Рожденные BIM

Технологии информационного моделирования применялись при проектировании девяти из двенадцати стадионов ЧМ-2018

Чемпионат мира по футболу 2018 года стал не только крупнейшим спортивным событием, но и важной вехой в развитии передовых технологий в области строительного проектирования. Игры мундиаля проходили на двенадцати стадионах в разных городах России. Среди них были и новые арены, построенные специально к чемпионату, и старые, которые необходимо было реконструировать и привести в соответствие с требованиями FIFA. На некоторых из них применялась технология информационного моделирования (BIM).

Уложиться в бюджеты и сроки

Международная компания AECOM получила заказ на разработку концепции и стадии «П» проектной документации по стадиону ФК «Спартак» (сейчас — «Открытие Арена») в 2009 году. На тот момент заказчик уже отклонил два проекта, которые не прошли государственную экспертизу из-за технических решений и несоответствия нормативам по противопожарной безопасности. Было очевидно, что для успешного прохождения экспертизы при сохранении бюджета необходимо изменить подходы к проектированию.

По первоначальному плану стадион должен был вмещать 35 тысяч зрителей. Однако, когда Россия выиграла право на проведение ЧМ-2018, число мест в соответствии с требованиями FIFA пришлось увеличить до 42 тысяч. «Это не было проблемой, поскольку в концепции мы закладывали дополнительные семь тысяч мест в качестве временных, — поясняет Абу Фадель Раймонд, региональный директор АЕСОМ Россия. — При изменении задачи мы просто фиксировали эти места».

Стадион проектировался по технологии BIM в Autodesk Revit. «Важно понимать разницу между BIM и Revit, — говорит Абу Фадель Раймонд. — BIM — это не ПО, это поток информации, которым надо управлять, а Revit — один из основных инструментов для работы с этой информацией». В результате проект успешно прошел госэкспертизу, а благодаря использованию BIM удалось сэкономить около 20% времени.

Проектный институт «Арена» разрабатывал к чемпионату мира стадионы в шести городах — Самаре, Волгограде, Екатеринбурге, Сочи, Нижнем Новгороде и Санкт-Петербурге. Три из них (в Екатеринбурге, Самаре и Волгограде) разрабатывались в среде BIM. При проектировании удалось на ранних этапах найти и устранить коллизии, сократить затраты времени и автоматизировать подсчет объема материалов.

В процессе проектирования стадиона в Екатеринбурге, который является памятником архитектуры сталинского неоклассицизма, был сохранен исторический фасад. Фасад нового объема облицовывался перфорированными металлическими панелями, которые благодаря BIM-модели были рассчитаны с высокой точностью.

Для стадиона в Самаре была детально спроектирована внешняя оболочка, проработаны планы, разрезы и фасады.

BIM-модель стадиона в Волгограде содержит информацию обо всех использованных материалах. При создании ведомости отделки использовалось специализированное приложение. Эта программа учитывает высоты и варианты отделки стен. Обработка данных в среднем занимала два часа.

Мониторинг безопасности

Компания Sodis Lab оснащала стадионы системами мониторинга конструкций, которые представляют собой сеть датчиков, контролирующих техническое состояние объекта в режиме реального времени, и программного обеспечения, сопровождающего установленное на здании оборудование. По сути, это система интернета вещей для объектов строительства. Такие системы впервые внедрили на олимпийских объектах в Сочи, а позже использовали на стадионах чемпионата мира по футболу. Всего в Sodis Lab создали BIM-модели семи стадионов — в Екатеринбурге, Саранске, Самаре, Нижнем Новгороде, Калининграде, Москве (инженерные системы стадиона Лужники) и Сочи.

Работа над системами мониторинга начиналась со сбора имеющейся эксплуатационной информации, чертежей. На этой основе создавали трехмерную информационную модель. Также в модель добавлялась информация по инженерным системам и строительным конструкциям.

На этапе строительства на объектах были размещены датчики — акселерометры, инклинометры, геодезические датчики, контролирующие абсолютные координаты конструкций. Все данные были интегрированы в трехмерную BIM-модель на платформе Autodesk. Впоследствии, когда здания уже были построены и начался период эксплуатации, данные с этих приборов стали поступать в ту же информационную модель и анализироваться. Так получилось готовое информационное решение для диспетчерской службы и службы эксплуатации здания.

«Это как организм человека: вы чувствуете, когда заболеваете, и датчики позволяют зданию «чувствовать», что у него что-то «заболело», — рассказывает Андрей Шахраманьян, генеральный директор Sodis Lab. — Тогда загорается красная лампочка у диспетчера, сигнализируя о том, что что-то не в порядке и надо вызвать «врача».

Различные акселерометры, датчики давления и деформации, наклона и температуры фиксируют все, даже незначительные, изменения. Используется определенный алгоритм принятия решения о деформационном состоянии несущих конструкций, который основывается на сравнении определенных контролируемых параметров. «Значения этих параметров рассчитываются на основании данных, полученных с измерительных комплексов, их расчетных значений, — говорит эксперт. — Расчетные значения контролируемых параметров, а также диапазоны допустимых отклонений должны быть определены по результатам математического моделирования работы строительных конструкций».

Чемпионат мира по футболу завершился, девять стадионов, при создании которых использовались BIM-технологии, остались. А значит, и в дальнейшем с их помощью можно будет более эффективно осуществлять реконструкцию и эксплуатацию объектов.

Информационное моделирование должно стать в этом хорошим подспорьем.

Справочно

Согласно концепции наследия чемпионата мира по футболу, подготовленной Министерством спорта РФ, стадионы ЧМ-2018 должны будут стать основой для развития футбола в России и подготовлены для многофункционального использования.