Заместитель руководителя отдела проектирования Nikken Sekkei Томохико Яманаси о возможностях BIM-технологий и опыте их использования в проектах бюро: резиденции «Дом на воде» и здании пассажирского терминала № 3 международного аэропорта Нарита.
Музей Хоки, Nikken Sekkei © Harunori Noda
Nikken Sekkei, одна из крупнейших в Японии и в мире архитектурных и строительных компаний – последовательный пионер использования и распространения BIM-технологий. Nikken Sekkei одни из первых начали использовать и распространять BIM-технологии – около пяти лет назад. Вначале только для улучшения качества проектирования и оптимизации рабочего процесса, но с намерением когда-нибудь полностью перейти на BIM. Сегодня бюро уже создает здания, которые без BIM едва ли могли быть реализованы.
Инновации, возможные благодаря BIM
Развитие информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) привело к серьезным переменам в некоторых областях архитектуры. В строительной отрасли начали использовать аддитивные технологии, к которым относится в том числе набирающая популярность 3D-печать. В проектах «Деревянный зал» и Музей Хоки BIM-данные использовались на протяжении всего производственного процесса, вплоть до управления станками.
«Деревянный зал». Фото: Harunori Noda © Nikken Sekkei
В архитектурном проектировании благодаря ИКТ теперь можно шире использовать симуляции и моделирование. Поскольку эти методы требуют времени и усилий, раньше их было целесообразно применять только для больших по площади зданий и всего несколько раз в процессе проектирования. В случае NBF Osaki Building (бывшее Sony City Osaki) BIM-модель неоднократно использовалась для получения обратной связи по объекту от клиента. А при создании резиденции «На воде» моделировался воздушный поток, температурные перепады и пр. Этот подход окупается даже при проектировании небольших частных домов.
Автоматизированное проектирование благодаря ИКТ может стать новым методом, при котором Главная задача архитектора – разработать концепцию или алгоритм. К примеру в здании Kawasaki Toshiba Building архитекторы создали алгоритм и задали количество решеток на фасаде, а программа рассчитала их расположение. В результате получился сложный рисунок и конструкция, а стоимость проектирования при этом уменьшилась.
Kawasaki Toshiba Building. Фото: Harunori Noda © Nikken Sekkei
Четвертая область применения ИКТ близка к концепции «интернет вещей». Архитектурный объект сам становится цифровым устройством. К зданиям прикрепляются датчики, которые предупреждают стихийные бедствия. Такие датчики можно использовать и для обеспечения безопасности, улавливая движения людей. Это одна из технологий, которая используется при подготовке к Олимпийским играм в Токио в 2020 году.
Еще один пример – упомянутое NBF Osaki Building. Биооболочка здания блокирует эффект теплового острова вокруг себя: определяя уровень тепла и света с помощью датчиков, она обеспечивает циркуляцию воды и превращает в пар дождевую воду. Для эффективного использования небольшого количества дождевой воды компьютер следит за ее равномерным распределением вокруг здания.
Kawasaki Toshiba Building. Фото: Harunori Noda © Nikken Sekkei
Распространение BIM в Японии
Сейчас в Nikken Sekkei используют только две-три из перечисленных новаций, но скоро станет обычным делом применение всех четырех в одном здании. Для этого необходима большая общая платформа. Поскольку ИКТ основаны на цифровой информации, BIM подходит в качестве такой платформы. 2D-чертежи – уже недостаточно хороший источник информации, как и их отсканированные PDF-версии. BIM в этом смысле абсолютно необходим.В Японии внедрение BIM проходит медленно и используют его ограниченно. В строительной отрасли считается, что производственная система в ее нынешнем состоянии достаточно развита для создания архитектуры высокого качества. В основном BIM используют проектировщики или генеральные подрядчики, чтобы повысить эффективность и качество работы. На этом уровне довольно сложно ожидать взрывного роста.
