МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПРОЦЕССА РЕКОНСТРУКЦИЯ

MODELING OF BUILDINGS AND STRUCTURES USING MODERN SOFTWARE SYSTEMS FOR THE RECONSTRUCTION PROCESS

Sayana Dorzhieva

student, Department of Mechanics and Strength of Materials, Irkutsk National Research Technical University,

Russia, Irkutsk

АННОТАЦИЯ

Статья предлагает общий обзор процесса реконструкции с использованием технологий информационного моделирования. Целью данного обзора является рассмотрение проектирования зданий и сооружений при реконструкции. Прочтение позволит создать связное представление о внедрении технологий информационного моделирования в процесс реконструкции.

ABSTRACT

The abstract offers a general overview of the reconstruction process using information modeling technologies. The purpose of this review is to consider the design of buildings and structures during reconstruction. Reading will create a coherent understanding of the introduction of information modeling technologies in the reconstruction process.

Ключевые слова: реконструкция, проектирование, моделирование, программный комплекс, информационный.

Keywords: reconstruction, design, modeling, software package, information.

В современном мире остро стоит вопрос о реконструкции зданий и сооружений. Актуальность вопроса способствует проводить модернизацию, реставрацию и реконструкцию старого жилья в связи с небольшим количеством вводимого в эксплуатацию нового жилья. Но не редко застройщикам легче возвести новое здание, чем отреставрировать новое из-за сложности реставрационного проектирования.

Сейчас же с помощью технологии информационного моделирования или BIM (Building Information Modeling) существует возможность создания и управления подробной цифровой модели любого объекта, что облегчает процесс проектирования, строительства и эксплуатации здания. Так и при реконструкции такая возможность есть, но процесс более трудоемкий в связи с работой с архивными данными.

Внедрение современных технологий процесс не из легких и на сегодняшний день в России с 1 марта 2022 года применение BIM технологий станет обязательным в отличие от других стран, которые уже внедрили и используют данные технологии. Так по данным компании PlanRadar в европейских странах уже идет процесс внедрения технологии информационного моделирования [5].

Например, Великобритания с 2007 года внедрила и официально приняла стандарты BIM. Активная вовлеченность государства способствовала быстрому проникновению технологии в строительную индустрию. Создание стандартов укрепило это внедрение и привело к широкому применению.

Процесс внедрения BIM-технологий и создание соответствующих стандартов в России позволит повысить качество не только процесса проектирования, но и дальнейшей эксплуатации здания.

Если же проводить исследование в области реконструкции с помощью BIM-технологий, то набор информации с уже примененным в практике этого метода существует, но все же есть возможность более подробно изучить его потенциал.

Реконструкция предполагает переустройство жилья с улучшением не только объемно-планировочных решений, но и конструктивных и инженерно-технических решений, не говоря уже об изменении архитектурного облика при изменении объема и площади здания. Сам процесс проектирования реконструкции и реставрации с использованием современных программных комплексов мало изучен ввиду огромного анализа архивных данных и проектных документов. Результатом процесса сбора информации является создание большого количества моделей и их элементов, содержащие в себе общее описание. Такие модели в последующем служат основой для будущих зданий, которые должны быть отреставрированы или реконструированы.

Так, например, основываясь на планах Москвы архитекторы с помощью программ Corel Draw и Graphisoft ArchiCAD задали границы и строения на территории Страстной площади [3]. Реконструкция пала и на само здание Страстного монастыря и его близлежащие строения. Рельеф территории был тоже задействован и восстановлен, при этом использовались топографические планы предыдущих годов и план территории монастыря. Уже после построения моделей они были расставлены согласно плану на территории. В этом случае удалось с помощью моделей проверить достоверность архивных источников. Изучая архивы, выявилось большое количество гравюр и набросков акварелью частей г. Москвы, что послужило в дальнейшем исходным материалом для реконструкции и реставрации зданий. Пользование инструментом создания моделей для реконструкции является большим толчком для восстановления утраченных объектов историко–культурного наследия, а историкам выстроить их жизненный цикл.

Сама компания Autodesk провела реконструкцию своего офиса с помощью их же программы, показав наглядно как нужно работать и применять технологии BIM проектирования. Здание было довольно старым и не соответствовало современным требованиям, но после реконструкции получило платиновый статус по системе LEED. Рассчитав характеристики внутренних помещений здания, компания получила эффективный результат с хорошими энергетическими и экологическими показателями, использовав новый метод организации работ и взаимодействия всех участников данной работы. Здание стало примером использования BIM-технологий.

