Rambler's Top100
Статьи ИКС № 07-08 2015
Дмитрий БАСИСТЫЙ  Дмитрий ВЕРФАЙССЕР   08 сентября 2015

BIM для дата-центров: нормативы, польза, перспективы

С точки зрения проектирования и строительства ЦОД – весьма сложный объект, и цена ошибки на ранних стадиях разработки очень высока. Для уменьшения негативных последствий таких ошибок целесообразно переходить на набирающие популярность технологии информационного моделирования здания.

Преимущества BIM-подхода

СловарИКС

Информационное моделирование здания (Building Information Modeling, BIM) – создание и развитие трехмерной информационной модели сооружения от начала планирования работ по проектированию до конечной фазы модернизации объекта или подготовки к его сносу. Используя технологию BIM, можно эффективно организовать совместную работу всех заинтересованных сторон проекта – от инвестора до эксплуатирующей компании. 

В мире проектирования использование компьютерной техники стало привычным. Получить распечатанный комплект документации порой сложнее, чем создать новый в электронной форме. Благодаря специальному программному обеспечению – системам автоматизации проектных работ (САПР), служащим для превращения наших идей в комплект проектной документации, – многие изменения в проекте можно реализовать за считанные часы. Можно сказать, что основное предназначение таких систем – повышение эффективности дорогостоящего труда экспертов и инженеров.

Бонусы, которые мы получаем при работе с САПР:

  • создание единого информационного поля для проектной группы (единых шаблонов, стандартов, мгновенный обмен информацией);
  • уменьшение числа ошибок и доработок при проектировании и как результат – сокращение сроков проектирования;
  • упрощение планирования работ и контроля результатов, следовательно, повышение качества проекта;
  • снижение стоимости проектирования;
  • моделирование работы инженерных систем без создания натурных макетов и моделей;
  • сокращение затрат на эксплуатацию.

Все это очевидные плюсы шагающей вперед компью­теризации в области организации и проведения проектных работ. В советской России был принят и действовал ГОСТ 23501.101-87 «Системы автоматизированного проектирования. Основные положения», позволяющий внедрять САПР в проектных организациях. Сегодня в процессе архитектурно-строительного проектирования все чаще создается компьютерная модель нового здания, содержащая в себе все сведения о будущем объекте. Система автоматизированного проектирования по технологии BIM позволяет визуализировать в 3D-формате любые элементы и системы здания, рассчитывать различные варианты их компоновки, а также приводить их в соответствие с действующими нормами и стандартами, проводить анализ эксплуатационных характеристик будущих зданий, упрощая выбор оптимального решения.

Стандартизация и перспективы

Использование САПР с применением 3D-моделей практически стало стандартом при создании объектов гражданского и промышленного назначения. Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ приступило к внедрению BIM-технологий. Совместно с Росстандартом, Экспертным советом при Правительстве РФ и другими институтами по модернизации экономики и инновационному развитию разработан и приказом Минстроя России № 926/пр от 29.12.2014 утвержден План поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства.

В соответствии с этим планом к марту 2015 г. Экспертный совет при Правительстве РФ должен был завершить отбор пилотных проектов. К ноябрю 2015 г. планируется провести их экспертизу с целью установления требований, необходимых для применения технологий BIM. По итогам проведенного анализа Минстрой России в конце 2015 г. подготовит и направит на утверждение в Правительство РФ перечень нормативных правовых и нормативно-технических актов, образовательных стандартов, подлежащих изменению и разработке. Работу по внесению данных изменений Минстрой России проведет совместно с АНО «АСИ», ФАУ «Главгосэкспертиза России» и Национальным объединением изыскателей и проектировщиков (НОПРИЗ). Она завершится к концу 2016 г. К декабрю 2017 г. планируется подготовить специалистов по использованию технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства, а также экспертов органов экспертизы.

В настоящее время для проведения государственной экспертизы проектно-сметной документации предусмотрена возможность подавать в качестве дополнительной справочной информации 3D-инфор­ма­цион­ную (BIM) модель объекта.

Уже сейчас на сайте Минстроя России  сообщается, что «технологии информационного моделирования зданий (Building Information Modeling) станут предпочтительными для работы с типовыми проектами». Все идет к тому, что подобные тенденции в скором времени трансформируются в стандартные требования, которые будут предъявляться при разработке и согласовании проектной документации.

