книги / Технологии информационного моделирования в управлении проектами
..pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
В.С. Спирина, Д.Н. Кривогина
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В УПРАВЛЕНИИ ПРОЕКТАМИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2022
1
УДК 005.8:001.895(072.8) ББК 65.291.217 я73
С722
Рецензенты:
д-р техн. наук, профессор В.А. Харитонов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
канд. техн. наук, доцент С.В. Леонтьев (Пермский национальный исследовательский политехнический университет); директор А.П. Гуслев
(СРО «Западуралстрой», г. Пермь)
Спирина, В.С.
С722 Технологии информационного моделирования в управлении проектами : учеб.-метод. пособие / В.С. Спирина, Д.Н. Кривогина. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2022. – 272 с.
ISBN 978-5-398-02814-0
Изложены теоретические аспекты по дисциплине «Технологии информационного моделирования в управлении проектами», а также требования к содержанию и структуре практических заданий магистра по направлению 08.04.01 «Строительство», магистерским программам «Технологии управления недвижимостью», «Технологии системного анализа проблем инновационного развития городов», «Риск-менеджмент в строительстве», «Моделирование рынков и рыночных систем в строительстве», «Технологии ценообразования и стоимостного инжиниринга в строительстве». Учебное издание раскрывает основные теоретические аспекты внедрения и развития технологий информационного моделирования в России, организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «BIMтехнологии в управлении проектами», практические задания для выполненияиндивидуальнойработыстудентамиподаннойдисциплине.
Может быть использовано как студентами, обучающимися в магистратуре по направлению 08.04.01 «Строительство», так и преподавателями, в том числе дополнительного образования в области технологий информационного моделирования, и специалистами в области проектирования, строительства и эксплуатации, желающими освежить и углубить свои знания в данной области.
|
УДК 005.8:001.895(072.8) |
ISBN 978-5-398-02814-0 |
© ПНИПУ, 2022 |
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение....................................................................................................... |
9 |
Тема 1. Общие требования к информационной модели здания. |
|
Требования к входной информации. Принципы информационного |
|
моделирования. Требования, предъявляемые к информационной |
|
модели и проектной документации.......................................................... |
12 |
1.1. Общие требования к информационной модели здания............. |
12 |
1.1.1. Аспекты внедрения BIM. Карта зрелости BIM .................... |
20 |
1.1.2. Общие требования к информационной модели.................... |
23 |
1.1.3. Среда общих данных .............................................................. |
24 |
1.1.4. Передача информационной модели на этапах |
|
жизненного цикла.................................................................... |
28 |
1.1.5. План выполнения BIM-проекта............................................. |
29 |
1.2. Требования к входной информации............................................ |
29 |
1.3. Принципы информационного моделирования........................... |
31 |
1.3.1. Подходы теории моделирования......................................... |
31 |
1.4. Требования, предъявляемые к информационной |
|
модели проектной документации.............................................. |
33 |
1.4.1. Общие требования .................................................................. |
33 |
1.4.2. Требования к информационным моделям |
|
архитектурных решений......................................................... |
36 |
1.4.3. Разработанная КГАУ «Управление госэкспертизы |
|
Пермского края» система классификаторов и сводов |
|
требований к информационной модели................................. |
36 |
Тема 2. Теоретические основы информационного моделирования |
|
проекта. Теория управления проектами. Преимущества и недостатки |
|
применения BIM-технологии. Основные понятия методологии |
|
информационного моделирования. Экономическая эффективность |
|
применяемой методологии....................................................................... |
41 |
2.1. Теоретические основы информационного |
|
моделирования проекта................................................................ |
41 |
2.1.1. Характерные задачи применения информационного |
|
моделирования......................................................................... |
42 |
2.2. Теория управления проектами..................................................... |
43 |
2.2.1. Структура и участники проекта............................................. |
46 |
2.2.2. Информационное взаимодействие участников |
|
жизненного цикла строительного объекта............................ |
48 |
2.3. Преимущества и недостатки применения BIM-технологии...... |
51 |
3
2.4. Основные понятия методологии информационного |
|
моделирования.............................................................................. |
55 |
2.4.1. Информационные модели ...................................................... |
55 |
2.5. Экономическая эффективность применяемой |
|
методологии ................................................................................ |
56 |
Тема 3. Описание процессов информационного моделирования |
|
объекта недвижимости. Формы получения информации из модели. |
