Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM

в 14:40, , рубрики: cad, CAD/CAM, DWG, nanoCAD, Анализ и проектирование систем, Блог компании Нанософт, Графические оболочки, сапр

Летом 2016 года вышла замечательная статья, демонстрирующая технологию OpenBIM (открытого взаимодействия информационных моделей) на примере проекта многоквартирного жилого дома в г. Ярославле, архитектурная часть которого проектировалась в программном продукте ARCHICAD (одном из самых мощных BIM решений для архитекторов), а конструкторская часть (раздел КЖ) – в Tekla Structures (мощном BIM решении для инженеров конструкторов). Фактически статья продемонстрировала практическую возможность объединения нескольких независимых между собой решений в рамках совместной работы над достаточно крупным объектом.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 1

Специалисты «Нанософт» запросили у авторов статьи рабочую документацию по инженерной части проекта (выполненную по классической 2D технологии) и воспроизвели ее с помощью современной технологии информационного моделирования в новом программном комплексе nanoCAD Инженерный BIM, который вышел в сентябре 2016 года. А затем дополнили ранее созданную архитектурно-конструкторскую модель инженерными разделами. В результате получилась сводная BIM модель, объединяющая семь проектных разделов: архитектура, конструкции в части железобетонных конструкций и инженерные сети в частях электрикаосвещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация.

Это (на мой взгляд) некое достижение для российского рынка – лично я вообще мало видел BIM-проектов, объединяющих в одну модель более трех разделов. А тут сводная информационная модель, объединяющая семь разделов, созданных в программных продуктах от независимых разработчиков, один из которых российский! Поэтому в этой практико-технической статье мы решили поделиться с вами данными, с помощью которых вы сможете самостоятельно собрать сводную BIM-модель, на практике почувствовали суть информационных моделей, разобрались в деталях и, выяснив для себя преимущества, применяли подобные знания на практике. А в комментариях к статье предлагаем обсудить околотематические вопросы.

Введение

Напомню, что сам проект (рис.1) предоставила инвестиционная компания ООО «ПрофСтрой», деятельность которой направлена на строительство доступного и комфортного жилья, преимущественно эконом-класса, в Ярославле и Ярославском муниципальном районе.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 2
Рис. 1. Информационные (BIM) модели жилого здания: архитектурная и конструкторская часть.

Автор проекта и архитектурной модели, созданной в программе ARCHICAD – архитектор Лысоконь А. Все несущие конструкции были выполнены в программе Tekla Structures конструкторами Сизовым В. и Роиком Д. Главный инженер проекта – Медведев А.

Инженерная часть воссоздавалась по 2D документации специалистами Нанософт: электрическая часть – Щуров Д., отопление, водоснабжение и канализация – Суворов Н., слабые токи и системы безопасности – Бадаев М, сводная модель и общая координация – Ожигин Д.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 3
Рис. 2. Воссозданная по 2D документации информационная (BIM) модель жилого здания в части инженерия: электрика, освещение, слабые токи, системы безопасности, отопление, водоснабжение и канализация.

Исходные данные: разбираемся со структурой здания

Получив материалы по зданию, мы выяснили следующее:

Во-первых, фактически здание состоит из двух корпусов (рис. 3) – независимых частей, смещенных друг от друга по высоте на 800 мм. Это было неожиданно и мы немного поломали голову как лучше организовать проект: либо два отдельных здания, либо создать одну модель по зданию. В конце концов мы решили делать единую модель (в рамках каждого раздела) – это решение оправдало себя в дальнейшем, т.к. мы смогли проводить инженерные расчеты по всему зданию.

Во-вторых, начало архитектурного проекта не совпадает с началом координат сетки осей – пересечение осей А1 лежит в координатах x = 19454.1, y = -271.4, z = 0. Тем не менее начало координат инженерного проекта мы разместили в точке А1, а при сборе сводных моделей учитывали это смещение.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 4
Рис. 3. Проект состоит из двух корпусов, а пересечение осей А1 расположено в координатах x = 19454.1, y = -271.4, z = 0.

В-третьих, у нас были следующие исходные данных от архитектора:

  • Поэтажные планы в формате DWG, выгружаемые из ARCHICAD-проекта – эти материалы мы использовали как основу (подложку) для проектирования инженерии и подготовки рабочей документации по разделу.
  • Единая архитектурная модель в формате IFC – эту модель мы использовали как подложку для согласования трехмерной компоновки оборудования и получения общего представления модели.
  • Рабочая документация в формате DWG – т.к. мы воспроизводили проект (а не проектировали с нуля), эти материалы мы использовали для понимания инженерного решения.

Еще у нас была единая конструкторская модель в формате IFC, но эту модель мы практически не использовали, т.к. проект не меняли. Но мы подгружали конструкторскую модель в сводную и видели некоторые конфликты. Например, между инженеркой и армирующими прутами.

