Технология BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий

Технология BIM:

суть и особенности  

внедрения информационного 

моделирования зданий

Талапов В. В.

Москва, 2015

Рекомендовано НРО УМО вузов РФ по образованию 

в области строительства в качестве учебного пособия  
для студентов высших учебных заведений, обучающихся  

по специальности 270800 “Строительство”

УДК 721.01:004.9BIM
ББК 38.2+32.973.26-018.2

Т16

Талапов В. В.

Т16
Технология BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий. – М.: ДМК Пресс, 2015. – 410 с.: цв. ил.

ISBN 978-5-97060-318-5

Эта книга посвящена новейшей компьютерной технологии – информационному 

моделированию зданий (BIM) – и является уже вторым изданием по этой теме на 
русском языке.

Технология BIM возникла сравнительно недавно, но за последние годы активно 

становится доминирующей в мировой проектно-строительной практике, заменяя 
все ранее применявшиеся методы проектирования.

Настоящая книга является учебником по основам BIM, популярно объясняю
щим, что такое информационное моделирование зданий, как оно возникло, где и кем 
используется, какую выгоду приносит и каких расходов требует. Особое внимание 
уделяется методике внедрения BIM в реальную практику.

Книга не требует специальных знаний и рассчитана на широкий круг читателей: 

архитекторов и конструкторов, инженеров и строителей, эксплуатационщиков и 
собственников зданий, специалистов по информационным технологиям в строительстве, разработчиков компьютерных программ, руководителей различного уровня, студентов и школьников, преподавателей вузов, министров профильных министерств и их заместителей. 

Она поможет каждому разобраться и сориентироваться в BIM – этой совершенно 

новой области применения компьютерных технологий, за которой большое будущее, особенно в России.

УДК 721.01:004.9BIM
ББК 38.2+32.973.26-018.2

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой 

бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность 

технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную 
точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

   © Талапов В. В., 2015

ISBN 978-5-97060-318-5 
        © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2015

Оглавление

Благодарности  ........................................................ 6

Введение ................................................................ 7

Глава 1. Что предшествовало появлению BIM ................ 9
1.1. Некоторые вехи в истории развития технологий  
«докомпьютерного» (безкомпьютерного) проектирования ..................... 14
1.1.1. Восприятие проектируемых объектов через их плоские проекции .......... 14
1.1.2. Построение объемных изображений на плоскости. Перспектива ............ 21
1.1.3. Применение макетов в проектировании ................................................. 30
1.1.4. Архитектурная эндоскопия...................................................................... 37
1.1.5. Совершенствование инструментов и методов черчения ......................... 39
1.1.6. Графическое представление проекта ..................................................... 40
Вопросы для самоконтроля .............................................................................. 50
1.2. Системы автоматизации проектирования ........................................ 51
1.2.1. САПР на персональных компьютерах ...................................................... 52
1.2.2. Специализация CAD-систем ................................................................... 57
1.2.3. Близкое завершение эры CAD ................................................................ 62
1.2.4. Кризис в проектировании назрел ............................................................ 66
Вопросы для самоконтроля .............................................................................. 70

Глава 2. Информационное моделирование зданий ....... 71
2.1. Что такое информационное моделирование зданий ........................ 74
2.1.1. Что понимается под BIM ......................................................................... 74
2.1.2. Краткая история терминологии............................................................... 76
2.1.3. Взаимоотношение старого и нового подходов в проектировании ........... 83
2.1.4. В основе концепции BIM – единая модель .............................................. 85
2.1.5. BIM – средство для научных исследований и экспериментов .................. 91
2.1.6. Практическая польза от информационной модели здания ...................... 93
2.1.7. Формы получения информации из модели ............................................101
2.1.8. BIM и обмен информацией ....................................................................106
2.1.9. Основные заблуждения о BIM и их опровержение ..................................109
Вопросы для самоконтроля .............................................................................114
2.2. Кто наиболее заинтересован в информационной модели здания ... 116
2.2.1. Новое строительство .............................................................................117
2.2.2. Изготовление строительных изделий и конструкций ..............................125
2.2.3. Инженерное оборудование зданий ........................................................129
2.2.4. Определение экологических и эксплуатационных свойств объектов ......130
2.2.5. Комплексная застройка .........................................................................130
2.2.6. Инвесторы и застройщики .....................................................................132

