ВведениеЦифровая трансформация строительной отрасли, обусловленная внедрением технологий информационного моделирования (ТИМ), является ключевым трендом повышения эффективности инвестиционно-строительной деятельности. Согласно определению [1] информационное моделирование представляет собой «Процесс комплексного анализа и синтеза информации об объекте информационного моделирования путем формирования, ведения, использования и управления его информационной моделью на всем его жизненном цикле, в том числе на отдельных фазах, стадиях и этапах». Это подчеркивает, что ТИМ — это, прежде всего, упрощение подсчета объемов и процесс управления данными, а не просто инструмент трехмерной визуализации.Именно поэтому переход на принципы ТИМ актуален для решения существенных проблем, возникающих при использовании устаревших форматов данных [2]. Авторы в своём исследовании рассматривают проблему информационного разрыва в законодательных требованиях к проектной документации на стадии экспертизы проектной документации (стадия «П») [3], [4]. Эксперт получает на проверку комплект 2D-чертежей и сметные расчеты, однако, согласно требованиям Постановления [5], чертежи на стадии «П» не содержат важных для проверки данных: в них отсутствуют спецификации и детализированные ведомости объемов работ. При этом в сметной документации эти объемы и номенклатура представлены и требуют оценки достоверности. В результате перед экспертом стоит задача вручную вычислить и сверить все необходимые количественные показатели.При предоставлении сметной документации на экспертизу проектировщику необходимо руководствоваться методикой определения сметной стоимости строительства [6], в которой упоминается, что количественные показатели, представленные в локальных сметных расчетах, должны подтверждаться ведомостями объемов работ (ВОР), однако требований к структурированию информации в таких ведомостях не представлено. Законодательно такие требования ограничиваются XML-схемой, утвержденной Минстроем России [6], однако эти требования не вводят необходимой структуры ВОР, что в большинстве случаев приводит к тому, что номенклатура ВОР и локальных сметных расчетов отличается и требует дополнительного сопоставления при проверке.Эта задача усложняется нормативными требованиями к составу проектной документации на данной стадии: она не подразумевает такой глубины детализации, как та, что представлена в позициях государственных элементных сметных норм (ГЭСН [7]). На чертежах часто отсутствуют маркировки дверей, окон, оборудования, а многие конструктивные элементы не имеют точных привязок к осям или размерам. Для решения этой проблемы эксперт вынужден применять исключительно ручной метод: последовательный обмер каждого элемента по чертежам, его идентификацию и подсчет.Данный процесс является трудоемким [8]. Он вступает в прямое противоречие с внутренним регламентом большинства экспертных организаций, согласно которому на проверку сметного раздела проектной документации отводится всего 5 рабочих дней. Таким образом, эксперт оказывается в ситуации, когда формальные сроки проверки не соответствуют реальному объему рутинных вычислений, необходимых для верификации стоимости строительства. Это создает риски как человеческих ошибок в подсчетах, так и поверхностной, формальной проверки под давлением временных ограничений.Внедрение технологий информационного моделирования (ТИМ) предлагает принципиально иной подход, интегрирующий сметный анализ в единую цифровую среду на основе цифровой информационной модели [9]. Сущность этого подхода заключается в использовании такой модели как единого источника данных. Поскольку «ЗD-модель, представляющая в цифровом виде физические, функциональные и прочие характеристики объекта (или его отдельных частей) в виде совокупности информационно насыщенных элементов» [10] процесс определения объемов приобретает автоматизированный характер. При таком подходе настройки и проверки требуют правила автоматизированного расчета. Автоматическая генерация ведомостей материалов и работ на основе параметрической модели позволяет существенно сократить временные и трудовые издержки, а также минимизировать ошибки, связанные с человеческим фактором. На текущий момент множество авторов рассматривают данный способ и отмечают его преимущества. Например, в статьях [11] и [12] авторы отмечают преимущество внедрения ТИМ для дальнейшего автоматизированного подсчета объемов и составления смет, а в [13] автор отмечает особенности данного метода.