Зачем нужна BIM-модель при создании ЦОДа

Сложность и цена ошибок

Рис. 1. Зависимость затрат на внесение изменений от стадии жизненного цикла

По уровню интеграции инженерной инфраструктуры ЦОД как объект строительства относится к группе высокотехнологичных и сложных. Большое количество интегрированных между собой инженерных систем, как правило, увязывается с архитектурным обликом уже существующего объекта, реже создаваемого вновь. В такой ситуации цена ошибок на этапе проектирования довольно высока: сроки увеличиваются, стоимость растет, нервные клетки разрушаются.

Хорошо известен график зависимости затрат на внесение изменений в проект от стадии жизненного цикла объекта (рис. 1). Чем позже мы обнаруживаем ошибку, тем дороже она обходится. В какой-то момент мы просто отказываемся что-либо менять, так как цена изменения может катастрофически повлиять на весь проект. Но мы же строим уникальный объект! Внедрение любых инновационных идей может предоставить нам в будущем дополнительные преимущества на рынке либо возможности возврата инвестиций или упростить эксплуатацию. Но мы сознательно отказываемся от каких-либо идей только потому, что «время ушло» – аргумент с которым трудно спорить.

Что же можно предложить для снижения рисков возникновения такой ситуации или даже ее полного устранения?

Виртуальные модели объектов

Современные средства автоматизации проектирования с использованием BIM позволяют создавать виртуальные модели объекта уже на самых ранних стадиях проектирования. Важно, что уже на этих этапах мы имеем возможность увидеть, как все системы увязываются в единое целое. Необходимые данные добавляются в модель на протяжении всего жизненного цикла объекта. На каждом этапе их можно использовать для бизнес-планирования, проектирования, организации работ на различных участках проекта, закупки материалов и организации монтажных работ, сборки, строительства, передачи в эксплуатацию.

При правильном использовании и развитии BIM-модель объекта позволяет организовать обмен данными между существующими системами предприятия на каждом этапе жизненного цикла. Например, информационная модель может быть поставщиком данных для системы закупок (скажем, для заказа оборудования или обновления комплекта ЗИП), системы календарного планирования (для планового обслуживания инженерных систем), системы управления проектами (для визуализации строительства ЦОДа), внутренней ERP-системы (для планирования и развития ресурсов).

Рис. 2. Фрагмент BIM-модели с низкой степенью детализации

В BIM-модели содержатся не просто графические объекты, с этими объектами ассоциирована информация об их свойствах, позволяющая создавать чертежи и отчеты, анализировать проект, моделировать график выполнения работ, планировать дальнейшую эксплуатацию объектов. На каждой стадии проектирования инженерной группе предоставляются возможности для анализа и выбора наилучшего решения с учетом всех имеющихся данных.

Один из ключевых моментов – поэтапная детализация BIM-модели на каждом этапе жизненного цикла объекта. Продвигаясь от эскизного проекта к рабочему в информационном поле BIM-модели, мы проводим детализацию от уровня связанных крупных узлов до уровня заказных спецификаций конкретного оборудования с соответствующей обвязкой и арматурой (рис. 2, 3).


Рис. 3. Фрагмент BIM-модели с высокой степенью детализации

Анализ взаимного расположения

Следующий важный момент – возможность анализа взаимного расположения всего комплекса инженерного оборудования, в том числе трубопроводов, кабельных лотков, шинопроводов, распределительных щитов, осветительных приборов, стен, лестниц, пролетов, потолков, фальшпола и т.д. Сведение в объеме одного помещения всех указанных систем – отдельная задача для проектной команды.

При использовании BIM-модели мы сразу получаем отчет о возможных пересечениях трасс или оборудования друг с другом (рис. 4). Устранение таких коллизий на самых ранних этапах проектирования позволяет нам получить комплект действительно рабочей документации, по которой можно строить объект и монтировать оборудование «точно, как в проекте», а не заниматься поиском обходного варианта «по месту».

Рис. 4. Анализ коллизий взаимного расположения инженерного оборудования в ЦОДе на базе BIM-модели

Безусловно, такой подход облегчает и выпуск комплекта исполнительной документации. Необходимые изменения в проектной документации могут быть сделаны практически в режиме реального времени. При использовании мобильного оборудования (например, планшета) можно сравнить фактически выполненный монтаж на объекте с проектным заданием.


Интеграция со средствами планирования

Рис. 5. BIM-модель с календарно-сетевым графиком строительства

BIM-модель можно интегрировать с планом строительства, т.е. с календарно-сетевым графиком проекта (рис. 5). В такой связке BIM-модель позволяет визуально отобразить ситуацию на объекте на любой плановый момент времени, что дает возможность анализировать фактический ход реализации проекта в сравнении с запланированным. Модель также может включать наглядную детализацию стоимости проекта или любой другой исчисляемой характеристики.

