С января 2022 года в России действует национальный стандарт ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». С этого времени, все больше строительных компаний, использующих BIM-технологии на этапе проектирования и строительства объекта, обсуждают следующий шаг — внедрение «Цифрового двойника» здания. Об особенностях применения технологии «Цифровой двойник» для целей проектирования здания рассказал руководитель сегмента «Жилищное строительство» компании «Систэм Электрик» Владимир Чертан.
Какую роль в проектировании и эксплуатации объектов играет технология «Цифровой двойник». Насколько она сегодня востребована?
Переход от использования BIM-технологии к построению «Цифрового двойника», проектируемого объекта выглядит очень логично после выпуска национального стандарта ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». Более того, этому способствует тот факт, что в конце 2023 года этот ГОСТ официально был включен в перечень взаимно признаваемых стандартов в сфере авиастроения между КНР и РФ. Таким образом, технология твердо закрепилась в производственной сфере.
Если же говорить об инженерных системах в строительстве, то «Цифровой двойник» востребован и уже давно используется для проектирования промышленных объектов, однако в последнее время мы все чаще слышим об использовании этой технологии при строительстве городов, районов, зданий. Например, совсем недавно руководитель Департамента строительства города Москвы Рафик Загрутдинов сообщил, что «Цифровой двойник» был использован в электродепо Бирюлевское при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования.
Цифровой двойник — это цифровая (виртуальная) модель любых объектов, систем, процессов или людей. Она точно воспроизводит форму и действия оригинала и синхронизирована с ним.
Каковы особенности применения «Цифрового двойника» для проектирования и последующей эксплуатации объекта, и, в частности, зданий?
Технологию «Цифровой двойник» на этапе проектирования использовать удобно и просто, если проектирование идет в BIM. Она помогает использовать сегментацию и классификацию данных по любому объекту инженерных систем, а также их элементов в зависимости от потребности конкретного проектировщика и заказчика.
Одним из важнейших плюсов создания компьютерной модели здания является то, что уже на этапе проектирования будет учтено, как будут взаимодействовать установленные на объекте инженерные системы как на уровне ПО, так и на уровне полевого оборудования. «Цифровой двойник» позволит систематизировать данные обо всех устройствах систем и оборудования, что, в свою очередь, сэкономит стоимость и сроки на стадиях разработки проектной и рабочей документации.
Синхронизация всех систем и решений – это основная задача при проектировании инженерных систем здания. Поэтому, при использовании «Цифрового двойника», безусловно, во главе угла стоит грамотное формирование технического задания на проектирование, где будут учтены не только нюансы в синхронизации систем, но и верный выбор решений с учетом потребности эксплуатирующей организации.
Оптимальным при создании цифровых моделей инженерных систем здания будет являться привлечение как специалистов-разработчиков именно инженерных систем зданий по «Цифровому двойнику», так и управляющих (или эксплуатирующих) компаний, которые наравне с жителями домов (или резидентами офисов) станут конечными заказчиками.
Именно они – эксплуатирующие организации – смогут использовать digital-инструменты для прогнозирования потребления, трафика, возможных аварий и других проблем в процессе эксплуатации инженерных систем. Инженеры, которым будет вверено проводить диагностику и ТО оборудования и систем, смогут это делать оперативно, бесконтактно и удаленно. Они будут использовать и корректировать сценарии работы систем и реагирования на штатные и нештатные ситуации.
Насколько повышается уровень эффективности проектирования и эксплуатации зданий в результате применения технологии «Цифровой двойник»
«Цифровой двойник» позволит проанализировать и спрогнозировать возможные перегрузки и неисправности. Кроме того, благодаря удаленной диспетчеризации и управлению инженерными системами можно сократить уровень затрат, увеличить скорость реакции на штатные и нештатные ситуации, что повысит качество управления объектом. Эксперт может удаленно решить задачу без выезда на объект, а за счет 3D-моделирования и дополненной реальности провести диагностику и выявить проблему в любой точке земного шара.
«Цифровой двойник» благодаря постоянной интеграции новых систем позволяет эксплуатирующим организациям дополнять инженерные системы на основании запросов резидентов, более того, создавать новые источники дохода, вводя платные подписки и новые услуги. Также за счет продвинутой аналитики можно будет, не дожидаясь истечения годового цикла, унифицировать тарифы или сменить на более оптимальный. К примеру, если затраты на электроэнергию составляют от 15 до 30%, то больше половины – это потребление систем освещения, вентиляции, отопления и кондиционирования. Очевидно, что прогнозирование потребления резидентами на основе температурных девиаций позволит экономить до 30–40% от потребления электроэнергии, что отразится на общей экономии в 5–10%. И это возможно только за счет изменения температурного режима и уровня освещения в здании.
В общем же аналитики прогнозируют сокращение затрат на эксплуатацию до 30–35% при использовании всех возможностей цифровой копии и аналитики, которую можно получить за ее счет.
Существуют разные типы «Цифрового двойника». Какие из них наиболее актуальны сегодня?
Как таковой типологии «Цифрового двойника» зданий не существует. Но если говорить о задачах, которые «двойник» решает, то для здания, безусловно, необходима полноценная цифровая копия. Она создается на основе BIM-моделей инженерных систем и решений, которые были использованы при проектировании.
Безусловно, в будущем «Цифровой двойник» должен дополняться данными аналитики, которую будут проводить такие системы диспетчеризации и управления зданием, как BMS и FM.
В случае использования цифровой копии распределенных объектов, само собой разумеется, появляется необходимость в едином диспетчерском центре.
Таким образом, мы говорим о постоянной эволюции, то есть, о некоем цикле развития существующей системы «Цифрового двойника», или постоянной модернизации цифровой копии не только из-за замены существующего оборудования или ПО, но и из-за необходимости предпринимать действия, которые были предложены в процессе проведения комплекса аналитико-прогностических мероприятий.
Расскажите о наиболее интересных проектах использования технологии «Цифровой двойник» в строительстве
В мире технология «Цифровой двойник» получила широкое распространение. Это, например, жилой комплекс премиум-класса в Сиднее под названием One Sydney Harbour, или двадцати девятиэтажная многоквартирная башня в Мельбурне.
В России технология в основном внедряется в промышленном секторе, например, комплекс очистных сооружений «Тонкий мыс» в Геленджике, Южная ТЭЦ-22 и Василеостровская ТЭЦ‑7 в Санкт-Петербурге, а также экспериментальная станция Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) и уже ранее упомянутое электродепо Бирюлевское.
Это лишь подтверждает, что гражданский строительный сектор является одним их самых консервативных. Но при этом, по моей информации, в самом ближайшем будущем мы услышим о немалом количестве проектов, в которых будет использоваться «Цифровой двойник». И, как только он будет внедрен, в течение нескольких лет многие ведущие девелоперы будут использовать данную технологию на всех этапах жизненного цикла строительства и эксплуатации гражданских объектов.