|
BIM и обмен информацией....................................................................... |
58 |
3.1. Основное определение информационного |
|
моделирования зданий ................................................................. |
58 |
3.2. В основе концепции BIM – единая |
|
информационная модель.............................................................. |
59 |
3.3. Практическая польза от информационной |
|
модели здания ............................................................................... |
60 |
3.4. Формы получения информации из модели................................. |
62 |
3.4.1. BIM и обмен информацией.................................................... |
64 |
3.4.2. Определение. Историческая справка..................................... |
67 |
3.4.3. Функциональные возможности IFC ...................................... |
68 |
3.4.4. Примеры использования IFC ................................................. |
69 |
3.4.5. Виды представления COBie ................................................... |
72 |
3.4.6. BIM collaboration format ......................................................... |
73 |
3.4.7. LandXML.................................................................................. |
74 |
3.4.8. CityGML................................................................................... |
74 |
Тема 4. Применение BIM в проектах строительства, |
|
реконструкции, реновации и комплексной застройке территории, |
|
эксплуатации и управлении, ликвидации. Взаимоотношения |
|
с инвесторами и застройщиками. Особенности работы |
|
с памятниками архитектуры. .................................................................... |
77 |
4.1. Управление на строительной площадке...................................... |
79 |
4.1.1. Календарно-сетевое планирование. |
|
Формирование 4D-модели...................................................... |
80 |
4.1.2. Оценка стоимости работ. Формирование 5D-модели.......... |
81 |
4.1.3. Процесс формирования сметы............................................... |
81 |
4.2. Анализ внедрения технологий |
|
информационного моделирования.............................................. |
83 |
4.2.1. Уровень развития российского программного обеспечения |
|
в технологии информационного моделирования.................. |
87 |
4.2.2. Значение BIM для российского жилищно- |
|
коммунального хозяйства....................................................... |
87 |
4
4.2.3. Реконструкция и реставрация зданий, особенно |
|
памятников архитектуры........................................................ |
91 |
Тема 5. Особенности внедрения и использования BIM-технологий |
|
в коммерческих организациях и государственных структурах............. |
96 |
5.1. Внедрение BIM в организации .................................................... |
96 |
5.1.1. Десять заповедей, позволяющих избежать |
|
многих ошибок......................................................................... |
96 |
5.1.2. Цели внедрения ВІМ-технологий........................................ |
100 |
5.1.3. Для чего нужен ВІМ-менеджер........................................... |
101 |
5.1.4. BIM-регламент организации................................................ |
102 |
5.1.5. Как подбирать BIM-программы........................................... |
103 |
5.1.6. Общий план внедрения BIM ................................................ |
104 |
5.2. Особенности внедрения BIM в крупной организации............. |
105 |
5.3. Внедрение BIM на государственном уровне............................ |
107 |
5.4. Опыт внедрения BIM за рубежом.............................................. |
108 |
ТЕМА 6. Эффективность внедрения BIM-технологий |
|
на этапах проектирования, строительства, управления |
|
и эксплуатации объектов недвижимости............................................... |
112 |
6.1. Применение BIM-технологии для строительства |
|
и эксплуатации объектов городской среды.............................. |
112 |
6.1.1. BIM на разных этапах жизненного цикла........................... |
115 |
6.1.2. Применение BIM к существующим зданиям ..................... |
116 |
6.2. BIM с позиции эксплуатации объекта....................................... |
117 |
6.2.1. От информационной модели к Facility management........... |
117 |
6.2.2. Интернет вещей..................................................................... |
118 |
6.2.3. Технологии виртуальной реальности.................................. |
119 |
6.3. «Зеленый» BIM............................................................................ |
120 |
6.3.1. Устойчивое развитие............................................................ |
120 |
ТЕМА 7. Расчет эффективности внедрения BIM-технологий............. |
126 |
7.1. BIM – основы и преимущества применения технологии........ |
126 |
7.1.1. Доходность проектов в BIM................................................. |
127 |
7.1.2. Расчет экономической эффективности внедрения |
|
BIM-технологии в работу проектной организации............ |
128 |
7.1.3. Какие доходы приносит BIM? ............................................. |
130 |
7.2. Этап проектирования.................................................................. |
130 |
7.3. Этапы строительства (капремонт, снос) ................................... |
133 |
7.4. Этап эксплуатации здания.......................................................... |
134 |