Музей Хоки, Nikken Sekkei © Harunori Noda
Чтобы распространение BIM-технологий пошло быстрее, клиент должен понимать все преимущества, которые они дают. Например, помимо того, что уже было сказано, с помощью ИКТ можно автоматически контролировать потерю энергии и тем самым снижать расходы на эксплуатацию здания.
Также важно создать среду, которая позволит быстро и легко оцифровывать информацию. Это должна быть комфортная среда, в которой любой: проектировщик, подрядчик или клиент, сможет беспрепятственно создавать данные для BIM и сразу получать результат. Ключом к созданию такой среды – мощные и эффективные BIM-решения. Вот почему мы используем ARCHICAD®.
ARCHICAD очень прост в освоении, но это серьезный продукт. Кроме того, у этого программного обеспечения помимо высоких рабочих характеристик есть еще одно важное преимущество: мощная поддержка «OPEN BIM®-подхода». Он подразумевает использование универсального формата файлов IFC для организации взаимодействия между всеми специалистами, вовлеченных в процесс проектирования. «Для архитектурных компаний сегодня особенно важно уметь сотрудничать и обмениваться информацией, вне зависимости от используемого ПО. Сотрудничество в области передачи данных необходимо. Информация не должна оставаться эксклюзивной для одной компании, поэтому ключевым показателем для нас является качественная передача данных из ARCHICAD в другие программы», – комментирует Яманаси.
пример из практики:
Дом на воде
Год: 2016Программное обеспечение: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD, STREAM
«Дом на воде». Фото: Harunori Noda © Nikken Sekkei
Проект «На воде» – это летний дом, расположенный в тихом месте на берегу озера Чузенджико в Никко, префектура Точиги. Двухэтажное здание стоит у самой воды на склоне, который понижается на семь метров от дороги к озеру.
Воссоздание окружающей среды проекта
Архитекторы хотели подчеркнуть уединенную атмосферу места и создать пространство, в котором можно наслаждаться природой. Поскольку хозяева ожидали в своем доме много гостей, нужно было подумать и о тепловом режиме. Но концепция не вырисовывалась до тех пор, пока заказчик не обронил фразу, что «и холод может быть приятен». Тогда архитекторы поняли, что холодный воздух – неотъемлемая часть этого места, в отличие от города, где среда однородная и регулируемая. Из этой идеи родилась форма здания – спираль, двигаясь по которой гость чувствует, что меняется не только вид за окном, но и температура. Чем ближе подходишь к воде, тем становится холоднее.
«Дом на воде». Фото: Harunori Noda © Nikken Sekkei
Создать это разнообразие оказалось непростой задачей. Для ее решения были необходимы подробные исследования и моделирование будущего здания уже на раннем этапе проектирования. Для частного жилья это дорого и трудоемко, но ARCHICAD сделал невозможное возможным. В компании была создана специальная BIM-группа, которая оперативно выпустила трехмерную модель в ARCHICAD для проведения дальнейших исследований.
«Я вообще не мог представить вид на озеро через 2D-чертежи. Но, добавив окружающие горы и ландшафт в BIM-модель, ARCHICAD позволил видеть проект так, словно мы находились внутри будущего здания», – говорит один из авторов проекта Сатоши Онда. С ARCHICAD можно было определить наилучшее место для расположения здания в пределах участка, масштаб комнат, а также форму и размер оконных проемов.
«Дом на воде». Анализ воздушных потоков © Nikken Sekkei
Прогнозируемость результатов с BIM
«Мы могли точно определить, где стоять или сидеть, чтобы увидеть гору Нантай с наилучшего ракурса. Мы могли проанализировать все, что войдет в панораму окна, – рассказывает глава отдела проектирования Хаджиме Аояги. – С самого начала моделировался не только вид, но и тепловая обстановка и вентиляция – ничто не было создано случайно».
BIM-модель оказалась полезна и для встреч с клиентом и подрядчиками. «Поскольку понять форму здания только по поэтажному плану было трудно, мы использовали трехмерную модель. И клиент, и подрядчик сразу понимали пространство, было легко объяснить наши проектировочные намерения. Я думаю, что это спасло нас от множества поездок на строительную площадку».
