ВІМ модель світу
Якщо людство серйозно розглядає можливість створення поселень на Місяці та Марсі, логічно поставити інше запитання: чи можна застосувати такий самий системний підхід для поліпшення умов життя на Землі?
Більшість технологій, необхідних для проєктування комфортних, екологічних та значною мірою автономних міст, уже існують. BIM-моделювання, цифрові двійники, геоінформаційні системи, автоматизований транспорт, роботизоване виробництво, модульне будівництво, 3D-друк, відновлювана енергетика, вертикальні ферми та системи повторного використання води застосовуються в різних країнах і галузях.
Головне завдання полягає не у винайденні принципово нових технологій, а в їх об’єднанні в єдину взаємопов’язану систему.
Від BIM-моделі будівлі до цифрової моделі міста
BIM — це інформаційне моделювання будівель та інфраструктурних об’єктів. На відміну від звичайної тривимірної візуалізації, BIM-модель може містити інформацію про конструкції, матеріали, інженерні мережі, обладнання, вартість, терміни будівництва, енергоспоживання, технічне обслуговування та подальшу експлуатацію об’єкта.
Наступним етапом розвитку цієї технології стали цифрові двійники. Вони дозволяють не лише побачити об’єкт у віртуальному просторі, а й підключити до нього реальні дані із сенсорів, транспортних систем, електромереж, комунального обладнання та інших джерел. Завдяки цьому можна контролювати стан інфраструктури, моделювати різні сценарії та оптимізувати використання ресурсів.
Якщо об’єднати цифрові моделі будинків, доріг, підприємств, енергетичних систем, водопостачання, сільського господарства та природних територій, можна створити інтерактивну BIM-модель міста, регіону, а в перспективі — значної частини планети.
Така модель не повинна бути точною копією всього світу з першого дня. Її можна розвивати поступово: від окремого житлового комплексу або невеликого району до міста, мережі міст і глобальної системи планування.
*Усі зображення створено за допомогою штучного інтелекту.
Віртуальне місто до початку будівництва
Перед спорудженням нового міста або масштабною реконструкцією наявного району його можна спочатку створити у цифровому середовищі.
У віртуальній моделі можна показати житлові будинки, школи, лікарні, громадські простори, виробничі комплекси, транспортні маршрути, зелені зони, системи очищення води, виробництва енергії, вирощування продуктів і перероблення відходів.
Людина зможе пройти вулицями такого міста, оглянути квартиру, перевірити доступність транспорту, оцінити відстань до школи або медичного центру та побачити, як працюють міські системи.
Однак головна цінність такої моделі полягає не у візуальній привабливості. Вона дозволить ще до початку будівництва перевірити, наскільки зручно буде користуватися містом, які навантаження виникнуть на транспорт, скільки знадобиться води та електроенергії, де можуть утворитися затори, які об’єкти потребуватимуть резервного живлення та як місто працюватиме в надзвичайних ситуаціях.
Розрахунок ресурсів і вартості
Кожен елемент BIM-моделі може бути пов’язаний із конкретними матеріалами, обладнанням, виробниками, строками постачання та обсягами робіт.
Це дозволяє визначити, скільки бетону, сталі, скла, деревини, кабелю, труб, транспортних модулів, акумуляторів та іншого обладнання необхідно для будівництва. До розрахунків можна включати трудові ресурси, логістику, енергоспоживання, строки виконання робіт і подальші витрати на експлуатацію.
На основі цих даних можна порівнювати різні варіанти забудови. Наприклад, оцінити, що вигідніше протягом усього життєвого циклу: звичайний будинок із нижчою початковою вартістю чи енергоефективна будівля, яка потребуватиме менше енергії та обслуговування.
Цифрове моделювання також дає можливість визначити, де вже є необхідні виробничі потужності, яких ресурсів бракує та які підприємства доцільно створити або модернізувати.
Модульне й автоматизоване будівництво
Основою масштабного будівництва може стати модульний принцип. Окремі елементи будинків, інженерних систем і міської інфраструктури виготовляються на заводах, після чого доставляються на будівельний майданчик і збираються в готові конструкції.
