Skip navigation
2021.04_Header_PGMM_v1-01_RU.png

 

 

 

Вальтер Мейснер является пионером низкотемпературных исследований. Его имя носит новое здание Федерального физико-технического института (Physikalisch-Technische Bundesanstalt – PTB), которое строится на историческом месте института в районе Шарлоттенбург Берлина.



С момента создания Planungsgruppe M+M AG в 1970 году мы развились до межрегиональной компании с устойчивым ростом и специализацией.

Наши сотрудники – это инженеры в области систем снабжения, электротехники, технологий защиты окружающей среды, медицинской техники и гигиенических технологий, а также химики, физики, биологи и инженеры-экономисты. В междисциплинарных проектных группах мы разрабатываем технические решения для инфраструктуры и оборудования зданий в рамках нового строительства, реконструкции, модернизации и текущей эксплуатации.

Активное использование новейших технических разработок, преобразование их в практичные решения, готовность применять новаторские подходы, а также наши знания о клиентских процессах и целях являются основой нашего развития и успеха.

Мы являемся акционерным обществом, что способствует нашему долгосрочному развитию. Все права собственности находятся в руках нашего высшего руководства.

Таким образом, наша проектная группа полностью независима от других компаний.

www.pgmm.com

Вальтер Мейснер был выдающимся физиком. Ещё в 1927 году он основал лабораторию низких температур на том самом месте, где сейчас строится новый исследовательский корпус. В то время она принадлежала непосредственному предшественнику PTB – Имперскому физико-техническому институту (Physikalisch-Technische Reichsanstalt – PTR). Здесь Мейснер совершил революционные открытия. Он обнаружил сверхпроводимость у новых элементов и исследовал их поведение. Во время Второй мировой войны лаборатория была разрушена, но за время её существования был заложен мощный фундамент для основного направления исследований, в котором PTB на сегодняшний день является мировым лидером. С 1980-х годов PTB занимается разработкой и изготовлением высокочувствительных сверхпроводящих детекторов квантовой интерференции (SQUID). Эти детекторы служат в качестве датчиков для измерения невообразимо малых магнитных полей, например, человеческого сердца или мозга. Благодаря сверхпроводящим детекторам, уникальному оборудованию и экранированным помещениям, PTB является мировым лидером в разработке новых методов диагностики сердечной и мозговой деятельности, а также в фундаментальных физических исследованиях, таких как изучение свойств магнитных наночастиц. Кроме того, новое здание института предлагает уникальные условия окружающей среды для криостатных систем для термометрии, которые также являются выдающимися во всём мире. С их помощью PTB может самостоятельно обеспечить калибровку приборов в очень широком диапазоне температур преимущественно для небольших отечественных предприятий-изготовителей измерителей температуры.

Также PTB предоставит «новый» кельвин: с 20 мая 2020 года основная единица измерения температуры в системе СИ, кельвин, определяется не через тройную точку воды, а через константу природы, значение постоянной Больцмана. В новом здании PTB будет фактически создавать «новый» кельвин. Если быть точнее, PTB будет его непосредственно описывать. Для этого используется так называемый шумовой термометр, квантовый эталон температуры. С его помощью PTB измеряет кельвин путём измерения напряжения, прослеживаемого непосредственно на эталоне Джозефсона. Таким образом, PTB может ещё больше расширить свои лидирующие позиции в области первичной термометрии.

Кроме того, в новом здании будет продолжена разработка инновационной прецизионной электроники для применения в метрологии. Также в будущем в лабораториях нового центра квантовых технологий PTB будут проводиться исследования по оптической однофотонной радиометрии.

СОТРУДНИЧЕСТВО В ОТКРЫТОЙ СИСТЕМЕ
Интенсивная совместная работа всех участников проекта в координационной модели, охватывающей все инженерные разделы, была беспрецедентным опытом. У главного инженера проекта ранее не было опыта относительно того, как его структурные данные могут повлиять на передачу данных в системе проектной коммуникации. Проверенные 2D-конструкции нельзя было просто перенести. Стандартное обозначение этажей не применяется в файлах IFC, поскольку они всегда содержат общую модель на всех уровнях.

Несмотря на то, что каждый проектировщик уже имел опыт работы с моделью, необходимо было наладить работу в big open BIM с обменом информацией между участниками проектирования:

Проектирование всего здания осуществлялось по методологии BIM:

  • архитекторы;
  • инженеры-конструкторы;
  • инженерные системы (PGMM);
  • проектирование лабораторий (PGMM).

