3D-модель, как нонсенс

«Определяйте значения слов,
и Вы избавите мир
от половины его заблуждений»

Рене Декарт

Одним из центральных мероприятий последней недели февраля стало проведение ежегодного форума BuildingSkinRussia – 2024. Я благодарен организаторам мероприятия за предоставленную возможность открыть проведённую на его полях конференцию «IT в архитектуре и строительстве. Вызовы 2024».

В ходе своего выступления, озаглавленного как «Оболочки зданий в информационных моделях и цифровых двойниках» я постарался ответить на те вопросы, с которыми ко мне обращаются многие коллеги, не равнодушные к проблематике цифровизации строительства.

В качестве эпиграфа к своему выступлению я взял слова, принадлежащие французскому философу, математику и естествоиспытателю, создателю аналитической геометрии (декартовой системы координат), одной из ключевых фигур научной революции Рене Декарту (фр. René Descartes, 31 марта 1596 – 11 февраля 1650).

Для начала я посчитал необходимым очень кратко дать самые общие представления об информационном моделировании.

Итак, в современной научной и учебной литературе под информационной моделью понимается информация, которая:

• описывает существенные свойства объекта моделирования и его связи;
• формализована с точки зрения цели исследования;
• зафиксирована на информационном носителе в форме данных, под которыми, согласно ГОСТ Р ИСО 8000-2 – 2019, понимается интерпретируемое представление информации в форме, удобной для передачи, интерпретации и обработки.

Связанные с моделированием задачи всегда решаются в так называемых компьютерных моделирующих средах, предназначенных для построения связанных между собой моделей внутри проекта создаваемого объекта и состоящих из модулей, в общем случае позволяющих:

• создавать рисунок, чертёж, 3D-визуализацию будущего объекта;
• проводить над моделью компьютерные эксперименты, определяя возможные свойства объекта и прогнозируя вероятные события.

Применительно к строительству в качестве такой среды выступает, в том числе САПР-среда, синонимами которой в сравнительно недавних пор стали BIM-среда или ТИМ-среда.

Единственное узаконенное определение информационной модели объекта капитального строительства (ОКС) дано в пункте 10.3 статьи 1 Градостроительного кодекса РФ. Вот это определение.

Информационная модель ОКС (далее – ИМ ОКС) – совокупность взаимосвязанных сведений, документов и материалов об ОКС, формируемых в электронном виде на этапах выполнения инженерных изысканий, осуществления архитектурно-строительного проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта, эксплуатации и (или) сноса объекта капитального строительства.

Поскольку «совокупность взаимосвязанных сведений, документов и материалов об ОКС» представляет собой не что иное, как информацию об ОКС, данное определение корреспондируется с вышеприведенным общим представлением об информационных моделях.

Заметим, что в определении ИМ ОКС не упоминается «3D». Это и понятно, ибо сама по себе информация не может быть ни одно-, ни двух-, ни трёх- и так далее мерной. В этой связи, часто употребляемое словосочетание «3D-модель» представляется как нонсенс.

Далее, согласно вышеприведенному общему представлению об информационной модели она является некоей абстракцией, поскольку описывает не все, а только лишь существенные свойства объекта моделирования. При этом очевидно, что категория «существенные» является адресной. Действительно, для покупателя квартиры в строящемся доме существенной является одна информация (например, вид из окон его будущей квартиры), для органов экспертизы - другая, для органов, принимающих решение о выдаче разрешения на строительство – третья и т.д. Наконец, для подрядной организации существенным свойством информации является ее достаточность для производства строительных работ.

Здесь уместно сказать, что ГОСТ Р ИСО 8000-2 – 2019 даёт определение понятия «качество данных», под которым понимается степень, с которой набор характеристик, присущих данным, отвечает потребности или ожиданию, которое установлено, предполагается или является обязательным.

Заметим далее, что, согласно определению ИМ ОКС, приведённому в Градостроительном кодексе РФ, совокупность взаимосвязанных сведений, документов и материалов об ОКС в её составе формируется в электронном виде.

В этой связи, хочется отослать читателей данного материала к статье Константина Марьясова, озаглавленной как «От понимания электронного документа к пониманию цифрового документа: эволюция понятий» (2018 год). Автор статьи отмечает, что, поскольку электронные документы «живут» в цифровой среде, они являются одновременно цифровыми документами.

Таким образом, ИМ ОКС является цифровой по определению, несмотря на то, что эпитет «цифровая» отсутствует в наименовании этой информационной модели.

