Российские BIM-технологии: проектирование наружных инженерных сетей в Model Studio CS
Введение
АРМ «Наружные инженерные сети» – это связующее звено между модулями Model Studio CS Генплан и Model Studio CS Трубопроводы. Программный продукт предназначен для построения протяженных инженерных сетей, соединяющих здания и сооружения. Такие инженерные сети представляют собой конструкцию, состоящую из одной или нескольких труб, а также сопутствующих строительных или вспомогательных элементов: канала, футляра, опор эстакады и т.д. Среди коммуникаций, проектируемых с использованием этих автоматизированных рабочих мест, тепловые сети, которые состоят из двух труб, идущих вдоль одной оси, и многотрубные эстакады. Предусмотрена возможность работы с пучком труб или кабелей – элементов, которые идут вдоль одной и той же оси.
Технология совместной работы с единой базой Model Studio CS
АРМ «Наружные инженерные сети» требует наличия подготовленной базы данных проекта. База данных должна быть развернута в CADLib Проект, позволяющем объединить в общем информационном пространстве спроектированные модели объекта по всем специальностям, использовать как подоснову модели смежников, привязывать 3D-модели к заданиям и к переписке между участниками проекта.
В самом начале работы проектировщики, работающие в Model Studio CS Генплан, подключаются к базе проекта с помощью технологии CADLib Проект и создают топологию площадки: проектную и существующую поверхности, зоны градостроительного регулирования. Это позволяет пользователю АРМ «Наружные инженерные сети» осуществлять проектирование, исходя из рельефа местности.
Рис. 1. Подготовленные поверхности в базе данных проекта
Работа с базой данных элементов
Рассмотрим по порядку основной функционал АРМ «Наружные инженерные сети». И начнем с базы данных элементов, поскольку именно она содержит все данные для автоматического построения инженерной сети.
АРМ «Наружные инженерные сети» позволяет работать с базой элементов, изделий и материалов, встроенной в среду проектирования и не требующей вызова сторонних программ: доступ к ней осуществляется посредством удобного диалогового окна. База содержит в себе заранее созданные элементы сечения инженерных сетей и трехмерные объекты для генерации полноценной модели по данным из плана и профиля инженерной сети. С помощью встроенного Редактора сечения или Редактора параметрического оборудования пользователь может самостоятельно пополнять базу новыми объектами.
Рис. 2. База элементов содержит всю информацию для построения плана инженерной сети
АРМ «Наружные инженерные сети» предоставляет все инструменты, необходимые для работы с базой данных: поиск (простой или с предварительно заданными условиями), средства работы с предопределенными выборками, классификаторами. Предусмотрена возможность без вставки в чертеж просмотреть, как выглядит объект, и получить полную информацию о нем: марку, размеры, название завода-изготовителя, материал, вес, состав и другие данные, необходимые для принятия оптимального решения.
База данных может использоваться как локально, так и в режиме общего доступа на сервере и распределяется по соответствующим разделам проекта посредством выборок и классификаторов.
Ознакомившись с базой данных, кратко рассмотрим технологии проектирования, реализованные в АРМ «Наружные инженерные сети». Прежде всего остановимся на технологии оцифровки коммуникаций, находящихся на площадке.
Оцифровка существующих коммуникаций
«Наружные инженерные сети» располагают широким функционалом для обработки существующих коммуникаций. Например, разработан очень удобный инструмент для получения 3D-модели. Подложка, вставленная в чертеж формата *.dwg, позволяет автоматически «сколоть» все существующие коммуникации и превратить их в трехмерные модели, располагающиеся на заданных отметках и содержащие полное описание коммуникации (статус, принадлежность, состав, материал и т.д.). Получается полноценный цифровой двойник всей площадки, на которой можно прокладывать проектируемые инженерные сети.
Рис. 3. Плоская подложка с информацией о существующих коммуникациях
Рис. 4. Существующие коммуникации, оцифрованные по подложке
Оцифровка рельефа также осуществляется максимально удобным для пользователя образом и может быть реализована одним из двух способов: быстрым и более подробным.
Быстрый способ предполагает следующие действия:
- создание контура и триангуляции по отметкам 2D-чертежей;
- импорт поверхности из сторонних приложений формата DGN.
Чтобы воспользоваться подробным способом, потребуется:
- создать контур (периметр проектирования);
- сформировать внутренний контур (площадка, здание);
- создать контур дороги/проезда/тропы;
- добавить точки (ввод высотных отметок);
- произвести триангуляцию (3D-поверхность);
- добавить точки высотных отметок, структурные линии к контуру (3D-модель ситуации).
