дополняется чертежами, на которых перечисляются все требуемые для строительства параметры.

Этот трехмерный макет вместе с прилагаемой чертежной документацией будет служить основой для составления смет на строительство, что значительно снижает стоимость всего проектирования.

Трехмерное компьютерное проектирование выгодно отличается от двухмерного возможностью подробно описать все характеристики строительного объекта и указать расположение всех инженерных коммуникаций.

Электросети, трубы водоснабжения и водоотведения должны быть также запроектированы. Это весьма трудозатратный процесс, но он принципиально важен для исполнителя строительных работ.

Благодаря возможностям трехмерного моделирования эта работа выполняется максимально точно и обеспечивает требуемую эффективность. На плоском чертеже может отображаться лишь информация о расположении инженерных сетей.

Трехмерная же модель предоставляет строителям необходимые сведения о подключении и наладке этих систем, а также показывает, каким образом проектируемые коммуникации встраиваются в общий проект строительного объекта, учитывая функциональное назначение этого объекта.

Современные технологии проектирования и строительства (в частности использование программ 3D-моделирования) существенно упрощают монтажные работы. Минимизируется количество ошибок и недочетов на стадиях как эскизного, так и рабочего проекта.

Повышается точность вычисления объемов строительства. На электронном строительном плане подробно отображаются и наглядно визуализируются все стадии проектирования.

Это выполняется не только посредством стандартных планов, но и с помощью полноценной модели сооружения, что по мнению специалистов делает весь процесс строительства гораздо эффективнее, в том числе с точки зрения взаимодействия исполнителей, заказчиков и надзорных органов.

Это интересно!

“Территориальное планирование строительства: суть, документы и этапы”

Подробнее

Трудоемкость строительного проектирования значительно снижается, а время на создание проекта сокращается благодаря использованию современных средств трехмерного проектирования.

Тем не менее, профессионализм проектировщика, его опыт в строительстве и ответственное отношение к работе здесь по-прежнему имеют первостепенную важность.

Технология автоматизированного проектирования BIM

Современные технологии проектирования зданий и сооружений не перестают развиваться. Возможно, на текущем этапе своего развития в будущем они уже станут вполне традиционными.

Автоматизация строительного проектирования должна рационально внедряться в процесс. От этого во многом зависит эффективность проектных работ в строительной отрасли.

Сегодня самой передовой технологией считается BIM — работа с информационной моделью строительного объекта (Building Information Model). Данная модель создается одновременно с формированием геометрической модели здания или сооружения. В дальнейшем она наполняется различными данными, имеющими важность в рамках процесса проектирования.

Даже после сдачи готового объекта в эксплуатацию информационная модель также может пригодиться, например, в случае реконструкции здания. Иными словами, она работает на протяжении всего срока эксплуатации объекта.

Термин BIM может означать следующее:

• Программный комплекс для разработки информационной модели объекта, для коллективной работы с проектом и поддержки стандарта передачи данных между исполнителями, а также для преобразования данных и для их анализа специалистами
• Современная технология обеспечения всех этапов проектирования, строительства и эксплуатации здания или сооружения, а также стратегический и тактический план по формированию и дальнейшему использованию информационной модели этого объекта.

В программах BIM для создания трехмерных моделей объектов используется объектно-ориентированный параметрический подход. Это означает, что почти все строительные конструкции считаются параметрическими объектами, которые в соответствии со стандартами ISO принадлежат к определенным классам описания.

Таковыми являются, например, стены, перекрытия, балки, окна, колонны и т. д. Именно из этих стандартных объектов формируется 3D-модель здания или сооружения. Причем данные элементы изначально геометрически не определены, хотя и задаются в пространстве конкретным положением и параметрами взаимосвязей.

Геометрия параметрических объектов определяется только при их использовании. Либо она может быть вычислена автоматически по заданным параметрам связей. Это дает возможность легко манипулировать объектами, создавая двух- и трехмерное их представление, загружая в них атрибутивные данные.

