Как построить ЦОД быстрее, качественнее и дешевле с помощью BIM-моделирования

Все инженеры разных специальностей — архитекторы, конструкторы, специалисты по слаботочным системам, электрике, отоплению, вентиляции, кондиционированию, пожаротушению — вносят свои изменения в единый документ.

ЗАЧЕМ ВНЕДРЯТЬ BIM?

Вот пример из практики. Проектируя ЦОДы, нам приходилось сертифицировать документацию в Uptime Institute. Эта американская организация предоставляла в рамках контракта три попытки пройти сертификацию, а последующие — за дополнительную, высокую, плату. Иначе говоря, любые исправления буквально обходятся очень дорого. Использование BIM позволяет свести к минимуму риски возникновения подобных трат.

В настоящее время стандартом де-факто в отрасли является проектирование в традиционных САПР, скажем Autodesk AutoCAD. В проектную команду обычно входит от 10 до 50 человек, каждому инженеру выделяется свой участок работ. В итоге получается 100–500 разных чертежей, которые необходимо свести воедино. Как правило, каждый проектировщик использует свои привычные шаблоны и семейства, а чертежи представлены в версиях от нескольких дат.

В такой ситуации главному инженеру проекта приходится несладко — стоящая перед ним задача напоминает очень сложный, головоломный и достаточно дорогой тетрис. Вентиляционный короб вполне может наложиться на трассу фреонопровода и пересечь шинопровод. Электрики обязательно попробуют поставить ДГУ на место капитальной стены, так как архитекторы-конструкторы не обновили вовремя свою версию документа. Главный инженер проекта и главный архитектор должны все это увидеть и скорректировать. Получается не у всех.

А потом в соответствии с подготовленным комплектом чертежей приступают к строительству, и тут начинается трагикомедия — архитектурные шедевры вроде лестниц, упирающихся в капитальные стены, или дверей, расположенных в метре от пола, оказываются увековечены в бетоне, если какие-то ляпы при согласовании остались незамеченными.

Еще один весомый стимул для внедрения BIM — деньги. Заказчики всегда недовольны соотношением проектной сметы и итоговой стоимости строительства ЦОДа. Если расхождение составляет плюс-минус один миллион рублей, это, можно сказать, прецизионный расчет. В 99% случаев смета оказывается меньше реальных расходов, а разница может составлять и 5, и 10, и 100 миллионов. Речь не о том, что подрядчик грузовиками вывозит материалы с площадки. Большая часть этих сумм проходит через графу «дополнительные работы», необходимость в которых возникла непосредственно на строительной площадке, то есть это цена переделок.

Выяснить доподлинно, кто виноват в раздувании бюджета — строители или проектировщики, очень сложно. Первые ошибаются так же лихо, как и вторые, а подчас, в силу специфики, даже больше. Однако объект должен быть введен в строй, поэтому ошибки устраняются уже в процессе строительства, что сказывается на итоговой стоимости объекта.

Необходимо отметить, что зачастую ошибки связаны именно с несовершенством методов, используемых при подготовке документации.

Архитектурные «шедевры» вроде лестниц, упирающихся в капитальные стены, или дверей, расположенных в метре от пола, оказываются увековечены в бетоне, если какие-то ляпы остались незамеченными при согласовании проекта

КАКИХ ЖЕРТВ ТРЕБУЕТ BIM?

САПР уровня AutoCAD появились более сорока лет назад, что после кульманов и чертежных досок воспринималось как революция. Благодаря этим программам производительность труда инженеров увеличилась в десятки раз, однако по сути в них была реализована та же идеология чертежных инструментов, только в цифровом формате.

В программах для BIM, например в Revit от Autodesk, используется другой подход. Его можно сравнить с виртуализацией работы скульптора или дизайнера. Как макетируют автомобили? Группа дизайнеров покрывает деревянный каркас слоем пластилина и с помощью резцов и шпателей вырезает из него модель, придавая ей желаемый облик. Каждый член группы видит результаты работы своих коллег, поэтому на такой модели два разных контура одной и той же двери точно не окажутся наложены один на другой. А теперь представьте, что помимо дизайнеров в то же самое время над моделью работают специалисты по двигателям, трансмиссии и т. д. Все они одновременно создают в виртуальной среде разные узлы — это, по сути, и есть BIM.

Смену САПР на BIM можно сравнить со сменой религии. Менять предпочтения в области ПО всегда трудно. С BIM ситуация еще более сложная. Основы работы в традиционных САПР преподают в институтах и на курсах, а обучающих материалов по BIM пока мало, тем более на русском языке, поэтому и специалистов по внедрению в России еще меньше. При этом не следует забывать, что любая вещь возрастает в цене пропорционально своей дефицитности.

ПО BIM отличается от AutoCAD тем, что оно на порядок сложнее для освоения и требует изменения как мышления инженера, так и идеологии работы всей проектной команды. Я не зря упомянул о смене религии. BIM — это не лист ватмана, на котором рисуется чертеж: в данном программном продукте каждый параметр элемента здания задается в свойствах самого элемента. При его изменении в расчет включаются уже обновленные свойства этого элемента.

Перерасчет в программе происходит автоматически, в течение нескольких мгновений. Для каждого элемента инфраструктуры создается набор самых разнообразных параметров: размеры, физические характеристики конструктивных элементов и коммуникаций, положение относительно других объектов, правила взаимодействия с ними и т. д. Таких параметров очень много — сотни и даже тысячи. Таким образом, здание становится параметрическим.