Модульне будівництво вже застосовується для житлових будинків, готелів, лікарень, навчальних закладів та промислових об’єктів. Окремим напрямом розвивається будівельний 3D-друк, який може використовуватися для виготовлення конструктивних елементів або цілих частин будівель. Поєднання модульного виробництва, роботизації та 3D-друку розглядається як один із напрямів індустріалізації будівництва.
Єдина система стандартів не означає, що всі міста або будинки повинні виглядати однаково. Стандартизованими можуть бути з’єднання, інженерні вузли, комунікації та базові конструкції, тоді як архітектура, планування, фасади й громадські простори залишатимуться різноманітними.
Це дозволить швидше будувати, ремонтувати та модернізувати об’єкти, а також замінювати окремі елементи без повного демонтажу будівлі.
Місто як єдина система
Сучасне місто складається з великої кількості систем, які часто проєктуються та управляються окремо. Транспорт не завжди узгоджений із житловою забудовою, енергетика — з потребами виробництва, а система поводження з відходами — з можливостями повторного використання матеріалів.
Цифрова модель дозволяє розглядати місто як єдиний організм.
Наприклад, тепло від промислового або обчислювального обладнання можна спрямовувати на опалення будівель чи теплиць. Органічні відходи можуть використовуватися для виробництва біогазу або добрив. Очищена вода може повторно застосовуватися для технічних потреб і поливу. Надлишок електроенергії з одного району може передаватися туди, де виник дефіцит.
Такі рішення вже використовуються окремо. BIM-модель міста дає можливість заздалегідь перевірити ефективність їх спільної роботи.
Автоматизована транспортна система
Транспорт у цифрово спроєктованому місті може формуватися як єдина мережа громадського, вантажного та індивідуального пересування.
Автоматизовані шатли, роботаксі та безпілотні транспортні засоби вже проходять випробування або експлуатуються в окремих містах. Водночас масштабне впровадження таких систем потребує належного регулювання, безпечної інфраструктури та постійного контролю.
Найбільш реалістичним першим кроком може бути використання автономного транспорту на закритих або спеціально обладнаних маршрутах: між житловими районами, транспортними вузлами, медичними установами, логістичними центрами та промисловими зонами.
Якщо пасажирські й вантажні потоки враховуються ще на етапі проєктування міста, можна зменшити кількість приватних автомобілів, скоротити площу паркінгів і звільнити більше території для пішохідних зон, парків та громадських просторів.
Доставлення товарів також може бути частково автоматизоване. Замовлення можуть надходити до районних логістичних центрів, а звідти доставлятися невеликими електричними транспортними модулями або внутрішніми системами будівель.
Виробництво продуктів у контрольованому середовищі
Частину продуктів можна вирощувати безпосередньо в межах міста або поруч із ним.
Тепличні комплекси, гідропоніка, аеропоніка та вертикальні ферми дозволяють контролювати температуру, освітлення, вологість, склад поживних речовин і споживання води. Такі системи вже використовуються для вирощування зелені, овочів та інших культур у контрольованому середовищі.
Розміщення частини виробництва ближче до споживачів може скоротити логістичні ланцюги та зробити постачання продуктів стійкішим. Водночас вертикальні ферми не є універсальною заміною традиційного сільського господарства: вони потребують значних енергетичних витрат і найбільш ефективні лише для певних культур.
У BIM-моделі можна порівняти різні варіанти та визначити, які продукти доцільно вирощувати всередині міста, які — у навколишньому регіоні, а які краще постачати з інших територій.
Автоматичне обслуговування будівель
Будівлі можна проєктувати з урахуванням подальшого автоматизованого обслуговування.
Роботизовані системи можуть використовуватися для очищення фасадів і вікон, перевірки конструкцій, догляду за зеленими насадженнями, сортування відходів, контролю витоків води та пошуку несправностей.
Датчики можуть фіксувати стан ліфтів, вентиляції, електромереж, трубопроводів та інших систем. Інформація надходитиме до цифрового двійника, а технічне обслуговування проводитиметься не лише після аварії, а й заздалегідь — на основі прогнозу зношення обладнання.