Обратимся далее к СП 333.1325800.2020 (далее СП 333), в котором наряду с определением ИМ ОКС, в точности позаимствованным из ГрК РФ, вводится понятие «цифровая информационная модель ОКС (далее – ЦИМ ОКС)». Под ней в пункте 3.1.4 понимается совокупность взаимосвязанных инженерно-технических и инженерно-технологических данных об ОКС, представленных в цифровом объектно-пространственном виде.

Под ней же в силу пункта 3.1.6 и примечания к нему понимается электронный документ в составе той самой ИМ ОКС, определение которой дано в ГрК РФ. Более того, согласно этому же пункту, под ЦИМ ОКС понимается так называемая «трёхмерная модель».

Из информатики известно, что данные в компьютере имеют внутреннее и внешнее (для пользователя) представления. Поскольку для обработки данных компьютером они представляются в форме двоичного кодирования, под представлением данных «в цифровом объектно-пространственном виде» (пункт 3.1.4 СП 333) или, что то же самое, в виде «трёхмерной модели» понимается их внешнее представление.

Таким образом, в настоящее время в профессиональном речевом обороте одновременно сосуществуют сразу две цифровые информационные модели ОКС. Это, во-первых, ИМ ОКС, определение которой дано в Градостроительном кодексе РФ, и которая является цифровой по своей природе. И, во-вторых, это ЦИМ ОКС, которая согласно определению, данному в СП 333, является цифровой не только по природе, но ещё и в силу наделения её этим эпитетом.

По существу, информационная модель ОКС, в наименовании которой присутствует слово «цифровая» представляет собой подмножество данных из множества данных об ОКС, якобы, в нецифровой информационной модели ОКС, которые должны быть представлены пользователю в виде трёхмерных моделей.

Конечно же, такая путаница не может не вызывать недоумения, а то и улыбку в среде проектировщиков и строителей, поскольку ни для кого не является секретом, кому было бы выгодно законодательное установление требования к представлению в виде трёхмерных моделей великого множества элементов, конструкций, узлов, из которых состоит ОКС.

Говоря о ЦИМ ОКС, я не мог не остановиться в своём выступлении на вступившем в январе этого года в силу предварительном национальном стандарте ПНСТ 909-2024 «Требование к цифровым информационным моделям объектов непроизводственного назначения. Часть 1. Жилые здания».

Этот документ, разработанный АО «Дом.РФ» при участии департамента строительства города Москвы, примечателен тем, что в нём впервые дано долгожданное определение понятию «Технологии информационного моделирования (ТИМ)». Под ними отныне принято понимать систематизированные знания и методы, а также средства, применяемые для информационного моделирования.

Революционным представляется введение в гражданский оборот термина «сценарий применения технологий информационного моделирования». Под сценарием применения ТИМ понимается:

…Использование ТИМ для получения участниками процесса планирования и реализации строительного проекта, а также управления объектом недвижимости определенных выгод путём решения задач для достижения поставленных целей определёнными методами.

Ключевым в этом определении представляется слово «выгоды». Иными словами, отныне для каждого сценария применения ТИМ должны быть:

• поставлены цели использования ТИМ;
• обозначены задачи, которые необходимо решить для достижения этих целей;
• определены методы решения этих задач;
• приведены доказательства того, что эти методы действительно дают выгоды лицам, указанным в данном определении.

Важно также то, что, согласно разделу 1 ПНСТ, обязательность использования сценариев применения ТИМ устанавливается дополнительно соответствующими нормативными правовыми актами и договорами. В этой связи профессиональное сообщество с нетерпением ожидает принятия постановления Правительства РФ, которое в качестве правопреемника известного постановления № 1431 должно утвердить:

• правила формирования и ведения ИМ ОКС;
• состав сведений, документов и материалов, включаемых в ИМ ОКС и представляемых в форме электронных документов, и требования к форматам указанных электронных документов.

Обращает на себя внимание тот факт, что в обоих перечисленных документах фигурирует понятие ИМ ОКС, но отсутствует понятие ЦИМ ОКС, поскольку последнее отсутствует в правовом поле.

В этой связи можно лишь с сожалением констатировать, что в названии ПНСТ традиционно фигурирует словосочетание «цифровые информационные модели». Более того, поскольку далеко не все описанные в ПНСТ сценарии предусматривают формирование трёхмерных моделей, просматривается явная коллизия между ПНСТ и СП 333, которым предусматривается трёхмерное моделирование всего и вся.

