Cechą obiektu przemysłowego istotnie wyróżniającą go od innych obiektów budowlanych jest to, że stanowi on część procesu technologicznego zachodzącego wewnątrz, pełniąc równocześnie rolę „obudowy”. Rozwiązanie projektowe takiego budynku podporządkowane powinno być maksymalnej efektywności linii technologicznych, które mają w przyszłości w nim funkcjonować. Dla uzyskania tego rezultatu projekt części budowlanej musi spełniać równocześnie wiele kryteriów tj.:

• krótki czas budowy,
• niski koszt,
• współistnienie robót budowlanych i montaży technologicznych,
• maksymalne wymagane ze względów technologicznych zamaszynowienie,
• odporność na czynniki termiczne, dynamiczne, chemiczne i inne związane z produkcją,
• możliwość użycia elementów obiektu jako podpór dla urządzeń technologicznych,
• unikanie kolizji pomiędzy elementami budynku a technologią (np. rurociągi, przejścia technologiczne itp.),
• konieczność bezpiecznego zainstalowania suwnic lub dźwignic jeszcze w trakcie budowy,
• konieczność przewidywania rozwoju technologii i maszyn w czasie, aby zminimalizować przyszłą ingerencję w budynek.

Uzyskanie optymalnego projektu przy tak dużej ilości kryteriów optymalizacyjnych osiąga się poprzez wielokrotne zmiany pierwotnie założonego rozwiązania. W praktyce oznacza to wykonanie wielu różnych projektów tej samej fabryki. Aby zminimalizować konflikt pomiędzy krótkim czasem projektowania, pracochłonnością i kosztem dokumentacji i równocześnie pozostawić klientowi swobodę zmian, stosujemy narzędzia projektowe 3D.
Istotą użycia tej techniki jest wykonanie trójwymiarowego modelu projektowanego obiektu. Jest to czynność bardzo pracochłonna, lecz po jej wykonaniu każda zmiana, zarówno w modelu obliczeniowym jak i warsztatowym możliwa jest w stosunkowo krótkim czasie. Dostawcy technologii pracujący przy użyciu tych samych lub pokrewnych narzędzi projektowych udostępniają projektantowi obiektu modele urządzeń wraz z obciążeniami, które one generują.
Tak powstaje model fabryki, który jest wirtualną projekcją przyszłości. Wszelkie zmiany oraz optymalizacja rozwiązań dokonywana w krótkim okresie czasu daje możliwość dobrego zaplanowania czasu budowy, koordynacji oraz zmniejsza dolegliwość ewentualnych zmian w trakcie trwania budowy. Istotną korzyścią takich działań projektowych jest kontrola nad stopniem wykorzystania nośności konstrukcji, zużyciem materiałów oraz możliwość zbudowania harmonogramu z graficznym trójwymiarowym załącznikiem.

Przykładem zastosowania techniki 3D w projektowaniu jest zakład produkcyjny ALFA SYSTEMS w Brzegu Dolnym. Wzmocnienie podłoża gruntowego oraz fundamenty i ściany realizowano w oparciu o przyjęte pierwotne założenia, natomiast specjalistyczne posadowienia i elementy wspólne dla budynku i technologii powstawały jako kolejne etapy w modelu 3D (rys. 1).


Rysunek 1

Równolegle matematyczny model 3D pozwalał na szybkie wprowadzanie zmian oraz obliczenia statyczne i dynamiczne (rys. 2a i 2b).
 
 
Rysunek 2a

Rysunek 2b

Niezależnie od tego równolegle powstawała wizualizacja, dając klientowi możliwość obserwowania obiektu pod kątem jego formy architektonicznej jak i jego usytuowania w terenie (rys. 3).

 
Rysunek 3

Ciekawostką jest zastosowanie tej złożonej techniki przy budowie domu jednorodzinnego. Eksperyment ten przeprowadzany podczas projektowania domu konstruktora – jakkolwiek na pierwszy rzut oka zbyt pracochłonny – opłacił się, ponieważ skrócono cykl budowy o połowę a odpad materiału był mniejszy niż 1,0 % (rys. 4).

 
Rysunek 4

Reasumując użycie tych zaawansowanych technik znacznie ogranicza możliwość popełnienia błędu, przynosi znaczne korzyści finansowe poprzez oszczędność czasu, materiałów i praktycznej eliminacji kosztownych kolizji, które przy projektowaniu dwuwymiarowym często ujawniają się dopiero podczas realizacji obiektu.
W trudnych tematach inżynierskich w pełni rekompensuje dużą pracochłonność i wysoki koszt sprzętu i oprogramowania.

Krzysztof Raczek

CONDIX SA
Sady k. Poznania ul. Poznańska 11b, 62-080 Tarnowo Podgórne
tel. (+48) 61 861 40 08, tel./fax (+48) 61 867 40 23
e-mail: office@condix.pl
www.condix.pl