Сравнительный анализ принципов работы САПР AutoCAD и ArchiCAD на примере создания концептуальной модели офисного здания

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 организационнохозяйственных 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].

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.

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

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

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

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

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

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.

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 6

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.