Таким образом, авторы в своем исследовании рассматривают возможность применения ТИМ и автоматизированного расчета количественных показателей на этапе экспертизы проектной документации взамен ручного расчета.Целью статьи является проведение сравнительного анализа двух методов определения объемов работ — традиционного ручного и автоматизированного на основе ТИМ. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:1. Описать схему применения автоматизированного и ручного метода расчета количественных показателей на основе информационного модели проектной документации.2. Выполнить параллельный расчет объемов ключевых конструктивных элементов (фундамент, стены и перегородки подвального помещения) на основе единых исходных данных, представленных в соответствии с [14], используя классический ручной метод и метод автоматического извлечения данных из ТИМ-модели.3. Провести сравнительную оценку методов по критериям: трудоемкость (чел.-час), хронометраж операций, противоречивость результатов, а также провести исследование причин расхождений и ошибок.Материалы и методыВ рамках настоящего исследования были рассмотрены схемы применения автоматического расчета количественных показателей и ручного метода, представленные на рисунках 1 и 2, для объекта строительства «Средняя общеобразовательная школа в квартале ул. Яламова – пер. Базовый – Сибирский тракт в Октябрьском районе г. Екатеринбурга на 1100 мест» на стадии проектной документации.Автоматический метод получения количественных показателей рассмотрен при применении метода параметризации при формировании требований к цифровой информационной модели (ЦИМ). При применении этого метода элементы ЦИМ сначала необходимо идентифицировать с помощью правил поиска, примененных к параметрам таких элементов, а затем суммировать один или несколько других параметров этих элементов для получения результирующего значения. Для реализации этого метода была применена программа российского разработчика Tangl Value, которая позволяет выполнять автоматически вышеупомянутые действия, а также гибко настраивать алгоритмы извлечения и группировки требуемых количественных показателей, таких как объемы, площади, длины и количество элементов.Следует отметить, что применение ТИМ при проверке количественных показателей позволяет большую часть работы выполнять на подготовительном этапе, не включенном в процесс рассмотрения сметной документации в соответствии с внутренним регламентом экспертного учреждения. Подготовительный этап автоматизированного подсчета выполняется ТИМ-отделом экспертного учреждения и включает настройку правил идентификации и формирования справочников в системе Tangl Value. Второй этап осуществляется экспертом-сметчиком уже в процессе экспертизы: он контролирует связь элементов ЦИМ со сметными позициями и получает из модели фактические объемы работ и материалов для проверки локальных сметных расчётов. Данный процесс отражен в схеме на рисунке 1.Рис. 1. Схема применения метода параметризации с использованием Tangl Value При формировании схемы реализации ручного метода проверки количественных показателей авторы также выделили подготовительный этап, повышающий эффективность процесса проведения экспертизы. Подготовительный этап ручного метода, выполняемый до экспертизы ассистентом или сметчиком, заключается в создании удобного и читаемого шаблона для вычислений, выполняемых на этапе экспертизы, что позволяет стандартизировать и циклически повторять операции ручного расчёта. Работы, выполняемые экспертом-сметчиком уже в ходе экспертизы, представляет собой непосредственное проведение ручного расчёта объёмов работ и материалов с использованием созданного шаблона и применением проверенных долевых коэффициентов. Конечная цель выполняемых работ представляет собой получение данных для проверки позиций в локальных сметах. Данный процесс представлен в виде схемы на рисунке 2.