В свете вышесказанного, институту развития «Дом.РФ», возможно, есть смысл рассмотреть вопрос об избавлении проектного и строительного профессиональных сообществ от непонятного им понятия ЦИМ ОКС, оставив в гражданском обороте только понятие ИМ ОКС, которое определено в Градостроительном кодексе РФ. В этом случае в дополнение к ожидаемому правопреемнику постановления № 1431 следовало бы принять нормативный правовой акт, который на понятном всем языке устанавливал бы требования к представлению данных, содержащихся в ИМ ОКС.

Если же «Дом.РФ» считает, что без понятия ЦИМ ОКС не обойтись, то хотелось бы получить от него соответствующее разъяснение, доступное для понимания проектировщиков и строителей.

Поскольку моё выступление на форуме было посвящено вопросам представления в информационных моделях внешних оболочек здания, я привёл следующие определения.

Большая Российская Энциклопедия, авторитет которой как информационного ресурса закреплен указом Президента Российской Федерации от 14 октября 2002 года № 1156, определяет оболочку в технике как пространственную конструкцию, образованную двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми (толщина) мало́, по сравнению с двумя другими размерами.

Из научной литературы по строительству известно также определение оболочки здания как граничного слоя между регулируемой внутренней средой здания и неконтролируемым, изменчивым внешним климатом.

На основании обоих определений я исходил в своём выступлении из понимания оболочки здания как конструктивной системы, определяющей внешний облик здания, в том числе его форму.

Согласно Федеральному закону об архитектурной деятельности внешний облик здания фиксируется в архитектурной части документации для строительства. Таким образом, трёхмерный (пространственный) образ оболочки здания как единой формообразующей конструкции должен отображаться в архитектурной части информационной модели.

Перед началом выступления я предполагал, что основная дискуссия развернётся относительно необходимости трёхмерного (пространственного) отображения многочисленных элементов и узлов, относящихся к такой оболочке здания, как навесная фасадная система. В предвкушение этой дискуссии я обратился к профессиональному стандарту «Специалист по организации строительства», утвержденному приказом Минтруда России от 21 апреля 2022 года № 231н.

Согласно этому нормативному правовому акту, к трудовым действиям прораба (6-й уровень квалификации) относится, в том числе входной контроль проектной и рабочей документации строительства ОКС в объёме, необходимом для производства этапа строительных работ.

К числу необходимых умений этого лица относится умение проверять достаточность технической информации в представленной проектной и рабочей документации строительства объекта капитального строительства, в объёме, необходимом для производства этапа строительных работ.

Осуществлять входной контроль, в том числе проверку достаточности для производства работ проектной и рабочей документации, представленной прорабу в виде комплекта традиционных (2D) чертежей, он должен уметь в силу полученного образования.

А вот принципиальная возможность производить строительно-монтажные работы не по чертежам, а по трёхмерным (пространственным) образам элементов и узлов оболочки здания вызвала у участников форума серьёзные сомнения.

Более того, один из спикеров, которому приходилось на практике формировать трехмерную модель навесной фасадной системы (НФС), заявил, что такие традиционные ТИМ-среды, как Ренга, СиСофт и даже захваленный всеми Revit для этих целей не подходят в силу ограниченности функционала. Будучи выходцем из авиапрома, для формирования трёхмерной модели НФС этот спикер использовал мощную отечественную машиностроительную CAD-систему, известную как T-Flex, предназначенную для трёхмерного моделирования сложных многоэлементных сборок. Многие участники форума слышали об этой CAD-системе, но никто, кроме вышеуказанного спикера в ней не работал.

Все участники форума оказались единодушны в том, что трёхмерные (пространственные) отображения элементов и узлов оболочек здания не заменят традиционных чертежей. В противном случае следует ожидать снижения уровня безопасности и качества оболочек зданий.

К сожалению, среди участников форума не были замечены представители института развития «Дом.РФ» и Минстроя России. В этой связи у участников форума возникло серьёзное опасение, что трёхмерное (пространственное) моделирование элементов и узлов оболочек здания может стать обязательным в силу готовящегося к принятию в ближайшее время постановления Правительства РФ, которое придёт на смену постановлению № 1431.

Если такая практически невыполнимая обязательность будет установлена, то хотелось бы получить от института развития «Дом.РФ» и (или) от Минстроя России разъяснения касаемо целей её установления и, в частности, её соответствия сценариям, описанным в ПНСТ.

При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!