Оглавление
4

2.2.7. Реконструкция зданий ...........................................................................134
2.2.8. Эксплуатация и ремонт зданий ..............................................................135
2.2.9. Значение BIM для российского ЖКХ ......................................................139
2.2.10. Работа с памятниками архитектуры .....................................................142
2.2.11. Проектирование и строительство объектов инфраструктуры ...............145
2.2.12. Безопасность объектов и их поведение в чрезвычайных ситуациях ......148
2.2.13. Вывод из эксплуатации и снос .............................................................152
2.2.14. Информационно-градостроительные задачи .......................................154
2.2.15. Расширяющееся поле для деятельности ..............................................158
Вопросы для самоконтроля .............................................................................158
2.3. Параметрическое моделирование – основа BIM ............................ 160
2.3.1. Машиностроительный подход ................................................................160
2.3.2. В основании BIM лежит кит ....................................................................164
2.3.3. Современное развитие параметрического подхода ...............................169
2.3.4. Объектно-ориентированная технология ................................................173
2.3.5. Библиотечные элементы – основные «кирпичики» BIM ...........................178
2.3.6. Параметры, определяющие геометрию здания .....................................187
2.3.7. Параметры, не влияющие на геометрию объекта ...................................193
2.3.8. Формы и способы работы с моделью .....................................................198
Вопросы для самоконтроля .............................................................................200

Глава 3. Основные вопросы, связанные с внедрением 
технологии BIM .....................................................201
3.1. Внедрение BIM в организации ....................................................... 204
3.1.1. Десять заповедей, позволяющих избежать многих ошибок....................205
3.1.2. Для чего нужен BIM-менеджер ...............................................................217
3.1.3. Роль пилотных проектов во внедрении BIM ............................................223
3.1.4. Уровни детализации и информативности элементов модели .................225
3.1.5. BIM-регламент организации ..................................................................231
3.1.6. Как подбирать BIM-программы ..............................................................233
3.1.7. Общий план внедрения BIM ...................................................................238
3.1.8. Особенности внедрения BIM в крупной организации .............................243
Вопросы для самоконтроля .............................................................................244
3.2. Какие доходы приносит BIM ........................................................... 246
3.2.1. Проектирование здания .........................................................................246
3.2.2. При проектировании здания закладываются его эксплуатационные 
характеристики и расходы ..............................................................................255
3.2.3. Строительство, капитальный ремонт и снос здания ...............................259
3.2.4. Эксплуатация зданий .............................................................................263
3.2.5. Польза от BIM для заказчика (собственника)..........................................264
3.2.6. Общие выводы .......................................................................................265
Вопросы для самоконтроля .............................................................................267
3.3. Внедрение BIM на государственном уровне ................................... 268
3.3.1. Из истории внедрения картофеля в Европе и России .............................268
3.3.2. Опыт внедрения BIM в Великобритании .................................................271

Оглавление

3.3.3. BIM-стандарты и классификаторы .........................................................279
3.3.4. Уровни зрелости BIM .............................................................................285
3.3.5. BIM в сметном деле – вопрос государственной важности ......................290
3.3.6. Внедрение BIM в России – совсем немного истории ..............................292
3.3.7. План внедрения BIM в России ................................................................300
Вопросы для самоконтроля .............................................................................308

