CAD – jak wybrać odpowiednie środowisko do modelowania instalacji HVAC w 3D?

Nowoczesne biuro projektowe działające na rynkach polskim i zagranicznych musi sprostać rosnącym wymaganiom inwestorów i wykonawców w kwestii jakości i efektywności pracy. Dobór odpowiednich narzędzi to klucz do spełnienia tych wymagań.

Proces projektowania instalacji sanitarnych i przemysłowych uległ diametralnej przemianie na przestrzeni kilkunastu lat. Wykorzystanie aplikacji CAD – computer aided designing stało się standardem i wymogiem. W budynkach wielkokubaturowych inwestorzy i wykonawcy nie mogą sobie pozwolić na problemy wynikające z niezgodności i kolizji z powodu z nieudolnej koordynacji międzybranżowej. W dalszym ciągu projekty instalacyjne w Polsce wykonywane są za pomocą podstawowych narzędzi i na płaszczyźnie dwuwymiarowej. Taki sposób projektowania nie pozwala na efektywną współpracę międzybranżową, ani na prawidłową koordynację instalacji. Skutkuje to zazwyczaj lawinowym wzrostem kosztów wynikających z opóźnień w realizacji inwestycji i dodatkowych prac, których można uniknąć przy optymalnej koordynacji międzybranżowej.

Projektantom z pomocą przychodzą zaawansowane narzędzia, dzięki którym możliwa jest współpraca wielu jednostek opracowujących projekt. Środowiska do projektowania instalacji w 3D w sposób widoczny i zrozumiały nawet dla laika umożliwiają na identyfikację powstających problemów na etapie projektowania, a nie realizacji.

Najważniejszymi atutami opracowywania projektów w 3D są: możliwość parametryzowania elementów projektu (BIM) i wykorzystania ich w CAFM, bezbłędna koordynacja międzybranżowa, precyzyjne wyciągi materiałów i dokładne kosztorysowanie, nieograniczone możliwości prezentacji projektu, możliwość zastosowania technologii skanowania 3D i użycia chmury punktów w planach powykonawczych lub podczas modernizacji, wysoka efektywności pracy kreślarzy.

Na rynku dostępnych jest wiele środowisk do projektowania 3D. Pięć z nich zostanie przybliżonych i porównanych w cyklu artykułów: AutoCAD MEP, Revit, Microstation z nakładką Tricad-MS, Trimble Plancal nova oraz Pit-CAD – nakładka na AutoCAD. Przyjrzymy się ich najważniejszym praktycznym cechom takim jak koszty pojedynczego stanowiska, ergonomia i efektywność pracy, zgodność z technologią BIM i innym.

Fakt, że rozwiązania BIM cieszą się coraz większym zainteresowaniem sprawia, że biura projektowe muszą ewoluować i poszerzać swoją ofertę o projektowanie z wykorzystaniem aplikacji 3D.

Jak wybrać odpowiednie środowisko do projektowania w 3D? Nie ma uniwersalnej odpowiedzi dla każdego projektanta, jednak analizując wady i zalety poszczególnej platformy każdy może znaleźć środowisko odpowiednie dla siebie.

Część 1 – przedstawienie i porównanie możliwości środowisk do projektowania 3D

Kilkuletnia praca z pięcioma środowiskami do projektowania instalacji sanitarnych w 3D umożliwia głębrze spojrzenie na ofertę rynku oprogramowania. W opracowaniu zostały opisane:
– Autodesk – AutoCAD MEP
– Autodesk – Revit
– Bentley – Microstation we współpracy z nakładką do projektowania instalacji HVAC Venturis – TriCAD MS
– Trimble – Plancal NOVA
– Pit-CAD – nakładka na AutoCAD