При внедрении BIM может оказаться, что сотрудники прошли обучение, а никто так ничего и не понял. Без всяких шуток. Подобное нововведение всегда риск. Оно может не прижиться, саботироваться коллективом или не понравиться заказчикам, и тогда деньги окажутся потраченными впустую.

Нашей средней по размерам и молодой команде потребовалось полгода на то, чтобы переучить инженеров для работы в новой среде разработки — BIM. Процесс переобучения продолжается до сих пор, а указанный срок — это то время, которое прошло до выполнения первого коммерчески успешного проекта с помощью новой системы.

С учетом всего сказанного я могу утверждать, что в той или иной мере понимаю, как коммерчески успешно перевести на BIM небольшую и молодую команду, но не представляю, как на эту систему смогут перейти крупные проектные организации, которые привыкли работать по старинке. Очень хотелось бы увидеть.

Комплексная обвязка серверного помещения

ДЛЯ ЧЕГО ВСЕ ЭТО НУЖНО?

Что это дает клиентам? На первый взгляд, для них это оборачивается удорожанием проектных работ. На поверку же — более скромным общим бюджетом объекта при лучшем качестве и меньшей длительности строительства. Иначе говоря, с помощью BIM объект планируется тщательнее и, соответственно, качественнее, а строительство осуществляется быстрее.

В качестве конкретного примера рассмотрим спроектированный нами модульный ЦОД, заказчиком которого выступило правительство одного из регионов страны. Понесенные им расходы будем естественно сравнивать со стоимостью объекта, спроектированного с помощью традиционной САПР. Конечно, параллельного проектирования никто не делал, но при наличии опыта оценку его стоимости произвести нетрудно.

Подготовка документации по стадии «П» (проектная документация) и «Р» (рабочая документация) потребовала примерно на 20% больше трудозатрат, чем при использовании традиционных методов проектирования. Однако документация была сдана в течение пяти месяцев вместо обычных шести. Один месяц нам сэкономил главный инженер проекта, который благодаря ПО был избавлен от необходимости вылавливать взаимопересекающиеся коммуникации и прочие «мины».

Согласование с заказчиком и переделки проекта в BIM прошли существенно быстрее — примерно на 50%, или за 15 дней вместо месяца. Помимо всех чертежей, заказчику была предоставлена 3D-модель его ЦОДа, где он мог наглядно увидеть, а потом быстро идентифицировать компоненты, которые требовали изменений.

Изменения тоже вносились оперативнее, так как BIM сама производит расчет и модифицирует элементы систем согласно новым параметрам (помните, что говорилось о параметрической модели?). Например, местоположение коллектора системы холодоснабжения было решено изменить. Программа сама вырезала новые отверстия в стенах, поменяла места креплений, перенесла трассу трубопроводов системы пожаротушения во избежание пересечений, а также пересчитала гидравлические характеристики трубопроводов. Правда, чтобы все происходило так красиво и быстро, необходимо провести колоссальную работу по настройке системы, разработке шаблонов и семейств, выстраиванию логических связей и многому другому. Спецификация материалов тоже рассчитывается автоматически, а вот смета на работы — по-прежнему вручную.

Итак, проектная документация согласована, наступает стадия строительства. В случае с нашим ЦОДом на это тоже уйдет меньше времени. Виртуальную модель ЦОДа можно загрузить на любой планшет и показать на любом компьютере. Даже туповатые герои популярного «домостроительного» телешоу смогли бы правильно прочитать такую документацию.

По своей реализации и наглядности виртуальная модель напоминает игры наподобие Minecraft, где легко ориентируются даже дети. Выбрав вид от первого лица, можно ходить по виртуальному зданию. Все инфраструктурные системы подписаны и подсвечены разными цветами. Благодаря такой трехмерной визуализации монтажники легко поймут, где должен проходить, скажем, трубопровод пожарной системы, под каким углом он огибает трубы системы кондиционирования и как проще смонтировать насадки системы газового пожаротушения в машзале. Кроме того, технология BIM позволяет смоделировать весь процесс строительства и при необходимости оценить весь жизненный цикл объекта, начиная от заливки фундамента и заканчивая демонтажом строительных конструкций и их утилизацией.

Самое важное, что в документации нет ошибок по вине проектировщиков, поэтому глобальных переделок в процессе строительства не потребуется. Традиционно на случай переделок в бюджет всегда закладывается чуть большая сумма. От этой завышенной стоимости мы можем уложиться в 85%, тем самым сэкономив заказчику 15% от стоимости строительства. Затраты сокращаются и благодаря более быстрому возведению объекта.

Таким образом, полностью готовый объект оказывается на 10–15% дешевле аналогичного, созданного с применением традиционных САПР.

Схема холодоснабжения приточно-вытяжной установки

BIM КАК СТАНДАРТ ДЕ-ФАКТО

В 2014 году Европейский союз принял закон, согласно которому все строительные компании, работающие с господрядами, будут обязаны создавать проекты и сметы исключительно в BIM. Норма вступит в силу в 2016 году. Это решение обосновывается тем, что системы BIM позволяют более точно прогнозировать бюджет строительства, что для еврочиновников критически важно. Таким образом, в строительной отрасли Европы BIM становится стандартом де-факто. У нас, как обычно, свой путь, но почему бы не воспользоваться положительным опытом наших соседей?

Максим Новиков — коммерческий директор компании «ГК Четыре стихии».