Швидше, дешевше, безпечніше: як проєкти Володимира Кучугури змінюють підходи до будівництва

BIM-інженер із міжнародним досвідом розповів про те, як інформаційне моделювання трансформує проєктування, знижує кількість помилок і чому BIM-технології вже стали сьогоденням галузі.

Технології інформаційного моделювання (BIM) дедалі частіше застосовуються в масштабних будівельних проєктах, про які говорить увесь світ. Наприклад, міст Рандсельва в Норвегії протяжністю понад 600 метрів вважається найдовшим у світі, побудованим без використання креслень, але з BIM на кожному етапі. Або Нанкінський міжнародний молодіжний культурний центр у Китаї, який зводився одночасно згори вниз і знизу вгору завдяки знову ж таки BIM. Проте ще не всі будівельні компанії опанували цю технологію.

За даними McKinsey Global Institute, будівництво залишається однією з найменш цифровізованих галузей у світі: зростання продуктивності за останні 20 років становило лише третину від середнього показника по економіці. Тож цифрові рішення в будівництві – це не майбутнє, а сьогодення галузі, впевнений Володимир Кучугура – міжнародний експерт в інформаційному моделюванні, BIM-інженер міжнародної компанії Stantec. Він також є розробником стандартизованого робочого процесу плану реалізації BIM, методології проєктування та розрахунку горизонтальної стабілізації стін із багатошарових дерев'яних панелей (CLT), автором рецензованих наукових статей та учасником конференцій, рецензентом американського наукового журналу IEEE Access і суддею міжнародної премії Cases & Faces. Його досвід у розробці та реалізації таких значущих проєктів, як проєктування восьмиповерхової будівлі в Лондоні, проєктування модернізації греблі гідроелектростанції та багатофункціонального сухого доку для морської інфраструктури у США, наочно продемонстрував, як BIM-технології можуть зробити будівництво більш ефективним.

Точність проєктних рішень

Будівництво не терпить приблизності, тут потрібна абсолютна математична точність, закладена в проєктних рішеннях. Але за традиційного підходу, коли використовувалися плоскі двовимірні креслення, помилки часто були неминучі, особливо на етапі переходу від столу проєктувальника до реального будівництва. Ціна таких помилок – багатомільйонні збитки. Тому сьогодні на будівництві неможливо обійтися без BIM-технологій, які трансформують сам підхід до проєктування, зведення та експлуатації об’єктів, роблячи процеси швидшими, точнішими й ефективнішими. Саме тому компанії шукають професіоналів, які володіють цими передовими технологіями, вміють створювати міцні конструкції та зводять до мінімуму ймовірність виникнення проблем ще на етапі моделювання.

"Сьогодні професіонали в будівельній галузі зобов’язані володіти BIM, адже ця технологія – єдиний надійний спосіб усунути колізії та обчислювальні помилки до початку робіт", – зазначає Володимир Кучугура, експерт з інформаційного моделювання будівель.

Саме такими розробками в міжнародному масштабі займається він сам. Його стаж роботи інженером-проєктувальником становить понад сім років. За цей час він співпрацював із міжнародними клієнтами у Великій Британії, Швеції, Данії, Нідерландах, Ісландії, Латвії, які високо оцінили його новаторський підхід. Детальний аналіз конструкцій і виявлення потенційних проблем на етапі моделювання, який він проводить, гарантовано сприяє підвищенню якості будівництва та зниженню кількості помилок.

За словами інженера, головні переваги технології розкриваються в масштабних проєктах, таких як будівництво залізобетонної восьмиповерхової житлової будівлі в Лондоні або триповерхового готельного комплексу з дерев’яним каркасом у Швеції. Зокрема, у шведському проєкті всі елементи за кресленнями Кучугури виготовлялися в Латвії та доставлялися вантажівками вже з повним оздобленням. Тому було важливо передбачити точність кожного вузла, щоб на будівництві всі деталі зійшлися без доробок. До того ж потрібно було розрахувати всю конструкцію так, щоб вона витримала сильні скандинавські вітри. Без BIM-моделювання зробити це було б надзвичайно складно.

"Застосування BIM-моделювання в цих проєктах показало низку переваг, – розповідає Володимир Кучугура. – Насамперед BIM-технології забезпечили високу точність проєктних рішень і знизили ймовірність помилок на етапі будівництва".

Крім того, застосовані ним технології скоротили терміни проєктування та підготовки будівельної документації, спростили внесення змін і покращили координацію між учасниками проєкту, що особливо важливо при реалізації складних і масштабних завдань.

Стандартизована методологія розрахунку

BIM допомагає робити будівництво не лише технологічним, а й більш систематизованим. Володимир Кучугура розробив стандартизовану методологію проєктування та розрахунку горизонтальної (бокової) стабілізації стін із багатошарових дерев'яних панелей (CLT).

Чинні європейські будівельні норми встановлюють лише загальні принципи проєктування дерев'яних конструкцій. Наявна технічна література та галузеві рекомендації надають базові настанови, однак не пропонують єдиної покрокової методики, яка б комплексно поєднувала всі перевірки горизонтальної стійкості з підбором з'єднань у вузлах стикування.

