Использование САПР при проектировании энергосистем зданий и сооружений

Проектирование энергосистем зданий и сооружений, в современных условиях развития компьютерных технологий, выполняется с помощью автоматизированных систем проектирования. Использование систем автоматизированного проектирования (САПР) существенным образом отражается на качестве и скорости принятия решений инженерами и дает возможность эффективно управлять процессом проектирования, в дальнейшем и строительства зданий и сооружений на всех этапах реализации проекта.

На сегодняшний день, для развития энергетической отрасли в РФ, актуальным является проведение анализа применения систем автоматизированного проектирования энергосистем зданий и сооружений, начиная с этапа расчёта и конструирования этих зданий и сооружений.

Система автоматизированного проектирования представляет собой деятельность по созданию программных продуктов и комплексов технических средств автоматизации проектных работ. САПР используют для оптимизации процесса проектирования зданий и сооружений, за счет снижения времени и себестоимости проектирования, сокращения трудоемкости инженеров, сокращения затрат на получение информации, возможности оперативно принимать решения и других факторов.

Применение систем автоматизации предполагает интеграцию всех инженерных систем объекта строительства, наличие автоматизированной системы управления  и развитой системы коммуникаций.

Самой распространенной проблемой, с которой сталкиваются пользователи, используя современные САПР, является неправильный подбор системы автоматизации.

Это связано с тем, что на сегодняшний день в России существует множество предложений по продуктам систем автоматизации, и среди этого множества программ необходимо выбрать программу, подходящую именно для целей конкретного объекта.

Сегодня создаются не просто САПР для проектирования энергосистем зданий и сооружений, а создаёт системы автоматизации нового поколения, в возможности которых входит обеспечение тесной интеграции системы с программами смежных направлений. Интегрирование программ друг с другом позволит автоматизировать все стадии проектирования и строительства в одну информационную систему.

Основная задача, которая решается при проектировании энергосистем зданий и сооружений, заключается в разработке и технико-экономическом обосновании принимаемых решений, определяющих развитие энергосистемы, обеспечивающих при наименьших затратах снабжение потребителей электрической и тепловой энергией при выполнении технических ограничений по надежности энергоснабжения и качеству энергии.

Энергосистема здания и сооружения формируется из мелких потребителей, образуя при этом более мощные нагрузочные узлы, тем самым образуя целую систему.

С экономической точки зрения, при проектировании энергосистемы зданий, сооружений необходимо учитывать перспективные планы по развития проектируемого объекта.

На сегодняшний день, существует большое разнообразие количества программных продуктов САПР различного уровня.

Однако, можно выделить две основные подсистемы.

Во-первых, подсистема ориентированная на решение энергетических задач (САПР ЭН), которая обеспечивает комплексную автоматизацию массовых энергетических расчетов для технико – экономического aнaлиза вариaнтов развития электрических сетей.

Во-вторых, подсистема ориентированная на решение электротехнических задач (САПР ЭП), которая обеспечивает автоматизацию комплекса расчетов электрических режимов, выполняемых при обосновании решений по развитию электрических сетей и средств управления режимами энергосистем.

Эффект от внедрения САПР энергосистем зданий и сооружений проявляется, в первую очередь, в уменьшении трудоемкости разработки проектной документации, а, во-вторых, в уменьшение трат на сооружение и эксплуатацию объектов, что обеспечивается путем повышения качества и уровня обоснованности принимаемых технических решений, в своевременном уточнении и пересмотре принимаемых решений из-за изменений исходной информации.

Наибольшее распространение, на сегодняшний день, получили системы, в которых основное внимание сосредоточено на создании базовых графических модулей CAD, которые являются «открытыми», то есть допускают дальнейшее расширение. В таких САПР используются различные модули для выполнения расчетных или технологических задач, которые являются дополнительными, однако они могут использоваться как самостоятельная программа, то есть без использования в основном комплексе CAD-системы. Это является практичным и удобным в применении, так как применение дополнительных модулей как самостоятельный программный продукт позволяет решать целый комплекс более узких задач, возникающих при проектировании энергосистем зданий и сооружений.

Однако, необходимо отметить, что для применения профессиональных САПР необходимо, чтобы пользователь обладал рядом знаний и навыков, а также имел предварительно подготовленную базу данных изделий, которая была бы адаптивна под используемую САПР. Это может создавать определенную сложность при использовании САПР зарубежного производства, поскольку они в основном ориентированы на свое оборудование и изделия.

