Эта статья цикла, посвященного российским BIM-технологиям, рассказывает о продуманном процессе проектирования внутренних инженерных систем в программных комплексах Model Studio CS Отопление и вентиляция, Model Studio CS Водоснабжение и канализация и Model Studio CS Трубопроводы.

Введение

Проектирование внутренних инженерных систем на сегодняшний день — сложный процесс, состоящий из множества составляющих. Причем для достижения максимальной его эффективности требуется обеспечить возможность совместной работы сантехнического и смежных ему отделов в едином проекте, а также параллельного проектирования, когда ошибок во многих случаях можно либо вовсе избежать, либо устранить на этапе их появления. При этом каждая мелочь проекта должна быть продумана. Малейшее отклонение от норм и правил в проектировании влечет за собой проблемы в строительстве и эксплуатации. Проектирование инженерных сетей — это искусство. Искусство делать жизнь человека безопасной и комфортной.

На сегодняшний день проектирование внутренних инженерных систем осуществляется в программных продуктах Model Studio CS Отопление и вентиляция и Model Studio CS Водоснабжение и канализация, а также, как и ранее, в Model Studio CS Трубопроводы. В них производится проектирование систем водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха как промышленных объектов, так и объектов гражданского назначения (рис. 1). Решения Model Studio CS полностью соответствуют требованиям, нормам и стандартам, действующим на территории Российской Федерации.

Рис. 1. Внутренние инженерные системы школы, выполненные в Model Studio CS

Комплекс Model Studio CS позволяет решать следующие основные задачи:

• трехмерная компоновка оборудования и моделирование инженерных систем;
• расчеты и проверка инженерных решений;
• формирование и выпуск проектной и рабочей документации.

Все продукты Model Studio CS, входящие в комплексную систему трехмерного проектирования, используют в качестве графической платформы nanoCAD Plus 11.1, nanoCAD Plus 20.1, nanoCAD Plus 20.3, nanoCAD 21 или AutoCAD 2017−2022.

Работа с базой данных

Основу программного комплекса составляет встроенная в среду проектирования база данных стандартных компонентов, содержащая весь необходимый перечень объектов для моделирования внутренних сетей. Для каждого из программных продуктов (Model Studio CS Отопление и вентиляция, Model Studio CS Водоснабжение и канализация, Model Studio CS Трубопроводы) поставляется отдельная база данных в соответствии с его назначением. При необходимости отдельные базы данных для продуктов Model Studio CS могут быть объединены и развернуты как в локальном режиме на рабочем месте пользователя, так и в режиме общего доступа на сервере организации с разграничением прав использования (рис. 2).

Рис. 2. Работа с базой данных в среде проектирования

В базе данных в структурированном виде представлены все необходимые детали — трубопроводы, воздуховоды, фитинги, трубопроводная и вентиляционная арматура, решетки и др., а также нужное оборудование — вентиляционное, отопительное и оборудование для систем кондиционирования, водоснабжения и канализации. Таким образом, база данных, входящая в стандартную поставку, содержит весь необходимый перечень объектов для моделирования внутренних сетей. Причем все эти объекты интеллектуальные и содержат полный набор атрибутивной информации.

Следует отметить, что база данных — отнюдь не раз и навсегда предоставляемая данность: пользователю доступна возможность корректировать и пополнять ее, для чего предусмотрены специальные инструменты. Для такого пополнения БД можно использовать уже имеющиеся 3D-модели, например, от заводов-изготовителей.

Кроме того, обеспечена возможность создавать собственные базы данных оборудования, изделий и материалов, пополнять их и управлять ими. Для их администрирования вместе с программой поставляется отдельное приложение — Менеджер библиотеки стандартных компонентов.

Технология совместной работы

Совместная параллельная работа над 3D-проектом основана на технологии CADLib Проект, которая позволяет объединить в едином информационном пространстве 3D-модели по разным специальностям, загружать модели смежных разделов в качестве подосновы и использовать их в качестве исходных данных. Таким образом обеспечивается учет актуальной информации об объектах, относящихся к различным специальностям (рис. 3).

Рис. 3. Взаимодействие со смежным строительным отделом

Особый функционал предусмотрен для обмена заданиями между смежными отделами с возможностью прилагать ссылки на объект модели и на элементы структуры проекта (рис. 4).

Рис. 4. Формирование задания в строительный отдел на разработку фундаментов под оборудование

Все участники проектного процесса работают с базой данных проекта и базами библиотек стандартных элементов, развернутыми на общем сервере. Проектировщики, работающие в Model Studio CS, подключаются к базе проекта из специализированных приложений с помощью технологии CADLib Проект в самом начале работы, что позволяет осуществлять доступ к актуальным настройкам проекта и 3D-моделям, а также выполнять быструю публикацию изменений в общую базу данных (рис. 5).

Рис. 5. Публикация модели приточно-вытяжной системы вентиляции в базу проекта

Коллективный доступ к комплексной цифровой информационной модели (ЦИМ) и управлению инженерными данными информационной модели, структурирование, хранение, визуализация информационных моделей, их проверка на предмет коллизий осуществляются в среде общих данных CADLib Модель и Архив.

