Использование информационного моделирования в проектировании зданий и сооружений.

Рубеж конца ХХ - начала XXI веков, связанный с бурным ускорением развития информационных технологий, ознаменовался, наконец, появлением принципиально нового подхода в архитектурно-строительном проектировании, заключающемся в создании компьютерной модели нового здания, несущей в себе все сведения о будущем объекте.

Такой информационный «вызов» окружающего нас современного мира потребовал от интеллектуально-технического сообщества серьезной ответной реакции. И она последовала в виде появления концепции информационного моделирования зданий.Теперь это - также принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания..

Что понимается под BIM.

Информационное моделирование зданий (от английского Building Informational Modeling), сокращенно BIM – этопроцесс, в результате которого формируется информационная модель здания (от английского Building Informational Model), также получившая аббревиатуру BIM.

Таким образом, на каждой стадии процесса информационного моделирования мы имеем некую информационную модель, которая отражает объем обработанной на этот момент информации о здании. Более того, исчерпывающей информационной модели здания не существует в принципе, поскольку мы всегда можем дополнить имеющуюся на какой-то момент времени модель новой информацией.

Информационное моделирование зданий (BIM) – это процесс, в результате которого на каждом его этапе создается (развивается и совершенствуется) информационная модель здания (тоже BIM).

Информационная модель здания (BIM) – это пригодная для компьютерной обработки информация о проектируемом или уже существующем строительном объекте, при этом:

1) нужным образом скоординированная, согласованная и взаимосвязанная,

2) имеющая геометрическую привязку,

3) пригодная для расчетов и анализа,

4) допускающая необходимые обновления.

Говоря простым языком, информационная модель здания – это некоторая база данных об этом здании, управляемая с помощью соответствующей компьютерной программы. Эта информация в первую очередь предназначена и может использоваться для:

1) принятия конкретных проектных решений,

2) расчета узлов и компонентов здания,

3) предсказания эксплуатационных качеств объекта,

4) создания проектной документации,

5) составления смет и строительных планов,

6) заказа и изготовления материалов и оборудования,

7) управления возведением здания,

8) управления эксплуатацией в течение всего жизненного цикла объекта,

9) управления зданием как объектом коммерческой деятельности,

10) проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания,

11) сноса и утилизации здания,

12) иных связанных со зданием целей.

Основа концепции BIM:

- трехмерное моделирование;

- автоматическое получение чертежей;

- интеллектуальная параметризация объектов;

- соответствующие объектам наборы проектных данных;

- распределение процесса строительства по временным этапам и т.д.

Результатом проектирования по новой методике является модель (теперь это и есть проект), а ворох чертежей и документации (то, что раньше считалось проектом) теперь – лишь одна из форм его представления. Кстати, некоторые органы экспертизы, например «Мосгосэкспертиза», уже начали принимать в работу информационную модель вместо классического набора бумажной документации.

В основе концепции BIM – единая модель.

Единая модель возводимого объекта – основа BIM, являющаяся неотъемлемой частью любой реализации этой технологии. Это – решение всех описанных выше проблем. Только единая модель дает полную и согласованнуюинформацию по зданию.

5. Инновации в архитектуре: фрактальное и нелинейное формообразование; энергосберегающие технологии; динамические фасады; сенсорная архитектура; цифровые фасады.

Сейчас очень развит термин «устойчивое развитие». Согласно этому понятию архитектура должна наносить минимальный вред окружающей среде. В действительности здание с устойчивым развитием – это здание, которое способно до ста лет не устаревать ни физически, ни морально. Поэтому современная архитектура становится тесно связанной с новыми технологиями.

Непрерывный поток инноваций изменяет потребительские запросы, формирует качественно иной социальный заказ, определяет принципиальные направления архитектурного творчества и градостроительной политики.

Инновации в архитектуре предполагают использование современных подходов и технологий проектирования и строительства. Таких как:

Фрактальное и нелинейное формообразование

Наиболее яркие творческие концепции создаются в сфере авангардной архитектуры, шокирующей своими необычными формами.

Как известно, сегодняшний феномен современной архитектуры заключается в отсутствии определенной стилевой базы. Но наметились характерно выраженные направления.

Среди них можно отметить нелинейный подход.

Символом нелинейного движения в архитектуре стала идея свободной формы. Нелинейность – это характеристика системы, в которой отсутствует линейная зависимость одних величин от других. Феномен нелинейности присутствует в самой природе. Нелинейное формообразовании понимается как органические и бионические заимствования из естественной природы.

Любая немыслимая прежде форма - криволинейная, органическая, техноорганическая - относительно легко просчитывается компьютером. Разнообразие и неповторимость элементов перестает быть препятствием для строительного производства, базирующегося на новых технологиях.