Современный рынок САПР предлагает большой выбор программных продуктов для решения широкого спектра проектных задач. Основная классификация САПР является классификация по уровням:

1. Верхний уровень представляют системы, объединенные единым набором проблемно – ориентированных приложений, имеющие единую структуру данных, кроме того, сюда относятся и узконаправленные системы проектирования.
2. Средний уровень представляют группы функционально-независимых продуктов, которые реализованы и работают на единой структуре данных, или полностью согласованных по представлению информации. Как правило, программные продукты данного класса выпускаются промышленными партнерами разработчика структуры данных базовой моделирующей системы. Примерами программных продуктов, представляющих данный уровень, являются Mechanical Desktop, PRELUDE, DesignSpace, Dinamic Designer Motion, Moldflow, SolidWorks и др.).
3. Нижний уровень представляется совокупностью программных продуктов, комплексом, которые непосредственно ориентированы на оформление конструкторской и технологической, то есть проектной документации. Такие программы не связываются единой структурой данных, поэтому их функциональные возможности являются ограниченными плоским (или приближенным трехмерным представлением) машиностроительного объекта. Однако, программные продукты нижнего уровня существенно повышают темпы и качество выпускаемой бумажной документации. Примерами программных продуктов, представляющих данный уровень, являются AutoCAD, T-Flex, КОМПАС.

САПР при проектировании энергосистем зданий и сооружений, получившей широкое применение на отечественном рынке, является программный продукт нижнего уровня – AutoCAD. Этот программный продукт разработан крупнейшим в мире поставщиком программного обеспечения для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации - компанией Autodesk, Inc. Данная компания разработала широкий спектр решений, которые могут быть применимы для создания цифровых моделей инженерами, конструкторами, различной направленности.

Autodesk используются для визуализации, моделирования, а также анализа поведения разрабатываемых энергосистем зданий и сооружений на начальных стадиях проектирования, кроме того отдельные программные продукты позволяют увидеть модель на экране, атакже испытать ее по каким- либо параметрам.

Таким образом, особенностью данного вида САПР является законченность проекта с выводом технической документации, необходимой для реализации объекта, включая двухмерные и трехмерные чертежи. Кроме того, большой выбор наборов программных модулей предоставляет возможность использования больших баз данных изделий и оборудования

Среди наиболее известных разработчиков и продуктов САПР компании Autodesk, которые используются при проектировании энергосистем зданий и сооружений можно выделить, такие как:

1. Система ElectriCS ADT, которая используется для автоматизированного проектирования систем электроснабжения промышленных зданий и сооружений.
2. Программный пакет ElectriCS 3D по своему назначению применяется для автоматизированной, как автоматической, так и интерактивной раскладки кабелей различного назначения. Применяется данный продукт при проектировании, реконструкции и эксплуатации зданий, сооружений.
3. Система ElectriCS Light предназначена для проведения светотехнических расчетов при проектировании осветительных установок промышленных зданий  и сооружений.
4. Система ElectriCS Storm предназначена для автоматизированного проектирования молниезащиты и заземления зданий и сооружений.
5. Программный комплекс EnergyCS Электрика используется для выполнения электротехнических расчетов при проектировании и эксплуатации распределительных сетей низкого и среднего напряжения.
6. EnergyCS. Комплекс программ EnergyCS выполняет электротехнических расчетов на этапе проектирования, а также в процессе эксплуатации электроэнергетических систем любой сложности и конфигурации.
7. Программа Project StudioCS Электрика предназначена для автоматизации проектирования системы электроснабжения (СЭС) объектов гражданского и промышленного строительства в строгом соответствии с действующими стандартами.

Все вышеперечисленные программные комплексы являются продуктами зарубежного производства, однако они широко применяются в процессе отечественного проектирования и эксплуатации энергосистем зданий и сооружений.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: системы автоматизированного проектирование имеют большое значение в процессе проектирования энергосистем зданий и сооружений. Особенно они актуальны для инженеров, проектировщиков и конструкторов на этапе расчета и конструирования объекта, а при их грамотном и профессиональном применение они являются незаменимым помощником в процессии строительства и эксплуатации зданий. В связи с этим, можно отметить, что в ближайшее время, качество разработки энергосистем зданий и сооружений и уровень их безопасности в процессе жизнедеятельности, будет зависеть от эффективности и актуальности выбранных систем автоматизации.