Компания PGMM работала с программным решением liNear. Выбор для внедрения в масштабах компании был основан на матрице требований. Были протестированы и оценены различные программные инструменты, в том числе с помощью следующих критериев:

  • 3D и возможность BIM;
  • ожидаемое дальнейшее развитие программного обеспечения;
  • инструмент расчёта для всех инженерных дисциплин;
  • открытые интерфейсы.

ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛЕОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Первые представления по оптимальному расположению основных шахт и технических пространств нашли своё воплощение в проекте с 2D-планами этажей, в которые были вставлены символы систем. В зоне чистого помещения на 2-м этаже были предусмотрены устройства с ламинарным потоком в режиме рециркуляции для предотвращения загрязнения частицами в зонах обработки полупроводников. Решение в пользу энергоэффективной подачи воздуха с помощью камеры высокого давления из вышележащей технической зоны позволяло утвердить зонирование этажа с южной стороны из конкурсного проекта.

Для обслуживания центральной внутренней зоны лаборатории на всех этажах по всей длине задних стен лаборатории требовалась дополнительная, доступная для прохода шахта. Для регулярного обслуживания более 80 противопожарных заслонок заданные трапы для технического обслуживания должны были быть со свободным пространством.

Эта большая центральная шахта требовала расширения всего здания более чем на 3 метра. Уже на стадии предварительного проектирования можно было воспользоваться преимуществами моделеориентированного BIM-проектирования, чтобы определить требуемую для расширения кубатуру шахты со всеми пересечениями трубопроводов, которые при традиционном проектировании часто обнаруживались слишком поздно. Такой подход к организации производства строительных работ на основе BIM-модели позволяет снизить риски на строительной площадке и описывается как «Build it twice».

На рисунке 2 представлен эскизный проект воздуховодов с грубой кубатурой и функциональными элементами, такими как заслонки и глушители. Благодаря трёхмерной графике изображение больше не создаёт впечатления приблизительного наброска. Оно содержит важные элементы, на основании которых руководство проекта внесло предложение по увеличению кубатуры более чем на 6000 м³ до верификации затрат на реализацию. Рабочий чертёж на основе модели той же области в вентиляционной шахте (рис. 3) очень наглядно показывает, как развивался уровень детализации до 5-й стадии проектирования.

Перед тем, как были завершены рабочие чертежи первых разделов проекта, будущим пользователям было продемонстрировано текущее состояние проекта на совместном 3D-семинаре.

Стабильное качество модели позволило задействованным в проекте инженерам-проектировщикам осуществлять различное моделирование посредством интерфейса IFC, хотя такие специалисты, как инженер-физик или инженер-механик, не участвовали в интеграции данных в общую модель. Высокие требования к динамической вибрации, особенно для уровня чистого помещения, устанавливали удельные предельные значения для устойчивости и частоты собственных колебаний здания. Это могло быть реализовано только с помощью монолитного строительства с высокой степенью армирования 30 бетонных стен при проектировании штроб и проёмов. При прокладке трассы с помощью 3D-проверки на столкновения было своевременно согласовано расположение проёмов. По сравнению с обычным процессом проектирования изменение производительности произошло уже на ранних стадиях проекта.

СУБЪЕКТЫ В BIM
На основе количества объектов BIM, используемых в проектировании, и объёма данных соответствующей специализированной модели стало очевидно, что проектировщики инженерных систем являются основными субъектами, задействованными в BIM. Анализ данных объектов представлен на рисунке 4.

Поставщики программного обеспечения разработали широкий спектр инструментов для расширения междисциплинарного сотрудничества. Существуют различные системы протоколов для проверки модели, коммуникации и оценки. К идеализированной мечте о полностью автоматизированной проверке на столкновения приближают имеющиеся удобные функции просмотра, которые графически локализуют коллизии и даже наглядно отображают наличие коллизий в здании в виде синопсиса из наложенных изометрических проекций этажей.

При этом есть типичные опасения относительно того, что при цифровом обмене информацией с использованием шаблонов ввода страдает личное общение в проектной команде, коммуникация становится односторонней, а отождествление с общей работой должно поддерживаться другими способами.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ В ВИДЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА
В рамках пилотного BIM-проекта федерального правительства «Строительство нового здания имени Вальтера Мейснера» для Федерального физико-технического института в Берлине совместно с проектировщиком объекта, инженером-конструктором и специалистами в проектировании здания для научно-исследовательской деятельности мы внедрили процессы цифрового проектирования в big open BIM (уровень 2).

Благодаря обработке на основе модели на стадиях от эскизного проекта до рабочей документации стало возможным гораздо более точное реагирование на требования исследовательcкого института. Преимущества BIM-процесса, возможно, найдут своё отражение и в повседневной метрологической деятельности PTB.