Глава 4. Некоторые примеры использования BIM  
в мировой практике ...............................................309
4.1. Фрэнк Гери и BIM: юбилей Концертного зала имени Уолта Диснея ... 312
4.1.1. История создания ..................................................................................312
4.1.2. Итоги первых десяти лет существования ...............................................324
4.2. Британская Crossrail: дорога в будущее.......................................... 329
4.2.1. Немного о самом проекте Crossrail ........................................................329
4.2.2. BIM-академия ........................................................................................333
4.3. BIM и памятники архитектуры ........................................................ 337
4.3.1. Технология BIM – мостик между культурами разных эпох .......................337
4.3.2. Модель Зашиверской церкви .................................................................341
4.3.3. «Интеллектуальные» элементы для моделирования памятников 
деревянного зодчества ...................................................................................354
4.3.4. Система доугун и моделирование памятников архитектуры Китая .........360

Глава 5. Словарь терминов ......................................373
5.1. Наиболее употребляемые аббревиатуры и сокращения ................. 376
5.2. Основные понятия и термины ........................................................ 391

Список литературы ................................................407

Благодарности 

Книгу писать всегда трудно. Поэтому очень приятно, когда тебе кто-то помогает: 
либо ценным обсуждением и советом, либо фрагментом текста (который ты потом весь переделываешь), либо  поиском информации и установлениес контактов, 
либо иллюстрациями, либо добрым и ласковым словом, либо тем, что просто не 
мешают. Последних было особенно много, и всем я выражаю глубокую признательность.
И всё же некоторым за потраченную на общение со мной энергию хочется выразить особую благодарность: Евгению Белецкому, Наталье Дебальчук, Михаилу 
Долотову, Александру Золотову, Аркадию Казаринову, Игорю Козлову, Софье Куликовой, Давиду Левину, Владимиру Малюху, Олегу Пакидову, Юрию Платонову, 
Владимиру Попову, Артёму Рыжкову, Кириллу Сухачёву.
Отдельной благодарности заслуживают мои замечательные коллеги по компании «Интеграл Консалтинг»: совместный опыт нашей работы составил основную 
часть изложенных здесь советов и рекомендаций по внедрению BIM.
Ещё хочется сказать о фотоиллюстрации, на которой «для масштаба» помещён один из выдающихся российских конструкторов, чьи «изделия» до сих пор 
обеспечивают безопасность нашей Родины. Не могу назвать его из соображений 
секретности, но считаю, что он вполне достоин быть помещенным в эту книгу, тем 
более что идеи информационного моделирования Яков Михайлович полностью 
разделяет.
Да простят меня коллеги, если я кого-то не упомянул, – я обязательно это сделаю в следующей книге. 

С глубоким уважением ко всем,
Владимир Талапов
talapoff@yandex.ru

Введение

С момента выхода в свет предыдущей книги «Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий» прошло уже пять лет. За это время книга, оказавшаяся первым и пока единственным учебником по BIM на русском языке, получила широкую известность у читателей и стала библиографической редкостью. 
Возникла необходимость нового издания.
Но за пять лет информационное моделирование ушло далеко вперёд в своём 
развитии. Ведь BIM – это живая, бурно развивающаяся технология. Резко меняется и ситуация с внедрением BIM как в мире, так и в России. Более того, у нас 
появился свой собственный опыт внедрения и использования BIM. Всё это привело к естественному переосмыслению нашего понимания того, что такое информационное моделирование, что оно даёт и как им пользоваться.
Это означало, что простым переизданием тут не обойтись – нужна новая, наполненная современными знаниями книга.
С другой стороны, в BIM постоянно приходят новые люди, и этот поток ежедневно нарастает. Поэтому осталась также задача доходчиво, «с нуля» рассказать 
читателю о том, что такое информационное моделирование, как оно возникло, где 
и кем применяется, каких уже достигло успехов, как его осваивать и что для этого 
надо. Проще говоря, ввести читателя в новый для него мир BIM и помочь ориентироваться в этом мире.
Всё это автор и попытался реализовать в новой книге.
Конечно, полного ответа на все обозначенные вопросы дать невозможно, поскольку BIM, как и вся окружающая нас жизнь, находится в постоянном развитии 
и каждый год поднимается на новую ступеньку вверх. 
Главное – заложить в сознании читателя фундамент, опираясь на который, он 
сможет дальше самостоятельно двигаться в направлении освоения информационного моделирования зданий.
Ещё одна цель – донести до читателя мысль, что BIM – это просто и доступно 
специалистам всех направлений и уровней. Конечно, нужны знания и навыки, но 
суммарно их требуется не больше, чем в прежние годы, а эффективность новой 
технологии принципиально выше.
В новой книге особое внимание уделяется вопросам внедрения BIM, причём 
как в отдельных организациях, так и в масштабах всей России.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, от студентов и школьников до 
опытных специалистов и даже министров. Надеюсь, она пригодится и Президенту 
России. Поскольку в наши дни информационное моделирование – это новый вид 
деятельности практически для всех.
Несмотря на свою серьезность, эта книга написана в научно-популярном стиле 
и не требует от читателя специальных знаний, однако она будет интересна и тем, 
кто этими знаниями обладает.