Це не усуває потребу в людській праці, але дозволяє передати машинам небезпечні, важкі та повторювані операції, залишаючи людям контроль, ремонт, проєктування й ухвалення рішень.
Участь майбутніх мешканців
Цифрова модель міста може бути доступною не лише архітекторам та інженерам.
Майбутні мешканці можуть оцінювати різні варіанти планування, залишати зауваження та прикріплювати пропозиції до конкретних будинків, вулиць, маршрутів або громадських просторів.
До початку будівництва можна протестувати кілька варіантів розташування шкіл, медичних установ, транспортних зупинок і зон відпочинку. Після заселення цифрова модель може продовжувати отримувати дані про роботу міських систем і відгуки людей.
Таким чином місто не залишатиметься незмінним після завершення будівництва. Його інфраструктура зможе поступово вдосконалюватися на основі реальних потреб мешканців.
Водночас така система потребує чітких правил захисту персональних даних, кібербезпеки та громадського контролю. Технологія повинна допомагати людям ухвалювати обґрунтовані рішення, а не перетворювати міське середовище на інструмент постійного спостереження.
Від одного прототипу до мережі міст
Після створення цифрового прототипу міста його не обов’язково копіювати повністю.
Окремі перевірені рішення — житлові модулі, енергетичні системи, транспортні вузли, водоочисні комплекси, теплиці або логістичні центри — можуть використовуватися в інших регіонах з урахуванням місцевого клімату, культури, законодавства, доступних ресурсів та потреб населення.
Кожен реалізований проєкт створюватиме нові дані. Інформація про вартість, надійність, споживання енергії, зручність і технічне обслуговування може використовуватися для вдосконалення наступних об’єктів.
Так може виникнути бібліотека перевірених міських рішень, доступна архітекторам, громадам, державам, будівельним компаніям і міжнародним організаціям.
BIM-модель світу як інструмент планування
BIM-модель світу не слід сприймати як один централізований комп’ютер, який управляє всією планетою. Реалістичнішим є створення сумісної мережі локальних і регіональних цифрових моделей.
Кожне місто, громада або країна зможе контролювати власні дані, але використовувати спільні технічні стандарти. Це дозволить оцінювати глобальні потреби в житлі, енергії, продуктах, воді, транспорті та виробничих потужностях без передачі всього управління одному центру.
На основі таких моделей можна перевіряти різні сценарії: де будувати житло після стихійного лиха, як модернізувати застарілу інфраструктуру, як зменшити споживання ресурсів, де доцільно розташувати нові підприємства або як забезпечити базовими послугами території, що швидко зростають.
Це не готове рішення всіх соціальних, економічних та екологічних проблем. Технології самі по собі не усувають конфлікти, нерівність або бідність. Для цього необхідні відповідальні політичні рішення, міжнародна співпраця, освіта, фінансування та довіра суспільства.
Проте цифрові двійники, BIM, автоматизація й модульне виробництво вже дають можливість точніше побачити потреби, порівняти варіанти та перевірити рішення до того, як на них будуть витрачені значні ресурси.
Тому BIM-модель світу може розглядатися не як фантастичний образ далекого майбутнього, а як можливий напрям розвитку вже наявних технологій — від цифрової моделі окремої будівлі до взаємопов’язаної системи планування міст, регіонів і глобальної інфраструктури.
Запрошуємо до партнерства
Ми шукаємо архітектурні, будівельні, інжинірингові, наукові та екологічні організації, розробників BIM-рішень, цифрових двійників і сучасних міських технологій для участі у створенні повнометражного художнього фільму «Фільм, що змінить світ».
Мета співпраці — показати міжнародній аудиторії, як уже наявні технології можуть застосовуватися для проєктування екологічних міст, житла, транспорту, виробництва та інфраструктури.
Партнери можуть надати консультації, BIM-моделі, технологічні рішення, дослідницькі матеріали або долучитися до створення візуальної концепції міста майбутнього.
Це допоможе зробити світ фільму реалістичним і технічно обґрунтованим, а також продемонструвати інноваційні розробки широкій міжнародній аудиторії.