Мы уже упоминали о широком функционале АРМ «Наружные инженерные сети» и в подтверждение перечислим некоторые возможности продукта. Оцифровка существующих коммуникаций из 2D осуществляется посредством специальной команды; обеспечена возможность в автоматическом режиме считать из подложки или задать вручную название, тип и состав объекта, выбрать для него слой; пользователь может задать траекторию построения коммуникации и считать с геоподосновы высотные отметки; моделирование существующих коммуникаций осуществляется в динамическом окне редактирования сечения объектами произвольной формы.
И это, повторим, лишь небольшая часть предложенных инструментов.
Дополнительно возможен импорт существующих поверхностей и коммуникаций из сторонних приложений посредством распознавания XML-файла. Стороннее приложение экспортирует в текстовом формате информацию об инженерных сетях: наименование, расположение, направление. А мы загружаем XML и преобразуем его в полноценную трехмерную модель существующих инженерных сетей.
Рис. 5. Существующие коммуникации, оцифрованные по подложке файла формата XML
Проектирование инженерных сетей
После того как подготовлена полноценная цифровая модель местности, модуль позволяет приступить к проектированию инженерной сети. Мы запускаем специальную команду для создания сечения, в котором сможем из существующей базы данных добавлять трубы, опоры, строительные и вспомогательные элементы. Сечение тоже можно сохранить в базу данных для последующего многократного применения.
Рис. 6. Редактор сечения
Когда же сечение сформировано, мы просто рисуем план, указывая характерные точки трассы. После этого у нас получается полноценная инженерная сеть: есть трасса, есть сечение. Далее на эту трассу можно будет добавлять новые сечения, менять их или сохранять в базе данных.
Рис. 7. План инженерной сети
Таким образом, технология построения плана инженерной сети предусматривает:
- настройку сечений трассы инженерной сети:
- выбор труб из базы данных,
- выбор расположения труб в сечении,
- выбор конструктивных элементов сечения,
- выбор расположения элементов сечения,
- расстановку опор;
- построение плана:
- ввод характерных точек на плане,
- ввод высотных отметок инженерной сети относительно выбранной поверхности,
- расстановку сечений по трассе;
- автоматическую генерацию информационной 3D-модели инженерной сети и ее сохранение в единую базу данных проекта.
Этой информации достаточно для построения продольного профиля: вызывается соответствующая команда, выбирается преднастроенный шаблон построения профиля и указывается необходимая инженерная сеть. По одной и той же инженерной сети можно построить несколько различных профилей – это зависит от выбора настроек. И хотя базовые настройки предложены в стартовом составе, мы приветствуем, если пользователь будет осуществлять настройки, исходя из собственных потребностей.
Рис. 8. Профиль инженерной сети
При желании продольный профиль можно вставлять на отдельный лист. Строятся профиль самой трубы и пересечки всех пересекаемых коммуникаций, выводятся их наименования, отметка, которую мы пересекли, подпрофильная таблица с характерными точками. Автоматически рассчитываются отметки инженерной сети: верх, низ, ось, глубина канала, отметка низа траншеи. Сразу же учитываются уклоны и строятся углы поворота. Все это происходит автоматически, от пользователя не требуется никаких действий – нужно только выбрать инженерную сеть и необходимую команду. Профиль можно отредактировать – при этом все отметки в таблице пересчитываются заново.
На основе построенного плана сети продольного профиля уже можно строить полноценную трехмерную модель всей инженерной сети – модель всех труб и сооружений, расположенную в реальных координатах относительно элементов базы данных. Трехмерную модель (она строится с помощью одной команды) можно затем использовать для вспомогательных расчетов. Поскольку модель состоит из труб, в углах поворота автоматически добавляются отводы. Если в разных сечениях представлены разные диаметры труб, автоматически проставляются переходы. На трубы можно добавлять арматуру из базы данных. Самая же удачная, на наш взгляд, функция связывает между собой план, профиль и трехмерную модель: изменение в любой из этих трех составляющих влечет за собой изменение двух других. А после расстановки опор мы получаем полноценную трехмерную модель всех трубопроводов и всех элементов, расположенных в сечении.
Рис. 9. Трехмерная модель инженерной сети
Конечно, мы рассказали далеко не обо всех возможностях «Наружных инженерных сетей», но уверены, что это этот программный продукт заслужит признание пользователей. Тем более что он постоянно развивается и совершенствуется. Уже сейчас запланировано, что по всему функционалу будет возможен вывод спецификаций, дополнительных планов, узлов на чертеж, расчет созданных инженерных сетей на прочность в программе СТАРТ.
Сергей Сычев,
эксперт по сопровождению проектов
и консалтингу
отдела комплексной автоматизации
в строительстве