Введение
8

Значительная часть содержащейся в книге информации дана в виде иллюстраций, внимательное изучение которых призвано не только пополнить знания читателя, но и вселить в него уверенность в возможности быстрого освоения новой 
технологии. Как обычно, много работ студентов. При этом те студенты, которые 
иллюстрировали первую книгу, уже стали специалистами и коллегами, некоторые 
из них даже помогали автору работать над новым изданием. 

На этих фотографиях – лишь небольшая часть тех,  
кто является сегодня специалистами по BIM в России

От того, насколько быстро и эффективно BIM будет внедряться в строительную индустрию России, существенно зависит наше будущее, в том числе и самое 
ближайшее. У нас есть все предпосылки для успеха, теперь надо активно действовать.
Информационные технологии построят новую Россию!

Глава 1

Что предшествовало 
появлению BIM

1.1. Некоторые вехи в истории развития технологий «докомпьютерного» (безкомпьютерного) 
проектирования.

1.1.1. Восприятие проектируемых объектов через их плоские проекции.
1.1.2. Построение объемных изображений 
на плоскости. Перспектива.
1.1.3. Применение макетов в проектировании.
1.1.4. Архитектурная эндоскопия.
1.1.5. Совершенствование инструментов и 
методов черчения.
1.1.6. Графическое представление проекта.
1.2. Системы автоматизации проектирования.

1.2.1. САПР на персональных компьютерах.
1.2.2. Специализация CAD-систем.
1.2.3. Близкое завершение эры CAD.
1.2.4. Кризис в проектировании назрел.

Глава 1. Что предшествовало появлению BIM
10

История архитектурно-строительного проектирования – это история развития 
человеческой мысли, которая не только занималась непосредственно самими сооружениями, но и совершенствовала механизмы их создания.
Эта история весьма поучительна, она полна не только разных идей, достижений, открытий и изобретений, но и человеческих судеб, полностью связанных с 
зодчеством во всех его проявлениях.
Когда мы говорим об истории, то обычно воспринимаем и оцениваем исторические личности уже по итогам их жизненного пути. 
Например, сложились устойчивые стереотипы, что Леонардо да Винчи всегда 
был человеком энциклопедических знаний, а Альбрехт Дюрер также всегда великим художником и мыслителем. 
При этом мы часто забываем, что все они проходили определенный путь в своем развитии, у кого-то учились и затем кого-то учили сами. А высказываемые ими 
идеи были результатом достижения этими людьми определенных ступеней собственного развития.
Поэтому, чтобы нами лучше воспринималось значение тех или иных идей, проектов, изобретений или произведений, в том числе значение и для самих  создателей, в книге по возможности приводится возраст авторов в момент достижения 
ими того или иного успеха.
К тому же это дает возможность читателю сопоставлять достижения великих 
людей со своей собственной жизнью и своими успехами, настоящими и будущими.
И эти сопоставления – не просто дань любопытству. 
Ведь история проектирования – это одновременно и наша современность, поскольку большинство созданных человечеством методов этой деятельности, несмотря на их кажущуюся архаичность, используются и в сегодняшней проектной 
практике.
Так что возникает интересный прецедент – мы имеем возможность и вправе сравнивать работы прошлых лет (и даже веков) с современными проектами. 
И надо отметить, что не всегда современные проекты в таком сравнении выходят 
победителями.
Что касается информационного моделирования зданий, то оно, как логичное 
развитие существующих методов проектирования, также имеет свои глубокие 
исторические корни.
Подход в проектировании, обозначаемый сейчас как информационное моделирование зданий, вызревал давно, но недостаточная техническая и технологическая 
развитость, отсутствие нужного инструментария не давали ему чётко сформироваться. И только появление современных компьютерных средств и информационных технологий позволило наконец BIM «вылупиться на свет» и быстрыми 
темпами начать завоевывать лидирующее положение в отрасли.
Приведем пример. При строительстве Эйфелевой башни весь проект выполнялся вручную. И рекордным срокам возведения сооружения (два года) способ

