Эта история началась с того, что был найден клад. В старом гараже на окраине Нур-Султана — бывшей Астаны — после долгих поисков была обнаружена оригинальная проектная документация первой школы столицы Казахстана — школы № 1 им. Кирова.

Школа была спроектирована и построена в 1930-х годах и стала культовым зданием для нескольких поколений жителей. Она располагалась в самом сердце города, а среди ее выпускников были известные личности, наши современники. Само здание — с его простой, но одновременно притягательной архитектурой — было памятником конструктивизма. К сожалению, в 1990-е годы школу снесли. Тем не менее она была важной частью истории города, и множество людей загорелись идеей ее цифровой реконструкции (рис. 1).

Еще в 2015 году группа энтузиастов занималась поиском и восстановлением документации и даже успела сделать эскизный проект в Revit. Вот только времени на такой социально значимый, но некоммерческий проект катастрофически не хватало.

Рис. 1. Слева — архитектурная и конструкторская части модели, справа — архивная фотография школы № 1
им. Кирова

Как закрытие на карантин открыло BIM

В марте 2020 года большинство стран закрылось на локдаун. Проектировщики оказались дома с большим количеством времени и вопросом, как полезно его потратить. И тут вновь возникла идея воссоздания школы в цифровом проекте. Инициатором стала казахстанская компания CAD.kz.

У таких технологий, как OpenBIM, есть огромный потенциал, и целью проекта было оценить его на практике. В BIM сложно ограничиться взаимодействием только с помощью листов в PDF: чем основательнее погружаешься в процесс, тем очевиднее необходимость работать на уровне модели. Так, с архитектурной подосновой работают инженеры-смежники. Да и сами заказчики начинают понимать профит от получения модели. Поэтому прогрессивные компании давно уже пробуют открытые форматы, а именно OpenBIM.

Кроме того, нам хотелось проверить, насколько жизнеспособен хакатон — такая форма коллективного труда, когда участники временной команды объединены общей идеей и не связаны коммерческими обязательствами. А также показать доступность технологий информационного моделирования и разрушить мифы о длительности, сложности и дороговизне внедрения BIM.

Команда

Главной идеей проекта стала его открытость — как технологическая, так и по доступности информации, подбору команды и географическому положению участников. CAD.kz создала в соцсетях открытые группы, пригласила в проект всех желающих и получила несколько сотен заявок.

При выборе участников проекта важно было наличие у них профессионального опыта в предметной области — например в проектировании разделов ОВ, ВК, ЭО, ЭС, ТХ, АР, АС для школ в соответствии с действующими стандартами Республики Казахстан. Допускалось отсутствие опыта работы с технологиями информационного моделирования (ТИМСО), в том числе с любыми конкретными инструментами.

Таким образом, у участников была вполне конкретная цель: профессиональное развитие и приобретение практических навыков работы с новыми программными продуктами, а также работы в команде над BIM-проектом.

В итоге сложилась команда из 14 проектировщиков, которые — несмотря на богатый опыт и знания — не были знакомы с BIM и до этого работали только в 2D. Общаться начали в Телеграм, потом перешли в Вотсап, а затем — в Скайп.

Проект разрастался, к нему подключались BIM-менеджеры, архитекторы, инженеры, расчетчики, технологи. Так OpenBIM помог многим людям приоткрыть закрытые границы и найти в карантине некий профессиональный смысл.

Среда общих данных

Доступ к материалам проекта:

Для организации совместной работы мы рассматривали десяток решений, но в итоге остановились на Яндекс. Диске — он удобный, быстрый и бесплатный. Организовали работу самым простым и доступным способом: в соответствии со стандартом СТ РК 1.02−117, определяющим правила прохождения экспертизы информационных моделей.

На Яндекс.Диск мы выгрузили все исторические фотографии проекта и проектную документацию по реконструкции, которую пытались провести в самом начале 1990-х. Там же есть и фотографии сноса школы в марте 1992 года. Они помогли при проектировании: когда половину здания снесли, стало видно его внутреннее строение — как выглядела кровля, как она строилась. Эта фотография была особенно интересна: в Archicad мы сделали точно такой же разрез, чтобы посмотреть, правильно ли получились коридоры и кровля (рис. 2).

Рис. 2. Справа — архивная фотография сноса школы № 1, слева — аналогичный разрез в архитектурной модели

В рамках Яндекс. Диска мы создали определенную стандартизацию: как именовать файлы, как их складировать, какая папка за что отвечает. Получился своего рода BIM-стандарт.

