Archiv inženýrských systémů – Toto je náš svět

Koncept BIM (digital building information modeling) má v Rusku aktivní vývojový trend již deset let. Pro mě ale mé ponoření do této oblasti začalo již v roce 2005, kdy jsem se začal aktivně věnovat informačnímu modelovacímu systému MagiCAD pro inženýrské systémy budov [3, 12].

Ve spolupráci s finskou společností Progman Oy jsem se poprvé setkal s velmi diskutovaným konceptem Building Information Modeling (BIM) [1] v severní Evropě. Mnoho evropských projekčních firem, které používají různé kombinace různých CAD systémů, diskutuje o způsobech ukládání, analýzy a sdílení digitálních informací při vývoji návrhů budov. V té době se v Rusku pro architektonický návrh používal ArchiCAD od Graphisoftu nebo AutoCAD od Autodesku. Při práci s projekty inženýrských sítí jsem se nejčastěji zabýval dvourozměrnými výkresy v AutoCADu. To samozřejmě neznamenalo, že je architekt vytvořil přesně v této podobě – často byly exportovány z ArchiCADu nebo vyrobeny v AutoCAD Architecture. Faktem ale zůstalo, že k návrhu systémů vytápění a větrání jsme obdrželi plošné výkresy, fasády a řezy. Inženýrské sítě, pokud se na ně podíváte v půdorysu (obr. 1), byly často změtí různých čar a nápisů a pochopení toho, co přesně je tam vyobrazeno, představovalo určité potíže. Bez použití trojrozměrného modelování by bylo obtížné takové projekty vytvářet.

Na počátku 2000. století se v Rusku začalo aktivně používat MagiCAD pro AutoCAD. Designéři vysoce ocenili potenciál využití trojrozměrného informačního modelování inženýrských systémů: rychlost dokončení projektu se výrazně zvýšila ve srovnání s plochým kreslením. Nešlo pouze o pohodlné modelovací nástroje, ale také o provádění výpočtů, získávání specifikací a automatizaci provádění výkresů. MagiCAD nyní plně podporuje standard výměny informací IFC od sdružení buildingSMART [2].

Otázka koordinace inženýrských systémů a architektury zůstala pro uživatele otevřená. Obvykle nebyl 3D architektonický návrh předán inženýrům. Řešení jako Navisworks a Solibri samozřejmě mohla snadno koordinovat data z různých zdrojů, ale v té době nebyla v Rusku rozšířena.

Situace se poměrně hodně změnila s aktivním vývojem nového řešení Autodesk Revit. Toto řešení mělo schopnost vytvářet projekty napříč různými sekcemi na jedné platformě. Díky značnému marketingovému úsilí společnosti Autodesk v Rusku se projekční společnosti začaly zajímat o samotný koncept Building Information Modeling. Ukázalo se, že na celém světě již probíhá aktivní přechod od papírové projektové dokumentace k digitálnímu informačnímu modelu. Nejpokročilejší firmy začaly pečlivě studovat zkušenosti zahraničních kolegů a objevily se první překlady zahraničních BIM praktik.

V určitém okamžiku koncept BIM v Rusku vzbudil takovou pozornost veřejnosti, že o něm začali všichni diskutovat – od odborné komunity až po vládní úředníky. Byly přijaty různé plány rozvoje a začaly se objevovat první standardy [4–7, 9–11]. Některé normy se dokonce podařilo převzít, zrušit a místo nich přijmout nové [4]. Skutečnost možnosti použití digitálního informačního modelu je zahrnuta v kodexu územního plánování Ruské federace (článek 48, odstavec 2).

Samotná technologie informačního modelování (obr. 2) již přešla z fáze diskuse v inženýrské komunitě do fáze praktické implementace a stala se důležitým marketingovým nástrojem pro propagaci mnoha firem a specialistů.