Глава 1. Что предшествовало появлению BIM

ствовали рабочие чертежи башни чрезвычайно высокого качества с указанием 
точных размеров более чем 12 000 металлических деталей, при сборке которых 
использовали 2,5 миллиона заклёпок (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Фрагмент одного из чертежей Эйфелевой башни (ориентировочно 1886 год)

Согласно первоначальному замыслу, Эйфелева башня должна была служить 
входной аркой парижской Всемирной выставки 1889 года, и через 20 лет эксплуатации ее должны были демонтировать.
На конкурс было представлено четыре проекта. Лучшим оказалось  предложение Густава Эйфеля, в котором, помимо всего прочего, заявлялась новая технология возведения подобных сооружений.
Особенность этой технологии заключалась в том, что башня предполагалась 
сборной, все отверстия для заклепок в конструкциях сверлились «на земле», затем 
детали (весом не более 3 тонн) поднимались к нужному месту и уже там присоединялись к основному каркасу (рис. 1.2).
Благодаря такому подходу при общем весе только металлоконструкций в 
7500 тонн (вес всего сооружения – 10 000 тонн) с возведением башни успешно 
справилось 300 рабочих.
Сейчас совершенно очевидно, что для решения такой задачи идеально подошла 
бы информационная модель всей Эйфелевой башни, созданная в одной из современных BIM-программ для проектирования металлоконструкций и передающая 
затем данные на изготовление конструкций на станки с ЧПУ (даже если не рассматривать возможность оптимизации конструкции). 
У Густава Эйфеля и его коллег подобных средств проектирования не было (человечество еще не достигло нужного уровня развития), зато имелись умные головы, профессиональный опыт и впечатляющий энтузиазм (рис. 1.3).

Глава 1. Что предшествовало появлению BIM
12

Рис. 1.2. Рабочие моменты монтажа самой верхней части конструкций  
Эйфелевой башни. Эти рабочие объективнее всех оценивают,  
насколько точно проведена работа «на земле». 1889 г.

Рис. 1.3. Различные эпизоды строительства Эйфелевой башни, 1888 г. 

Глава 1. Что предшествовало появлению BIM

В результате фактически все то, что является сегодня принципиальными характеристиками технологии BIM и определяет ее силу и эффективность, создатели Эйфелевой башни виртуозно реализовали вручную.
И это привело к появлению в конце XIX века еще одного шедевра мировой 
архитектуры (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Фотография открытия Эйфелевой башни в 1889 году.  
Слева – Густав Эйфель (тогда ему было 57 лет)

А спустя более 100 лет появилась технология информационного моделирования зданий, о которой Густав Эйфель мог только мечтать (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Остроумная реконструкция возведения Эйфелевой башни  
в современных условиях