Архітектурно-будівельне проєктування та технологія інформаційного моделювання

Дисципліна «Архітектурно-будівельне проєктування та технологія інформаційного моделювання» — навчальна дисципліна професійної підготовки першого (бакалаврського) рівня вищої освіти.
Метою викладання навчальної дисципліни є формування у майбутніх фахівців професійних компетентностей щодо проєктування будівель і споруд з використанням технологій інформаційного моделювання (BIM), розуміння принципів створення «цифрового двійника», забезпечення міцності та сейсмостійкості конструкцій, енергоефективності та інклюзивності архітектурного середовища, а також набуття навичок реконструкції та відновлення об'єктів нерухомості.

Практичне значення та використання отриманих знань є:
 
–    Здобувачі освіти отримують кваліфікаційну базу для роботи на посадах техніка-архітектора, інженера-проєктувальника або BIM-моделера у сучасних проєктно-будівельних організаціях.
–    Здатність створювати «цифрові двійники» будівель дозволяє автоматизувати рутинні процеси (підрахунок обсягів матеріалів, специфікацій), мінімізувати помилки (колізії) та підвищити якість проєктної документації.
–    Володіння інструментарієм BIM (Revit) є ключовою вимогою роботодавців та забезпечує конкурентоспроможність випускника.
–    Знання принципів сейсмостійкого будівництва дозволяє проєктувати безпечні споруди в умовах підвищеної сейсмічної небезпеки.
–    Вміння проєктувати інклюзивний простір та енергоефективні будівлі сприяє реалізації цілей сталого розвитку та євроінтеграційних стандартів України.
–    Набуті теоретичні навички з  реконструкції дозволяють фахівцям ефективно вирішувати завдання з відновлення зруйнованої інфраструктури та термомодернізації старого житлового фонду.

Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти

Дисципліна вивчається у другому семестрі другого курсу відповідно до навчального плану спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія».
Лекція 1. Вступ. Класифікація будівель та споруд в контексті життєвого циклу (BIM). Поняття будівлі та споруди. Класифікація за призначенням, поверховістю та класом наслідків (СС1, СС2, СС3). Життєвий цикл об'єкта нерухомості. Вступ до інформаційного моделювання (BIM): еволюція від кульмана до цифрового двійника.
Лекція 2. Об'ємно-планувальні рішення та функціональне зонування. Планувальні схеми: коридорна, галерна, анфіладна, зальна. Функціональне зонування приміщень. Ергономіка простору.
Лекція 3. Конструктивні системи цивільних будівель. Сейсмостійкість. Безкаркасні, каркасні та комбіновані системи. Забезпечення просторової жорсткості. Вплив сейсмічних умов на вибір конструктивної схеми. Антисейсмічні шви та пояси. Діафрагми жорсткості.
Лекція 4. Фундаменти та основи. Проєктування в складних інженерно-геологічних умовах Типи ґрунтів та основ. Класифікація фундаментів: стрічкові, стовпчасті, плитні, пальові. Гідроізоляція підземної частини. Особливості моделювання фундаментів як параметричних сімейств.
Лекція 5. Стіни та перегородки. Енергоефективність. Класифікація стін за характером роботи (несучі, самонесучі, навісні). Сучасні стінові матеріали. Багатошарові конструкції. Теплотехнічні вимоги. Фасадні системи.
Лекція 6. Перекриття та підлоги. Види перекриттів: монолітні, збірні. Вимоги до звукоізоляції. Типи підлог та їх конструктивні шари. 
Лекція 7. Сходи, пандуси та вертикальні комунікації. Класифікація сходів. Розрахунок параметрів сходинки та маршу. Конструктивні рішення монолітних та збірних сходів. Ліфтові вузли. Евакуаційні вимоги до шляхів сполучення.
Лекція 8. Дахи та покриття. Скатні та плоскі дахи. Кроквяні системи: наслонні та висячі. Сучасні покрівельні матеріали. Водовідведення (зовнішнє та внутрішнє). Плоскі експлуатовані покрівлі та «зелені дахи».
Лекція 9. Житлові будинки. Типологія та сучасні тренди. Нормативні вимоги проєктування житла. Гнучке планування квартир. Інсоляція житлових приміщень.
Лекція 10. Доступне середовище життєдіяльності (Інклюзивність). Конвенція ООН про права осіб з інвалідністю. Принципи універсального дизайну. Нормативні вимоги. Проєктування вхідних груп, пандусів, підйомників та санвузлів для МГН.
Лекція 11. Реконструкція та відновлення будівель. Методи обстеження будівель. Типові дефекти конструкцій. Технології підсилення фундаментів, стін та прорізів.
Лекція 12. Особливості проєктування громадських будівель (торгові центри, спортивні споруди).
Лекція 13. Генеральний план та благоустрій території. Зонування ділянки. Санітарні та протипожежні розриви. Вертикальне планування. Цифрове моделювання рельєфу.
Лекція 14. Технологія інформаційного моделювання (BIM-менеджмент).  Рівні зрілості BIM. Поняття LOD (рівень деталізації елемента). Спільна робота. Виявлення просторових та інформаційних колізій. Національна стратегія впровадження BIM в Україні.
Лекція 15. Правила виконання архітектурно-будівельних креслень та технологія інформаційного моделювання. Стандарти оформлення креслень (ДСТУ). Автоматизація проєктної документації.  Налаштування видів, шаблонів та фільтрів. Автоматична генерація специфікацій, експлікацій та відомостей. Експорт даних.