пример из практики:
Пассажирский терминал № 3, международный аэропорт Нарита
Год: 2015Программное обеспечение: GRAPHISOFT ARCHICAD, AutoCAD
Пассажирский терминал 3, аэропорт Нарита. Фото: Kenta Hasegawa © Nikken Sekkei
Пассажирский терминал № 3 Международного аэропорта Нарита предназначен для обслуживания авиакомпаний-лоукостеров. При низком бюджете – в полтора раза ниже, чем обычно тратится на подобную постройку – нужно было создать функциональное и эффектное здание.
Оптимизация бюджета строительства
Из-за денежных ограничений сразу пришлось отказаться от стандартных для аэропорта элементов: потолка, атриума, травалаторов. Количество лифтов также было ограничено. В результате появились проблемы: пассажирам придется долго идти, маршруты запутанные, вентиляционные трубы открыты, из-за отсутствия атриума сложно организовать навигацию. Архитекторы решили изменить подход к нормам проектирования аэропортов и стали думать, чем компенсировать отсутствие стандартных элементов.
«Раз пассажиру придется долго идти, мы должны найти материал, который сделает эту прогулку приятной. – говорит один из авторов проекта Ясумаса Мотоэ. – Например, прорезиненная поверхность пола». Так появились «беговые дорожки», которые не только ориентировали пассажиров, но и делали все пространство душевнее.
Пассажирский терминал 3, аэропорт Нарита. Фото: Kenta Hasegawa © Nikken Sekkei
Появилось много других идей, которые ARCHICAD помог визуализировать и проверить на соответствие бюджету или комфорту.
Конструкции и MEP-системы в BIM
«С самого начала мы планировали дизайн, структуру и инженерные сети как единое целое, без BIM-модели этого было бы трудно достичь, – говорит архитектор Ватару Танака. – Особенно полезна модель оказалась для решения проблемы отсутствия потолка. Мы спрятали вентиляцию внутри балок перекрытий, а на балках закрепили указатели. У нас была модель ARCHICAD, с помощью которой мы проанализировали инженерные сети и конструкции – так мы поняли, что замысел реализуем».
Мотоэ добавляет, что идей было намного больше, но даже очень удачные приходилось игнорировать, если они не соответствовали требованиям бюджета или не помогали создавать нужную атмосферу для пассажиров. С помощью BIM-модели получилось также проверить безопасность здания, наглядно презентовать его клиенту и объяснить инженерам сетей, что от них требуется. «Когда мы проходили по построенному зданию, оно выглядело именно так, какой была 3D-модель. Честно говоря, это потрясающе. Тем не менее я скучаю по магии обычных чертежей, которые превращаются в объемные здания».
***
О Nikken Sekkei
На рубеже XX века, когда модернизация захватывала умы архитекторов, в Японии была организована небольшая компания из двадцати девяти дальновидных архитекторов, дизайнеров и инженеров для строительства новой библиотеки в Осаке. Признание критиками построенного здания привело к продолжению деятельности фирмы. Теперь в компании работает более 2500 сотрудников. Реализованы проекты в сорока странах мира. Nikken Sekkei крупнейшая – и для многих самая успешная архитектурная компания в мире.
Отношение компании к инновациям стало легендарным. К 1930-м годам был создан прототип системы пересмотра дизайна, который позже превратился в «инновацию процесса проектирования», направленный на укрепление коллективного творческого мышления. В 1964 Nikken Sekkei стала первой фирмой в Японии, использующей компьютеры в архитектурном проектировании.
Проекты Nikken Sekkei оказали огромное влияние на городской пейзаж, особенно в Тихоокеанском регионе, где ее присутствие наиболее сильно ощущается с начала XXI века. На протяжении многих лет Nikken Sekkei активно расширяет свою деятельность, чтобы охватить широкий спектр услуг в проектировании и строительстве, начиная от проектирования коммерческих, промышленных и культурных объектов до планирования политики в области городского развития и концептуализации завтрашних зеленых городов.
