ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (BIM) В СОВРЕМЕННОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

THE APPLICATION OF BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) TECHNOLOGIES IN THE MODERN CONSTRUCTION INDUSTRY

Kucheva Yulia Sergeevna

Student, Surgut State University, Russia, Surgut

Аннотация. В статье рассматривается применение BIM‑технологий (Building Information Modeling) в современном строительстве. Анализируются ключевые принципы информационного моделирования, его роль на различных этапах жизненного цикла строительного объекта, преимущества и ограничения внедрения. Особое внимание уделено нормативному регулированию BIM в России, зарубежному опыту, актуальным программным решениям и перспективам развития технологии. Сделаны выводы о стратегической значимости технологии для повышения конкурентоспособности строительной отрасли. Цель статьи — проанализировать потенциал BIM‑технологий для повышения эффективности строительства и обосновать целесообразность их внедрения.

Abstract. This article examines the application of BIM (Building Information Modeling) technologies in modern construction. It analyzes the key principles of information modeling, its role at various stages of a construction project's lifecycle, and the advantages and limitations of its implementation. Particular attention is paid to BIM regulations in Russia, international experience, current software solutions, and the technology's development prospects. Conclusions are drawn regarding the strategic importance of this technology for enhancing the competitiveness of the construction industry. The purpose of the article is to analyze the potential of BIM technologies for increasing construction efficiency and to justify the feasibility of their implementation.

Ключевые слова: BIM, информационное моделирование зданий, ТИМ, проектирование, строительство, жизненный цикл объекта, коллизии, CDE, LOD, цифровая модель.

Keywords: BIM, building information modeling, TIM, design, construction, object life cycle, collisions, CDE, LOD, digital model.

Строительная отрасль переживает цифровую трансформацию, ключевой элемент которой — внедрение BIM‑технологий. В отличие от традиционного 2D‑проектирования, BIM создаёт единую информационную модель объекта, объединяющую геометрические, технологические, экономические и эксплуатационные данные. Это позволяет управлять проектом на всех этапах — от концепции до демонтажа.

Теоретические основы BIM (информационного моделирования зданий) включают принципы технологии, этапы создания информационной модели, программное обеспечение для работы с BIM и нормативную базу, регулирующую внедрение BIM в строительстве.

BIM-модель — это виртуальная модель строительного объекта, представляющая собой совокупность взаимосвязанной информации о здании. В модели содержатся архитектурно-строительные решения, инженерные системы, коммуникации, экономические данные, сроки строительства и даже каждый материал с указанием марки и количества. [2]

Рисунок 1. BIM-модель

Принципы BIM:

• Взаимосвязь всех элементов. При изменении одного параметра автоматически корректируются связанные с ним данные: чертежи, спецификации, визуализации и календарные графики;
• Создание модели как общего ресурса знаний для всех участников проекта. Модель объединяет архитекторов, инженеров, подрядчиков и заказчиков в единой среде общих данных (CDE);
• Принцип коллективной работы — каждый специалист наполняет свой раздел информацией и взаимодействует с коллегами в реальном времени. Любые изменения модели видны всей команде, что обеспечивает актуальность данных на текущий момент;
• Автоматическая координация процессов — предотвращает возникновение проектных ошибок;
• Охват всего жизненного цикла объекта — от идеи до демонтажа. Модель постоянно накапливает важную информацию об объекте и служит базой данных для расчёта полного жизненного цикла сооружения [3].

Внедрение BIM в России регулируется Градостроительным кодексом. С 1 января 2022 года использование BIM стало обязательным для проектов, финансируемых за счёт бюджетных средств, что предусмотрено Постановлением Правительства РФ №331 от 05.03.2021.

Также в области BIM действуют государственные стандарты и своды правил, к примеру:

• СП 333.1325800.2020 «Информационное моделирование в строительстве»;
• ГОСТ Р 57563‑2017/ISO 12911:2012 (принципы разработки BIM‑моделей).

Международные стандарты:

• ISO 19650 (управление информацией на протяжении жизненного цикла);
• AIA E202 (BIM‑протоколы для США) [4].

Рисунок 2. Технология информационного моделирования

Стандарты

• Создание единых стандартов проектирования: шаблонов проектов, библиотек семейств, правил наименования, регламентов оформления. Без этого каждая команда будет создавать модель по-своему, что сведёт к нулю преимущества информационного моделирования;
• Описание правил взаимодействия, контроля качества модели, подготовки данных для экспертизы и стройки;
• Разработка BIM-процессов — после описания задач применения BIM разрабатывают процессы (сценарии) реализации для каждой задачи, а также согласовывают процесс верхнего уровня, описывающий взаимосвязь BIM-сценариев;
• Внедрение стандарта — он может внедряться на уровне всего проекта или на уровне объекта, а также в отдельные более детализированные BIM-процессы [1].

Программное обеспечение

• Выбор BIM-систем — учитывают специфику проектирования, тип объектов, формат взаимодействия с заказчиком. Например, в условиях импортозамещения часто переходят на российские BIM-решения — nanoCAD, Renga, Model Studio CS и другие;
• Оценка функционала, интеграции с другими программами, удобства освоения, стоимости и доступной поддержки;
• Учёт открытых форматов — например, IFC, что позволяет сократить зависимость от зарубежных платформ и обеспечить устойчивую цифровизацию стройки;
• Анализ доступности оборудования — сложное моделирование требует больших вычислительных мощностей, важно заранее проанализировать, какую программу можно полноценно использовать на располагаемых мощностях [5].