Рис. 2. Схема применения ручного метода расчета количественных показателей В рамках данного исследования были рассчитаны количественные показатели таких элементов как фундамент, стены, перегородки, окна и витражи.Реализация ручного расчета потребовала работы с двухмерными проектными чертежами. Ввиду отсутствия в большинстве случаев привязок к осям, основные измерения выполнялись с помощью линейки непосредственно с чертежей. Все полученные количественные данные вносились и систематизировались в таблицах Microsoft Excel, структура которых была предварительно настроена ручным способом. При этом шаблоны отличаются для различных типов элементов.Фундамент, обладающий, как правило, сложной геометрической формой, удобнее рассчитывать, разделяя его по вертикальным и горизонтальным осям. Использование столбца с пометкой «Исключить» позволяет не учитывать в расчёте те участки, объём которых не должен быть включён. Пример шаблона указан в таблице 1.Таблица 1Шаблоны для расчета ручным методом фундаментовШифр ресурсаНаименованиеОси (гор)Оси (верт)V, м31234567Шифр работы/материала согласнофедеральным расценкам или классификаторуНаименование работы /конструктивного элементаУчасток погоризонтальным осямРазмеры в мУчасток повертикальным осямРазмеры в мСтолбец 4*столбец 6*толщинаФЕР06-01-001-16Устройство фундаментных плит железобетонных: плоскихИ/1 - П16,5511,87,45 Шаблон для расчёта стен и перегородок (таблица 2) структурирует процесс учёта и вычисления их объёмов. В нём чётко разделены ключевые параметры: привязка к осям – это позволяет обозначить участок расчета, геометрические размеры (высота, длина, толщина) – позволяют автоматизировано по настроенной формуле вычислить итоговый объём. Столбец «Примечание» позволяет фиксировать комментарии к каждому участку. Такой подход минимизирует ошибки, стандартизирует расчёты для разных объектов и облегчает их дальнейшую проверку и анализ.Таблица 2Шаблоны для расчета ручным методом стен и перегородокОсьУчастокВысота, мДлина участкаТолщина стенОбъемРазмерммРасчетная осьРасчетный пролетмежду осямиВысота элемента Размер в мм  мм100\frac{мм}{100} Толщина стен/перегородокДлина*Высота*Толщина        Шаблон (таблица 3) удобен для расчёта окон и витражей, поскольку в нём центральное место отводится ключевым для данных конструкций параметрам — площади единичного элемента и количеству таких элементов. Это позволяет последовательно зафиксировать каждое изделие по наименованию, автоматически или вручную рассчитать его площадь, а затем получить общую площадь через умножение на количество. Такой подход обеспечивает точный подсчёт суммарной площади остекления и делает таблицу наглядным документом для проверки и планирования, где видна детализация по каждому типу конструкции.Таблица 3Шаблоны для расчета ручным методом окон и витражейНаименование окон/витражейКол-воSS общая             Для выполнения автоматизированного расчета были загружены трехмерные модели объектов в стандартных форматах. Далее произведена настройка внутренних справочников системы, заключающаяся в установке правил их привязки к элементам ЦИМ. Принцип работы этого механизма основан на системе «Свойство – значение» (Рисунок 3):Свойство (отображается фиолетовым блоком) — это категория или тип данных (например, «Category», «Наименование», «Класс бетона»), по которому осуществляется поиск соответствующего элемента в модели.Значение (отображается синим блоком) — это конкретное значение данного свойства (например, «БСГ В25 П4 F150 W6» или «Двери»), которое система ищет в модели для идентификации элемента и сопоставления с позицией справочника.Рис. 3. Настройка идентификации элементов ЦИМ ОКС в Tangl Value Настройка выбора параметра, участвующего в расчете количественного показателя выполняется на вкладке "Объем позиций". В ней есть возможность прописать переменную, по которой рассчитывается формула, саму формулу и описание формулы. (Рисунок 4). На рисунке 4 представлен пример использования параметра «NetVolume» при расчете объемов. Рис. 4. Настройка получения количественных показателей элементов ЦИМ ОКС в Tangl Value Подробно методология работы с сервисом, включая вопросы настройки привязки к элементам ЦИМ и формирования ведомостей объемов работ, раскрыта в учебном курсе «Tangl value: получение ВОР и стоимости объекта» под руководством А. Чертушкина [15].