BIM-приложения для проектирования

Сегодня широко используются следующие BIM-комплексы:

• AllplanBIM от компании Nemetschek;
• Revit от компании Autodesk; 
• MicroStation от компании Bentley;
• Tekla от компании Tekla.

Более точечно развиваются современные компьютерные технологии в архитектурном проектировании, в конструкторской деятельности и в промышленном проектировании. Как результат, созданы следующие специализированные продукты:

• ArchiCAD от Graphisoft, САПФИР от Лирасофт (для специалистов в архитектуре);
• TeklaStrucrural от Tekla (для разработчиков стальных конструкций);
• AutoPlant от Bentley Systems (для проектировщиков промышленных объектов).

Это интересно!

“Проектирование городской среды: сложности, цели, задачи”

Подробнее

Все эти программные продукты объединены несколькими общими характерными особенностями:

• каждый объект строительства создается на основе трехмерной модели, составленной из стандартных объектно-ориентированных элементов;
• модель наполняется заранее утвержденными негеометрическими данными;
• создаются полностью координируемые информационные объекты;
• используется интеллектуальное представление объектов с обязательным контролем данных;
• обеспечивается взаимная поддержка деятельности специалистов;
• охватывается весь жизненный цикл проектируемого здания или сооружения.

Информационная модель BIM представляет собой базу данных, содержащую определенную информацию о строительном объекте. При формировании этой модели должны обеспечиваться гибкость, открытость и динамичность (способность подстраиваться под определенные нужды).

Удовлетворение этих требований позволяет в процессе проектирования выбирать нужные данные для расчетов, во время эксплуатации — создавать паспорт объекта, при реконструкции этого объекта — соответствующим образом изменять геометрические параметры.

Все работающие над проектом специалисты (архитекторы, конструкторы, сметчики, инженеры технологического оборудования) в итоге взаимодействуют между собой через эту информационную модель.

Структура BIM-приложений для проектирования 

BIM в строительстве состоит из следующих структурных частей:

• цифровые модели строительных объектов, наделенные связями с графическими и атрибутивными элементами, обладающие некоторой параметрической информацией;
• компоненты, определяющие поведение цифровой модели;
• данные для согласования при внесении изменений, при переходе от трехмерного к двухмерному представлению и при создании двухсторонних связей с целью организации презентаций;
• управляющие элементы для координации всех данных.

Специалист, использующий технологии BIM, наделяется дополнительными задачами и ответственностью, поскольку он участвует в общем инженерном цикле. Но не взирая на возникающие трудности, проектировщик в итоге создает более качественный проект с возможностью управлять им на протяжении всего срока эксплуатации объекта.

Это интересно!

“Комплексное освоение территории: концепция, характеристики, преимущества и недостатки”

Подробнее

Программный комплекс BIM, как правило, собирается из нескольких отдельных модулей в соответствии с основными этапами проектирования.

• Модуль геометрического моделирования, с помощью которого создаются произвольные пространственные формы.
• Архитектурный модуль, предназначенный для параметрического моделирования на основе объектно-ориентированной концепции (рассчитываются объемы работ и материалов, формируется архитектурная документация).
• Модуль визуализации, необходимый для создания реалистичного изображения объекта (с учетом направления света и теней, текстур) и последующей записи видеопрезентации проекта.
• Конструкторский модуль, работающий с архитектурной моделью для проведения различных расчетов, создания спецификаций и рабочих чертежей.
• Модуль инженерных систем соответственно для разработки всевозможных коммуникаций.
• Модуль работы с генеральным планом, решающий задачи по трассировке линейных инженерных сетей и по вертикальной планировке с использованием заданной цифровой модели местности.

Современные технологии и материалы в проектировании кардинально изменили всю проектировочную деятельность. Еще каких-то 40 лет назад специалисты вынуждены были часами вычерчивать на кульмане типовые проекты зданий и сооружений.

Сегодня возможности обычного компьютера позволяют работать над сложнейшими задачами проектирования с соблюдением максимальной точности. Многочисленные справочники по сопромату теперь не нужны. Вся рутинная работа выполняется автоматизированными комплексами.

В итоге время на выполнение проекта сокращается практически в 10 раз.