"Моя методологія консолідує перевірки стійкості в один інтегрований робочий процес, адаптований для стінових CLT-систем, – пояснює Володимир Кучугура. – Вона враховує вітрові навантаження, шляхи передавання зусиль і вимоги до з'єднань".

Методологія передбачає покрокову процедуру, яка верифікує три критичні умови: стійкість стіни до перекидання, ковзання вздовж основи та здатність з'єднань протидіяти силам відриву.

Для практичного застосування Володимир Кучугура створив цифрові інструменти – розрахунковий шаблон, що автоматизує всі перевірки стійкості та підбір з'єднувальних елементів, стандартизовані деталі вузлів та бібліотеку типових рішень, які дозволяють проєктувальникам швидко використовувати методику у своїх проєктах.

"Принцип розрахунку, що передбачає поворот стіни навколо точки для визначення необхідних зусиль анкерування, описаний у літературі, однак раніше не існувало уніфікованої методології, яка б об'єднала цей підхід із усіма перевірками стійкості в один покроковий інструмент", – зазначає експерт.

Методологія вже застосовується інженерними командами в Європі. Після її впровадження одна зі шведських інженерно-будівельних компаній зафіксувала скорочення часу на розрахунки горизонтальної стійкості на 31%, зменшення помилок на 37% та покращення швидкості підготовки документації на 29%.

Комплексний підхід і стандарти

BIM-технологія створює єдиний інформаційний простір: уся необхідна інформація зібрана в загальній базі даних. Через тривимірну модель доступ до цих знань отримують архітектори, проєктувальники, будівельники. І потенціал BIM цим не обмежується.

"По суті, BIM – це цифрова основа будівлі, що містить усю необхідну інформацію – від геометричних характеристик до технічних параметрів матеріалів та інженерних систем", – підкреслює Володимир.

Але при цьому, додає фахівець, необхідні стандарти та план реалізації BIM-моделювання. Так, у компанії Stantec Володимир Кучугура застосував власну методику моделювання технологічних параметрів монолітних конструкцій, представлену в академічній частині його підготовки доктора філософії (PhD). Зокрема, вона використовувалася під час проєктування гідроакумулювальної електростанції у Сполучних Штатах потужністю 1300 МВт.

Володимир Кучугура не просто використовує BIM, а удосконалює робочі процеси, привносячи в них власні методики. Зокрема, він упровадив стандартизований пакет плану реалізації BIM із шести взаємопов'язаних компонентів для оформлення та контролю проєктної документації. Ця система, успішно застосована на ключових федеральних проєктах, як-от багатофункціональний сухий док для морської інфраструктури, гідроакумулювальна електростанція та проєкт модернізації греблі, лягла в основу плану реалізації BIM – свого роду дорожньої карти, яка встановлює єдині правила для всіх учасників проєктування. Такий підхід усуває хаос у моделюванні та обміні файлами, робить процес прозорим, а головне – різко знижує кількість помилок і доробок, напряму економлячи час і гроші за рахунок автоматизації та стандартизації. На основі цього досвіду Володимир Кучугура написав наукову статтю, опубліковану в рецензованому науковому журналі "Науковий вісник будівництва".

Експерт розповідає, що після того, як він упровадив свої методи в проєкти, інші спеціалісти також почали використовувати їх у своїй роботі. Ці підходи стали частиною внутрішніх стандартів компаній в США та Європі. Використання в повсякденній роботі колегами по галузі повністю підтверджує затребуваність та адаптованість методів, які розробив інженер.

Цінність знань і досвіду

Акцент на технологічних методах будівництва відповідає глобальним тенденціям і нормам та сприяє ширшому впровадженню BIM. Як визнаний фахівець у цій сфері, який входить до кількох міжнародних професійних асоціацій та має статус старшого члена Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE, США), Володимир Кучугура ділиться технологічними рішеннями серед колег у всьому світі.

Активна участь у конференціях, наукові праці, робота як рецензента в американському науковому журналі IEEE Access не просто зміцнюють його репутацію експерта в галузі цивільного та промислового BIM-моделювання, а показують, як за допомогою BIM можна вирішувати дедалі складніші завдання в будівництві.

Враховуючи високий професіоналізм Кучугури, організатори престижної міжнародної премії Cases & Faces, яка цього року була присвячена бізнесу, технологіям та інвестиціям, запросили його оцінювати учасників у номінаціях "Досягнення в інженерії: матеріали та будівництво" та "Новатор року: матеріали та будівництво".

Як зазначив експерт, конкурс показав, що ринок готовий до впровадження нових технологій і з’явилися фахівці, здатні їх застосовувати, що й підтвердили учасники.

"Номінанти продемонстрували глибокі знання сучасних технологій та вміння застосовувати їх на практиці, показавши, як інновації можуть вирішувати реальні завдання, зокрема в будівельній сфері", – говорить Володимир Кучугура.

На його думку, майбутнє будівельної галузі – в постійному розвитку та вдосконаленні технологій, і кожен успішний проєкт дедалі більше розширює уявлення про можливості, які відкриває повноцінне використання BIM.