Архитектура

В качестве основных инструментов для проекта были выбраны Archicad, nanoCAD (Конструкторский BIM и Инженерный BIM), различные продукты для организации среды общих данных, поиска и отработки замечаний, визуализации и наглядной работы с моделями, а также средства коммуникации и коллективной работы команды.

Исходными данными стали отсканированные чертежи, фотографии. И, конечно, воспоминания педагогов и учеников школы.

Начали с архитектуры: сначала основа, потом проработка деталей. Работали по технологии Teamwork: над моделью в Archicad одновременно трудились несколько архитекторов. За две недели они полностью создали архитектурную часть. На первой неделе были готовы объемно-планировочные решения техподполья, этажей с первого по третий и чердачного помещения — так, чтобы за работу смогли взяться инженеры. На второй неделе прорабатывали внешний вид школы: декор фасадов, зубцы на кровле и т.д., параллельно согласовывая планировки с инженерами.

Приходили замечания от конструктора: например, фасадные стены секций слева и справа от центральной полукруглой части архитектор случайно положил не по оси Б, а на 500 мм ближе по оси А. Когда конструктор начал раскладывать блоки, архитектура и конструкции не сошлись. Пришлось оперативно менять почти весь лицевой, а также западный и восточный фасады, кровлю, перекрытия, помещения — по сути поменялась половина здания! Но благодаря инструментам Archicad вся работа была выполнена за три часа: обновленные планировки для инженеров были выгружены буквально в один клик. Конструкции моментально «вложились» в архитектуру (рис. 3).

Рис. 3. Архитектурная информационная модель в Archicad

При этом не стоит забывать, что все участники работали из дома, в свободное от основной работы время.

Конструкции

Вскоре после этого началось обучение инженеров, чтобы в нужный момент они готовы были приступить к своим разделам, используя архитектуру как основу. Вся команда обучалась на практике: видеоуроки в формате мастер-классов, онлайн-встречи для обсуждения общих задач и принципов работы, а также поддержка в чате.

Потом пришло время проработки конструкций в nanoCAD Конструкторский BIM (рис. 4). На этом этапе мы отрабатывали замечания и занимались поиском коллизий.

Рис. 4. Конструкторская информационная модель в nanoCAD Конструкторский BIM

Например, в качестве балок в исходном проекте использовались рельсы. В итоге решено было делать проект таким образом, чтобы он прошел экспертизу, но при этом максимально сохранил исторический облик.

Используя старую документацию, мы начали с раскладки свай и блоков по стенам: подготовили свайное поле, согласовали высоты размещения конструкций. В процессе выяснилось, что грунт под зданием не плоский, ростверки расположены на разных высотах, поэтому архитектуру опять понадобилось корректировать — поднимать стены в разных участках. Конструктор передал архитектору планируемое положение ростверков, а архитектор поднимал низ стен, чтобы уложить их на фундамент (рис. 5).

Рис. 5. Конструкции из nanoCAD Конструкторский BIM, подгруженные в среду Archicad

На втором этапе мы начали раскладывать плиты перекрытий между техподпольем и первым этажом. Казалось бы, обычная работа, мало чем отличающаяся от 2D-проектирования. Но когда мы воспроизвели модель по 2D-документации, то обнаружили, что в некоторых местах плиты перекрытия не имеют опор в центральной части. На 2D-чертежах это сложно увидеть, а вот 3D-проектирование показало сразу. Мы начали дорабатывать модель и согласовывать ее с архитектором, так как опорные балки появились прямо над центральной лестницей (рис. 6). Без объемного проектирования, без автоматизированного построения документации все эти проблемы обнаружились бы на более поздних стадиях. А значит правки были бы в разы дороже — как по финансам, так и по трудозатратам.

Рис. 6. Согласование архитектурной и конструкторской моделей в Archicad

Технологические решения

Появилась новая идея добавить в проект раздел «Технологические решения». На эту задачу откликнулись два специалиста с немалым опытом. Они не работали в BIM, но незадолго до этого начали осваивать Archicad. Буквально с полуслова поняв принцип BIM и основные правила совместной работы с файлами, они подключились к нам и полностью сделали свой раздел: расставили парты, лабораторное оборудование, шкафы и прочую мебель, оснастили актовый зал (рис. 7).