Практичні заняття
Практичне заняття №1. Інтерфейс BIM-середовища. Базові налаштування.
 Мета заняття: Ознайомити студентів з інтерфейсом програмного комплексу, виконати налаштування шаблону проєкту. Навчити створювати рівні (поверхи) та сітку будівельних осей, виконувати прив'язку осей до рівнів та імпорт підкладки (DWG/JPG) для подальшого моделювання.
Практичне заняття №2. Моделювання стін. Теплотехнічний розрахунок.   
Мета заняття: Виконати теплотехнічний розрахунок для багатошарової стіни. Навчити створювати типи багатошарових стін (несучі, самонесучі, перегородки). Ознайомити з налаштуванням фізичних матеріалів (цегла, газобетон, утеплювач) та виконати побудову стін з урахуванням нормативних прив'язок.
Практичне заняття №3. Вікна та двері. Специфікації заповнення отворів 
Мета заняття: Ознайомити з роботою бібліотечних елементів (сімейств). Навчити розміщувати вікна та двері, налаштовувати чверті та монтажні зазори, а також виконувати автоматичне маркування елементів.
Практичне заняття №4. Фундаменти 
Мета заняття: Вивчити інструменти моделювання стрічкових та плитних фундаментів. Опрацювати вузли гідроізоляції та утеплення цоколя, створити параметричний елемент відмостки.
Практичне заняття №5. Антисейсмічні заходи 
Мета заняття: Навчити моделювати монолітні залізобетонні пояси та сердечники (вертикальні включення) у стінах для забезпечення просторової жорсткості будівлі в сейсмічних умовах (7-8 балів). 
Практичне заняття №6. Перекриття та підлоги 
Мета заняття: Ознайомити з моделюванням конструкції перекриття та створенням «пирога» підлоги для різних типів приміщень (мокрі зони, житлові кімнати). Навчити створювати отвори для інженерних комунікацій та шахт.
Практичне заняття №7. Сходи та пандуси (Інклюзивність) 
Мета заняття: Виконати розрахунок та моделювання сходів (монолітних). Опрацювати обов'язкове моделювання пандуса для маломобільних груп населення (МГН).
Практичне заняття №8. Дахові системи 
Мета заняття: Навчити моделювати несучу систему даху (крокви, мауерлат) або плоску покрівлю з розухилкою. Опрацювати розміщення водостічної системи та вузлів примикання покрівлі до парапетів і стін.
Практичне заняття №9. Реконструкція та стадії проєкту 
Мета заняття: Ознайомити з інструментом «Стадії» для проєктів реконструкції. Навчити налаштовувати фільтри відображення («Існуючий стан», «Демонтаж», «Нове будівництво») та створювати план демонтажу.
Практичне заняття №10. Приміщення, зонування та експлікації 
Мета заняття: Навчити розміщувати марки приміщень  та створювати кольорові схеми функціонального зонування. Виконати автоматичну генерацію експлікації приміщень.
Практичне заняття №11. Генеральний план та рельєф 
Мета заняття: Ознайомити з інструментами створення топо-поверхні за точками висот. Навчити розміщувати будівлю на рельєфі, виконувати вертикальне планування та додавати елементи благоустрою й озеленення.
Практичне заняття №12. Автоматизація документації: Плани та Розрізи 
Мета заняття: Навчити налаштовувати шаблони видів для оформлення планів поверхів. Виконати створення архітектурних розрізів з автоматичним проставленням висотних відміток та розмірних ланцюжків.
Практичне заняття №13. Фасади та візуалізація 
Мета заняття: Опрацювати графічне оформлення фасадів. Навчити створювати 3D-види та перспективні зображення моделі.
Практичне заняття №14. Специфікації та підрахунок матеріалів
 Мета заняття: Вивчити методи генерації автоматичних специфікацій: відомості стін, специфікації вікон/дверей, відомості оздоблення приміщень. Навчити експортувати отримані.
Практичне заняття №15. Компонування аркушів та випуск проєкту 
Мета заняття: Навчити компонувати види та специфікації на аркушах, заповнювати основний напис (штамп) параметрами проєкту та експортувати фінальний альбом креслень у формат PDF.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Для заочної форми здобуття освіти
Дисципліна вивчається у шостому семестрі відповідно до навчального плану спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія».

