Здания в цифре

Современные здания и сооружения становятся все более сложными с точки зрения архитектурных и строительных решений. Применение цифровых технологий дает возможность реализовать проекты, увеличив эффективность работ, сэкономив средства, а также обеспечив мониторинг процесса на всех его этапах. Кроме того, отмечают эксперты, технологии помогают «примирить» два фактора, оказывающих влияние на будущее строительной отрасли: демографическую ситуацию, в частности рост городского населения, и ориентир на экологичность.

По данным ООН, осенью прошлого года численность населения планеты достигла 8 млрд человек, прибавив 1 млрд с 2010-го. Ожидается, что в 2050 году население мира достигнет 9,7 млрд человек, и одним из факторов роста станет урбанизация. Пандемия немного замедлила этот тренд, тем не менее, по данным Института экономики и мира, в городах к 2050 году будет жить 70% населения по сравнению с 54% в 2020 году, а к имеющимся 33 мегаполисам прибавится еще 14 с общей численностью жителей в 213 млн. Для строительной индустрии это означает рост количества зданий, мостов, протяженности дорог, инженерных сетей и т. д.

Рачительность и экологичность

«Одних только автомобильных и железных дорог нужно будет построить столько, что ими можно было бы обогнуть земной шар 30 раз. Потребуется построить примерно 20 тыс. мостов. И это только видимая часть, поскольку есть еще подземные коммуникации, так что на ближайшие годы строители обеспечены работой. Другой движущий фактор заключается в том, что отрасль должна становиться все более экологически устойчивой. Сегодня до 40% энергопотребления расходуется на обеспечение зданий, а треть отходов возникает в результате разрушения построенных человеком конструкций. Строителям и проектировщикам нужно найти баланс, чтобы больше строить для растущего населения, но с учетом ограниченности природных ресурсов. Технологии – один из важных инструментов, который позволит найти точку равновесия, отдав на аутсорсинг алгоритмам повторяющиеся рутинные задачи», – считает Наджи Аталла, директор по работе с ключевыми клиентами компании Autodesk региона EMEA (Ближний Восток, СНГ, Африка).

По словам эксперта, индустрия прошла долгий путь во внедрении новых технологий: сначала был переход к компьютерному проектированию, в 2000-х – к технологии информационного моделирования BIM (Building Information Modeling). Пандемия стала катализатором перехода на облачные форматы, а в нынешнюю эпоху все большую роль начинают играть искусственный интеллект, технологии машинного обучения. Строить лучше, используя меньше энергии, материалов и с меньшим количеством отходов, позволяют такие технологии, как генеративное проектирование, модульное строительство, цифровые двойники.

Генеративное проектирование позволяет оценивать разные варианты дизайна на стадии концептуальной разработки проекта с применением систем автоматического проектирования (CAD-систем). До появления генеративного проектирования выбор геометрических форм будущего здания, материалов, используемых для его строительства, был ограничен возможностями человека. Генеративный дизайн позволяет создать решения, которые едва ли мог бы придумать самый опытный профессионал, при этом уменьшив массу конструкции. «Один из примеров генеративного проектирования – здание Музея будущего в Дубае. Фасад его составляют более 1000 изогнутых панелей из нержавеющей стали, покрытых арабской вязью. Из-за необычной формы проектировщики столкнулись со множеством сложностей, ведь нужно было сохранить органичность фасада, вписать его в городской пейзаж и сократить количество элементов», – объясняет Аталла. Благодаря применению алгоритмов удалось на 40% уменьшить число узлов конструкции, в результате чего снизилась стоимость проекта, на 30% уменьшилась масса конструкции, при этом команда проекта работала через облако, физически находясь в более чем десятке разных локаций. По словам эксперта, в некоторых проектах, выполненных с помощью генеративного проектирования, удавалось сократить примерно на 20% выбросы парниковых газов – за счет уменьшения использования стройматериалов, при производстве которых вырабатываются эти газы.

Технологию модульного строительства едва ли можно назвать новой, но если раньше она вызывала ассоциации с бюджетными проектами, то сегодня речь идет не только о принципе «дешево и сердито». Автоматизация – одна из причин, по которой становится популярным модульное строительство, как и возможность собирать необходимые компоненты тогда и в таком количестве, насколько это необходимо, и сразу использовать на стройке. «Таким образом, уменьшается влияние на окружающую среду и объем используемых ресурсов, в том числе рабочей силы. Если речь идет о крупных проектах, можно представить, о какой экономии идет речь с точки зрения инвестора», – отмечает Аталла.