Основанное на нелинейное компьютерное моделировании, данное направление развивается чаще всего в рамках экспериментального проектирования. Отсюда и самое распространенное название – «нелинейная архитектура». На практике формообразующие принципы нелинейной архитектуры включают в себя:
1. Использование новейших цифровых технологий и компьютерных программ –применение компьютерного оборудования, позволяющего моделировать динамические криволинейные архитектурные объекты.
2.Применение математических принципов нелинейности, являющихся опорой для создания индивидуальных компьютерных алгоритмов или программ.
3. Абстрактный символизм и художественность образа.

Одним из методов формообразования нелинейной архитектуры является использование фракталов.

В архитектуре применение фрактальной геометрии происходит на уровне источника вдохновения для создания формы нового объекта.

Фракталы так же заимствованы из природных принципов формообразования.

После появления фрактальной геометрии в проектировании получило развитие новое направление проектирования, которое можно охарактеризовать как осознанная фрактальность архитектурных форм. На современном этапе развития архитектурной теории и практики понятие «фрактал» используется для обозначения геометрических объектов, получаемых из бесконечного множества самоподобных фигур.

Пр: Центр Гейдара Алиева в Баку (и др. из Захи), Город искусств и науки. Валенсия, Калатрава (фрактал)

Энергосберегающие технологии

За последние десятилетия бесконтрольной добычи и расточительного использования невозобновляемых энергоресурсов человечество приблизилось к глобальному кризису мировых запасов топлива, а также к значительному ухудшению экологической обстановки на планете.

В большинстве стран мира одним из важнейших объектов государственного регулирования стали требования к повышению тепловой защиты зданий. Помимо экономии государственных энергоресурсов эти требования призваны защитить окружающую среду от вредных выбросов, рационального использования природных ресурсов, уменьшение «парникового эффекта».

На сегодняшний день актуальна проблема снижения энергопотребления зданий, что также дало толчок для развития энергосберегающих технологий:

· применение специальных устройств, которые прекращают подачу тепла, вентиляции, электроэнергии в отсутствии человека.

· вакуумные стеклопакеты, обладающие нулевой теплопроводностью

· применение окон с теплоотражающими стеклами

· солнечные батареи и коллекторы

· центральные «умные» системы, осуществляющие автоматический контроль всех инженерных систем

· энергосберегающие лампы, лифты и др.

За рубежом обеспокоенные экологической обстановкой люди все чаще занимаются превращением своего жилья в экологическое: термоизоляция стен, окон, дверей, крыши, установка батарей для использования альтернативных источников энергии.

Зеленое строительство-вид строительства и эксплуатации зданий, воздействие которых на окружающую среду минимально. Его целью является снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на протяжении всего жизненного цикла здания) за счет эффективного использования энергии, воды и других ресурсов; сокращения отходов, выбросов и других воздействий на окружающую среду.

Пассивный дом— сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление.

Система «активного дома», которая помимо того, что мало тратит энергии, ещё и сама вырабатывает её столько, что может не только обеспечивать себя, но и отдавать в центральную сеть
Динамичные фасады

Кинетическая архитектура - одно из самых новых и интересных направлений архитектуры. Коротко этот термин можно объяснить, как движение объекта или группы объектов под воздействием естественных сил.

Динамические фасады – это абсолютно новая тенденция в мире архитектуры. Особенностью таких фасадов является технология изготовления – основным материалом является металл.

Новейшие современные разработки в производстве металлов в комбинации с компьютерными технологиями дают замечательную возможность архитекторам выйти на новый уровень реализации идеи кинетики и создать абсолютно новое мышление об архитектуре: больше не фиксируется внешний вид, он становится динамичный.

Пр.:

Фасад паркинга в аэропорте Брисбена, носит название "Вертикальное озеро".

Сформирован фасад из 250,000 алюминиевых элементов, зависимых от ветра. В основу проекта заложена идея естественной кинетики.

Динамический зеркальный фасад из полированной стали. Здание "Блик-фасад".

Состоит такой фасад из множества блоков сложной формы, каждый из которых является зеркалом из полированной стали.

Цифровые фасады

Медиа-фасады – это относительно новая тенденция в мире дизайна освещения.

Медиафасад — органично встроенный в архитектурный облик здания дисплей произвольного размера и формы с возможностью трансляции медиаданных на его поверхности, который устанавливается на наружной или внутренней части здания. Дисплей медиафасада, как правило, набирается из светодиодных модулей различных по форме и размерам.

Особенностью концепций медиа-фасадов является сочетание дизайна самого здания с ярким интерактивным освещением. Это означает принципиально новый подход к взаимодействию зданий и сооружений с окружающей средой. Медиа-фасад придает зданию необычайно красивый облик, а так же несет в себе мощную информативную нагрузку.

Пр.: Ледовый дворец «Большой», г. Сочи

Сенсорная архитектура???Системы управления.Датчики движения. Датчики присутствия. Датчики температуры. Система управления климатом также работает с использованием датчиков (сенсоров), которые реагируют на температуру в помещении или на улице.