РезультатыРезультаты расчета количественных показателей в системе Tangl Value  представлены в виде структурированных таблиц, автоматически сгенерированных на основе настроенных правил выборки из ЦИМ, где каждая позиция динамически связана с элементами ЦИМ, что можно применять при проверке при просмотре (рисунок 5).Рис. 5. Результаты проведенного анализа количественных показателей выполненного в Tangl Value Фрагменты результата ручного метода представлены в форме шаблонных таблиц, заполненных экспертом вручную на основе измерений по осям, участкам и формулам (Таблица 4 – 7).Таблица 4Результаты проведенного анализа фундамента ручным способомШифр ресурсаНаименованиеОси (гор)Оси (верт)V, м3ФЕР06-01-001-16Устройствофундаментных плитжелезобетонных:плоскихИ/1 - П16,5511,87,45  Н/1 - П8,91521,84,01  Н/21,775Между1-22,4751,10  Таблица 5Результаты проведенного анализа перегородок ручным способомОсьУчастокВысота, мДлина участкаТолщина стенОбъемРазмерммм320 – 22В/1 - Д/12,571730017,30,125,34 22 – 24Д/1 – Д/3  2,57 18600 18,6 0,12 5,7414 – 17В – Г2,593540035,40,1211,0012 – 17Г/2 – Д/32,595480054,80,1217,0311 – 12Г/2 - Ж2,592214022,140,126,88 Таблица 6Результаты проведенного анализа бетонных стен ручным способомОсьУчастокВысота, мДлина участкаТолщина стенОбъем, м3РазмерммА2 – 10/11,830000300,210,8А/116 – 17 и 18/2 – 21/11,82220022,20,27,99А/117 – 18/12,59500050,22,59А/210/1 – 10/21,817001,70,20,51А/214 - 161,81150011,50,24,14 Таблица 7Результаты проведенного анализа окон и витражей ручным способомНаименование окон/витражейКол-воS, м2S общая, м2ОК-1927,38678,96ОК-2935,88546,84ОК-3.1114,9354,23ОК-3.2195,0295,38ВН-1.1217,0434,08ВН-1.2117,7317,73ВН-2111,6911,69ВН-3112,6312,63 Сравнительный анализ результатов, представленных в таблице 8, выявил значительные расхождения в объёмах работ, полученных ручным и автоматизированным методами. Причина несостыковки также была определена и представлена в таблице 8.Таблица 8Сравнительный анализ ручного и автоматизированного способаКлассБолее быстрыйметодЕд. изм.Значения при расчете  TanglЗначения приручном расчетеПричина несостыковкиIfcWallTanglм378,87 м384,07 м3Линейка1Линейка^1IfcSlabTanglм3319,25 м3348,25 м3Линейка1 и отсутствие информации2Линейка^1 и отсутствие информации^2IfcWindowTanglм22372,26 м22471,11 м2Линейка1 и отсутствие информации2Линейка^1 и отсутствие информации^2IfcDoorTanglм21104,71 м2893,02 м2Линейка1 и отсутствие информации2Линейка^1 и отсутствие информации^2IfcCoveringTanglм2652,04 м2715,07 м2Линейка1Линейка^1 Линейка1Линейка^1 - причина связана с тем, что при ручном методе применялась линейка вместо нанесенного размера.Отсутствие информации2Отсутствие информации^2 – в проекте отсутствуют маркировки, материал и описание элементов.Выявленные расхождения обусловлены ограничениями исходных данных при ручном методе:При подсчете элементов IfcWall и IfcCovering расхождения вызваны отсутствием в 2D-чертежах проектной документации информации о толщине конструкций, а также недостатком привязок к осям, что осложнило учёт стен и перегородок, расположенных вне основной сетки.Расчёт объёма IfcSlab (фундаментных плит) был затруднён из-за отсутствия на чертежах данных о толщине бетонной подготовки и типах фундаментов.Подсчет элементов IfcWindow и IfcDoor по 2D-чертежам был затруднен в связи с проблемами отсутствия маркировок дверей на планах этажей и некорректного отображения витражей на фасадах. Для определения размеров витражей потребовался анализ разреза, планов этажей и фасада здания, а двери были учтены общим объёмом (без подразделения на типы) из-за недостаточной детализации в проекте.Временные затраты, подведенные в таблице 9 на выполнение расчетов ручным методом, составили 45 часов 25 минут, в то время как на обработку аналогичного объема данных автоматизированным способом потребовалось 38 минут. Полученные результаты демонстрируют, что автоматизация процесса позволила сократить затраты времени специалиста на 98%, что свидетельствует о высокой эффективности внедрения цифровых инструментов в экспертно-сметную деятельность.