Интеграция 3D BIM-модели объекта со средствами планирования (временного и ресурсного) дает нам четвертое измерение или 4D BIM-модель. Добавив к этому средства финансового планирования и оценки стоимости на заданный момент времени, мы получаем 5D BIM-модель. Оба эти расширения чрезвычайно полезны при проведении строительных и монтажных работ.

Всемерная польза для эксплуатации

После окончания строительства объекта мы, как правило, получаем «кота в мешке» и стопку исполнительной документации, в которой должна содержаться информация о том, как же в итоге он построен. Зарождающейся службе эксплуатации на данном этапе предстоит создать модель эксплуатации, включая регламенты, технологические карты, формуляры, инструкции, списки ЗИП, заключить SLA на обслуживание и ремонт по каждому типу оборудования, создать информационную систему управления эксплуатацией. Не все организации готовы пройти этот путь до победного конца. В лучшем случае находится группа универсальных инженеров службы эксплуатации, имеющих на руках подписанные контракты на обслуживание и ремонт наиболее критических инженерных систем. Есть ли альтернатива такой ситуации?

BIM-модель ЦОДа, переданного в эксплуатацию, может быть использована для управления объектом на всех дальнейших этапах его жизненного цикла. После окончания строительства «исполнительная документация», оформленная соответствующим образом, а именно обновленная BIM-модель, облегчает процесс эксплуатации, отражая текущее техническое состояние систем, давая четкое представление об ответственных производителях любого вида работ и необходимом перечне ЗИП. Интеграция финальной BIM-модели с такими системами, как система управления зданием, система управления ресурсами предприятия, система управления ремонтами и сервисного обслуживания, позволяет нам «в одно касание» получить информационную систему управления эксплуатацией ЦОДа (6D BIM-модель) и тем снизить стоимость самой эксплуатации.

Безусловно, такой рецепт требует внедрения BIM-технологии не только в организации самого заказчика, но у всех участников проекта.

Необходимо отметить, что полученная информационная система на базе BIM-модели будет использоваться на всех последующих этапах жизненного цикла ЦОДа: эксплуатация и ремонты, модернизация, реконструкция или демонтаж. Есть о чем задуматься!

Популярные средства построения BIM-моделей

Средств построения BIM-моделей в мире невероятно много. По версии независимого аналитического агентства G2 Crowd, на начало 2015 г. лидировали на рынке в данном сегменте AutoCAD и Revit, а самыми производительными были признаны DataCAD, Vectorworks Architect и ArchiCAD.

Вот наиболее популярные системы проектирования и разработки BIM-моделей:

  • Revit 2016. Производитель – Autodesk. Программа для проектирования зданий Revit предоставляет возможности для проектирования архитектурных элементов, инженерных систем и строительных конструкций. Изначально в продукте имеется богатый инструментарий и набор элементов, однако при необходимости пользователь может добавить собственные. Лицензию на Revit 2016 можно купить только в составе программного комплекса Building Design Suite (версии Premium и Ultimate), однако доступны облачные сервисы.
  • Vectorworks Architect. Разработчик – Nemetschek Vectorworks. Система отличается дружественным интерфейсом и предлагает полный спектр услуг проектирования и документирования всевозможных элементов от начала до конца процесса, от создания эскизов до выпуска строительной документации.
  • DataCAD. Это гибкий инструмент разработки, созданный одноименной компанией, который позволяет проектировать и моделировать почти что угодно. Легок в изучении. Доступ к командам рисования и моделирования не требует взаимодействия с диалоговыми окнами и подсказками и может осуществляться нажатием на иконку или клавишу. Функциональность можно расширить с помощью встраиваемых макросов. Для специальных случаев, таких как строительство заранее изготовленных домов, могут быть созданы дополнительные инструменты.
  • ArchiCAD 19. Производитель – Graphisoft. Отличительная особенность системы – высокая производительность и скорость работы. В новой версии расширены 64-битные мультипроцессинговые функции с фоновой обработкой и повышен приоритет обработки данных BIM-моделей. Для уменьшения времени отклика предназначено специальное обновление, играющее роль «турбонаддува».

  

Несмотря на относительную дороговизну BIM-инструментария, его использование обоснованно и эффективно, поскольку дает возможность интегрировать данные на всех этапах создания ЦОДа и передать готовую и выверенную модель вместе с объектом в эксплуатацию. Активность регулирующих органов и отраслевых строительных экспертных организаций позволяет сделать вывод о скором переходе на BIM-моделирование как базовую технологию проектирования.  

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!