Jednym z najważniejszych kryteriów wyboru środowiska do pracy jest wachlarz możliwości oferowanych przez oprogramowanie. Projektant jeszcze przed rozpoczęciem jakichkolwiek prac musi określić potrzeby, którym musi sprostać. Najważniejsze pytania, jakie musi sobie zadać to:
– czy projekt będzie realizowany przez jedną osobę, zespół czy kilka współpracujących ze sobą zespołów?
– czy do rozpoczęcia prac zostało wystarczająco dużo czasu, aby kreślarze zostali przeszkoleni z obsługi danego środowiska?
– czy wymagane jest parametryzowanie obiektów i pełne wsparcie BIM?
– czy są do dyspozycji stacje robocze, które sprostają wymaganiom sprzętowym poszczególnych środowisk w danym rozmiarze projektu?
– czy planowane jest przeprowadzanie obliczeń na bazie tworzonego modelu 3D takich jak obliczenia hydrauliczne, dobory nastaw zaworów, obliczanie zapotrzebowania na ciepło itp.?
Przyjrzyjmy się każdemu z tych zagadnień przez pryzmat porównywanych środowisk.

Skalowalność, praca wielostanowiskowa

W zależności od rozmiaru i stopnia złożoności projektu prace mogą być prowadzone w pojedynkę, w zespole lub przez kilka zespołów.

Każde z omawianych środowisk daje możliwość pracy w grupie za pośrednictwem lokalnej sieci komputerowej. AutoCAD MEP oferuje narzędzie Project Navigator, dzięki któremu przy użyciu dysku sieciowego każdy użytkownik ma dostęp do najbardziej aktualnych plików dwg opracowywanych przez partnerów z zespołu. Project Navigator nie pozwala jednak na pracę w jednym pliku przez kilka osób. Microstation z nakładką TriCAD, Plancal NOVA oraz Pit-CAD bazują na bardzo zbliżonych koncepcjach, tj. na możliwości „spięcia” wielu plików (np. poszczególnych kondygnacji budynku, szachtów instalacyjnych, maszynowni, itp.) w jeden projekt, ale nie pozwalają na równoległą pracę w tym samym pliku. Revit dzięki koncepcji modelu centralnego i modelu lokalnego idzie krok dalej. W jednym modelu może pracować wiele osób, a zmiany wprowadzane przez współpracowników są widoczne od razu po synchronizacji modelu lokalnego z modelem centralnym.

Podczas opracowywania modelu przez kilka zespołów projektowych niezbędnym staje się użycie dedykowanych rozwiązań do pracy w chmurze oferowanych przez producentów. Na tym tle najefektywniej wypada Revit, który dzięki usługom BIM 360 i Collaboration for Revit pozwala na globalną współpracę biur projektowych. Dodatkowym atutem rozwiązań od Autodesku jest dostęp do modelu z poziomu przeglądarki internetowej. Otwiera to wiele nowych możliwości przed menadżerami i inżynierami.

Tabela – opcje pracy wielostanowiskowej

AutoCAD MEP Revit Microstation + TriCAD Plancal NOVA Pit-CAD
Możliwość pracy w grupie Project Navigator Model centralny Projekt sieciowy Projekt sieciowy Projekt sieciowy
Możliwość pracy w chmurze AutoCAD360 BIM 360

Collaboration for Revit

Bentley CONNECT Serwer SQL AutoCAD360

 

Interfejs użytkownika i koncepcja pracy

Czas jest jednym z najważniejszych czynników w pracy projektanta. Podczas doboru zespołu projektowego i środowiska należy zastanowić się, czy kreślarze są w stanie nauczyć się obsługi nowego programu wystarczająco szybko, aby nadążyć za nadchodzącymi terminami.
Pod tym kątem wybór środowisk opartych na AutoCAD wydaje się być najrozsądniejszym rozwiązaniem. Jest to dominujące środowisko na rynku, a co za tym idzie każdy inżynier miał z nim styczność. Przewagę nad konkurentami mają AutoCAD MEP oraz Pit-CAD, które dla użytkowników AutoCAD będą najłatwiejsze do opanowania. Przesiadka na inne systemy wymaga zmiany podejścia do projektowania i nabycia nowych nawyków.