Рис. 7. Выполненный по нормам раздел «Технологические решения» в Archicad

А дальше наступило лето: природа, дача, семейные дела. Казалось, что пандемия закончилась. Участники команды начали менять приоритеты, и это тоже здорово. Ведь лето, а особенно лето 2020 года — это маленькая жизнь. Первый этап работы над проектом мы приостановили.

Просмотр модели

Имея на руках два раздела, команда смогла попробовать разные варианты софта, позволяющего на основе одного или нескольких IFC создать BCF-файл с замечаниями, которые можно будет отдавать на исправление. Для просмотра модели использовали BIMx, а для проверки коллизий — Solibri. Архитектуру и конструкции сводили воедино в CADLib. Это не самый доступный по цене вариант, и в свободном доступе лицензию не найти, но в формате нашего эксперимента CADLib стал «всеядной» универсальной системой документооборота и совместной работы над сводной моделью (рис. 8).

Рис. 8. Сводная информационная модель в Archicad. Разделы АР и КР

Сводная модель в BIMx

Посмотреть модель онлайн в BIMx:

Выгрузку модели в среду BIMx Archicad фактически производит в автоматическом режиме: мы просто настраиваем 3D-вид (то, какие элементы вносим во внешнюю BIM-модель), указываем папку сохранения в Публикаторе и нажимаем кнопку с минимальными настройками. Но в нашем случае благодаря формату IFC мы смогли легко загрузить конструкции в архитектурную модель.

Так возникла идея опубликовать не только архитектуру, но и конструкции. Сначала мы настроили архитектурное отображение модели, а затем показали конструкторскую модель, вложенную в полупрозрачную архитектурную модель. Получилось очень красиво и наглядно: крепкие монументальные конструкции и воздушная стеклянная архитектура.

Выгрузив полученную модель в BIMx (рис. 9), мы поразились тому, насколько впечатляюще такая сводная архитектурно-конструкторская модель визуализируется и как быстро крутится на планшетах. Плавные переходы из вида в вид, наглядное совмещение модели и 2D-документации на листах — это не только удобно для понимания проекта проектировщиками и заказчиком, но и просто красиво. И все это в рамках бесплатного приложения, которое можно в один клик установить на планшет или смартфон.

Рис. 9. Выгруженная из Archicad модель в BIMx

Сводная модель в CADLib

Посмотреть модель онлайн в CADLib
(логин guest_cad, пароль A1A6yQKr):

CADLib — это новый для рынка инструмент, так что создание в нем сводной модели было экспериментом. Основной задачей CADLib было организовать совместную работу в рамках комплекса Model Studio CS и BIM-решений «Нанософт». Новизна эксперимента заключалась в том, чтобы через формат IFC подгрузить в модель архитектуру из Archicad. Все получилось с первого раза: модель легла в общие координаты проекта, и мы получили всю геометрию и IFC-классификацию. Донастраивалось лишь вложение в информационную структуру программы. Потом это позволило легко подгружать архитектурные подложки уже из базы CADLib.

Поразила скорость работы CADLib: так как это база данных, мы фактически не были ограничены размерностью модели. Уверены, что сама модель может стать в 10−20 раз больше, а CADLib будет ее визуализировать, крутить и подгружать в проекты как подложки.

Второе большое преимущество CADLib — это доступ к информационной составляющей и набор инструментов для анализа этой составляющей. Например, в программе легко настроить поиск коллизий: за 15 минут мы проанализировали положение архитектурных проемов и конструкций — и выяснили, что наружные двери в техподполье надо делать ниже, иначе они не будут открываться: мешают плиты перекрытий (рис. 10). Кроме того, в CADLib можно выгружать ведомости материалов и объемов, которые собирают информационно-геометрические характеристики объектов в сводную таблицу, — таким образом будет очень удобно сотрудничать со сметными подразделениями.

Рис. 10. Анализ на коллизии в CADLib: пересечения проемов и конструкций в техподполье

Наконец, благодаря тому что CADLib основывается на базе данных, у нас получилось в несколько кликов опубликовать модель в интернете и просматривать ее через браузер (рис. 11).

Рис. 11. Сводная модель в CADLib. Доступ к браузерной версии

Это потрясающе — когда мы мимоходом получили этот результат, мы полностью убедились в работоспособности концепции OpenBIM. Десятки человек смогли в кратчайшие сроки создать сводную BIM-модель по двум разделам, согласовать ее и выложить в интернет, открыв к ней доступ. Это возможно уже сейчас!