7.4.1. BIM-стандарты и классификаторы...................................... |
135 |
5
7.4.2. Структура нормативно-технической |
|
документации управления жизненным циклом |
|
объекта капитального строительства................................... |
136 |
ТЕМА 8. Требования к моделированию. |
|
Требования к уровням проработки цифровых |
|
информационных моделей. Категории BIM-объектов. |
|
Создание элементов модели. .................................................................. |
140 |
8.1. Требования к моделированию ................................................... |
140 |
8.2. Уровни проработки цифровых |
|
информационных моделей......................................................... |
140 |
8.2.1. Краткая история уровней детализации |
|
и спецификации LOD ............................................................ |
142 |
ТЕМА 9. Требования к качеству BIM-модели. |
|
Требования к подготовке файлов цифровой модели. |
|
Требования к отсутствию коллизий (пересечений между |
|
объектами, дублирования объектов и их частей, непроектных |
|
элементов). Проверка на соответствие нормативным |
|
требованиям разделов проекта. Формирование отчетов |
|
о проверках. Экспертиза модели............................................................ |
147 |
9.1. Техническое задание на информационную модель................. |
147 |
9.2. План для составления собственного технического |
|
задания на проектирование объекта капитального |
|
строительства с применением технологии BIM....................... |
160 |
ТЕМА 10. Изучение требований к проектной документации............. |
161 |
ТЕМА 11. Разработка информационной модели |
|
конкретного объекта недвижимости согласно требованиям |
|
нормативной и технической документации. ......................................... |
163 |
11.1. Как реализовать BIM-модель по плану? ................................. |
163 |
11.1.1. Зачем нужен BEP?............................................................... |
163 |
11.1.2. Стадии разработки архитектурно-строительных |
|
проектов в BIM ...................................................................... |
163 |
11.2. План выполнения проекта (BEP)............................................. |
165 |
ТЕМА 12. Вопросы для подготовки к зачету по дисциплине |
|
«BIM-технологии в управлении проектами» ........................................ |
166 |
ТЕМА 13. Практические задания по дисциплине |
|
«BIM-технологии в управлении проектами» ........................................ |
168 |
6
13.1. Практическое задание 1............................................................ |
168 |
13.1.1. Оси. Управление видимостью осей на этажах................. |
170 |
13.1.2.Проставление размеров осей. Добавление осей
вгруппу и подключение группы аннотаций
к группе осей.......................................................................... |
175 |
13.1.3. Формирование уровней. Копирование массивом............. |
180 |
13.2. Практическое задание 2............................................................ |
183 |
13.2.1. Создание метки уровня....................................................... |
183 |
13.2.2. Донастройка семейства....................................................... |
190 |
13.2.3. Оси. Создание марки осей.................................................. |
199 |
13.2.4. Оси. Настройки стиля линии.............................................. |
202 |
13.2.5. Задание координат модели. |
|
Координаты, связи, оси, уровни........................................... |
204 |
13.3. Практическое задание 3............................................................ |
213 |
13.3.1. Материалы........................................................................... |
213 |
13.3.2. Типы стен............................................................................. |
216 |
13.3.3. Принципы построения стен................................................ |
220 |
13.3.4. Присоединение верха, редактирование профиля............. |
221 |
13.3.5. Базовая стена. Создание нового типа. Имя....................... |
223 |
13.3.6. Построение внешних стен.................................................. |
226 |
13.3.7. Построение внутренних стен и перегородок.................... |
227 |
13.4. Практическое задание 4............................................................ |
229 |
13.4.1. Выступающие профили...................................................... |
229 |
13.4.2. Козырек................................................................................ |
232 |
13.4.3. Изменение вертикальной структуры стены...................... |
233 |
13.5. Практическое задание 5............................................................ |
235 |
13.5.1. Размещение витражей в здании, изменение |
|
размеров, копирование на 2-й этаж...................................... |
238 |
13.5.2. Настройки разрезки............................................................. |
241 |
13.5.3. Сэндвич-панели................................................................... |
242 |
13.5.4. Вставка типовых окон, дверей, проемов........................... |
246 |
13.5.5. Перекрытия. Основы создания .......................................... |
248 |
13.5.6. Перекрытие с заданием «пирога» ...................................... |
250 |
13.5.7. Отмостка.............................................................................. |
251 |
13.6. Практическое задание 6............................................................ |