Лекція 1. Вступ. Класифікація будівель та споруд в контексті життєвого циклу (BIM). Поняття будівлі та споруди. Класифікація за призначенням, поверховістю та класом наслідків (СС1, СС2, СС3). Життєвий цикл об'єкта нерухомості. Вступ до інформаційного моделювання (BIM): еволюція від кульмана до цифрового двійника.
Лекція 2. Технологія інформаційного моделювання (BIM-менеджмент).  Рівні зрілості BIM. Поняття LOD (рівень деталізації елемента). Спільна робота. Виявлення просторових та інформаційних колізій. Національна стратегія впровадження BIM в Україні.

Практичні заняття
Практичне заняття №1. Проект індивідуального житлового будинку.
Мета заняття: Ознайомити студентів з правилами та вимогами до виконання проекту індивідуального житлового будинку.

Індивідуальна робота

Для денної та заочної  форми здобуття освіти 
Тема КР: «Розробка інформаційної моделі індивідуального житлового будинку».
Мета: Закріплення навичок архітектурно-будівельного проєктування шляхом створення комплексного «цифрового двійника» будівлі та автоматизованого отримання проєктної документації.
Зміст роботи: На основі індивідуального завдання студент розробляє параметричну 3D-модель двоповерхового житлового будинку в середовищі Autodesk Revit. Робота передбачає повний цикл моделювання: від створення осей та рівнів до оформлення аркушів.
Склад графічної частини (Альбом креслень, сформований з моделі):
1.    Титульний аркуш та відомість креслень.
2.    Плани поверхів з маркуванням приміщень та експлікацією.
3.    Фасади (4 види) з висотними відмітками рівнів, прорізів та даху.
4.    Архітектурні розрізи (поздовжній та поперечний) з обов'язковим проходженням через сходову клітку.
5.    План покрівлі з позначенням ухилів та системи водовідведення.
6.    3D-візуалізація (аксонометрія або перспектива) для демонстрації об'ємно-просторового рішення.
Вимоги до виконання: Робота здається у вигляді електронного альбому (PDF) та вихідного файлу моделі (RVT/PLN). Оцінюється не лише графічна якість, а й коректність побудови моделі (відсутність колізій, правильність прив'язок, інформаційна наповненість елементів).
КР оцінюються за наступними критеріями:
1.    Якість BIM-моделі (Технічна грамотність моделювання) — 10 балів.
2.    Інженерно-конструктивні рішення (Відповідність ДБН) — 10 балів.
3.    Оформлення документації (Відповідність ДСТУ) — 10 балів.
4.    Захист роботи (Soft Skills) — 20 балів.

Захист курсової роботи  – протягом останнього навчального тижня семестру.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти

Поточний контроль полягає у виконанні:
1)     Курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 30 балів. Захист роботи – 20 балів.
2)    модульної контрольної робіти з теоретичної і практичної частин що  проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання - 50 балів..
Підсумковий контроль – іспит. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.
Підсумковий контроль знань проводиться для здобувачів вищої освіти, що не змогли з будь-яких причин набрати необхідну кількість балів, або для здобувачів вищої освіти, що бажають збільшити вже набрану кількість балів.  Підсумковий контроль знань здійснюється у вигляді усної бесіди з викладачем (комісією викладачів) по тематиці навчальної дисципліни.

Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1)     Курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 30 балів. Захист роботи – 20 балів.
2) робота на практичних заняттях (виконання відповідних завдань) – 50 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.
Підсумковий контроль знань проводиться для здобувачів вищої освіти, що не змогли з будь-яких причин набрати необхідну кількість балів, або для здобувачів вищої освіти, що бажають збільшити вже набрану кількість балів.  Підсумковий контроль знань здійснюється у вигляді усної бесіди з викладачем (комісією викладачів) по тематиці навчальної дисципліни.