Технология BIM повышает качество проектирования инженерных систем ЦОД

Департамент инженерных систем STEP LOGIC 

это квалифицированная команда, более 10 лет реализующая проекты по созданию инженерной инфраструктуры ЦОД. Специалистам с таким опытом давно уже очевидно, что не бывает типовых объектов ЦОД, а бывают, скорее, типовые сложности при проектировании или повторяющиеся технические задачи, решение которых хотелось бы автоматизировать, переложить «на плечи» современных интеллектуальных информационных систем.

Инженерная инфраструктура серверных и ЦОД - это комплекс взаимоувязанных систем с высокой концентрацией крупногабаритного оборудования, трубопроводных и кабельных сетей, зачастую размещенных в ограниченном пространстве дорогостоящих площадей объектов.

STEP LOGIC - опытный проектировщик специфической инженерной инфраструктуры ЦОД - на каждом новом проекте обязательно сталкивается с целым рядом технических задач, требующих инновационных подходов к их решению.

Внедрённая в 2016 году в STEP LOGIC технология BIM-проектирования, с её идеологией создания и использования единой 3D-модели объекта на всем протяжении её жизненного цикла, наиболее полно отвечает представлению об идеальном современном процессе проектирования, как своими автоматизированными функциями, так и дополнительными плюсами использования созданного.

Как же помогает BIM при проектировании ЦОД?

Обсудим это с менеджером по информационному моделированию проектов STEP LOGIC Маргаритой Пуйдак и начальником отдела проектирования инженерных систем STEP LOGIC Андреем Колясниковым.

Андрей Колясников:
Возьмем первоочередную задачу при проектировании ЦОД, такую как планирование и размещение основного оборудования инженерных систем на объекте (19” шкафов, ИБП, кондиционеров, баллонов газового пожаротушения). На этом этапе инженеры всегда сталкиваются с типовыми задачами: проверка возможности установки по габаритам, обеспечение зон обслуживания, прохода и проноса оборудования, планов эвакуации. Маргарита, расскажите, пожалуйста, как BIM позволит справиться с этими задачами?

Маргарита Пуйдак:
BIM-проектирование всегда начинается с процесса создания трехмерной модели объекта, по сути, это и является воспроизведением расстановки оборудования на объекте. Если двухмерное проектирование позволяет учитывать только два габарита - ширину и длину, то BIM дает возможность установки 3D-модели любого устройства с учетом его ширины, длины, высоты, а также выступающих за его пределы частей. Также очевидными становятся и пути проноса данного оборудования на проектное место по проемам, лифтам, лестницам. Все это можно смоделировать.

В STEP LOGIC внедрена технология BIM-моделирования на основе программного обеспечения Revit. Важнейшей функцией программы Revit является «совместная работа». В ходе неё проектировщики всех систем расставляют своё оборудование в единой модели и в онлайн режиме всегда могут оценить, занято место или свободно. Способов оценки в Revit много – от обычного визуального просмотра результата в 3D-модели, формирования огромного количества планов (двухмерных сечений 3D-модели с необходимыми размерами, привязками и отметками) до запуска автоматизированных проверок на пересечения. Именно эти разрезы и сечения используются в Revit для создания чертежей по ГОСТ.

Одним из важных аспектов является реалистичность восприятия объекта в 3D-модели. Оно значительно выше восприятия традиционных двумерных планов, что позволяет проектировщику легко ориентироваться в сложных проектных местах. Гораздо нагляднее становится архитектура с многоуровневыми перекрытиями, легче оценить правильность места расположения вертикальных стояков, высотные отметки для инженерных сетей, специфику геометрии опорных металлоконструкций и других, сложных в двухмерном восприятии элементов.

Реалистичное пространственное восприятие, безусловно, существенное преимущество не только для проектировщика, но и для заказчика. Уже на этапе создания эскизной модели с установленным основным оборудованием (ИБП, шкафы, кондиционеры) можно использовать различные варианты демонстрации результата заказчику – видео-, фото-представление, а также средства виртуальной реальности.