253 |
13.6.1. Крыша по контуру............................................................... |
253 |
13.6.2. Уклоны................................................................................. |
254 |
13.6.3. Кровля выдавливанием....................................................... |
255 |
13.6.4. Формирование лобовой доски, софита |
|
и водосточного желоба.......................................................... |
257 |
13.6.5. Создание слухового окна.................................................... |
259 |
7
13.6.6. Формирование кровельного «пирога»............................... |
261 |
13.7. Практическое задание 7............................................................ |
263 |
13.7.1. Проем под лестницу............................................................ |
263 |
13.7.2. Построение лестницы......................................................... |
264 |
13.7.3. Фундаменты......................................................................... |
266 |
13.7.4. Оформление документации по модели............................. |
267 |
13.7.5. Элементы озеленения и благоустройства......................... |
267 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................ |
268 |
Список рекомендуемой литературы...................................................... |
269 |
Приложение А. Форма титульного листа |
|
для индивидуального задания по дисциплине...................................... |
270 |
Приложение Б. Форма технического задания |
|
на информационное моделирование...................................................... |
271 |
8
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день развитие и применение цифровых технологий становится как никогда актуальным. В строительстве применяются различные цифровые технологии, такие как заводское изготовление изделий и конструкций и модульное строительство, применение инновационных строительных материалов, аддитивное производство и 3D-печать, системы автоматического управления строительной техникой, виртуальная и дополненная реальность, большие данные и предиктивная аналитика, датчики контроля и беспроводная передача данных, облачные технологии и совместная работа в реальном времени, лазерное сканирование и фотограмметрия, информационное моделирование объектов строительства. С 1 января 2022 г. применение технологий информационного моделирования, или BIMтехнологий, станет обязательным на всех объектах госзаказа. В связи с чем становится ясным, что в ближайшее время рынок BIM станет еще активнее развиваться. Следовательно, возрастает потребность в специалистах, владеющих навыками и компетенциями в области применения BIM-технологий на всех этапах жизненного цикла проекта строительства.
Данное учебное издание раскрывает основные теоретические аспекты внедрения и развития BIM-технологий в России, организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «BIM-технологии в управлении проектами», содержит практические задания для выполнения индивидуальной работы студентами по данной дисциплине.
Целью дисциплины «BIM-технологии в управлении проектами» является формирование комплекса знаний, умений и навыков в области BIM-технологий в управлении проектами, изучение специфики разработки информационной модели объекта недвижимости, реализации BIM-технологий на всем жизненном цикле проекта и связи BIM с другими информационными системами строительного проекта.
9
В ходе изучения дисциплины решаются следующие задачи:
–изучение базовых положений, технических и законодательных нормативов при разработке информационной модели объекта недвижимости и использовании ее при управлении проектами;
–формирование умений реализации BIM-технологий при управлении проектами и знаний принципов построения информационной модели объекта недвижимости и организации взаимосвязи BIM с другими информационными системами строительного проекта;
–формирование представлений о разработке информационной модели объекта недвижимости, реализации BIM-технологий на всем жизненном цикле проекта и связи BIM с другими информационнымисистемамистроительногопроекта;
–формирование навыков разработки информационной модели объекта недвижимости.
Планируемыми результатами обучения по дисциплине являются индикаторы компетенций согласно рабочей программе дисциплины «BIM-технологии в управлении проектами» для магистров по направлению 08.04.01 «Строительст-
во», магистерским программам «Технологии управления недвижимостью»1, «Технологии системного анализа проблем инновационного развития городов»2, «Риск-менеджмент в строительстве»3, «Моделирование рынков и рыночных систем
1Компетентностная модель выпускника основной профессиональной образовательной программы высшего образования, направленность (профиль) образовательной программы «Технологии управления недвижимостью», утверждена Проректором по учебной работе ПНИПУ Лобовым Н.В. 21.03.2019.
2Компетентностная модель выпускника основной профессиональной образовательной программы высшего образования, направленность (профиль) образовательной программы «Технологии системного анализа проблем инновационного развития городов», утверждена Проректором по учебной работе ПНИПУ Лобовым Н.В. 01.03.2019.
3Компетентностная модель выпускника основной профессиональной образовательной программы высшего образования, направленность (профиль) образовательной программы «Риск-менеджмент в строительстве», утверждена Проректором по учебной работе ПНИПУ Лобовым Н.В. 01.02.2019.
10