Введение

В настоящий момент BIM-модели инженерных систем зданий и сооружений разрабатываются многими участниками строительного рынка [1]. Уникальностью данного исследования, проведённого с применением BIM-технологий, является учёт сложных природных условий при проектировании очистных сооружений и сверхкомпактная инсталляция соответствующего технологического оборудования в здании, изначально не предназначенном для подобных задач.

В частности, биологические пруды требовалось максимально эффективно вписать в земельный участок сложной конфигурации, с перепадом высот более 50 м и различными площадями каждого каскадного пруда. При этом биологическая очистка воды осуществляется её постепенным прохождением через каскад прудов строго в определённой последовательности. Физико-химическая очистка воды выполняется на технологическом оборудовании, компактно размещённом в единственном имеющемся здании, которое, к счастью, обладало подземными коммуникациями.


Стандартный каскад прудов биоочистки на канализационно-очистной станции

Материалы и методы, результаты

В процессе исследований решена прикладная задача моделирования очистных сооружений, состоящих из здания физико-химической очистки, подземных коммуникаций и биологических прудов, с использованием BIM-технологий проектирования. В качестве основы для BIM-моделирования был принят проект здания физико-химической очистки.

На рис. 1 показана разработанная модель инженерных коммуникаций и оборудования данного здания в программном комплексе Autodesk AutoCAD. С помощью Autodesk Revit проведено комплексное решение, которое позволило вести проектирование всех внутренних инженерных сетей в едином стандарте, сокращая время на увязку различных систем.


Рис. 1. Модель технологических инженерных систем в Autodesk AutoCAD

Современные технологии трёхмерного проектирования, гибкость и качество ПО позволили выполнить проект в кратчайшие сроки. Итак, с помощью Autodesk Revit запроектировано производственное здание физико-химической очистки с системой приточно-вытяжной вентиляции.


Рис. 2. Трёхмерная модель здания, выполненная в Autodesk Revit

На рис. 2 показано проектируемое производственное здание с размещением в нём технологического оборудования и инженерных коммуникаций в Autodesk Revit. Для привязки производственного здания к существующему ландшафту был применён программный комплекс Autodesk InfraWorks 360. Данное ПО является мощным инструментом для эскизного проектирования и визуализации различных проектов. В нём создана 3D-модель существующей инфраструктуры на основе данных из открытых источников и по результатам инженерно-геодезических изысканий. В InfraWorks 360 были проработаны несколько вариантов проектов, проанализированы и сопоставлены между собой, и, как следствие, был сделан выбор определённого варианта для проектирования и строительства.


Рис. 3. Модель привязки здания в Autodesk InfraWorks 360

Для решения нашей задачи моделирования здания физико-химической очистки в программный комплекс InfraWorks 360 был загружен слой местности с привязкой к проектируемому зданию (рис. 3). Далее было проведено моделирование территории очистных сооружений в программном комплексе Zulu. В результате построена электронно-математическая модель площадки очистных сооружений при поднятии высотного уровня воды на 2 м (рис. 4). Построение данной модели позволило запроектировать площадку очистных сооружений с учётом возможных зон подтопления.


Рис. 4. Модель возможного подтопления территории очистных сооружений в Zulu

Актуальность темы BIM-моделирования обусловлена развитием цифровых технологий для решения инженерных задач, в том числе в сфере теплогазоснабжения и вентиляции (ТГВ). Однако в настоящее время серьёзной проблемой является отсутствие теплогидравлических и технико-экономических расчётов в Revit и в других BIM-комплексах. Для решения этой проблемы могут быть использованы специально разработанные технико-экономические алгоритмы [2]. Кроме того, эти алгоритмы уже реализованы в инженерных калькуляторах и веб-приложениях с помощью технологии Dynamic HTML (см. ntcseis.ru) (рис. 5).


Рис. 5. Фрагмент расчёта в инженерном калькуляторе на ресурсе ntcseis.ru

Заключение

Таким образом, использование BIM-технологий позволило:

  • разработать в Autodesk Revit модель промышленного здания с размещением в нём технологического оборудования и инженерных коммуникаций;
  • оценить несколько вариантов проектов зданий с использованием Autodesk InfraWorks 360;
  • произвести моделирование площадки с учётом возможных зон затопления в программном комплексе Zulu;
  • в инженерных калькуляторах ntcseis.ru предварительно рассчитать тепловые нагрузки, рентабельность проекта, прогноз по потреблению энергоресурсов.