Моделирование котельной по облакам точек с элементами внедрения проектных решений

Наталья Володина — основатель BIM‑мастерской White Tiger Engineering и BIM‑инженер со специализацией по разделу Технологические решения. Моделирование ей всегда было по душе, а проектирование заставляло нестандартно думать на стандартных проектах.

Так, при рассказе посетителям BIM‑завтрака о создании информационной модели котельной по облакам точек она решила описать проект с конца, то есть с результатов моделирования.

Какая модель котельной получилась

Итак, по результатам кропотливой работы BIM‑инженеры White Tiger Engineering успешно создали информационную модель здания котельной с отображения фактического пространства и положения конструктивных элементов, а также технологических коммуникаций оборудования на основании данных лазерного сканирования.

При этом цели, которые озвучила Наталья, были сформулированы следующим образом:

• Использование информационной модели для реализации на ее основе дальнейших проектных решений
• Использование информационной модели для дальнейшего проведения обследования

Сроки реализации проекта заняли 60 календарных дней. За это время к работе было привлечено 7 человек и сделано 4 успешных выезда на объект. Исходные данные, помимо результатов лазерного сканирования, включали в себя также архивные чертежи проектно-исполнительной документации, записи консультаций с инженером-теплотехником и 3D-модель одного из котлов в AutoCAD.

Как проходило создание модели

В декабре 2022 года в BIM‑мастерскую White Tiger поступил звонок с запросом на создание модели котельной. Срок выдачи заказчик установил до 20 марта 2023 года, а степень детализации — LOD200. Также он обещал прислать исходные данные в виде облаков точек и уже имеющиеся типовые модели котлов 3D-Max, архивные чертежи и отчёт по обследованию, чтобы BIM‑инженеры White Tiger могли приступать к работе.

Глава 1. Исходные данные

Результаты сканирования в последствии пришли в виде скоординированных цветных облаков точек с плотностью между двумя ближайшими точками не больше 5 мм. Другие исходные данные также были получены в достаточном объёме, даже были составлены подробные требования к модели. Однако этого не хватило для начала моделирования.

Наталья Володина призналась, что им было тяжело работать без знаний базовых технологических процессов работы котельной. Поэтому команде White Tiger приходилось приезжать на объект, смотреть и снимать его, а также проводить много консультаций с ведущими инженерами о том, на что им нужно обратить внимание. Другими словами, вникать и вживаться в объект.

Глава 2. Подготовка к работе

Каждому из участников команды была отведена своя зона ответственности: Наталья Володина была руководителем проекта и отвечала за общую координацию работы, проверку моделей и связь с заказчиком. Другие BIM‑инженеры взяли на себя моделирования различных участков внутри и снаружи здания: котлы, трубопроводы, площадки вокруг котлов, конструктивные элементы здания, фасады и т.д.

Скоординировав файлы модели и найдя точку пресечения осей А1, Наталья предложила команде проверить готовность файлов. Этот этап удался успешно, и рабочие папки постепенно начали пополняться готовыми моделями.

Глава 3. Процессы работы

Наталья Володина ещё раз подчеркнула, как важно знать объект, для которого создаётся информационная модель, и отметила, что не может не рассказать о базовых принципах работы котла, поскольку они напрямую влияли на принципы и скорость моделирования.

• Газопровод

Основная функция котельной — это передача тепловой энергии, которая возникает при сжигании топлива. И газопровод — буквально её «сердце». Обнаружить газовую трубу на облаке точек довольно легко, так как она всегда окрашена в жёлтый цвет. Если же ваше облако чёрно-белое, то это будет та труба, вокруг которой больше всего арматуры. Газ по трубе подается на горелку, которая обеспечивает его сожжение в камере сгорания. В моделировании всей этой сети BIM‑инженерам White Tiger очень помогли архивные схемы газопроводов.