Próżno szukać w Revit, Microstation + TriCAD oraz Plancal NOVA rozwiązań naturalnych dla użytkowników AutoCADa. Dlatego nowi użytkownicy tych programów muszą zostać przeszkoleni i nabrać wprawy w ich obsłudze. Z mojego doświadczenia wynikającego z przeszkolenia i późniejszej współpracy z kilkudziesięcioma osobami w tych środowiskach wnioskuję, że najłatwiejszy do opanowania przez nowicjusza jest Plancal NOVA. Wystarczy kilkugodzinne szkolenie, po którym kreślarz jest w stanie wykonywać wszelkie podstawowe czynności projektowe niezbędne do samodzielnej pracy. Revit również jest programem dosyć łatwym do opanowania dzięki intuicyjnemu interfejsowi użytkownika. Microstation + TriCAD jest oprogramowaniem mocno złożonym, który w rękach wprawnego użytkownika staje się bardzo efektywnym narzędziem. Jednak zupełnie odmienna koncepcja wprowadzania danych do modelu okupiona jest długim procesem zaznajamiania się ze środowiskiem.

Podsumowując, jeżeli decydujemy się na przesiadkę na środowisko inne niż AutoCAD, a nie mamy zbyt wiele czasu na szkolenie kreślarzy, wówczas najlepszym rozwiązaniem będzie Plancal NOVA.

Wsparcie BIM

Technologia BIM jest trendem w projektowaniu, którego nie można dłużej ignorować. Z każdym kolejnym zrealizowanym projektem okazuje się, że informacje zawarte w modelu zaczynają mieć coraz większe znaczenie dla poprawnej realizacji inwestycji niż dane na papierowych wydrukach. Warto wspomnieć o standardzie IFC (Industry Foundation Classes), który służy do wymiany informacji pomiędzy środowiskami BIM. W każdym z prezentowanych programów są zaimplementowane  funkcje do eksportu i importu plików IFC, co umożliwia współpracę zespołów korzystających z różnego oprogramowania.

Należy tutaj zaznaczyć, że środowisko 3D jest warunkiem koniecznym, ale niewystarczającym, aby projekt mógł być zgodny z technologią BIM. Kluczowe jest sparametryzowanie obiektów, tj. wprowadzenie możliwie wielu informacji o wszystkich elementach budynku, oraz o procesach zachodzących w nim i jego strefach na linii czasu.

Wszystkie prezentowane środowiska są zgodne z technologią BIM, jednak Autodesk kładzie nacisk na rozwijanie tej koncepcji w programie Revit, nie jest ona już rozwijana w AutoCAD. Natomiast w dalszym ciągu możliwe jest importowanie do AutoCAD projektów BIM eksportowanych do standardu IFC.

Temat wsparcia BIM będzie rozwinięty w kolejnych artykułach.

Tabela – zgodność z technologią BIM, obsługa IFC

AutoCAD MEP Revit Microstation + TriCAD Plancal NOVA Pit-CAD
BIM Częściowo TAK TAK TAK Częściowo
IFC TAK TAK TAK TAK TAK

 

Wymagania sprzętowe

Zaplecze sprzętowe jest bardzo ważnym warunkiem wyboru oprogramowania. Projekty 3D wymagają od komputerów więcej niż podczas kreślenia 2D.

Przede wszystkim praca w przestrzeni 3D wymaga od projektanta możliwości przedstawienia opracowywanego obszaru w kilku widokach. Szybko okazuje się, że jeden monitor nie wystarcza do wygodnej pracy na wszystkich potrzebnych rzutniach. Dwa monitory są niezbędne, aby wszystkie widoki i funkcje były zawsze pod ręką. Do bardzo skomplikowanych zadań jak opracowywanie maszynowni, kolektorów czy szachtów instalacyjnych projektanci cenią sobie możliwość korzystania nawet z trzech monitorów. Projektowanie na laptopie lub stanowisku z jednym monitorem jest marnotrawstwem potencjału, jaki dają środowiska 3D.

