BIM в индустриальном строительстве: как собрать стадион на 34 000 мест за 9 месяцев

Когда в 1965 году открылся стадион «Астродом» в Хьюстоне, местные жители называли его «восьмым чудом света». Эта 18-этажная арена стала первым в мире крытым купольным стадионом с системой кондиционирования воздуха и первой площадкой, где уложили искусственный газон, который впоследствии и получил свое знаменитое название AstroTurf в честь арены.

Однако со временем «Астродом» начал разрушаться — как буквально, так и фигурально. В 1996 году футбольная команда «Хьюстон Ойлерз» переехала в Теннесси, а спустя несколько лет арену покинула и бейсбольная команда «Хьюстон Астрос». В 2005 году стадион использовался в качестве временного убежища для 25 000 человек, пострадавших от урагана «Катрина».

Наконец, в 2009 году из-за несоответствия местным нормам пожарной безопасности власти Хьюстона окончательно признали «Астродом» аварийным. С тех пор он пустует, превратившись в памятник ушедшей эпохе.

И «Астродом» не одинок. По всему миру десятки некогда грандиозных спортивных и развлекательных объектов заброшены. Став тенью своего прошлого, они потеряли привлекательность, аудиторию и во многих случаях — структурную целостность.

Но ситуация не должна быть такой, утверждает Нейтан Тобек, директор и руководитель цифрового направления в Азиатско-Тихоокеанском регионе австралийского офиса Populous. Populous — это глобальное архитектурно-дизайнерское бюро, специализирующееся на проектировании спортивных арен, стадионов, конгресс-центров и других многофункциональных объектов.

«Наша индустрия способна работать лучше», — говорит Тобек.

Его компания внедряет новый, более экологичный подход к спортивно-развлекательной архитектуре, используя методы индустриального строительства и цифровые инструменты для «продуктизации» сложных проектов.

«Когда вы инвестируете несколько миллиардов долларов в строительство объектов, которые используются от 30 до 220 раз в год, вы просто обязаны максимизировать ценность этих инвестиций, — отмечает Джонатан Нельсон, глобальный руководитель цифрового направления в Populous. — Продуктизация и индустриальное строительство играют в этом ключевую роль».

Что такое продуктизация в строительстве?

Суть продуктизации объектов и индустриального строительства проста: проектировщики и строители могут сделать проекты быстрее, эффективнее и экологичнее. Для этого принципы и процессы из сферы промышленного дизайна и производства переносятся и адаптируются под строительный сектор с помощью цифровых технологий.

«Ирония нашей отрасли заключается в том, что каждый раз, приступая к новому проекту, все собираются вместе и делают вид, будто никогда раньше этим не занимались, — говорит Нельсон. — Моя задача — облегчить этот процесс и сказать: "Вообще-то мы уже делали это, и вот как мы можем применить этот опыт к вашей текущей задаче". Именно в этот момент начинает расти эффективность и производительность».

Представьте себе автомобиль. Когда машина собирается на заводе, инженеры не проектируют каждое транспортное средство с нуля. Вместо этого у них есть шаблоны многократного использования для стандартных деталей и компонентов, которые производятся и собираются массово на механизированных линиях.

При правильном выборе инструментов и должном планировании здания можно производить аналогичным образом.

«Наша инфраструктура становится масштабнее и сложнее, но мы принципиально вообще никак не изменили подходы к закупкам и возведению зданий — наша отрасль сильно отстает, — отмечает Нельсон.

Он напоминает, что аэрокосмической отрасли потребовалось всего 63 года, чтобы пройти путь от самолета братьев Райт в Китти-Хок до высадки человека на Луну. — А что сделали мы в нашей индустрии за 63 года, что продемонстрировало бы такой же уровень прогресса? Это крайне интересная задача, которую стоит решить».

Компания Populous использовала стратегии продуктизации объектов при проектировании Kai Tak Sports Park в Гонконге. / Фото Populous

Начало революции многократного использования

С помощью индустриального строительства и продуктизации компания Populous намерена решить проблему стагнации в строительном секторе и устранить сопутствующие ей недостатки.

Проектом, который идеально иллюстрирует данный подход, стал Международный стадион для крикета в округе Нассау. Эта арена вместимостью 34 000 зрителей использовалась в качестве площадки в Нью-Йорке для проведения Чемпионата мира по крикету Т20 в 2024 году.

Поскольку крикет в США не так популярен, как другие виды спорта, стадион изначально проектировался как временный с применением модульной стратегии. В основе концепции лежали экологичные временные решения, полностью соответствующие строгим стандартам крикета, что стало мировым прецедентом для данного вида спорта.

Подавляющее большинство использованных элементов базировалось на стандартных размерах конструкций тентов, строительных лесов и оборудования, доступных на рынке аренды для мероприятий, который имеет высокостандартизированные модули.

Что касается трибун, то основная часть чаши была собрана из конструкций, оставшихся после недавних гонок Формулы-1, и лишь небольшие секции — треугольные зоны между модульными трибунами — возводились традиционным способом.

Главная цель заключалась в том, чтобы не просто собрать временный стадион, а сделать его максимально приближенным к постоянным аренам с точки зрения инфраструктуры. Сюда вошли различные типы посадочных зон, VIP-ложи и клубные пространства, раздевалки для команд, а также зоны для прессы и телетрансляций. Все это было реализовано на основе системы из семи модульных групп.

Модульные системы также сыграли решающую роль в проектировании и сдаче объекта: путь от чистого листа бумаги до дня открытия занял всего девять месяцев, в то время как строительство постоянных арен аналогичного размера может занимать несколько лет.

Экологичность также стала ключевым фактором. Через две недели после окончания турнира Т20 стадион был полностью разобран, а его элементы отправлены для повторного использования на других мероприятиях в Северной Америке — на месте осталась только сама площадка для крикета.

Тобек отмечает, что этот проект наглядно показывает потенциальную ценность сборно-разборных модульных трибун:

«Крикет — не самый частый вид спорта в Америке. Но что, если производить конструкции трибун и сидений в рамках единой системы, которую можно собрать под конкретное грандиозное разовое событие?

Те же самые конструкции затем можно демонтировать и развернуть в другом месте, например, под бейсбольный матч для другого города, вместо того чтобы создавать ситуации с "белыми слонами" — когда строят огромные стадионы под Олимпиаду, а потом городу они просто не нужны».

Международный стадион для крикета в округе Нассау, являющийся временным объектом, был полностью разобран через две недели после завершения Чемпионата мира по крикету Т20 2024 года. / Фото Gabby Jones.

Сильные партнерские отношения и умные технологии

Тобек и Нельсон сходятся во мнении, что эта убедительная концепция опирается на два фундаментальных элемента.

Первый — это конвергенция отрасли в виде тесного партнерства с производителями.

«Мы как архитекторы должны иметь больше контроля над проектом и больше влиять на то, что именно производится, — говорит Тобек. — Традиционно архитектор создает проект, а затем передает его строителю. Затем строитель выполняет всю работу, включая выбор всех производителей.

Если мы хотим открыть новые возможности, ускорить производственные линии и быстрее возводить здания, нам необходимо напрямую взаимодействовать с производителями на ранних этапах, чтобы иметь возможность тестировать идеи совместно с ними еще на стадии проектирования».

По словам Тобека, от более тесного сотрудничества архитекторов и производителей выигрывают все. В качестве примера он приводит Kai Tak Sports Park в Гонконге, центральным объектом которого является спроектированный Populous стадион на 50 000 мест. Первоначальный проект стадиона предполагал фасад из более чем 47 000 алюминиевых панелей 8 000 различных форм и размеров.

«К сожалению, почти все эти 47 000 панелей были нестандартными, — отмечает Тобек. — У нас не было никакой возможности изготовить их в приемлемые сроки, особенно во время пандемии COVID-19, когда мы находились на начальном этапе строительства.

Поэтому с самого начала мы стали тесно сотрудничать с нашими инженерами по фасадам и заводом-изготовителем, чтобы сократить количество панелей за счет оптимизации их размеров, величины зазоров между ними и стальных опор.

Мы должны были убедиться, что панели технологичны в производстве и что мы сможем нарезать их по размеру с минимальным количеством отходов материала».

Благодаря совместной работе с производителем над созданием более оптимизированного проекта, компания Populous сократила количество панелей с 47 000 (в 8 000 вариациях) до 27 000 (всего в двух вариациях). Это позволило сэкономить более 1000 тонн бетона, использовать на 40% меньше стали и снизить стоимость проекта примерно на 25%.

«Наладив более тесную связь с производителем, мы смогли оптимизировать дизайн, повысить экологичность, ускорить реализацию проекта, снизить затраты и, по сути, значительно сократить количество строительного мусора», — говорит Тобек.

Выстраивание более тесных связей с производителями требует усилий и готовности к диалогу, а также технологий — второго ключевого фактора, обеспечивающего развитие индустриального строительства и продуктизации.

«BIM — это мощнейший механизм, позволяющий нам обмениваться информацией с производителями на самых ранних этапах», — подчеркивает Тобек, добавляя, что Autodesk Revit является «основным стержнем всего, что мы делаем». По словам Нельсона, комплекс Kai Tak Sports Park был полностью спроектирован в Revit.

Тобек отмечает, что инструменты Autodesk, делают цифровую связь между архитектором и производителем еще более прочной. Populous также использует искусственный интеллект для обоснования своих проектных решений.

«Мы очень активно применяем машинное обучение при проектировании чаш трибун, — говорит Нельсон. — Мы можем взять все имеющиеся у нас специализированные данные и использовать их для определения оптимальных билетных зон... Мы можем сказать: "Для концерта с С-образной конфигурацией сцены сегментация билетов выглядит так. Для U-образной сцены — так.

Для баскетбола — вот так". Мы используем это для корректировки наших проектов, чтобы убедиться, что в долгосрочной перспективе мы максимизируем как впечатления зрителей, так и доходность объекта».

Оптимизировав конструкцию алюминиевого фасада Kai Tak совместно с производителем, компания Populous сократила количество панелей с 47 000 до 27 000 и уменьшила объем стальных компонентов на 40%. / Фото Populous.

Раскрытие потенциала архитектуры с добавленной стоимостью

Именно в этом кроется истинный потенциал продуктизации: сотрудничая с дальновидными клиентами и подрядчиками, архитекторы, работающие в связке с производителями, могут продолжать создавать добавленную стоимость и долгое время спустя после этапа проектирования.

«Наша цель — быть с клиентами на протяжении всего жизненного цикла актива, начиная с анализа потребностей и планирования и заканчивая выводом из эксплуатации и перепрофилированием, поэтому мы разрабатываем инструменты и услуги, которые охватывают весь этот путь», — подчеркивает Нельсон.

Однако индустриальное строительство применимо не только к спортивно-развлекательным объектам. По словам Тобека, его преимущества могут быть реализованы при возведении самых разных сооружений в различных отраслях. Он отмечает, что продуктизация стальных и деревянных каркасов может быть столь же эффективной, как и продуктизация конструкций стадионных трибун.

«Производители, возможно, уже выпускают великолепные стальные или деревянные каркасы, но проектировщики могут об этом даже не догадываться, поскольку между ними нет постоянной коммуникации, — говорит Тобек. — Архитекторы проектируют то, что хотят, а подрядчики и заводы-изготовители делают все возможное, чтобы воплотить эти замыслы в жизнь.

Представьте, если бы эти две стороны начали общаться, и мы стали бы проектировать здания на основе того, что реально могут предложить производители. Это сделало бы процесс дешевле, проще и экологичнее. Это значительно ускорило бы монтаж. А сэкономленные время и деньги мы могли бы направить на создание более качественных архитектурных решений».

BIM — фундамент индустриального строительства и новой архитектуры

Опыт компании Populous наглядно демонстрирует, что информационное моделирование (BIM) давно вышло за рамки простого инструмента для 3D-черчения. Сегодня это главная связующая нить между амбициозными идеями архитекторов и реальными возможностями заводов-изготовителей.

Именно BIM делает возможным переход к индустриальному строительству и продуктизации зданий. Единая цифровая модель позволяет интегрировать точные данные от производителей конструкций еще на этапе концепции. Это дает возможность заранее тестировать идеи, стандартизировать сложные узлы, исключать пространственные коллизии и с ювелирной точностью рассчитывать объемы необходимых материалов.

Результат применения такого подхода измерим в конкретных цифрах: сокращение сроков возведения объектов на целые месяцы, экономия тысяч тонн металла и бетона, а также снижение общей стоимости сложных проектов на десятки процентов. Внедрение информационных моделей — это больше не опция для избранных, а единственный рабочий стандарт для тех, кто хочет строить быстрее, предсказуемее и без колоссальных потерь ресурсов.

Нужна помощь с внедрением BIM или консультация по сложным инженерным вопросам?

CAD.kz - официальный поставщик решений для BIM проектирования, а также услуг консалтинга и внедрения цифровых двойников на территории Казахстана. Обращайтесь к нам за профессиональной консультацией и комплексным внедрением BIM.

Тел.: 8 (7172) 57-70-75, 57-80-28

Моб.: 8 (701) 550-18-93 (+WhatsApp)

E-mail: office@cad.kz

www.cad.kz