Выходные данные для практического задания (IFC-модели)

Рабочую документацию, расчеты, спецификации по проекту мы получаем в рамках программных продуктов – в частности, инженерные разделы мы получаем из nanoCAD Инженерный BIM. Как это делается? Это выходит немного за рамки текущей статьи: приглашаем за более подробной информацией на наши семинары и вебинары. Или посмотрите, например, плейлист «Технология информационного моделирования (BIM) и САПР-платформа nanoCAD» на нашем YouTube-канале. В рамках же этого практического задания мы соберем только сводную BIM модель.

Из всех используемых программных продуктов в любой момент можно выгрузить информационную модель в формате IFC и она будет содержать самую свежую и актуальную информацию. Для практической работы на момент написания статьи из программных продуктов nanoCAD Электро, СКС, ОПС, ВК и Отопление мы сформировали отдельные IFC модели, которые собрали в rar-архив.

Обратите внимание, что в архиве также лежит файл «МКЖД.АС.ifc» – это архитектурная часть проекта (IFC модель, сформированная из ARCHICAD). В архиве также лежат DWG файлы, которые получены из BIM модели ARCHICAD в автоматизированном режиме и обновляются по мере обновления основной модели – это двухмерный чертеж-задание первого этажа и трехмерная модель первого этажа (корпус 1 и корпус 2). Фактически это исходные данные по первому этажу для проектирования инженерии. Мы будем использовать их для наглядности сбора сводной модели.

Программное обеспечение

Для практической работы нам понадобится одна программа – платформа nanoCAD Plus 8.1, которую можно скачать на сайте разработчика.

Но в качестве экспериментов можно использовать и другие IFC-просмоторщики:

Установите программные продукты и запустите nanoCAD Plus 8.1.

Шаг 1: формируем подложки

Этот шаг скорее подготовительный и нужен для того, чтобы вы наглядно понимали, что происходит. Создайте новый проект в nanoCAD Plus (команда НОВЫЙ) и сохраните его под именем «Сводная BIM-модель.dwg».

Далее вставляем двухмерную подложку. Для этого командой ATTACH (меню ВставкаВнешняя ссылка...) подключаем файл «01 Первый этаж 2D.dwg» из скаченных материалов (рис. 4). Обращаю внимание, что при вставке я использую относительный путь для подложки (раздел Задание пути в диалоге Вставка внешней ссылки) и указываю координаты вставки: x = -19454.1, y = 271.4, z = 0 (т.е. начало координат размещаю в точку пересечения осей А1).

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 5
Рис. 4. При размещении подложек уточняем координаты точки вставки и используем относительные пути вставки.

Когда подложка появилась на поле документа, наведите курсор на центр экрана и, удерживая клавишу SHIFT + колесо мышки, разверните чертеж под углом в 3D пространство. Или разверните ее в стандарную ЮВ изометрию (команда _SEISO).

Повторите команду вставки подложки для файлов «01 Первый этаж 3D (часть 01).dwg» и «01 Первый этаж 3D (часть 02).dwg» с теми же координатами вставки, что и для двухмерного проекта – в ваш проект будет добавлена трехмерная геометрия архитектуры первого этажа. Это не еще BIM модель, т.к. полученная геометрия не содержит никакой информации об элементах. DWG файлы дают только геометрию и мы ее будем использовать для того, чтобы понять разницу по сравнению с настоящей BIM-моделью.

И, наконец, задайте способ отображения трехмерного пространства: в меню ВидВизуальные стили выберите пункт «Быстро с показом рёбер» или «Быстро».

Если все сделано правильно, то вы получите результат, отображенный на рис.5.
Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 6
Рис. 5. Размещаем двухмерную и трехмерную подложку в проект nanoCAD для того, чтобы наглядно видеть процесс сбора BIM-проекта.

Совет 1: используйте клавишу SHIFT и одновременно нажатое колесо мышки для того, чтобы вращать модель – это позволит рассмотреть проект со всех сторон.

Совет 2: если у вас мощный компьютер, но при вращении модель «моргает», отключая раскраску граней, то в настройках программы (СервисНастройка) можно отключить Оптимизацию отрисовки треугольников (Графическая подсистемаОптимизация отрисовки) – после этого nanoCAD будет отрисовывать модель полностью даже при вращении. Намного удобнее для глаз.

Шаг 2: добавляем BIM-модель

Мы полностью готовы к сбору сводной BIM-модели. Теперь с помощью команды IFCVIEW3D загрузите файл «МКЖД.О_корпус1.ifc». Вы можете выбрать любой другой файл, но я рекомендую начать именно с этого файла – он небольшой по размеру, быстро загружается и достаточно наглядный. Если все сделано правильно, то у вас появится отопительная система здания в корпусе 1 – см. рис.6.

Совет 3: если у вас после загрузки IFC файла модель не появилась, сохраните файл на жесткий диск.