Domnívám se, že v tuto chvíli je příliš brzy mluvit o zásadních výsledcích technologie. V Rusku je projektový byznys poměrně mladý a teprve nedávno začali lídři společností přemýšlet o obchodních procesech a otázkách řízení. Tradiční design umožňoval firmám udržovat určitou míru chaosu v řízení, ale přechod na plnohodnotné digitální technologie najednou začal vést k výraznému prodloužení doby návrhu a potížím s řízením firmy. Řada manažerů firem se v počáteční fázi domnívala, že stačí koupit určitý software, najmout specialistu, který s programem umí pracovat, a přechod na BIM bude vyřešen. Všechno ale nešlo podle plánu.

Jedním z důvodů byl právě manažerský chaos – automatizace chaotických obchodních procesů vedla pouze k automatizaci chaosu. Problémy ve firmách jen přibývaly a odpověď byla zřejmá. Nejprve bylo nutné vytvořit a formalizovat obchodní procesy ve firmě, zavést systém toku dokumentů, systém vztahů s klienty, vypracovat interní pracovní standardy a rozhodnout o informacích: jaké informace, kdy, kdo je potřebuje a v jaké fázi . A teprve poté na tyto procesy aplikovat automatizaci. Ještě jednou podotýkám, že automatizace chaosu není nejlepší nápad (obr. 3).

A samozřejmě došlo k nějakým excesům. Vzhledem k tomu, že bylo možné vytvářet detailní modely, byla touha zahrnout vše do modelu – pro každý případ. Co když to někdy budete potřebovat? Dále byla podle mého názoru velká pozornost věnována otázkám hledání kolizí a extrémně detailních specifikací a někdy i fotorealismu modelu. To vše ale zabralo značné prostředky designérů, v některých případech zcela nepřiměřeně. To zase výrazně prodloužilo dobu návrhu a náklady.

Jedním z důležitých nástrojů pro řešení tohoto problému byla formulace úrovně rozpracování modelu úrovně rozvoje. Objevila se určitá škála, která umožnila nastavit požadovanou úroveň detailu objektů úrovně detailů (LoD) a formulovat množství úrovně informací (LoI), která je s nimi spojena. To umožnilo přesněji určit náklady a načasování návrhu.

Přesto řada zákazníků požaduje maximální hodnotu LoD a věří, že to zlepší kvalitu projektu. Je také stanoven požadavek na úplnou absenci kolizí v modelu. Je ale v reálu nutné počítat s průsečíkem dvou ohebných potrubí o průměru 15 mm? Některé otázky pro racionální snížení nákladů na návrh a zlepšení kvality instalace je lépe formulovat jako standardní řešení a komponenty (například způsoby připojení a konfigurace topných zařízení).

Dalším příkladem může být touha modelovat všechna potrubí topného systému v budově se sklony. To značně komplikuje úpravu modelu a při instalaci topných zařízení je instalační technik stěží dokáže nainstalovat s požadovaným sklonem na krátké úseky sítě. Racionálním přístupem je vytvořit svahy tam, kde je to skutečně nutné: ​​na dlouhých úsecích, potrubí s velkým průměrem a s dostatečnými sklony (například v kanalizačních systémech).

Uprostřed všech diskusí o konceptu digitálního informačního modelování však není dostatečně diskutována otázka datového inženýrství a energeticky účinných řešení. Navíc je v módě diskutovat o otázkách konfliktů a podrobných specifikací a odhadů, ale zároveň se vyhnout otázce, zda ten či onen inženýrský systém bude fungovat v reálném životě, a pokud ano, jak efektivně? Problematika efektivních budov, systémy hodnocení LEED, BREAM a analýza energetického modelování budov (BEM) jsou stále diskutovány samostatně. Jsem si ale jist, že se blíží doba, kdy budou tyto oblasti posuzovány společně.

Otevřená zůstává i otázka využití informací ve fázi výstavby a provozu. Diskuse probíhá již poměrně dlouho, ale přechod do praktické sféry je extrémně pomalý. To jsou oblasti, kde marketingová prohlášení firem výrazně předstihují objektivní realitu (obr. 4).

Ale i přes to je pokrok v oblasti digitálních modelů v projektování budov významný. První požadavky a příklady inženýrské odbornosti modelů se již začaly objevovat ze strany Mosgorekspertizy a Státního autonomního ústavu St. Petersburg „Centrum státní odbornosti“.