Таблица 9Трудозатраты№Наименование рабочей операции,входящей в процессОбщее времяРеальная продолжительностьРучной подсчетIfcWallIfcSlabIfcWindowIfcDoorIfcCovering8.1Открыть необходимые видыдля расчета позиции35 мин5 мин10 мин5 мин5 мин10 мин8.2Определить значения переменныхдля расчета с чертежа50 мин10 мин10 мин10 мин10 мин10 мин8.3Произвести вычислительное действиедля получения объема44 ч17 ч14 ч3 ч4 ч6 чОбщее время45 ч 25 минРабота в TanglIfcWallIfcSlabIfcWindowIfcDoorIfcCovering9.1Создать позицию справочникарасчета объемов5 мин1 мин1 мин1 мин1 мин1 мин9.2Добавить в позицию справочникаправило идентификации элемента13 мин5 мин3 мин2 мин2 мин1 мин9.3Добавить в позицию справочникаправило расчета объемов20 мин3 мин7 мин5 мин3 мин2 минОбщее время38 минСокращение временных затратпри автоматизации процесса44,78 ч17,10 ч14,15 ч3,12 ч4,15 ч6,27 ч98,61%99%99%96%98%99% ОбсуждениеИсходя из результатов, авторами были сформулированы следующие выводы:В рамках данного исследования автоматизированный подход был принят в качестве эталонного, поскольку исходные данные характеризовались высокой степенью детализации и информационной полнотой.Автоматизированный способ показал существенное преимущество в скорости обработки данных (таблица 9) и минимизации технических ошибок, неизбежных при длительных ручных вычислениях. Это позволяет сократить временные затраты на проверки, на подготовку сметной документации и повысить оперативность принятия решений на этапе планирования.Ручной расчет сохраняет свою значимость при работе с нестандартными элементами, сложными архитектурными формами или на начальных этапах проектирования, когда требуется экспертная оценка и вариативность. Однако для больших массивов данных автоматизированный метод обеспечивает более высокую и стабильную точность за счет единого алгоритма расчетов.Расхождения между объемами, полученными разными методами, носят системный характер и обусловлены, главным образом, различными правилами округления, подходами к учету сложных геометрических форм и уровнем детализации модели. Автоматизированный расчет, основанный на единой информационной модели, обеспечивает полную прослеживаемость и контроль всех вычислений при правильной настройке расчета.Автоматизированный расчёт объемов на основе ТИМ-моделей повышает точность и скорость, сводя к минимуму ошибки ручных методов. Ручной контроль сохраняется для специфических задач. И этот симбиоз обеспечивает оптимальное сочетание надёжности, скорости и экономической обоснованности проектов.ЗаключениеПроведенное исследование убедительно демонстрирует необходимость и целесообразность перехода строительной отрасли на технологии информационного моделирования (ТИМ) в части автоматизированного определения объемов работ.Автоматизированный метод расчета на базе системы Tangl Value показал превосходство над традиционным ручным способом по всем ключевым показателям эффективности. Экономия времени при обработке идентичного объема данных составила 97%.Выявленные расхождения между результатами ручного и автоматизированного подсчета обусловлены не несовершенством технологии, а объективными ограничениями исходных данных в 2D-проектах.Автоматизация позволяет минимизировать человеческий фактор и технические ошибки, неизбежные при длительных ручных вычислениях, что особенно важно в условиях жестких временных регламентов экспертизы.Ручной метод сохраняет свою актуальность при работе с нестандартными элементами и на начальных этапах проектирования, однако для типовых решений и больших массивов данных автоматизированный подход демонстрирует существенно более высокую точность и стабильность результатов.Практическая значимость работы заключается в доказательстве того, что внедрение технологий информационного моделирования в процесс определения объемов работ является не просто трендом цифровизации, а объективной необходимостью для повышения эффективности строительной отрасли, включая этап экспертной проверки, где применение автоматизированных методов становится критически важным.Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением области применения автоматизированных методов расчета на другие виды строительных работ и с разработкой методических рекомендаций по оптимальному сочетанию ручного и автоматизированного подходов в различных условиях проектной деятельности.