Обратите внимание, что на функциональной панели IFC появилась структура подгруженного IFC файла (панель расположена рядом с панелью Свойства и включаетсявыключается через меню ВидПанелиФункциональные панелиIFC...): этажи, классы элементов, высоты и т.д. Панель позволяет быстро найти элементы по своим классам, а также моментально отключить видимость объектов – например, можно выключить объекты верхних этажей.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 7
Рис. 6. Трехмерная модель проекта с DWG и IFC данными

Также обратите внимание, что BIM-модель содержит информацию по объектам: например, если выделить радиатор, то в окне свойств отобразится информация по объекту – объем, тепловая нагрузка, высота установки относительно этажа, мощность, название, ссылка на сайт производителя и т.д. Вся эта информация была заложена в программном продукте nanoCAD Отопление и была аккуратно передана в среду nanoCAD Plus благодаря формату IFC, который как раз и предназначен для переноса такой информации между программами. Сравните, например, со свойствами объектов из DWG файла, которые содержат только общую информацию типа цвет, слой, толщина линий (см.рис. 7).

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 8
Рис. 7. IFC объекты содержат гораздо больше параметров по сравнению с DWG блоками

Информацию из IFC объектов можно использовать в панели Выбор при настройке выборок по проекту, так и в автоформируемых спецификациях (например, спецификации оборудования) – см. рис. 8.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 9
Рис. 8. Параметры и информацию из IFC объектов можно использовать в таблицах и выборках

Шаг 3: формируем сводную BIM-модель

Последовательно повторяя шаг 2 для других IFC моделей, мы можем собрать сводную BIM-модель – см. рис.8.

Для каждого раздела создается список объектов на панели IFC. Каждый добавленный раздел содержит IFC объекты со своими специфическими данными, заложенными в соответствующих программных продуктах, которые могут либо задаваться в ручную, либо браться из базы данных, либо вычисляться в результате расчетов.

При этом каждый добавленный раздел достаточно существенно нагружает компьютер и для того, чтобы собрать полную модель нужны мощные ресурсы. Наиболее тяжелой в этом проекте является модель водоснабжения – скорее всего ее подгрузку необходимо будет подождать некоторое время. Поэтому в реальной работе вы можете объединять не всю модель, а только определенные разделы или даже этажи – это позволит решать практические задачи без существенного увеличения ресурсов компьютера.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 10
Рис. 9. Сводная BIM модель позволяет специалистам работать в едином информационном пространстве

nanoCAD Plus как viewer обеспечивает отображение модели, навигацию как в параллельной (SHIFT+колесо мышки), так и в перспективной проекции (команда 3DОБЛЕТ и клавиши WSAD для управления). Это позволяет забираться внутрь проекта и визуально находить проблемные участки проекта, коллизии и недоработки. Кроме того, используя автоматические спецификации можно быстро выбирать нужные IFC объекты и контролировать параметры инженерных сетей. В целом это дает возможность представить проект целиком с учетом ситуации в смежных разделах, распределить дальнейшую работу между специалистами и вести работу в едином информационном пространстве.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 11
Рис. 10. Сводная BIM модель позволяет специалистам работать в едином информационном пространстве

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 12
Рис. 11. Различные виды сводной BIM модели в рабочем окне nanoCAD Plus 8.1

Шаг 5: обновление IFC моделей

На данный момент в nanoCAD Plus 8.1 обновление моделей осуществляется путем удаления IFC модели с панели IFC и загрузки новой версии модели заново. Тут нужна еще оптимизация технологического процесса – в будущем мы хотим реализовать подгрузку IFC данных как подложки. Тогда они будут обновляться самостоятельно вслед за изменением IFC-файла.

Шаг 6: сводные BIM модели в других решениях

В качестве дополнительного задания вы можете попытаться собрать сводные модели в Tekla BIMsight (бесплатное решение, рис.12) и в Solibri Model Checker (платное решение; бесплатная версия Solibri Model Viewer позволяет открыть только одну IFC-модель). Эти продукты разрабатываются как универсальные решения для просмотра IFC и они расширяются функционалом по автоматическому поиску коллизий, формированию отчетов на изменения, более широким инструментарием по визуализации моделей.

Сводная BIM-модель: практическое занятие по технологии OpenBIM - 13
Рис. 12. Сводная BIM модель в IFC-просмоторщике Tekla BIMsight позволяет в автоматизированном режиме найти коллизии между системами.

Заключение

Технология BIM развивается, и с каждым днем у проектировщиков появляются дополнительные инструменты по созданию качественных проектов. Еще пару лет назад собрать в рамках одного пространства модель многоэтажного жилого здания с архитектурой и инженерией было сложно, а сейчас это вполне обычное практическое задание.

Тем не менее дальнейшее развитие еще требуется. Необходимо развивать скорость работы с IFC данными, развивать инструменты обновления моделей в рамках сводных BIM-моделей, улучшать интеграцию между решениями на уровне передачи информации, стандартизовать параметры, классы и иерархию строительных конструкций и материалов для того, чтобы автоматизировать расчеты, передачу изменений между проектами и разделами. Все это работа ближайшего будущего.

Специалисты «Нанософт» приглашают к сотрудничеству и готовы проконсультировать вас по вопросам создания BIM моделей инженерных сетей и организации BIM взаимодействия.

Денис Ожигин,
технический директор Нанософт

Автор: Нанософт

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля