Comparative analysis of AutoCAD and ArchiCAD functions: a case study of conceptual model of office building

Full Text

Период конца XX – начала XXI века в мировой практике архитектурно-строительного проектирования ознаменован переходом на новые технологии, получившие название информационное моделирование зданий или сокращенно BIM (от английского термина Building Information Modeling). BIM – это вся имеющая числовое описание информация об объекте, используемая как на стадии проектирования и строительства здания, так и в период его эксплуатации и даже сноса. Построенная специалистами информационная модель проектируемого объекта активно используется для создания рабочей документации всех видов, разработки и изготовления строительных конструкций и деталей, комплектации объекта, заказа и монтажа технологического оборудования, экономических расчетов, организации возведения самого здания, а также решения технических и организационно-хозяйственных вопросов последующей эксплуатации [1].

Большинство ведущих мировых проектных компаний успешно используют BIM-технологию для выполнения проектов зданий и сооружений. Тем не менее, повсеместное внедрение BIM пока находится на своей начальной стадии. В большинстве государств и стран еще не существует официального законодательного требования на использование BIM-технологий и не определены программные средства для их реализации. Однако применение информационного моделирования зданий в полном объеме или отдельных его компонентов является абсолютно необходимым процессом при современных потребностях проектных организаций и компаний [1; 2].

Внедрение новых информационных технологий проектирования в практическую деятельность изначально приводит к существенной трансформации образовательного процесса в высшей школе, так как на рынке труда становятся востребованными специалисты, обладающие знаниями нового уровня и навыками владения специализированным программным обеспечением [1–3]. Так, на архитектурно-строительном факультете Национального исследовательского Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство» открыта магистратура по профилю «Информационное проектирование и моделирование зданий и сооружений». ОПОП по этому направлению предполагает изучение дисциплины «BIM-технологии в архитектурно-строительном проектировании», в рамках которой выполняется курсовая работа на тему «Проведение сравнительного анализа принципов работы систем автоматизированного проектирования и информационного моделирования AutoCAD и ArchiCAD на примере создания концептуальной модели офисного здания».

Выбор программных продуктов для проведения анализа в курсовой работе учитывает реальное состояние дел в современной организации проектных работ в нашей стране. Большинство отечественных проектировщиков разрабатывают проектную документацию главным образом с помощью средств двумерной графики, которые используются для оформления чертежей, схем, текстовых и других документов. В этих целях наиболее часто применяется система автоматизированного проектирования (САПР) AutoCAD. Для выполнения презентационных материалов (трехмерных виртуальных моделей, макетов, сцен анимации и т.п.), как правило, используется модуль 3D-моделирования AutoCAD, а также ArchiCAD, как средство создания виртуальных моделей зданий и сооружений [2–4].

САПР AutoCAD является продуктом компании Autodesk (США) и ориентирована на специалистов разной квалификации и уровня подготовки. В силу своей универсальности AutoCAD используется в различных отраслях промышленности и производства. Модуль плоских построений востребован при создании и обработке любой графической информации, в частности, чертежей, схем и другой проектно-конструкторской документации. Модуль трехмерного моделирования позволяет создавать из набора примитивных тел и поверхностей геометрические формы разного уровня сложности и любого назначения [2–5].

Система автоматизированного проектирования ArchiCAD является продуктом компании Graphisoft (Венгрия) и в большей степени ориентирована на выполнение архитектурно-строительных моделей проектируемых зданий и сооружений. Архитектору предлагается мощный программный продукт, позволяющий работать не с отдельными чертежами, а с объемной моделью всего объекта. Эта модель содержит все необходимые данные о проектируемом здании, из которых может быть извлечена информация в виде чертежей (поэтажные планы, разрезы, фасады и др.), смет и спецификаций, презентационных материалов (фотореалистические изображения, анимационные ролики и т.п.). Кроме того, создание подобной виртуальной модели здания гарантирует, что все документы точно соответствуют друг другу, поскольку представляют собой разные виды информации по единому объекту проектирования. Каждый конструктивный элемент несет в себе всю информацию для представления его на чертежах и в объемной модели, а также для учета его свойств в сметах [2–4].

Рис. 1. Модель офисного здания, выполненная в AutoCAD (автор – Орлова Я. А.).

Рис. 2. Модель офисного здания, выполненная в ArchiCAD (автор – Орлова Я. А.).

Рис. 3. Фотоизображение офисного здания, выполненное в ArchiCAD (автор – Орлова Я. А.).

На рис. 1 – 3 представлены трехмерные модели офисных зданий, выполненные в рамках курсовой работы в системах AutoCAD и ArchiCAD магистрантом Орловой Я. А. При выполнении курсовой работы выявлены и обобщены некоторые особенности работы рассмотренных программ. На рис. 4 и 5 представлены трехмерные модели офисного здания, выполненные в системах AutoCAD и ArchiCAD магистрантом Никишиной Г. А.

САПР, как основной инструмент инженера-проектировщика, должна характеризовать эффективность применения технологий автоматизированного и информационного проектирования для оформления и выпуска проектно-конструкторской документации. ГОСТ Р 21.1101-2013 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации» (приложение Б) предполагает распределение рабочих чертежей основного комплекта примерно по 40 маркам. Из них при проектировании гражданских зданий выполняется примерно половина марок, распределенных по следующим проектным отделам: инженерных изысканий; генеральных планов; архитектурный; строительный; технологический; водоснабжения и водоотведения и некоторые другие.

Чертежи, входящие в комплект проектно-конструкторской документации, выполняются в полном соответствии государственным стандартам. При этом способы построения таких чертежей в системах автоматизированного проектирования могут быть весьма различны. Ключевая разница между рассматриваемыми САПР состоит в различии принципов работы.

Рис. 4. Модель офисного здания, выполненная в AutoCAD (автор – Никишина Г. А.).

Рис. 5. Фотоизображение офисного здания, выполненное в ArchiCAD (автор – Никишина Г. А.).

Основной подход к работе в AutoCAD сводится к отрисовке графическими примитивами любых элементов чертежа. Набор инструментов черчения и рисования, настройка их свойств и параметров позволяет полностью соблюдать требования стандартов в отношении правил выполнения изображений и аннотаций – толщин и типов линий, текстовых стилей, простановки размеров и т.д. Иными словами, функции AutoCAD более ориентированы на инженерно-проектную деятельность, универсальны, и, в принципе, могут быть использованы при работе с любым из разделов разрабатываемого проекта. Модуль 3D-моделирования в AutoCAD также универсален, как и модуль плоского черчения. Однако это приводит к значительной трудоемкости построения трехмерной модели [2 – 5].

Основной подход к работе в ArchiCAD сводится к созданию виртуальной модели здания, которая строится с использованием интеллектуальных объектов (стен, перекрытий, балок, окон и дверей и т.д.). Интеллектуальным объектам можно менять геометрическую форму, задавать различные параметры, накладывать текстуру, менять прочие характеристики. Из получившейся трехмерной модели здания автоматически извлекается необходимая информация в форме чертежей (разрезов, фасадов, планов), спецификаций и другие документы. Имеющиеся в системе двумерные инструменты черчения используются только как вспомогательные средства для оформления документации проекта. Как самостоятельный модуль для создания проекта этот функционал не эффективен. Стоит отметить, что ArchiCAD изначально ориентирован на работу архитекторов и дизайнеров, а не инженеров-строителей. Поэтому в работе с этим программным продуктом на первый план выходят не конструкторские и инженерные решения, а общая концепция и визуальная составляющая. ArchiCAD в большей степени используют дизайнеры и архитекторы при работе с разделами АР, АИ. Несмотря на то, что инструменты трехмерного моделирования и оформления рабочей документации достаточно универсальны, выполнять другие разделы проекта с помощью ArchiCAD очень трудозатратно. Для этих целей рекомендуется использовать специализированные программные продукты и приложения [2–4].

Построение концептуальных 3D-моделей возможно в обоих программных продуктах. Однако, AutoCAD оперирует трехмерными примитивами, в то время как ArchiCAD работает с интеллектуальными инструментами и библиотеками готовых объектов, что значительно сокращает время работы над проектом. Принципы организации проекта в AutoCAD и ArchiCAD одинаковы. В пространстве модели (этажа) создается план здания или другие изображения. Компоновка чертежей для последующей печати выполняется в пространстве листа [2 – 4].

По результатам выполнения курсовой работы можно сделать вывод о том, что каждая из рассмотренных систем (AutoCAD и ArchiCAD) обладает своей спецификой, имеет выраженные преимущества в определенных областях и видах работ, а их функциональные характеристики позволяют решать различные типы задач с разной степенью эффективности. Для решения комплексных задач и в одном, и в другом случае понадобится интеграция с другими программными средствами, установка дополнительных функциональных модулей либо использование обеих систем одновременно. Ни одна из рассматриваемых программ не является идеально подходящей для всех групп пользователей и для разработки всех разделов проекта. Каждый пользователь или коллектив пользователей выбирает программу, исходя из специфики работы, требований заказчика и наработанного опыта.

About the authors

L. M. Oshkina

Author for correspondence.
Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

I. A. Orlova

Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

G. A. Nikishina

Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Model of an office building, made in AutoCAD (author – Orlova Ya. A.).

Download (26KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Model of an office building, made in ArchiCAD (author – Orlova Ya. A.).

Download (36KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. Photographic image of an office building, created in ArchiCAD (author – Orlova Ya. A.).

Download (37KB)

Indexing metadata

5. Fig. 4. Model of an office building, made in AutoCAD (author – Nikishina G.A.).

Download (33KB)

Indexing metadata

6. Fig. 5. Photographic image of an office building, created in ArchiCAD (author – Nikishina G.A.).

Download (24KB)

Indexing metadata