III . Практические предложения в архитектурном проектировании

 

«Города», «здания», «сооружения», ‑ жизнь современного человека неразрывно связана с этими понятиями. На протяжении многих веков проблемы регулирования архитектурной и градостроительной деятельности имеют и будут иметь особое значение. В этой главе рассматривается решение локальных задач в рамках АП.

Создание программного обеспечения геоинформационного паспорта (ГИП) здания, строительного объекта, либо группы объектов, который предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании, сооружении со всеми его взаимосвязями и зависимостями. Когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект. Историческая справка, возведение, оснащение, обеспечение эксплуатации, ремонт объекта (управление жизненным циклом объекта). Создание структур и баз данных по градостроительным объектам.

Интерактивная трёхмерная модель здания, строительного объекта, либо группы объектов, связанная с информационной моделью и базами данных, созданных на основе существующего программного обеспечения, в которой каждому элементу модели можно присвоить дополнительные атрибуты. Особенность такого подхода заключается в том, что объект АП проектируется фактически как единое целое. Изменение какого-либо одного из его параметров влечёт за собой автоматическое изменение остальных связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

 

3.1 Геоинформационный паспорт здания (главный учебный корпус Тихоокеанского государственного университета)

 

Геоинформационный паспорт (ГИП) представляет собой связь информационной модели объекта с интерактивной моделью. Несколько вариантов доступа: для инженеров, специалистов института; для обычных пользователей, студентов, родителей. Функции внесения изменений в режиме реального времени.

Первоначальными данными о здании главного корпуса Тихоокеанского Университета (ТОГУ) послужили чертежи министерства высшего образования СССР «ГИПРОВУЗ» от 1955г. Часть чертежей была отсканирована в программе AutoCAD и переведена в DWG-формат. Другая часть отсканированных чертежей была обработана в программе AutoCAD Raster Design, преобразована в векторный формат и отредактирована.

Параллельно с этим велось изучение архивных, библиографических, литературных, сетевых, и прочих проектных материалов по главному корпусу ТОГУ различных лет, натурные обследования построек студенческого городка, их обмеры, фотофиксация. С появлением новой информации изменения вносились в информационную модель, спроектированную с использованием технологии BIM.

В качестве основных инструментальных средств, реализующих BIM, был выбран комплекс программ Revit, а именно: Revit Architecture – для архитектурного раздела [16], Revit Structure – для строительных конструкций [17, 18], Revit MEP – для инженерного оснащения здания [19], Navisworks – для согласования и моделирования различных ситуаций [20], и некоторые другие продукты компании Autodesk. В том числе AutoCAD для уточнения рабочих чертежей [21], Civil 3D для моделирования рельефа и генплана, AutoCAD Electrical для разработки и документирования электрических систем управления [22], Robot Structural Analysis Professional для анализа нагрузок несущих конструкций, больших и сложных структур [23].

Для визуализации архитектурных замыслов, а также отработки и проверки взаимодействия механизмов в процессе анимации была задействована программа Autodesk 3ds Max Design [24] и Autodesk Showcase [25].

Как и положено, реализация проекта началась с разработки генплана, которая проводилась с использованием классического AutoCAD и разработанной на его основе специализированной программы Civil 3D. Особенностью применения последней стала возможность установления интеллектуальных связей между объектами, позволяющая динамически обновлять все связанные таким образом компоненты при внесении изменений в результаты изысканий или проектные решения.

В результате получилась 3D-модель, показывающая расположение здания в пределах участка, границы зоны благоустройства, подъезды и подходы к зданию, площадки для погрузки-разгрузки, хранения мусорных контейнеров, въезд на автостоянки, входы в здания и сооружения университета и студенческого городка. Такая модель, например, позволяет оценить возможности пешеходной зоны вокруг университета, кругового объезда для пожарных машин, решить вопросы отвода поверхностных вод, благоустройства территории и т.п. В частности, на базе информационной модели ТоГУ, перед главным корпусом университета были запроектирована входная зона: главная аллея и сад камней, непосредственно перед входом в университет.

Что касается самого здания университета, то программы: Revit Architecture, Revit Structure и Revit MEP, – позволили за короткое время построить саму модель сооружения со всеми конструкциями, системами и коммуникациями, а затем постоянно ее дополнять, уточнять и совершенствовать.

Велось трехмерное проектирование учебных аудиторий, лабораторий, библиотек, столовых, спортзалов, пространства фойе, гардеробов, холлов и других общественных и служебных помещений, в том числе технических. Технология BIM позволила не просто быстро смоделировать то, что уже имелось, но и, учитывая описанные выше особенности сложившейся вокруг здания ситуации, пойти дальше, находя новые оптимальные решения и постоянно корректируя проект.

Использовавшиеся BIM-программы позволяли именно одновременно работать над всей моделью с ограничением уровня доступа к ее отдельным компонентам, а не разделять модель на самостоятельные части, а затем сшивать их в единое целое связями или внешними ссылками.

При проектировании здания особо остро вставал вопрос правильного взаимодействия различных программ, своевременного обнаружения и устранения возможных проектных нестыковок и коллизий. В решении этих проблем основную роль сыграла программа Navisworks.

Также в процессе проектирования был создан блок документации для здания главного корпуса университета: спецификации помещений, аудиторий, кафедр, холлов, ведомости материалов. Расчет площадей и объемов здания, параметров естественного освещения, инсоляции, аэрации, энергопотребления, теплопотерь здания, экономические затраты на проектные предложения с помощью продуктов: Project Vasari [26], Ecotect Analysis [27], Green Building Studio [28], Quantity Takeoff [29]. Использовался Autodesk Softimage [30] для моделирования потоков посещения университета студентами и преподавателями, а также механизмы эвакуации людей из главного корпуса.

Используя Unity3D 3.5.0 [31], создана программа «Z-architect», представляющая геоинформационный паспорт (ГИП) главного корпуса университета.

Наполнение слоев:

1. Цифровая карта М 1:1000000

2. Топография местности

3. Слой карт границ территорий

4. Слой карт землепользования, реестра, земельного кадастра

5. Слой исторической справки об объекте

6. Слой 3D-модели существующего объекта

7. Слой геофизической модели объекта

8. Слой проектных предложений

9. Привязочный план

10. Дендроплан

11. План покрытий

12. План озеленений

13. Генплан здания

14. Планировки этажей

15. Система водоснабжения

16. Система отопления

17. Система газоснабжения

18. Система вентиляции

19. Система энергосетей

20. Система IT-сетей

21. Система информатизации (оборудование)

22. Система механизации

23. Библиотечная система

24. Административная система управления кабинетами

25. Административная система кафедр

26. Интерактивная модель корпусов, 3D-плейер