Возникновение BIM-технологии рано или поздно было предрешено. По мере ускорения компьютерных процессов и усложнения социальных запросов к архитектору (одним из главных драйверов развития BIM стала идеология «зеленого строительства») менялся и инструментарий проектирования. История его эволюции интересна сама по себе и позволяет сделать прогнозы на будущее.

Источник: archspeech.com

Начало

Мы опустим описание того славного периода, когда архитектор должен был героически вычерчивать каждый план от руки, а единственным средством наглядной визуализации здания был макет. Хотя уже тогда, измученные чертежной рутиной и вдохновленные теми изменениями, которые компьютеры начинали оказывать на все сферы человеческой жизни, многие архитекторы предчувствовали и предвосхищали объектно-ориентированное проектирование и программирование. В 1960-е годы стали появляться первые программы для моделирования, и уже в 1970-1980-е годы все они — по методу отображения и способу записи данных о форме — четко разделились на две группы: конструктивная стереометрия (CGS) и представление в границах (brep).

Программы первой группы (Constructive Solid Geometry) оперировали набором примитивных элементов (которые могли быть и пустотами): любая форма представлялась в виде объединения и наложения этих элементов друг на друга. Метод brep (boundary representaion), напротив, проводил между пустотами и «твердыми телами» четкую границу — она и служила для обозначения формы. Так или иначе, программы обоих типов положили начало эпохе CAD — computer-aided drawing, «рисования с помощью компьютера».

Проектирование зданий на основе «базы данных»

Первая программа, в которой здание можно было собирать из конкретных архитектурных элементов — BDS (Building Description System, «система описания здания»), — появилась в начале 1970-х. Более того, программа давала возможность добавлять к модели объекта такие параметры, как материал изготовления или имя поставщика. Ее придумал архитектор Чарльз Истман, выпускник университета в Беркли, — сейчас он профессор Технической архитектурной школы Джорджии и эксперт по BIM-проектированию. В то время, по подсчетам Истмана, применение BDS уменьшало стоимость проектирования на 50%. Но проблема была в том, что программа создавалась еще до распространения персональных компьютеров и воспользоваться ею могло лишь очень ограниченное количество архитекторов. Зато в следующем проекте Истмана 1977 года — GLIDE (Graphocal Language for Interactive Design) — уже были заложены все основные черты современных платформ для BIM.

Разработки в этом направлении велись и в Англии. В 1980-е там было создано целое семейство программного обеспечения: GDS, EdCAAD, Cedar, RUCAPS, Sonata, Reflex. Например, в программу RUCAPS, разработанную в 1986 году компанией GMW Computers, впервые была заложена концепция фазированного строительства, что очень помогло при возведении третьего терминала аэропорта Хитроу в Лондоне.

Чуть позже, параллельно с исследованиями, как за счет компьютерного моделирования увеличить эффективность строительства, стали пытаться симулировать определенные сценарии и проводить над моделью виртуальные «испытания». Одна из первых программ, позволяющих анализировать трансформации проекта в зависимости от материалов, конструкций, местоположения и ориентации, называлась Building Design Advisor. Ее разработали в 1993 году опять же в Беркли, в Национальной лаборатории Лоренса.

«Виртуальное здание»

Отнюдь не все технологические прорывы совершались в Америке или Западной Европе: вы удивитесь, но родоначальниками хорошо всем известных сегодня программ ArchiCAD и Revit были уроженцы стран социалистического лагеря. Так, ArchiCAD вышел в свет в 1982 году благодаря будапештскому физику Габору Бохару. Пойдя на открытый конфликт с коммунистическим правительством, Бохар лишился возможности заниматься своей основной профессией: когда он писал первые строчки программного кода, единственным источником дохода для его семьи была контрабанда компьютеров Apple (ввозить их в Венгрию легально не позволял «железный занавес»). Именно под операционную систему Apple — Lisa Operating System — и взяв за основу BDS Истмана, Бохар ввел понятие «виртуального здания» и разработал RADAR CH, позже переименованную в ArchiCAD: так эта программа стала первой в своем роде, которую можно было использовать на персональном компьютере. А сам Бохар со временем возглавил корпорацию Graphisoft — крупнейшего игрока на рынке программного обеспечения для архитекторов. И хотя активно ArchiCAD стали применять только в 2000-е годы, по подсчетам Graphisoft, она помогла создать уже более 1 млн проектов по всему миру.