График 1. Динамика внедрения BIM в России (2018–2023 гг.)

Преимущества

• Ускорение проектирования за счёт оптимизации внесения корректировок. Например, если раньше при смене материала и цвета фасада требовался подробный перерасчёт расходной части, то теперь это делается автоматически за несколько секунд;
• Улучшение качества благодаря детальной визуализации с техническими характеристиками. По оценке Минстроя, BIM-технологии примерно на 40% снижают вероятность ошибок и погрешностей в проектной документации по сравнению с традиционными методами;
• Автоматизация рутинных процессов и большинства задач на строительной площадке. Автоматизация помогает создавать 3D-BIM-модели, генерировать документацию, выполнять расчёты и анализы, проводить виртуальное тестирование конструкций без ручного ввода данных;
• Координация работы специалистов — все сведения об объекте содержатся в базе данных, к которой имеют доступ участники проекта (архитекторы, инженеры, технологи, застройщики, бухгалтерия);
• Прозрачность и управляемость — заказчик может в любой момент получить актуальную информацию о ходе проекта, объёмах выполненных работ, соответствии бюджету;
• Оптимизация ресурсопотребления — наличие подробной информационной модели позволяет точно определить необходимое количество материалов, что помогает избежать излишнего расхода и снизить объёмы отходов.  

Экономическая эффективность

• Сокращение денежных расходов за счёт масштабирования и тиражирования типовых решений. Если на первом этапе затраты на разработку с использованием информационной модели могут быть существенными, то в дальнейшем использование уже готовой модели значительно сократит конечную стоимость объекта;
• Низкая вероятность ошибок позволяет избежать непредвиденных трат;
• Оценивая весь проект целиком ещё до возведения, можно выбрать оптимальные по соотношению цены и качества материалы;
• Экономия на эксплуатационных расходах — интеграция информационной модели с системами управления эксплуатацией зданий (BMS) открывает возможности для оптимизации энергопотребления, своевременного технического обслуживания и ремонта оборудования, а также предотвращения аварийных ситуаций;
• Повышение стоимости объекта — наличие полной и актуальной информационной модели повышает его инвестиционную привлекательность и рыночную стоимость.

Однако есть и проблемы при внедрении BIM, например, высокие первоначальные затраты на программное обеспечение, оборудование для сбора данных и обучение персонала. [7]

Таблица 1.

Сравнение эффективности BIM и традиционного проектирования

Расчёт экономии от выявления коллизий.

Формула расчёта предотвращённых затрат:

Sэконом = (Nкол ⋅ Cиспр) ⋅ (1 + Kриск),                                                     (1)

где Sэконом ‒ экономия от предотвращения коллизий, руб.;

Nкол ‒ количество выявленных коллизий;

Cиспр ‒ средняя стоимость исправления одной коллзии на стройплощадке, руб. (≈50000 руб.);

Kриск ‒ коэффициент риска дополнительных затрат при позднем обнаружении (0,3–0,5).

Пример: на проекте ЖК «Солнечный» (50000 м2) выявлено 120 коллизий на этапе проектирования. По формуле (1) ‒ Экономия:

Sэконом=120⋅50000⋅1,4=8400000 руб.

Проблемы внедрения BIM в строительстве:

• Отсутствие удобных инструментов для просмотра моделей без специализированного ПО. Многие строительные специалисты не имеют доступа к программам, что затрудняет работу с BIM-моделями непосредственно на площадке;
• Перегруженность моделей излишней информацией. BIM-модели часто содержат детали, не относящиеся к непосредственным строительным работам, что усложняет их использование для заказчика строительства и исполнителей;
• Недостаточная подготовка персонала. Многие сотрудники строительных компаний не обладают необходимыми навыками для эффективной работы с BIM-моделями, что требует дополнительных образовательных программ и тренингов [6].

Методы решения проблем при внедрении BIM в строительстве:

• Стандартизация BIM-процессов. Разработка внутренних регламентов взаимодействия и представления результатов, создание новой схемы бизнес-процессов, учитывающей все требования и возможности нового инструментария;
• Разработка упрощённых BIM-моделей для строительных нужд. Создание моделей, содержащих только необходимую для строительных работ информацию (без лишней детализации и инженерной «перегрузки»), позволяет сократить объёмы данных и ускорить работу на слабых устройствах;
• Внедрение BIM в рамках «пилотных» проектов. Это позволяет определить основные трудности в переходе на BIM, упростить координацию выполнения проекта и разработать регламент;
• Создание BIM-команды — она имеет доступ ко всем аспектам проекта, обеспечивает эффективное использование BIM-технологий и следит за координацией проекта [6].

BIM‑технологии трансформируют строительную отрасль, обеспечивая сквозную цифровизацию процессов. Несмотря на сложности внедрения, экономическая и техническая эффективность технологии доказана практикой. В России развитие BIM поддерживается на государственном уровне, что создаёт условия для масштабирования успешных решений. Перспективным направлением является интеграция BIM с другими цифровыми инструментами — IoT, ИИ, Big Data, — для создания комплексных систем управления инфраструктурой.