Digitální informační modelování stavebních inženýrských systémů v MagiCADu

Vraťme se od probírání obecných problémů BIM technologie k některým detailům. Náklady na design samozřejmě závisí na čase, který určití specialisté strávili vytvářením projektu. Čas je zase závislý na složitosti, velikosti stavby, jejím účelu, technologii a samozřejmě na požadavcích na vypracování detailů (LoD), které předkládá přímo zákazník projektu.

Důležitým aspektem je analýza, jejímž výsledkem jsou nejen efektivní inženýrské systémy, ale také dostatečná úroveň energetické účinnosti, která může výrazně ovlivnit náklady na provoz budovy. Investora navíc může zajímat poměrně přesné stanovení nákladů vynaložených na jeho provoz.

To může být potenciální výzvou pro optimalizaci spotřeby energie a zdrojů budovy, zejména s ohledem na jejich omezení v zastavěném prostředí. To výrazně ovlivňuje návratnost investice a zisk z projektu pro budoucího majitele objektu.

Výběr efektivních řešení v oblasti stavebních inženýrských systémů vyžaduje dostupnost moderních nástrojů pro návrh a inženýrskou analýzu, které spoléhají na digitální informační model budovy a doplňují jej. Jedním z řešení pro zvýšení efektivity návrhu na platformách AutoCAD a Revit je software MagiCAD. Pomocí modulů MagiCAD jsou řešeny následující problémy: zvýšení rychlosti kreslení inženýrských systémů, rychlé vyhledávání kolizí a jejich odstraňování a koordinace projektů. Stejně jako všechny potřebné výpočty: stanovení průřezu vzduchovodů a potrubí pro sekce HVAC, vyvažovací systémy, výpočty hluku atd.

V souladu s koncepcí informačního modelování jsou všechny informace po výpočtech uloženy v samotném modelu (obr. 5) a jsou dostupné po celou dobu jeho životního cyklu. Chcete-li si vyměňovat informace mezi sekcemi a koordinovat projekt, musíte exportovat informace ve formátu IFC a předem vygenerovat datové sady pro každý typ komponenty modelu a scénář pro použití těchto informací.

Dalším důležitým aspektem informačního modelu je zdroj digitálních komponent modelu, které obsahují data pro jejich identifikaci a inženýrskou analýzu (obrázek 6).

V programu MagiCAD se aktivně rozvíjí cloudová platforma digitálních modelů MagiCAD Cloud [8]. V současné době je k dispozici více než milion různých konstrukčních komponent od různých výrobců.

Systematický přístup ke strukturování a zlepšování kvality informací poskytovaných MagiCAD Cloudem vede ke zkrácení doby návrhu a zvýšení kvality samotného projektu.

V souhrnu bych chtěl především poznamenat, že MagiCAD umožňuje výrazně zjednodušit přechod firem na technologii digitálního informačního modelování budov (BIM). Produkt se neustále vyvíjí, nové verze programu jsou vydávány po aktualizacích platforem AutoCAD a Revit, které každoročně prezentuje Autodesk. To vám umožní využívat nejnovější technologické možnosti téměř okamžitě, jakmile budou dostupné.

Na Obr. 7 odráží hlavní aspekty MagiCADu.

Videa o práci s MagiCAD, stejně jako záznamy webinářů, naleznete vždy na našem YouTube kanálu [13].

Správný provoz vodovodních, topných a kanalizačních systémů zajišťuje pohodlný a bezpečný život lidí. Trvanlivost stavebních projektů, stejně jako náklady na jejich provoz a údržbu, přímo závisí na kvalitě komunikace. Trh je přesycen velkým množstvím různých systémů, objevují se novinky a jejich modifikace za poslední dva roky se na trhu objevily desítky nových značek inženýrských systémů. S růstem trhu se však zvyšuje i podíl padělků a padělků. Podle Asociace výrobců potrubních systémů (APTS) je podíl padělaných výrobků v externích systémech vyrobených pouze z polyethylenu asi 30 % (asi 9–10 miliard rublů ročně), v polymerových vnitřních trubkách – asi 70 % (asi 14,1 miliardy rublů ročně).

