Блог | Building Information Modeling: чому вашому новому будинку потрібен "цифровий двійник"

З розвитком цифрових технологій в будівельній сфері набирають популярності BIM (Building Information Modeling) рішення. Як консервативний девелопмент може почати економити мільярди доларів, а державний сектор – зробити бюджетні контракти дійсно прозорими, використовуючи "цифрових двійників".

Вперше поняття Building Information Modeling з’явилось ще в 80-х роках минулого століття, у зв’язку з найбільшим аеропортом Європи – англійським Хітроу. Більш масовою концепція стала у наступні 10 років, із популяризацією комп’ютерів та їх розповсюдженням серед приватного бізнесу.

Сьогодні офіційне визначення BIM наводить Міжнародна організація зі стандартизації, відповідальна за розробку стандартів ISO. Відповідно до ISO 19650-1:2018, BIM – це використання загального цифрового подання об'єкта як надійної основи для прийняття ефективних рішень при його проектуванні, будівництві та експлуатації.

Тобто, BIM передбачає створення "цифрового двійника" будь-якої будівлі чи споруди, що міститиме всю інформацію про кожен вузол та компонент будівлі.

Природньо, використання BIM-технологій має розпочинатися на етапі проектування майбутньої споруди. Досі найбільш популярним інструментом проектування є використання різноманітних двомірних креслень. Вони включають плани поверхів, комунікацій, фасадів, розрізів споруди тощо. Одна справа, коли мова йде про садибний будинок або навіть невелику багатоповерхівку. Зовсім інша ситуація при спорудженні великих комплексів, аеропортів чи складних виробничих потужностей.

BIM-системи передбачають розробку кожного об’єкту одразу в тримірній моделі. На відміну від креслень, що є статичними, навіть базові BIM-моделі, окрім іншого, мають виміри часу і витрат. На практиці це означає, що системи здатні змоделювати увесь процес зведення майбутньої споруди по тижнях чи навіть днях, опираючись лише на введений фінальний результат. Зміна одного вузла автоматично тягне за собою зміни інших компонентів, які відбуваються всередині моделі.

Такий підхід дозволяє багатьом підрядникам максимально узгодити роботи, частина з яким можуть виконуватися паралельно, а інші – лише послідовно. BIM-моделі не є статичними: по ходу будівництва можна вносити реальні дані щодо виконаних робіт або використаних матеріалів, а також інформацію щодо витрат. Це може дозволити максимально точно передбачити терміни реалізації та навіть запобігати виникненню можливих проблем.

Завдяки високому рівню прогнозованості, замовник будівництва може купувати матеріали "точно в строк", замість того, щоб накопичувати великі залишки на складах, заморожуючи кошти та витрачаючи гроші на їх зберігання.

Користування BIM-моделями не завершується навіть після прийняття об’єкта в експлуатацію. Коли споруду завершено, модель використовується для прогнозування майбутніх планових ремонтів, заміни мереж чи будь-яких інших компонентів з обмеженим строком експлуатації. Також подібна система може допомогти у випадку непередбачуваних аварій. Наприклад, локалізувавши місце протікання води, фахівець, не розбираючи стіну в цілому, може визначити місце розташування конкретного вузла, який, найімовірніше, став причиною проблеми. Оскільки система включає всю інформацію про використані матеріали, одразу можна побачити тип деталі, розміри підводок та навіть отримати інформацію про виробника або постачальника – чи знаходиться вузол на гарантії, як зв’язатися з продавцем тощо.

Такий підхід може серйозно зекономити кошти для власників будівель, а також зберегти чимало ресурсів.

Ефект від впровадження BIM-технологій може досягати економії до 20% загальних витрат на будівництво. Чим більшим є проект, тим більше коштів можливо зекономити завдяки ефективному плануванню матеріалів, скороченню загальної тривалості реалізації проектів та уникати помилок, які в іншому випадку доводиться виправляти, втрачаючи час і витрачаючи додаткові ресурси.

Сьогодні майже всі європейські країни займаються впровадженням BIM-технологій на державному рівні. Передовим є досвід Великобританії, де в 2020 році 73% будівельних компаній використовували інструменти BIM. Впровадження нових практик британці розпочали в 2011 році, коли уряд вперше опублікував BIM-стратегію.