Но не только зарубежные компании могут применять и использовать BIM-технологии в процессе реконструкции и реставрации. Так студенты НГАСУ (Сибстрин) уже опробовали технологии современного проектирования. Применив их в практике, они смоделировали памятник архитектуры, изменив его уникально исторический облик. Все работы велись в программах семейства Revit и каждый элемент здания был проработан с нуля, образовав целую библиотеку различных фрагментов, которые несут в себе историческую ценность. В дальнейшем библиотекой можно воспользоваться для проектирования новых зданий с целью создания единого стиля, что в последующем облегчает процесс создания фасада.

Можно сказать, что благодаря BIM-технологиям существует возможность создания точной технологически эффективной деятельности в области проектирования как при создании новых объектов, так и при реконструкции и реставрации исторически ценных зданий и сооружений.

Существуют методы использования 3D-съемки для визуализации зданий, что позволяет ускорить процесс исследования зданий для дальнейшей его реконструкции. Так, например, фотограмметрия «рыбий глаз» позволяет проводить исследования в узких пространствах зданий благодаря большому полю зрению линзы. Внедрение камеры «рыбий глаз» в такие пакеты, как Agisoft PhotoScan, Pix4D и Bentley ContextCapture позволило профессионалам создавать 3D-модели автоматизированным способом, использовав цифровые изображения.

Также используют 3D-лазерное сканирование можно создавать 3D-модели с высокой точностью. Именно обнаружение особенностей здания позволяет составить точную геометрию. Создавая облако точек алгоритм находит наиболее подходящую геометрическую форму поверхности для дальнейшей реконструкции объекта на основе модели. Да, обработка таких данных очень обширна и не всегда корректна для больших объектов, которые содержат в себе множество различных геометрий, но все же практична и надежна.

Все эти методы исследования зданий применимы и созданы для облегчения процесса реконструкции. Ведь на сегодняшний день историческое наследие очень важно, а сохранение его очень ценно.

По примерам видно, что знакомство с использованием BIM-технологий в процессе реконструкции уже прошло, но говорить о том, что использование идет на государственном уровне нельзя. Поэтому активность государства в данном вопросе просто необходима и приведет за собой хорошие последствия. Например, создание унифицированной библиотеки с моделями элементов исторических застроек, что позволит применять их при реконструкции зданий быстро и без особых затрат. Конечно, станет вопрос переработки всех архивов и внесение данных с описанием, но все это произойдет с течением времени и в дальнейшем послужит будущему поколению более подробно изучать и узнавать исторические ценности.

Именно исследование BIM-технологий для процесса реконструкции позволит сохранить и исследовать архитектурные объекты. Даже если объекты не сохранили свой первозданный облик, способ информационного моделирования поможет восстановить его визуально и ознакомить своего зрителя с архитектурой прошлого. Все это даст новому поколению пример того, как раньше архитекторы и инженеры создавали эти здания.

Большое количество денежных средств выделяется для реконструкции и реставрации объектов исторического наследия и это огромная возможность для BIM-технологий показать свою мощь не только в проектировании новых зданий, но и уже существующих строениях. Такой подход оправдывает себя, ведь в последующем созданная модель с помощью современных технологий может быть использована для дальнейших наблюдений и нести в себе больше информации.

Список литературы:

1. Захарова Г.Б. Применение BIM в реставрации объектов культурного наследия // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры: материалы II Междунар. науч.-практич. конф. СПб.: СПбГАСУ, 2019. С. 112–117. DOI: 10.23968/BIMAC.2019.020.
2. Скворцов А.В., д.т.н., профессор, профессор ТГУ (г. Томск), генеральный директор ООО «ИндорСофт» (г. Томск). Обзор международной нормативной базы в сфере BIM. С.1-45. DOI: 10.17273/CADGIS.2016.2.1.
3. Технологии виртуальной исторической реконструкции. URL: http://www.hist.msu.ru/Strastnoy/04.htm.
4. Талапов В. Применение BIM к существующим зданиям. URL: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14159.
5. Кутырина А. Состояние внедрения BIM в 2021 году: сравнение 7 стран. URL: https://ardexpert.ru/article/21317.
6. Бородкин. Л.И., Румянцева М.В., Барышева Р.А. Виртуальная реконструкция историко-культурного наследия в форматах научного исследования и образовательного процесса. Сборник научных статей.: СФУ, 2012. С. 174.
7. Kocaman, S., Akca, D., Poli, D., Remondino, F., 2020: 3D/4D City Modelling - From Sensors to Applications. Whittles Publishing, 224 pages, ISBN: 978-184995-475-4. In press
8. Remondino, F., Georgopoulos, A., Gonzalez-Aguilera, D., Agrafiotis, P., 2018: Latest Developments in Reality-Based 3D Surveying and Modelling. MDPI Publisher, ISBN 978-3-03842-684-4, 376 pages
9. BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры : материалы III Международной научно-практической конференции; СПбГАСУ. – Санкт-Петербург, 2020. – 446 с. – Текст : непосредственный. DOI: 10.23968/BIMAC.2020. ISBN 978-5-9227-1039-8.