На смену наборам чертежей, 3D-эскизов и кипам проектной документации приходят полные виртуальные модели зданий — «цифровые двойники». О том, как меняется работа архитекторов, в нашем новом материале.

От рисунков на песке архитекторы прошли долгий путь до последнего, наверное, физического инструмента своей работы — чертежной доски. Тысячи конструкторских и архитектурных бюро по всему миру использовали детище Франца Кульмана, создавая удивительные по сложности технические творения. 

Но цифровая эпоха практически в одночасье смела на свалку истории просторные хорошо освещенные залы, наполненные сотнями затачивающих карандаши чертежников. На смену громоздким кульманам пришло программное обеспечение, объединенное общим термином САПР (системы автоматизированного проектирования).

В течение нескольких десятилетий эти системы бурно развивались, обрастали все новыми функциями и дополнениями, пока не подошло время еще одной революции — перехода от чертежей и 3D-моделей к «цифровым двойникам» технических объектов. В полной мере этот процесс проявился и в области архитектуры и строительства, породив аббревиатуру BIM (Building Information Modeling).

BIM-проектирование

Что такое 3D-модель? Бесплотная информационная сущность, позволяющая понять, как тот или иной объект выглядит снаружи и изнутри. Это не набор проектной документации, достаточный для начала строительства, и не исчерпывающая ведомость, содержащая полные сведения о стоимости, номенклатуре и количеству использующихся материалов и изделий. Вся необходимая для реализации проекта информация собирается и готовится отдельно, причем дело это отнюдь не быстрое.

Объединить все процессы создания не только строительной, но и эксплуатационной документации на основе единого проекта как раз и призвано BIM-проектирование. По сути, это все еще САПР, но проект, созданный по новым лекалам, привязан к базе данных, содержащей всю необходимую информацию о здании или ином объекте недвижимости. 

Говоря «цифровой двойник», мы подразумеваем, что информационная модель содержит все данные обо всех элементах конструкции, включая форму, материал, заводской артикул (если речь идет о стандартных элементах) и всю прочую информацию, собранную в данный момент о здании.

Для создания «цифровых двойников» используются специальные программные средства, к каковым относится в первую очередь САПР ArchiCAD от компании Graphisoft.

ArchiCAD

Graphisoft принято считать пионером в области внедрения BIM, так как ее работы в данном направлении компания начала в 1987 году. Конечно, тогда речь не шла о полноценном «цифровом двойнике», но первые его черты уже начинали проглядываться. Три десятка лет компания потратила на оттачивание и совершенствование своего проектного инструментария. Результатом этой многолетней работы стала система ArchiCAD.

Являясь полнофункциональной САПР, ArchiCAD предлагает полный набор привычных архитектору инструментов, включая чертежи 2D. Однако главным достоинством этой системы является поддержка взаимосвязей между всеми элементами виртуальной модели здания. Любое изменение, произошедшее с произвольным элементом конструкции, влечет за собой перерасчет всех прочих сопряженных элементов, а мощная система обнаружения конфликтов обеспечивает низкий уровень ошибок проектирования.

Основными объектами, к которыми приходится иметь дело в ArchiCAD, являются стены, балки, перекрытия, лестницы, источники света, свободные поверхности и т.п. От версии к версии количество таких объектов в библиотеке САПР растет. Проектировщики и сами постоянно пополняют библиотеку, внося в нее и подробно описывая любые необходимые им сущности, вплоть до мебели.

Как уже было сказано выше, важнейшей частью системы является база данных, хранящая свойства всех применяемых элементов, от марки несущих конструкций, до конкретных моделей розеток. Это не только позволяет быстро создавать и передавать строителям проектную документацию, но и мгновенно составлять расходные сметы, учитывающие каждый килограмм отделочных материалов, каждый метр труб и т.д. Это дает возможность точно рассчитать график строительства и подвоза материалов, минимизировать связанные с логистикой задержки.

Созданный в ArchiCAD «цифровой двойник» остается неоценимым источником информации и после окончания строительства. Хранящиеся там данные заметно облегчают процесс эксплуатации и — в случае необходимости — реконструкции здания.

Используемая компанией Graphisoft гибкая система лицензирования и открытая архитектура ArchiCAD дают возможность точно подобрать вариант поставки САПР по своим запросам, а также расширить ее функциональность при помощи дополнительных модулей.

ArchiCAD Star(T) Edition

Эта версия САПР специально предназначена для тех, кто хочет изучить основные возможности проекта, познакомиться с его многочисленные инструментами и создавать собственные информационные модели зданий. Основным ограничением ArchiCAD Star(T) Edition является то, что многопоточные расчеты она может выполнять с использованием лишь двух процессорных ядер. 

Кроме того, в ней отсутствуют некоторые модули, такие как: CineRender, Sketch, Teamwork, Grasshopper-ArchICAD Live Connection и ряд других. Лицензия подразумевает возможность быстрого перехода на полную версию ArchiCAD.

ArchiCAD SC

Помимо собственно ArchICAD и ArchiCAD Star(T) Edition компания Graphisoft предлагает также вариант поставки этой САПР в формате ArchiCAD SC, где индекс SC означает, что программное обеспечение предоставляется с сервисным контрактом. Он подразумевает возможность бесплатного обновления до новых версий, техническую поддержку и скидки на дополнительные продукты. Если архитектор или проектировщик намерен оставаться с продуктами Graphisoft надолго, то эта лицензия позволит изрядно сэкономить уже в перспективе нескольких лет.

ArchiSuite

Набор дополнительных модулей ArchiSuite позволяет значительно расширить базовую функциональность ArchiCAD за счет новых инструментов проектирования, моделирования, расчетов и анализа. Всего таких модулей более десятка. Так, например, ArchiQuant поможет рассчитать строительные объемы и конструктивные элементы здания, а с помощью ArchiTime можно узнать точный объем рабочего времени, затраченный проектировщиком, и подготовить детальный отчет по дням.

ArchiStair сэкономит время на разработку лестничных конструкций, а ArchiMaterial наведет порядок с используемыми отделочными материалами. Модулей много, каждый из них решает конкретную задачу, но вместе они могут сильно повысить эффективность работы архитектора. 

MEP Modeler

Это огромное расширение для ArchiCAD, позволяющее создавать, редактировать и импортировать из других САПР модели инженерных сетей, включающие трубопроводы, вентиляционные шахты, кабельные каналы и пр.

С помощью MEP Modeler можно быстро превратить исходный набор двумерных чертежей в трехмерную модель, выявить все конфликты инженерных сетей с архитектурным дизайном и обсудить эти конфликты с проектировщиками, применив широкие возможности визуализации. Расширение включает большую библиотеку стандартных элементов, которая автоматически пополняется новыми записями при импорте проекта из AutoCAD MEP.

Кстати, начиная с 24-версии ArchiCAD, MEP Modeler становится неотъемлемой частью САПР и устанавливать его отдельно понадобится только при использовании более ранних версий системы автоматизированного проектирования.

EcoDesigner STAR

Весьма любопытным и набирающим популярность расширением ArchiCAD является EcoDesigner STAR. Оно позволяет провести точную оценку энергоэффективности здания в соответствии с принципами цифровой модели BEM (Building Energy Modeling).

EcoDesigner STAR позволяет проанализировать проект здания и в автоматическом режиме превратить его в набор «тепловых карт». Возможность их экспорта в форматах gbXML и PHPP дает возможность эффективно взаимодействовать с инженерами и передавать полученные данные непосредственно в программы для расчетов и проверки соответствия нормативам.