Серед іншого, в Британії законодавчо закріпили єдиний стандарт даних, за яким мають працювати всі програми. Щодо безпосередньо будівельної галузі, влада діяла двома способами – закріплюючи нові вимоги у стандартах, а також випускаючи максимально прозорі інструкції, що саме вимагається від будівельників та як вони мають готувати проектну документацію із використанням цифрових моделей.

На рівні держави були створені стимули для запровадження переходу на електронний формат, які й допомогли консервативним забудовникам за відносно короткий час переформатувати власну роботу.

В Італії з 2025 року також мають набрати чинності нові нормативні документи, які будуть сприяти широкому використанню цифрових інструментів. В Німеччині до кінця 2020 року тривала друга фаза тестування BIM-технологій, яку запровадили на декількох великих пілотних інфраструктурних проектах. Тепер, використовуючи реальний досвід, місцеві чиновники та науковці розробляють плани щодо подальшого впровадження нових технологій.

Що стосується України, сьогодні у нас вже є приклади використання BIM-технологій у вигляді систем автоматизованого проектування. Попри очевидні вигоди, застосування повномасштабних інструментів BIM потребує великих інвестицій у придбання програмних комплексів, їх тестування, а також навчання робочої сили та підрядників.

Прийнята в лютому 2021 року "Концепція впровадження інноваційних технологій на державному рівні" передбачає появу BIM-систем для декількох пілотних державних інфраструктурних проектів на другому етапі, з 2023 до 2025 роки. До цього пропонується розробити та затвердити відповідні національні стандарти, а також підготувати законодавчі акти, які б регламентували використання BIM-технологій.

Зокрема, триває обговорення запропонованого Мінрегіоном проекта Закону України "Про запровадження будівельного інформаційного моделювання (BIM-технології) на всіх етапах життєвого циклу об’єктів та науково-технічного супроводу об’єктів, удосконалення процедури обстеження об’єктів, прийнятих в експлуатацію в установленому законодавством порядку". Паралельно Кабінетом міністрів України було прийнято декілька постанов щодо конкретних дій задля початку імплементації нових технологій на рівні держави.

Пілотні проекти та отриманий досвід мають лягти в основу фінальних стандартів та методик. Навіть коли вони будуть ухвалені, стандарти мають залишатися максимально гнучкими до модифікацій, враховуючи специфіку цифрового сектора та швидкість інновацій в ньому.

Особливу увагу треба звернути на протоколи даних. Використання різними постачальниками BIM-моделей різноманітних за структурою даних, поруч з обов’язковістю імплементації нових інструментів забудовниками, може зробити їх "заручниками" певних провайдерів. За умови відсутності державних вимог до єдиного формату даних, жоден девелопер не може бути впевненим, що система, яку він почне використовувати, вклавши у проекти значні кошти, підходитиме під стандарти, які тільки будуть прийняті в майбутньому.

Ще один напрямок, за який має взяти відповідальність держава – це підготовка кадрів, здатних на всіх рівня використовувати BIM-системи, включаючи як молодих фахівців, так і отримання додаткової кваліфікації досвідченими архітекторами, будівельниками та іншими профільними інженерами.

Підтримка інновацій та адаптація правового поля до використання сучасних інструментів мають бути одним з основних пріоритетів розвитку сектора будівництва на державному рівні. Замість посилення податкового тиску на будівельників та максимального розширення повноважень фіскальних та контролюючих органів, зусилля державного апарату мають бути спрямованими на допомогу бізнесу розвиватися відповідно до сучасних практик та підходів.

Розвиток цифрових BIM-інструментів відкриває нові можливості для сектора будівництва. Впровадження таких моделей на рівні державних проектів, а потім всього сектора, може допомогти скоротити витрати до 20%, а також суттєво зменшити строки будівництва. Враховуючи складність та масштаб проектів, а також частку бюджетних замовлень в будівельному секторі, сьогодні саме держава має бути локомотивом впровадження нових рішень, створивши чітку мапу імплементації інновацій, а також максимально використовуючи напрацьований вітчизняний та світовий досвід.