Инструменты построения модели

Как правило, создание 3D-моделей начинается с компоновки оборудования. Основным источником для выполнения этой процедуры является база данных. Достаточно выбрать требуемое оборудование в окне базы данных и разместить его в модели с помощью ввода координат или привязок графической платформы. Каждое оборудование по умолчанию содержит необходимый перечень атрибутов для его идентификации в проекте и отображения в спецификации и прочих технических документах (рис. 6). В процессе компоновки оборудования также доступны все основные инструменты графической платформы.

Рис. 6. Размещение оборудования из базы данных

Создание трехмерной модели можно осуществлять непосредственно с помощью элементов из набранного миникаталога изделий. А если на момент начала проектирования такой миникаталог не создан либо поставщик оборудования деталей еще неизвестен, то есть возможность выполнять трассировку условными элементами и уже потом автоматически менять их на выбранные из миникаталога после его подключения к проекту.

Непосредственно для удобства моделирования используется специальный инструментарий, представленный на панели Трассирование (рис. 7).

Рис. 7. Использование панели Трассирование при моделировании систем

Проектирование инженерных систем здания/сооружения осуществляется на основе интеллектуальных объектов. Для построения разных типов объектов моделей предусмотрены специальные средства: трубопроводы, воздуховоды, переходы, решетки, различные арматуры и крестовины. Удобный механизм с динамическими размерами обеспечивает возможность размещать элементы с точной привязкой к другим характерным точкам. Для корректировки инженерных систем применяются специальные инструменты редактирования модели — «ручки», расположенные на всех элементах трехмерной модели и позволяющие перемещать эти объекты, легко и просто расставляя оборудование (рис. 8). Кроме того, с помощью таких «ручек» можно изменять и геометрию самих элементов.

Рис. 8. Специальные инструменты построения модели инженерных систем

Кроме специализированных команд Model Studio CS по разделению, соединению, копированию, перемещению элементов модели могут использоваться и стандартные команды графической платформы.

Отдельно хотелось бы упомянуть о диалогах и элементах ввода данных: их удобство делает работу в программе комфортной.

В Model Studio CS реализован специализированный инструмент для анализа, корректировки и выгрузки данных модели — Спецификатор. Он позволяет группировать и сортировать данные модели в соответствии с выбранным профилем специфицирования и отображать их в отдельном окне (рис. 9). В Спецификаторе уже имеется отдельный набор преднастроенных профилей, которые при необходимости могут быть откорректированы. Кроме того, возможны создание и настройка новых профилей специфицирования данных в соответствии с ГОСТ, СП и другими НТД предприятия. Спецификатор может использоваться как для корректировки данных модели, так и для вывода различной табличной документации (например, спецификаций).

Рис. 9. Спецификатор — инструмент для анализа и вывода данных 3D-модели

Аэродинамический расчет систем вентиляции

В программе предусмотрена возможность проведения расчета систем вентиляции — аэродинамический расчет, позволяющий рассчитать расход воздуха, скорость потока, потери давления, удельные потери давления на трении и др. При этом все расчетные данные сохраняются в элементах модели и могут быть автоматически выведены в текстовый или графический формат (MS Word, MS Excel, CAD-приложение и др.).

Для автоматического выполнения расчета достаточно задать расходы воздуха на конечных элементах системы вентиляции: решетки, диффузоры, воздухораспределители и пр. (рис. 10).

Рис. 10. Аэродинамический расчет систем вентиляции

Формирование выходной документации

На основе данных построенной информационной 3D-модели и заложенных в программе преднастроенных проекций обеспечивается возможность получения качественной документации разделов ОВ и ВК в соответствии с ГОСТ 21.602−2016 и ГОСТ 21.601−2011:

• автоматическое получение планов, разрезов систем на основе преднастроенных проекций, таблицы воздухообмена помещений (рис. 11); Рис. 11. План и разрез системы вентиляции
• автоматическое получение план-схем систем, установок систем, фрагментов и узлов планов и разрезов (рис. 12); Рис. 12. План систем водоснабжения
• автоматическое получение изометрических видов на основе преднастроенных проекций (рис. 13);
  Рис. 13. Изометрический вид системы вентиляции
• автоматическое формирование спецификаций систем, таблиц с данными (рис. 14); Рис. 14. Спецификация систем вентиляции
• автоматическое получение аксонометрических схем систем (рис. 15). Рис. 15. Аксонометрическая схема систем водоснабжения

На сформированной графической документации в автоматическом режиме проставляются элементы оформления: выноски, высотные отметки, линейные размеры, позиционные обозначения.

Заложенные в программные продукты Model Studio CS шаблоны документации пользователь может редактировать в соответствии со своими предпочтениями либо использовать собственные.

Заключение

Model Studio CS Водоснабжение и канализация и Model Studio CS Отопление и вентиляция — это новые перспективные продукты, эффективные и простые в использовании, значительно расширяющие возможности платформ nanoCAD/AutoCAD и делающие работу инженера более комфортной и эффективной.

Программы активно развиваются. Разработчики, стремясь создавать инструменты, максимально полезные пользователям, находятся в постоянном диалоге с проектировщиками. В ближайших планах — создание функционала для построения гибких воздуховодов и трубопроводов; изоляция для прямоугольных воздуховодов; гидравлический расчет трубопроводов; наполнение баз данных новыми каталогами заводов-изготовителей; функционал по созданию сборок (узлов) из элементов систем ОВ и многое другое.