Что касается Revit, то авторство этой программы и вовсе принадлежит нашему соотечественнику Леониду Райзу, хотят тот и работал в основном за границей. В 1988 году он и Ирвин Юнграйс отделились от PTC — Parametric Technology Corporation — и основали в Кембридже, штат Массачусетс, собственную компанию Charles River Software. Чтобы написать программу, которая могла бы работать с более сложными и комплексными проектами, нежели ArchiCAD, они наняли единственного сотрудника — действующего архитектора Дэвида Конанта. Он отвечал за дизайн интерфейса и переделывал его девятьраз, но к 2000 году написанная на языке объектно-ориентированного программирования C++ программа Revit была готова. Спустя два года ее выкупила компания Autodesk и с тех пор продвигает как собственный программный продукт и популяризует сам термин BIM.

Революционность Revit состояла в том, что в процесс моделирования был включен параметр времени. Можно было просчитывать сроки строительства, симулируя его процесс. Один из ранних примеров использования Revit — башня Свободы в новом комплексе зданий Всемирного торгового центра в Нью-Йорке: ее спроектировал Даниэль Либескинд. Правда, строительство, вопреки всем компьютерным расчетам, затянулось по политическим причинам и было завершено только пару лет назад, но благодаря Revit были сделаны довольно точные расчеты по расходу материалов и их общей стоимости.

На сегодняшний день это одна из основных платформ для BIM-проектирования. На ней могут объединяться архитекторы, конструкторы и инженеры, причем работать автономно друг от друга и с разными правами доступа (можно менять параметры только в подведомственной твоему уровню группе). Плюс с каждым годом появляется все больше приложений-симуляторов для расчета освещенности, инсоляции, акустических свойств пространства и т. д.

Альтернативная история

Отдельно стоит сказать про программы, сфокусированные прежде всего на математически точном представлении сложных криволинейных форм и поверхностей, получившие название параметрических. Так, в 2003 году вышла популярная Generative Components, разработанная Bentley Systems. А в 2006-м — ее аналог Digital Project, которую, на основе одной из первых CAD-программ CATIA французского производителя самолетов Dessault Systems, разработали в Gehry Technologies — компании, специально созданной Фрэнком Гери для технологического сопровождения своих проектов. Ведь его совсем не случайно называют чуть ли не отцом-основателем BIM — Гери использовал информационное моделирование, еще когда не существовало самого термина.

Помните знаменитую «рыбу» у береговой линии Олимпийской деревни в Барселоне? Работу над этим проектом Гери начал в 1990 году, более четверти века назад. И быстро понял: чтобы создать скульптуру длиной 55 м и высотой 35 м столь сложной формы, без современных технологий не обойтись. Каждая деталь конструкции должна была быть трехмерной, изогнутой, и типичная 2D-документация для ее производства едва подходила, не говоря уже о дороговизне изготовления для каждой такой детали целого комплекта чертежей. Тогда-то архитектор и поставил перед своими сотрудниками задачу найти подходящее программное обеспечение. Произошла встреча с Dessault Systems и CATIA для моделирования самолетов. И расчеты те произвели с такой точностью, что всю «рыбу» собрали без каких-либо погрешностей согласно составленному программой графику — всего за шесть месяцев. А Гери с тех пор стал ярым адептом новых технологий в проектировании и все последующие свои шедевры строил только с помощью Digital Project.

Эту же программу — наряду с другими — активно использует и бюро Захи Хадид[1]. Ведь фактически параметрические программы породили новый, параметрический формат архитектуры. В 2008 году Патрик Шумахер, партнер Zaha Hadid Architects, писал в своем «Манифесте параметризма»: «Параметризм может существовать только благодаря соответствующим инструментам проектирования. В конечном счете вычислительно продвинутые методы — такие как скриптинг (с помощью Rhino-script или Mel-script) и параметрическое моделирование (с Digital Project и Generative Components) становятся повседневной реальностью. И сегодня, не владея этими техниками, невозможно быть в авангарде архитектуры.