Použití padělků v oblasti stavebních materiálů a mechanismů může vést k vážným následkům v podobě finančních škod a újmy na zdraví. Pokud jde o inženýrské systémy, je to obzvláště snadno pochopitelné: systémy fungují pod tlakem a při vysokých teplotách. Pokud selžou, může dojít k zaplavení, které způsobí škody, prostory mohou zůstat bez vytápění během chladného období, opravy mohou stát mnohonásobně více, než jsou počáteční náklady na systémy: komunikace jsou položeny v potěru, ve zdech, dokončují se a jejich oprava může vyžadovat otevření konstrukcí a zničení povrchové úpravy.

Problematika normalizace a technické regulace je v průmyslu obzvláště akutní. Jedním z klíčových problémů je nekontrolovaný vznik dobrovolných certifikačních systémů. Nyní je podle Rosstandartu v registru registrovaných dobrovolných certifikačních systémů asi 3 organizací.

Tato situace vážně poškozuje dobrovolné certifikační systémy v dobré víře, uvedl APTC v prohlášení. Nemohou konkurovat bezohledným hráčům, kteří vydávají dokumenty o certifikaci produktů, které jsou 10–15krát levnější než jejich skutečné náklady, poznamenává Asociace.

V této souvislosti vláda v posledních několika letech pracovala na zpřísnění dohledu nad výrobou inženýrských systémů ve stavebnictví. V prosinci 2021 tak vláda podepsala usnesení č. 2425, které zavedlo povinnou certifikaci nebo prohlášení pro mnoho typů potrubí, mimo jiné v oblasti zásobování teplou vodou, vytápění a kanalizace. První část změn začala platit od 2022. září 2023, druhá – od 25. září 2024. Kromě toho 31. října 2025 začal v Rusku dobrovolný experiment označování určitých typů polymerových trubek, který bude skončit XNUMX. srpna XNUMX se jejími účastníky mohou stát výrobci polymerových trubek, jakož i dovozci těchto výrobků a velkoobchodní a maloobchodní organizace. Účelem experimentu je otestovat sledovací mechanismus pro určité typy polymerových trubek a vyloučit možnost prodeje padělaného zboží. Navzdory zvýšené pozornosti vlády této oblasti však toto odvětví nadále čelí mnoha výzvám při identifikaci kvalitních produktů.

Inovujte zkušenosti

V podmínkách vysoké konkurence a nasycení velkým množstvím různorodých produktů je důležité věnovat pozornost produktům od důvěryhodných výrobců. Jednou z nich je společnost REHAU, která na ruském trhu působí od roku 1994. Společnost vyrábí plastová okna, kování a komponenty, dveře a dveřní systémy, nábytková řešení, ale i inženýrské systémy: potrubí a armatury pro zásobování vodou a vytápění, automatizace. Její produkty jsou instalovány ve velkých průmyslových objektech a v bytových domech, stejně jako v luxusních rezidenčních komplexech a soukromých domech při výstavbě a rekonstrukci. „Byla to naše společnost, která jako jedna z prvních na světě masivně uvedla na mezinárodní trhy potrubní systémy ze síťovaného polyetylenu,“ zdůrazňuje Andrey Ivanov, ředitel oddělení inženýrských systémů ve společnosti REHAU.

Do roku 2022 byly všechny produkty strojírenských systémů vyráběny v továrnách v Evropě a dováženy do Ruska, ale na jaře 2022 se dodávky zastavily kvůli tlaku sankcí. V tuto chvíli stála společnost REHAU před vážným problémem: musela přeorientovat výrobu do továren umístěných na územích bez sankcí. Pro udržení nepřetržitého zásobování byla společnost rychle schopna lokalizovat všechny technické kompetence v Rusku. Zároveň se podařilo zachovat všechny technické specifikace mezinárodní skupiny, produkty REHAU a REHAU jsou tak plně technicky kompatibilní a na systémy využívající tyto produkty se vztahují veškeré záruční povinnosti. Společnost nadále odpovídá za všechny dříve vydané záruky na inženýrské systémy s komponenty vyrobenými mezinárodní skupinou.

