Про архитектурное проектирование и роль 3D-моделирования в архитектуре

Архитектурное проектирование — это стадийный процесс разработки архитектурных, планировочных и объемно-пространственных решений здания с учетом требований нормативной базы, принятой конструктивной схемы, инженерных систем и технологии строительства. Результатом работы становится согласованная проектная и рабочая документация (ПД и РД), предназначенные для реализации на строительной площадке.

В современной практике архитектурное проектирование все чаще выстраивается вокруг 3D-модели как основной рабочей среды. Модель перестает выполнять роль вспомогательной визуализации и используется как единый источник данных для разработки архитектурных решений, координации разделов и управления изменениями. Для ГИПов, руководителей проектов и специалистов по цифровизации эта технология в комплексе со специализированными ИТ-решениями является переходом от разрозненного набора файлов к управляемой цифровой модели объекта, интегрированной в повседневные проектные и управленческие процессы.

3D-моделирование и его роль в архитектуре

3D-моделирование в архитектуре — это разработка пространственной информационной модели здания в специализированных архитектурно-строительных системах. В такой модели каждый элемент имеет точную геометрию, координатную привязку, принадлежность к уровням и осям, а также набор параметров, необходимых для выпуска проектной и рабочей документации и дальнейшей междисциплинарной координации.

В отличие от чертежей, где взаимосвязи между архитектурными, конструктивными и инженерными решениями часто выявляются на стадии проверки или уже в ходе строительства, 3D-модель позволяет сразу же контролировать объемно-планировочные решения, отметки и перепады высот, сопряжения конструкций и прохождение инженерных трасс в единой среде. Это дает возможность заранее выявлять коллизии между разделами и устранять их еще на стадии проектирования.

Используя для работы с BIM специализированные платформы для управления проектами, архитекторы и смежные специалисты могут работать не с отдельными проекциями, а с цифровым двойником здания, который сопровождает проект от эскиза до выпуска РД. Такой подход снижает количество расхождений между ПД, РД и фактической реализацией на стройке, повышает предсказуемость проектных решений и упрощает управление изменениями.

Основные области применения 3D в стройке

Трехмерное проектирование находит применение в нескольких ключевых сферах, напрямую влияющих на эффективность строительства.

Визуализация проектов: рендеры, виртуальные туры, VR/AR

Фотореалистичные рендеры, интерактивные виды и виртуальные обходы используются как инструмент проектных и градостроительных согласований. Они позволяют заказчику и согласующим органам полностью в цифровом формате оценить архитектурный облик, масштаб и посадку здания в контексте застройки без необходимости интерпретировать рабочие чертежи.

Для проектной команды визуализация служит способом оперативной фиксации архитектурных решений на ранних стадиях, до выпуска ПД и РД. Использование виртуальных обходов и VR/AR-сценариев упрощает обсуждение объемно-пространственных решений, снижает количество разночтений и возвратов на доработку, а также сокращает сроки согласований за счет более точного понимания проектных намерений всеми участниками процесса.

Архитектурно-планировочные решения и координация разделов

На стадии архитектурного проектирования 3D-модель используется для проработки объемно-планировочных решений, функциональных связей и вертикальных коммуникаций. В модели формируются планировки этажей, закладываются лестничные клетки, лифтовые узлы, шахты и технические помещения, что позволяет сразу увязывать архитектуру с принятой конструктивной схемой и инженерными разделами.

Проработка инженерных коммуникаций в объеме дает возможность заранее определить трассировку систем, проверить габариты, отметки и доступность для монтажа и эксплуатации. Такой подход позволяет выявлять и устранять конфликты между разделами архитектурных решений (АР), конструктивных решений (КР) и инженерного оборудования и сетей (ИОС) на стадии проектирования, а не в ходе выпуска РД или на строительной площадке.

Инженерные проверки и расчетные сценарии

Архитектурная модель используется как база для расчетов инсоляции, коэффициента естественной освещенности (КЕО), теплотехнических показателей ограждающих конструкций и анализа энергоэффективности. В связке с конструктивной моделью выполняются проверки на нагрузки и устойчивость. Работа в единой среде позволяет оперативно учитывать изменения и избегать несогласованных правок между разделами.

Инструменты и программное обеспечение

В архитектурных бюро и проектных институтах широко используются Autodesk Revit, Archicad и Rhino для моделирования и выпуска документации. Параметрические инструменты, такие как Grasshopper, применяются при работе со сложной геометрией и повторяющимися элементами. Для визуализации используются V-Ray и Lumion.