По данным компании Ernst & Young, снизить эксплуатационные затраты на объекты недвижимости до 35%, сократить выбросы углерода и сделать рабочие места более безопасными позволяет технология цифровых двойников – виртуальных моделей объектов, которые точно воспроизводят форму и процессы оригиналов и синхронизированы с ними с помощью датчиков. Технология может учитывать нюансы, связанные со строительством и эксплуатацией зданий, с учетом воздействия внешних факторов, таких как погодные условия, графики занятости, поведение людей. Так, при строительстве в Мельбурне многоэтажного жилого комплекса из экологически чистой древесины использование цифрового двойника позволило в виртуальном режиме протестировать материал, который прежде не использовался в возведении зданий высотой в 29 этажей.

С низкого старта

В Казахстане по темпам внедрения цифровых технологий строительная индустрия уступает, например, банковскому сектору. Но несколько последних лет многие участники рынка внедряли цифровые продукты в своих строительных компаниях и проектных организациях. На слуху в этом плане, в частности, опыт BI Group: в активе холдинга более 30 цифровых продуктов для разных групп пользователей – жильцов, бизнес-партнеров, сотрудников. Например, это цифровая экосистема для клиентов BIG App, экосистема для бизнеса Bnect с возможностью участия в электронных закупках и тендерах, ведения электронного документооборота, Opera Build – мобильное и веб-приложение для строителей, менеджеров проектов, прорабов, которое дает возможность контролировать качество работ, выход сотрудников на объекты, исполнение правил техники безопасности.

Диджитализация строительной отрасли ведется и на государственном уровне. Запущено несколько электронных сервисов, регулирующих процессы в области проектирования и строительства. Единый геопортал инфраструктурных данных (ЕГИД) создавался с целью непрерывного градостроительного регулирования, для обеспечения единой системы сбора, обработки, регистрации, хранения и предоставления информации обо всех объектах недвижимости, наземной и подземной инфраструктуры. Система содержит генеральные планы, проекты детальных планировок, аналитику градостроительного развития, и, по прогнозам, ее внедрение позволит более чем на 15% снизить затраты на создание инфраструктуры и на 20% сократить аварийность в инженерных сетях.

Данные информационной системы E-PSD, предназначенной для взаимодействия заказчиков и экспертных организаций по принципу одного окна, используются на этапе экспертизы. Платформа содержит данные по укрупненным сметным показателям, техническим и экономическим показателям проектов, типовые проекты, заключения экспертных организаций, а ее преимущество – экономия времени (срок проведения экспертизы сокращается до 45 рабочих дней) и доступность информации в онлайн-режиме.

Еще одна информационная система, «Казреестр», обеспечивает цикл экспертизы. Это единая информационная система долевого участия в сфере жилищного строительства, основная цель которой – сбор, обработка, хранение, анализ сведений в сфере государственной регистрации учета долей в жилищном строительстве. Система обеспечивает гражданам гарантию, что их строительный объект будет построен, и исключает риски незаконной реализации недвижимости, двойных продаж квартир. В перспективе в «Казреестр» планируется включить всех застройщиков.

Для обеспечения мониторинга прозрачности и повышения контроля качества на всех этапах строительного процесса разработана система e-Qurylys. Она содержит в электронном виде отчеты технического и авторского надзора, акты приемки объектов в эксплуатацию, фиксирует этапы работ. Посредством e-Qurylys также будет осуществляться централизованное тестирование работников строительной отрасли.

За повышение прозрачности и эффективности деятельности субъектов жилищного фонда и ЖКХ будет отвечать сервис e-Shanyraq. Система уже содержит технические паспорта многоквартирных жилых домов, информацию о домах, подлежащих капремонту.

В этом году вступили в силу требования об обязательном использовании BIM (или, в казахстанской терминологии, ТИМСО – технология информационного моделирования строительных объектов) при проектировании технологически сложных объектов. Как заметил в ходе недавно прошедшего в Алматы BIM Club Central Asia управляющий директор по развитию и цифровизации Казахского научно-исследовательского и проектного института строительства и архитектуры Александр Шахнович, сегодня дорабатывается законодательство об архитектурно-градостроительной деятельности, разрабатывается градостроительный кодекс. Ориентировочно эти документы вступят в силу в 2024 году, после чего появится подзаконный акт, в котором будет прописан перечень объектов, для которых обязательно использование технологий инновационного моделирования.

И все же, несмотря на то что нормативы, позволяющие применять современные цифровые технологии, уже есть, а необходимость перехода в «цифру» осознают и государство, и участники рынка, переход от теории к практике дается непросто. Небольшие компании зачастую не готовы к переходу на информационное моделирование, требующее больших вложений в IT-инфраструктуру и подготовку кадров. Сложности с техническим оснащением, с подходами к цифровизации есть в регионах, многие заказчики не понимают преимуществ информационного моделирования и предпочитают работать по старинке. По мнению экспертов, важно наладить обмен данными между разными системами, многое зависит от того, насколько заинтересованные стороны смогут выработать единые подходы, стандарты и требования, чтобы и участники рынка, и потребители услуг имели возможность получать интегрированные сервисы.