Андрей Колясников:
Одним из самых длительных этапов при проектировании инженерной инфраструктуры ЦОД является проработка и выпуск детальных чертежей всех коммуникаций механических и кабельных систем – трубопроводов фреона или чиллерной воды, систем дренажа и пожаротушения, лотков и коробов, гофротруб. Все эти сети имеют высокую плотность: как в машзалах ЦОД с 19” шкафами, где размещено целевое оборудование ИТ, так и в специально отведенных помещениях под ИБП, чиллеры, насосные станции. Огромное количество требований приходится применять проектировщикам при проработке и проектировании коммуникаций – электромагнитная совместимость, нормативные противопожарные требования, тепловые и гидравлические расчеты, зонирование для обслуживания. В итоге коммуникации всегда имеют сложную конструкцию, и оценить в двухмерном представлении стандартных чертежей правильность выбранных решений, как в отдельности по подсистемам, так и целиком весь сводный план сети могут далеко не все ГИП и технические специалисты заказчика. Маргарита, что предлагает BIM-технология для «развязывания узлов» сводных планов сетей?

Маргарита Пуйдак:
Процесс BIM-проектирования на базе Revit организован таким образом, что на любом этапе, будь то расстановка оборудования или прокладка сетей, у проектировщика есть дополнительные возможности автоматизированных проверок модели и проведения специфических инженерных расчетов:

1. Проверка на пересечения (коллизии) – демонстрирует проектировщику все пересекающиеся элементы готовой модели: трассы лотков с трубами и другими лотками, коммуникаций с оборудованием, оборудование с архитектурой. Благодаря гибкой системе настроек поиска коллизий есть возможность реализовать любой конкретный запрос. Также есть возможность проверки трасс в соответствии с требуемыми по нормативам расстояниями от других коммуникаций, так называемый «просвет».
2. Автоматическая подстановка аксессуаров для труб или лотков, таких как углы/повороты/спуски/фитинги и другое. В данном случае сама программа с загруженными в нее базами данных семейств аксессуаров не даст проектировщику использовать не соответствующий определенной серии поворот или спуск лотка, поставить не соответствующий вентиль на трубу.
3. Обеспечение каждого из участвующих проектировщиков исчерпывающими данными по элементам систем чужих разделов при совместной работе. Отображается весь набор свойств по проложенным смежным сетям: кто из коллег проложил, к какой системе относится, откуда и куда проложена, куда подключена и многое другое. Данная функция даёт возможность непосредственно при процессе моделирования принимать решения по корректной прокладке трассы с учетом смежных систем, а также анализировать использование нужного норматива для определения расстояний «просвета».

Использование вышеперечисленных функций даёт сокращение сроков проектирования и оперативный результат по «развязыванию» сложных межсистемных узлов. А итоговая наглядность 3D-представления сводного плана сетей положительно воспринимается и высоко оценивается даже самыми искушенными технически заказчиками.

Андрей Колясников:
Маргарита, это всё внутри архитектурной модели, т.е. внутри здания. Но огромное количество основного оборудования ЦОД находится вне машзалов, на улице. Что происходит с этим оборудованием при проектировании в Revit?

Маргарита Пуйдак:
С BIM-моделированием оборудования, размещенного на улице и на площадках рядом со зданием ЦОД, всё то же самое. Revit позволяет использовать и геоподосновы объектов для формирования неровностей территории. Также есть специальная программа для проектирования объектов инфраструктуры Civil 3D, в которой при необходимости моделируются дополнительные постройки, насаждения и благоустройство. Таким образом, если нужны коммуникации под землёй – в коллекторах или спец каналах, подземные этажи объекта, оборудование на кровле или на металлоконструкциях и бетонных основаниях, то в обязательном порядке моделируется и сама территория, и все необходимые для размещения архитектурно-конструктивные элементы.

Андрей Колясников:
Оборудование расставлено, коммуникации проложены и увязаны. Как BIM помогает технологической части проектов по конкретным разделам и системам?

Маргарита Пуйдак:
Все элементы модели (семейства) имеют свойство принадлежности к определенным системам: архитектура, электроснабжение, климатические – механические системы, безопасность и автоматика-диспетчеризация. Во всех климатических и проводных системах возможно использование функции «Логическая система», которая позволяет интеллектуально подключать к «головным» устройствам периферийные элементы. Например, к чиллеру подключить насосы и фанкойлы охлаждения; к щиту электроснабжения - розетки и светильники; к головной станции сигнализации - датчики. При этом проектировщику доступна информация о неподключенном (оставленном, забытом) оборудовании. Для климатических систем (вентиляция, холодоснабжение), в программу заложены расчётные модули, позволяющие проверять сечения воздуховодов, давление и напоры жидкостей.

