Оценка эффективности проектирования на основе модульных элементов максимальной готовности

Введение.

Информационное моделирование зданий (BIM) и модульное строительство - современные технологии для обеспечения развития строительной отрасли. Оба направления на сегодняшний день перспективны даже при наличии определенных недостатков. Последствия интеграции этих технологий в проектировании недостаточно исследованы. Поэтому целесообразно изучить возможную суммарную эффективность применяемых в совокупности технологий информационного моделирования и модульного строительства. Цель исследования - определение эффективности проектирования на основе модульных элементов максимальной готовности (МЭМГ) с помощью средств информационного моделирования на примере конкретного объекта строительства. Для достижения цели необходимо решить задачи: формирование критериев оценки эффективности, разработка информационной модели (ИМ) на основе МЭМГ, сравнение двух альтернативных объектов, формирование выводов по результатам.

Материалы и методы.

Применили сравнительный анализ двух альтернативных по техническо-экономическим показателям объектов - центров обработки данных, проектная документация которых разработана на базе модульного и традиционного подходов. Анализ эффективности выполняется на основе сравнения полученных значений заданных критериев оценки проектирования. Одновременно рассматривается процесс формирования ИМ одного из объектов на основе МЭМГ.

Результаты.

Представлена оценка эффективности проектирования на базе МЭМГ: проведен сравнительный анализ относительно аналогичного объекта, проектная документация которого разработана традиционным способом. Анализ реализован с помощью сравнения предложенных автором базовых характеристик оценки выполнения проектных работ двумя различными концепциями проектирования. Приведена ИМ объекта, разработанная с использованием модульного проектирования с учетом существующих теоретических и практических данных в этой области.

Выводы.

Представленная оценка эффективности проектирования на основе МЭМГ демонстрирует очевидное преимущество модульного способа в рамках рассматриваемых объектов. По результатам разработки ИМ одного из объектов показаны особенности проектирования в рамках модульности, а также определены недостатки и направления для дальнейшего развития и повышения эффективности модульного проектирования.

1. Abanda F.H., Tah J.H.M., Cheung F.K.T. BIM in off-site manufacturing for buildings // Journal of Building Engineering. 2017. Vol. 14. Pp. 89-102. DOI: 10.1016/J.JOBE.2017.10.002

2. Yin X., Liu H., Chen Y., Al-Hussein M. Building information modelling for off-site construction: Review and future directions // Automation in Construction. 2019. Vol. 101. Pp. 72-91. DOI: 10.1016/j.autcon.2019.01.010

3. Sabet P.G.P., Chong H.Y.Interactions between building information modelling and off-site manufacturing for productivity improvement // International Journal of Managing Projects in Business. 2019. Vol. 13. Issue 2. Pp. 233-255. DOI: 10.1108/IJMPB-08-2018-0168

4. Farmer M. The farmer nstruction labour model // Construction Leadership Council. 2016.

5. Rybakova A. Development of an integrated information model based on standard modular elements of the maximum readiness basis // Lecture Notes in Civil Engineering. 2022. Vol. 231. Pp. 211-219. DOI:10.1007/978-3-030-96206-7_22

6. Чибирикова Д.А., Атаев Б.С., Мельникова О.Г. Модульное проектирование и конструирование многоквартирных домов с использованием готовых компонентов // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса : сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф. Волгоград, 2020. С. 82-86.

7. Kasperzyk C., Kim M., Brilakis I. Automated re-prefabrication system for buildings using robotics // Automation in Construction. 2017. Vol. 83. Pp. 184-195. DOI: 10.1016/J.AUTCON.2017.08.002

8. Клевцова К.С. Инновационное модульное строительство // Молодой ученый. 2017. № 3 (137). С. 103-105.

9. Ji Y., Qi K., Qi Y., Li Y., Li H.X., Lei Z. et al. BIM-based life-cycle environmental assessment of prefabricated buildings // Engineering, Construction and Architectural Management. 2020. Vol. 27. Issue 8. Pp. 1703-1725. DOI: 10.1108/ECAM-01-2020-0017

10. Lee M., Lee D., Kim T., Lee U.K. Practical analysis of BIM tasks for modular // Sustainability. 2020. Vol. 12. Issue 7. P. 6900. DOI: 10.3390/su12176900

11. Lu W., Chen K., Xue F., Pan W. Searching for an optimal level of prefabrication in construction: an analytical framework // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 201. Pp. 236-245. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.07.319

12. Lee J., Kim J. BIM-Based 4D Simulation to improve module manufacturing productivity for sustainable building projects // Sustainability. 2017. Vol. 9. Issue 3. P. 426. DOI: 10.3390/su9030426

13. Поняев А.Н., Дворников Ю.Я., Абрамова Д.О. Проблемы проектирования в строительстве, их решение // Техника. Технологии. Инженерия. 2019. № 3 (13). С. 13-17.

14. Климанов С.Г., Громов В.Н. Системный подход к проблеме проектирования и строительства быстровозводимых сооружений для обустройства войск в районах Арктики // Актуальные проблемы военно-научных исследований. 2021. № 1 (13). С. 319-335.

15. Зеленцов Л.Б., Шогенов М.С., Пирко Д.В. Проблемы интеграции проектирования и строительства на основе цифровых технологий // Строительство и архитектура - 2020. Факультет промышленного и гражданского строительства : мат. Междунар. науч.-практ. конф. 2020. С. 291-292.

16. Захаров А.И., Брякалов Г.А., Михайлова П.И., Чумакова Е.В. Методика расчета и оценки состава IT-оборудования центра обработки данных // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2019. № 2. С. 110-119.

17. Rybakova A., Kagan P. Application of building information modeling in data center design // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 869. P. 022006. DOI: 10.1088/1757-899X/869/2/022006

18. Ansah M.K., Chen X., Yang H., Lu L., Lam P.T.I. Developing an automated BIM-based life cycle assessment approach for modularly designed high-rise buildings // Environmental Impact Assessment Review. 2021. Vol. 90. P. 106618. DOI: 10.1016/J.EIAR.2021.106618

19. Jang S., Lee G. Building Information Modelling (BIM) based generative design for drywall installation planning in prefabricated construction // Automation in Construction. 2021. Vol. 89. Pp. 86-98. DOI: 10.1155/2021/6638236

20. Sharafi P., Samali B., Ronagh H.R., Ghodrat M. Automated spatial design of multi-story modular buildings using a unified matrix method // Automation in Construction. 2017. Vol. 82. Pp. 31-42. DOI: 10.1016/J.AUTCON.2017.06.025

21. Alshabab M.S., Petrichenko M., Vysotskiy A., Khalil T. BIM-based quantity takeoff in Autodesk Revit and Navisworks manage // Proceedings of EECE 2019. Energy, Environmental and Construction Engineering. Cham. 2020. Pp. 413-421.

22. Кривошейцева Е.А., Корницкая М.Н. 4D-моделирование зданий с использованием AUTODESK NAVISWORKS // Ползуновский альманах. 2022. № 1. C. 94-96.

23. Андреева А.Б. Актуальность использования технологий информационного моделирования на всех этапах «жизненного цикла» объекта капитального строительства // Уральский научный вестник. 2019. Т. 3. № 2. С. 63-66.

24. Третьякова З.О., Воронина М.В. Использование новых информационных технологий в строительном моделировании // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2019. Т. 1. С. 363-365.

25. Goh M., Goh Y.M. Lean production theory-based simulation of modular construction processes // Automation in Construction. 2019. Vol. 101. Pp. 227-244. DOI: 10.1016/j.autcon.2018.12.017