Wymagania co do pamięci i wersji systemu operacyjnego są podobne dla wszystkich środowisk z wyjątkiem Microstation + TriCAD. Jest to program dający się uruchomić i umożliwiający efektywną pracę na starszych komputerach, jednocześnie wykorzystujący potencjał najmocniejszych stanowisk. Z doświadczenia wynika, że środowisko od Bentleya jest najefektywniejszym środowiskiem do modelowania dużych projektów 3D w porównaniu z innym oprogramowaniem zainstalowanym na tej samej konfiguracji sprzętowej.

Tabela – wymagania sprzętowe minimalne i zalecane wg producentów

AutoCAD MEP Revit Microstation + TriCAD Plancal NOVA Pit-CAD
Wymagania minimalne Windows 7 64-bit

4GB RAM

Windows 7 64-bit

4GB RAM

Windows XP 32-bit

512MB RAM

Windows 7 64-bit

4GB RAM

Windows 7 32-bit

2GB RAM

Wymagania zalecane 8 GB RAM 16 GB RAM 8 GB RAM

32 GB – wizualizacje

8 GB

 

Możliwość przeprowadzania obliczeń

Sparametryzowany model tworzony w 3D daje możliwość użycia go nie tylko do geometrycznego przedstawienia kształtu instalacji w budynku. Dzięki dodatkowym modułom można go wykorzystać do przeprowadzania automatycznych obliczeń lub nawet tworzenia automatycznych schematów.

Najbardziej rozwinięte możliwości dają moduły, którymi można doposażyć Plancal NOVA. Wymiarowanie sieci wodociągowych zgodnie z DIN1988-30, wymiarowanie sieci kanalizacyjnych, obliczenia OZC, obciążenia cieplnego budynku, obliczenia akustyczne, obliczenia hydrauliczne – wszystko to jest możliwe do przeprowadzenia wewnątrz jednego środowiska.

Podobne, jednak nie tak rozbudowane możliwości dają pozostałe środowiska.

Revit pozwala na przeprowadzanie obliczeń hydraulicznych i wymiarowanie przewodów, jednak nie pozwala na obliczenia OZC i obciążenia cieplnego przy użyciu europejskich norm, co wymaga od projektanta użycia dodatkowego oprogramowania. ASHRAE to jedyny standard, który Revit obsługuje do tego typu obliczeń.

Nakładka TriCAD na Microstation podchodzi zupełnie inaczej do tematu oferując możliwość eksportu wszelkich danych do zewnętrznych programów takich jak Solar-Computer i mh-software, w których można przeprowadzić wszystkie niezbędne obliczenia.

AutoCAD MEP jest wyposażony w funkcje do automatycznego wymiarowania przewodów i obliczeń hydraulicznych.

Pit-CAD, podobnie jak TriCAD, zrzuca ciężar przeprowadzania obliczeń na zewnętrzne programy, głównie na Solar-Computer dzięki dedykowanemu interfejsowi.

Podsumowanie

Stawiając sobie pytania z pierwszego akapitu można ukierunkować próbę wyboru platformy. Możliwość pracy wielostanowiskowej, szybkość szkolenia nowych pracowników, wsparcie BIM, dodatkowe funkcje umożliwiające przeprowadzanie obliczeń – to tematy, które w każdym projekcie i profilu działalności posiadają różną wagę.
Bardzo ważnym aspektem, jeśli nie kluczowym, jest koszt wyposażenia stanowiska w oprogramowanie. Rosnący popyt na projekty w technologii BIM również stał się ważnym czynnikiem wpływającym na wybór oprogramowania. Te i inne tematy zostaną poruszone w kolejnych artykułach na temat oprogramowania do projektowania instalacji sanitarnych w 3D.