Важным результатом BIM-проектирования является автоматическое формирование спецификаций оборудования и материалов. Программа выдаст спецификацию всегда со 100% точностью – что смоделировано/спроектировано, то и окажется в списке оборудования и материалов. Формирование спецификаций возможно по различным критериям – начиная от спецификаций отдельных систем, спецификаций по типу оборудования и материалов, спецификаций по конкретному помещению, заканчивая формированием полных спецификаций для закупки.

Андрей Колясников:
Проектирование инженерной инфраструктуры ЦОД – это задача с использованием специфического оборудования кондиционирования, бесперебойного и гарантированного питания, фальшполов и 19” шкафов.

Какие функции BIM-технологии помогают решать узкоспециализированные задачи проектирования ЦОД?

Маргарита Пуйдак:
Использование разработанной 3D-модели возможно в других программных продуктах. Например, в Autodesk CFD, при помощи которого можно моделировать весь спектр климатических процессов объекта с учетом вентиляции, кондиционирования, отопления, включая внешние температурные и ветровые факторы. Программа решает гидродинамические и термодинамические задачи по расчёту потоков и теплопередаче. Смоделированный процесс визуализируется внутренними средствами с секущими плоскостями и с настраиваемым отображением требуемых параметров, изоповерхностями и графиками. Таким образом, связка Revit с CFD даёт возможность моделирования, расчёта и визуализации результата по самому сложному из процессов в ЦОД – теплоотводу от ИТ оборудования: тепловым потокам, протекающим между серверными 19” шкафами и кондиционерами, подачей холодного воздуха под фальшполом к перфорированным плиткам и серверам, а также «движению» теплоносителя в системе холодоснабжения. Безусловно, этот инструмент помогает не только спроектировать и проверить эффективность системы охлаждения в ЦОД, но и проанализировать уже готовые площадки, требующие модернизации.

Такое же прикладное применение 3D-моделей ЦОД возможно и в части анализа несущей способности перекрытий, фальшполов и опорных конструкций, т.к. большая часть инженерного оборудования ЦОД - это тяжелые ИБП, аккумуляторы, чиллеры, шкафы и щиты.

BIM - активно развивающаяся технология, которая не заканчивается процессом проектирования, а плавно переходит в строительство и эксплуатацию объекта.

Важным этапом применения 3D-модели ЦОД следует считать ее использование в программе Navisworks, которая позволяет не только с легкостью просматривать, проверять и инспектировать проект, но и разрабатывать 5D-график строительства с привязкой к бюджету и времени с учетом очередности монтажа. Анимированный в Navisworks календарный план работ в ЦОД наглядно продемонстрирует руководителям проекта и заказчику верную очередность поставок и монтажа каждого из элементов оборудования и конструкций, а также сможет информировать их об опережении или отставании строительного процесса от графика.

5D-график производства строительных работ и возведения компонентов инженерных систем ЦОД из программы Navisworks

После возведения и сдачи в эксплуатацию объекта 3D-модель ЦОД продолжает использоваться эксплуатирующей организацией в SCADA системе диспетчеризации, в системах инвентаризации, планирования и учета оборудования с учетом графиков износа и технического обслуживания (ТО).

Андрей Колясников:
Для качественного проектирования инженерам всегда нужны полные каталоги и технические данные по оборудованию. Как относятся к BIM производители оборудования инженерной инфраструктуры ЦОД? Где брать банки элементов для 3D-проектирования?

Маргарита Пуйдак:
Что касается производителей оборудования и материалов, то основные поставщики решений по ЦОД (например, Schneider Electric, Panduit) уже создали базы данных по своему основному оборудованию для использования в Revit. При этом данные модели обладают не только точностью передачи 3D-тела, но и имеют достаточный спектр всех необходимых информационных параметров: материалы, парт-номера, габариты, принадлежность к инженерным системам, места подключений, ссылки на страницы сайтов. Вендоры прекрасно понимают, что если проектировщики «внедрят» в информационную модель объекта их оборудование и материалы, то с достаточно высокой вероятностью именно они и будут реализованы.

Необходимо отметить, что использованием BIM- технологий и их развитием, интересуются не только производители. Наивысшее значение BIM придают сейчас и системные интеграторы, непосредственно связанные с реализацией проектов по информационным технологиям и ЦОД, не понаслышке знающие о важности инновационных инструментов. Компания STEP LOGIC, внедрившая технологию BIM-моделирования инженерной инфраструктуры ЦОД в 2016 году, оказалась в тренде строительной отрасли и тем самым повысила качество своих проектов, а также создала возможность использования своих проектных решений для всех этапов жизненного цикла объектов – строительства и эксплуатации.