Vysoké standarty

Navzdory vnějším výzvám společnost nadále rozšiřuje své technické kompetence, vyvíjí nové produkty a zaměřuje se na rozvoj inovativního prostředí. Společnost poskytuje záruku až 10 let a jeden milion eur s náhradou škody třetím osobám (při dodržení předpisů REHAU) a životnost systémů REHAU je minimálně 50 let.

Požadavky na standardizované parametry charakterizující kvalitu výrobků, ale i samotný rozsah parametrů odpovídají podle Ivanova vyšším standardům, než jsou stávající normy v Ruské federaci. Například podle GOST 15527-2004 by mosaz měla obsahovat od 40 do XNUMX% zinku. Tato slitina je odolná vůči korozi a i přes vysokou pevnost se snadno zpracovává. Díky těmto vlastnostem se mosaz často používá při výrobě armatur pro vodovodní a topné systémy. Zároveň je mosaz DZR z produkce Rehau ve srovnání s běžnou mosazí sedmkrát odolnější proti odzinkování, a tedy koroznímu praskání, což výrazně snižuje riziko netěsností.

V roce 2024 společnost představila dva inovativní novinky v oblasti standardů kvality: jednotný systém kvality REHAU a laboratoř REHAU. O laboratoři.”

Systém jakosti REHAU (SKR) je komplexní řešení, které zahrnuje 1) soubor požadavků a norem na místa výroby a vyráběné produkty; 2) opatření k zajištění a sledování souladu s požadavky; 3) informační systém integrovaný do výrobních míst, zajišťující nepřetržitý monitoring.

Každá tvarovka a objímka je označena unikátním QR kódem, každý metr potrubí unikátním čárovým kódem. U každého produktu zařazeného do hydraulického okruhu mohou inženýři REHAU vidět celou historii produktu: od výsledků vstupní kontroly surovin až po výsledky testů. V tomto případě se označení použije pouze tehdy, když produkt projde automatizovanou kontrolou. Armatury jsou 100% tlakově testovány ve výrobě. Systém byl zaveden s cílem sjednotit výrobní přístup ke všemu zboží, které se vyrábí v továrnách v jiných zemích než v Rusku. Jeho cílem je zajistit úplnou kontrolu nad výrobními místy bez ohledu na jejich územní umístění.

„Nyní si každý kupující našich produktů může stáhnout mobilní aplikaci REHAU.Pro Quality (6+), naskenovat čárový kód nebo QR kód na produktu a ověřit jeho pravost. To lze provést jak při nákupu v místě prodeje, tak po instalaci produktů instalačním technikem (před dokončením dokončovacích prací). Kupující tak má zaručeno, že ve své provozovně dostane originální vysoce kvalitní produkty,“ říká Stanislav Frolov, vedoucí oddělení vývoje oboru Engineering Systems ve společnosti REHAU. Vznik systému kvality REHAU pomáhá řešit problém padělání a falšování, se kterým se vláda a průmysloví hráči potýkají již řadu let.

Dalším úspěchem roku 2024 pro společnost bylo vytvoření vlastní inženýrské laboratoře „REHAU. Pro Lab“, která umožňuje celý cyklus vývoje a testování produktů.

„Naše laboratoř nám ​​umožňuje realizovat naši vlastní technologickou vizi, pružně reagovat na potřeby trhu a zajistit vysoké standardy kvality produktů. To je zvláště důležité vzhledem k široké škále produktů,“ říká Denis Zinchenko, vedoucí technického oddělení divize Engineering Systems ve společnosti REHAU.

REHAU vyrábí a dodává inovativní inženýrská řešení pro domácnosti a firmy, díky nimž je život pohodlnější a bezpečnější, což plně odráží poslání společnosti. Výzkum, vývoj nových materiálů a důkladné testování hotových výrobků mění systémy REHAU na symbol spolehlivosti, péče o zdraví a důvěry v budoucnost.

Ředitel speciálních projektů: Natalia Stavrogina, vedoucí prodeje reklamy: Julia Čižiková, designér: Ivan Krylov