По нормам обследование здания должно осуществляться не реже раза в десять, а если оно находится в неблагоприятных условиях – в пять лет. Для уникальных объектов необходим постоянный мониторинг. Но, как показывает практика, здания не обследуются вовсе или обследуются не должным образом. Неудивительно, что в последние годы специалисты отмечают рост числа аварий.
Одна из причин отсутствия или неправильного контроля технического состояния здания – недостаточность, а иногда и отсутствие сведений о проведенных ранее обследованиях и ремонтах. В бумажные технические паспорта вносится минимум информации – отсутствует наглядное представление об имеющихся дефектах, не указывается ни когда проводились обследования, ни где и какие дефекты выявлены, ни когда они были – если были – устранены. Да и имеющиеся скудные сведения зачастую оказываются неверными. К тому же, паспорта зданий часто теряются. Между тем составление их – процесс весьма трудоемкий. Кроме того, по прошествии времени требуется уточнять собранную ранее информацию – а это тоже дело долгое и нелегкое.
А что если заменить бумажные паспорта цифровыми моделями? Вопрос особенно актуален для крупных городов, где, во-первых, здания, как правило, возводят быстро, а во-вторых, широко распространена точечная застройка.
Сейчас активно развивается технология информационного моделирования (BIM – Building Information Modeling). Магистрант АСИ ЮУрГУ Андрей Куров в своей выпускной квалификационной работе, выполненной под руководством доктора технических наук, профессора кафедры строительного производства и теории сооружений Альберта Халитовича Байбурина, рассмотрел возможность применения таких технологий для контроля за состоянием зданий вуза. В качестве предмета исследования был выбран лабораторный корпус АСИ ЮУрГУ.
Это двухэтажное двухпролетное (каждый пролет по 12 метров) каркасное здание по улице Коммуны имеет размеры в плане 75,80 х 24,00 метра, высота его – 10,2 метра. На первом этаже располагается зал испытания крупных строительных конструкций с двумя мостовыми кранами, учебные лаборатории кафедр, научно-производственная зона УНЦ «Строительство». На втором – учебные лаборатории кафедр. Несущие колонны каркаса железобетонные, квадратного сечения. Перекрытие и покрытие выполнены из железобетонных ребристых плит. Наружные стены – из кирпичной кладки толщиной 510 миллиметров. Окна из ПВХ профиля, наружные двери – металлические.
Строительство корпуса началось в 1959 году силами студентов и преподавателей инженерно-строительного факультета, из которого впоследствии вырос АСИ. В 1961-м стройка была завершена. С тех пор здание несколько раз реконструировали, постоянно достраивали и перестраивали, регулярно проводили работы по совершенствованию учебной базы.
Ориентировочно в 1988 году была реконструирована крыша. На нее уложили профнастил, сделав большие выпуски в надежде, что так дождь и снег будут меньше вредить стенам. Но в результате выпуски стали обламываться под тяжестью огромных сосулек. На стены и окна сходили настоящие ледяные лавины, разбивая стеклоблоки и разрушая кирпичную кладку. Весной провели обследование здания – и пришли к выводу: каркас корпуса потерял несущую способность и требует ремонта и усиления. Усилить каркас решено было с помощью бетонных полуколонн. Их опалубку, сделанную из разрезанных пополам труб большого диаметра, после бетонирования планировали убрать – но в итоге оставили, чтобы придать конструкции дополнительную прочность. С северной, сильнее пострадавшей, стороны, полуколонны сделаны выше, чем с южной.
Оконные проемы изначально были закрыты стеклоблоками – которые разрушались под действием времени и падавших сосулек. Их заменяли новыми – работа трудоемкая и неэффективная. Чтобы удержать в здании тепло, сквозные дыры в окнах пробовали затыкать пенопластом – но он не пропускал свет и вылетал от сильных порывов ветра. В результате температура в учебной зоне, случалось, опускалась до +11°C. Наконец, при содействии выпускника кафедры ТСП 1985 года Евгения Владимировича Рогозы, в проемы окон вставили большие деревянные рамы, которые исправно прослужили до 15 февраля 2013 года. Падение метеорита сильно их повредило, и они были заменены на окна из ПВХ профилей. В 2008 году, исполняя предписание пожарной комиссии, указывавшее на необходимость дополнительных путей эвакуации, переделали коридоры второго этажа, установили широкую лестницу и устроили дополнительные выходы на улицу.
На сегодняшний день применение BIM-технологий в сфере эксплуатации здания (проведение обследований и ремонтных мероприятий) не развито, инструменты редактирования информационной модели здания на этапе эксплуатации, по данным осмотров и обследований, отсутствуют. Поэтому перед Андреем Куровым стояли задачи: обследовать лабораторный корпус АСИ, создать его цифровую модель и картограммы дефектов по имеющимся данным обследований за разные промежутки времени, разработать метод добавления дефектов в модель, составить дефектные ведомости и дать рекомендации по применению BIM-технологий для эксплуатационного контроля.
Итогом работы стала цифровая модель лабораторного корпуса АСИ. В нее были внесены дефекты и повреждения по данным обследований 1988 и 2020 годов, составлены картограммы дефектов и дефектные ведомости, существующие дефекты здания отображены на 3D-модели. Оформлен технический паспорт здания, включающий лист с отображением текущего состояния фасада, а также картограммы и дефектные ведомости, составленные по данным обследований.
В дальнейшем возможно развитие этой модели, наделение ее информацией путем создания несущих конструкций и внутреннего пространства, добавления инженерных систем, а также объектов благоустройства территории лабораторного корпуса.