На российском рынке платформа Sarex объединяет работу с 3D-моделями и проектной координацией. Встроенный Sarex BIM Viewer — это мощный веб-инструмент на собственном 3D-движке для оперативного и высококачественного просмотра и анализа моделей без установки САПР. Он поддерживает форматы BIM (RVT, NWD/NWC, IFC), CAD-файлы, облака точек (LAS, E57) и ГИС-данные.

Просмотрщик рассчитан на работу с крупными моделями и позволяет использовать их не только проектировщикам, но и руководителям проектов, службе заказчика и техническому надзору. 

Практические эффекты 3D-моделирования

Переход к трехмерному проектированию влияет не только на качество проектных решений, но и на управляемость проекта в целом. Практика применения BIM в международных и российских проектах показывает, что 3D-модель напрямую отражается на сроках, затратах и предсказуемости строительства.

Мировая практика подтверждает эти выводы. Так, в исследовании The Impact of BIM on Project Time and Cost: Insights from Case Studies (Springer, 2024) отмечено снижение проектных ошибок на 50–60%, сокращение переработок на 40–50% и уменьшение числа коллизий на 40%. Применение BIM на всех фазах проекта позволяет сократить время реализации и затраты на 15–20%.

В России, по данным TAdviser, на 2021 год около 12% проектных организаций активно применяли BIM-подход.

Для IT-специалистов и руководителей строительных компаний BIM сегодня — это не просто инструмент визуализации, а важный элемент цифровой инфраструктуры.

Мировая практика 3D-моделирования

Штаб-квартира L'Oréal «Le Visionnaire» (Париж, Франция, 2023)‍

Новый офисный комплекс L'Oréal был официально открыт в сентябре 2023 года. Его ключевой элемент — 25-метровый башнеобразный фасад, состоящий из двойных криволинейных (двоякой кривизны) стеклянных панелей. Для оптимизации свыше 800 уникальных стеклянных элементов было применено параметрическое моделирование (предположительно, в среде Rhinoceros 3D и Grasshopper), которое позволило точно рассчитать геометрию изгибов и профили для каждого стекла. Производство компонентов осуществлялось с использованием 5-осевой ЧПУ-фрезеровки для деревянных каркасов-шаблонов, а для контроля качества и обеспечения точного монтажа применялось 3D-сканирование.

Музей цифрового искусства «Лонг-Марш» (Long March Cultural Digital Art Museum, Китай, Гуйян, 2023)‍

Музей открылся в Гуйяне в октябре 2023 года. Его архитектурная доминанта — две извилистые конструкции крыши в виде «красных лент», интегрированные в природный ландшафт. Параметрическое 3D-моделирование сыграло ключевую роль в проектировании, обеспечив математическую точность плавных изгибов, оптимизацию конструкций и детализацию сложной геометрии. Этот подход позволил воплотить символический замысел, объединяющий историческую нарративную линию с современными мультимедийными экспозиционными пространствами.

Riverside Swirl (Южная Корея, Сеул, 2024)

Многофункциональный комплекс Riverside Swirl был завершен в октябре 2024 года. Его ключевой архитектурный элемент — закручивающаяся органичная форма, вдохновленная природными водными течениями и адаптированная к городскому ландшафту.

Для проектирования уникальной геометрии фасада и формы здания использовалось параметрическое моделирование, которое позволило оптимизировать аэродинамику, солнечное освещение и ориентацию здания. В процессе моделирования применялись симуляции ветровых и солнечных нагрузок, что обеспечило энергоэффективность и точность архитектурных и конструктивных решений.

Все элементы фасада и конструктивные узлы прорабатывались в цифровой модели, что позволило заранее проверить взаимодействие архитектурной, конструктивной и инженерной частей здания, минимизировать коллизии при координации разделов, обеспечить точность при выпуске рабочей документации и монтаже.

3D-модель как базовый инструмент 

В современном архитектурном проектировании 3D-модель становится базовым рабочим инструментом, вокруг которого выстраивается взаимодействие архитекторов, инженеров и управленческих команд. Она позволяет заранее проработать архитектурные и инженерные решения, сократить количество несогласованных изменений и повысить управляемость проекта на всех стадиях — от концепции до строительства. Мировая практика подтверждает эффективность такого подхода, а российские решения, такие как Sarex, адаптируют его под требования и реалии отечественного строительного рынка.