• Питательные устройства

Следующий важный элемент для котельной установки — это питательные устройства. Найти их в общем изобилии труб достаточно непросто, но возможно. Сделать это можно двумя способами:

1. Как правило, в котельной назначение некоторых трубопроводов подписывают огромными табличками, расположенными вдоль всей их длины. При хорошо собранном облаке вы непременно сможете увидеть соответствующую подпись
2. Если вы не увидели табличек, то можно сначала найти питательный узел, который находится под котлом. Начав его распутывать, вы точно найдете полную магистраль

Другие питательные устройства, такие как баки и насосы, предназначаются для бесперебойного обеспечения котла теплоносителем (водой). Если прекратить напитывать котёл теплоносителем даже на непродолжительное время, то он может перегреться, в результате чего произойдёт авария. Все питательные устройства должны иметь паспорт завода изготовителя, и поэтому их наименование можно будет увидеть на табличках на облаках точек.

• Насосы

Заглянув в котельную, вы также обнаружите огромные насосы, расположенные вблизи котлов. Эти насосы — часть артериальной системы здания, необходимые для транспортировки чистой воды в котел. Если к ним присмотреться, то можно заметить, что их геометрия достаточно нетривиальна. Поэтому, чтобы их корректно смоделировать, команда White Tiger вырезала облако точек отдельно для каждого насоса, чтобы не ошибиться в габаритах или точках подключения. Так они получили отдельные семейства с упрощенными категориями данных и без использования параметризации занялись расстановкой элементов внутри информационной модели здания. Архивные чертежи и схемы также значительно помогли в этом процессе.

• Паропроводы

Ещё одной важнейшей составляющей котельной является паропроводы. Их было легко обнаружить, так как они располагались прямо сверху котла, а также имели достаточно крупный диаметр в 500 мм. Назначение паропровода — передача пара от котла к распределительному узлу, где тепло передается другим системам или зданиям. Паровой трубопровод обычно надежно изолируют, чтобы минимизировать потерю тепла.

• Воздуховоды

Для повышения коэффициента полезной деятельности котельной обычно используется тягодутьевые машины и дымососы, своеобразные «лёгкие котельной». В проекте White Tiger они располагались вдоль фасада и обеспечивали подключение воздуховодов, которые уходят вглубь здания котельной, в том числе обеспечивая зал воздухом, необходимым для горения топлива и устранения продуктов сгорания. Воздуховоды имели крупные квадратные сечения, поэтому в их идентификации также не возникло никаких проблем.

Глава 4. Внедрение котла

Во время моделирования котельной параллельно велись работы по внедрению нового сооружения — четвертого котла. Проектировщики заказчика успели разработать систему, способную дать жизнь новому котлу, который впоследствии быстро установили в здании. И так как BIM‑инженерам White Tiger нужно было отобразить фактическую модель котельной, они начали активно внедрять новый элемент в здание.

Наталья Володина отметила, что модель котла пришла не в реальном масштабе, и над ней пришлось дополнительно потрудиться, чтобы качественно настроить все нюансы. Впрочем, это заняло всего лишь две недели, по истечению которых получилась детальная отмасштабированная модель.

Глава 5. Обмерные работы

Заключительным комплексом работ для команды White Tiger стало оказание помощи в составлении обмерных чертежей. По словам Натальи, в этом не было ничего сложного: при наличии готовой моделей и полного спектра расставленных в ней элементов они все выполнили быстро и качественно.

Вся задача состояла из пяти пунктов, в каждом из которых подразумевалось провести обмерные работы различных технологических элементов котельной. В итоге в одной из моделей были сформированы обмерные чертежи по заданным в требованиях характеристикам с учётом использования некоторых аксонометрических возможностей Revit.

Заключительное слово

В завершение Наталья Володина призналась, что, по её мнению, моделирование по облакам точек — это всегда работа со звездочкой. В каждом объекте есть очень много нюансов и важных деталей, которые специалист извне может пропустить. Однако связка облаков с BIM‑системами даёт намного больше возможностей для точного отображения различных элементов.

«Мой главный вывод: если хочешь сделать для людей, то пропусти объект через себя, прежде чем выдавать результаты работы,» — заключила она.