Первый заместитель генерального директора АО «ЦПТИ» Сергей Владимирович Вохмяков. Опыт ЦПТИ при проектировании ЦКП «СКИФ»

Расскажите о работе над проектом Центра коллективного пользования «СКИФ»: когда она началась, какие работы выполняет Институт?

Подготовка к участию в проекте началась заранее, до заключения контракта в 2019 году. Проект был нам очень интересен, а сроки были весьма сжатые. Поэтому, когда участие ЦПТИ стало очевидным, мы сразу приступили к организации работ.

На данный момент команда наших инженеров разработала проектную документацию на 28 зданий и сооружений, включая основные объекты ускорительно-накопительного комплекса – здание инжектора, накопителя и два отдельных здания экспериментальных станций. 

Их общая площадь составляет 67 тысяч квадратных метров, что соответствует 10 футбольным полям. Проектная документация успешно прошла государственную экспертизу и получила положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России».

Работа по проекту ведется с применением технологий информационного моделирования. Наши специалисты создали закрытую среду общих данных, куда имеют доступ все участники проекта. Это большое преимущество для обеспечения своевременного строительства. Например, сейчас проектировщики выпускают рабочую документацию в Красноярске, а строители в Кольцово могут выгружать готовые чертежи и сразу брать их в работу. На самой строительной площадке работает наша команда авторского надзора. Они следят, чтобы возведение строго соответствовало утвержденным проектным решениям.

Почему именно ЦПТИ выбрали генпроектировщиком, возможно уже был подобный опыт?

Источники синхротронного излучения не создавались в России уже более 30 лет. И на момент подбора исполнителя ни одна отечественная проектная организация не могла иметь опыт проектирования прямых аналогов. Стали искать компанию, которая выполняла работы, соразмерные по объему и технической сложности. Наш Институт – единственный, кто подошел по всем критериям и был готов взяться за работу. Внешний аудит подтвердил наличие необходимых ресурсов, квалифицированных кадров и опыта проектирования объектов использования атомной энергии. В итоге в марте 2020 года Распоряжением Правительства России АО «ЦПТИ» назначили генеральным проектировщиком ЦКП «СКИФ».

Говоря о проекте СКИФ, отмечают, что он будет не только высокотехнологичным, но и очень красивым внешне. Как велась работа над формированием внешнего облика?

Мы изучили, как выглядят подобные объекты в мире, и разработали три принципиально различных варианта архитектурного облика научного комплекса. Их представили на согласование главному архитектору и рабочей группе по вопросам градостроительного и архитектурно-художественного формирования облика зданий и сооружений на территории Новосибирской области. Они выбрали один и дали свои предложения по его доработке. Так получился конечный вариант дизайна.

Главные объекты комплекса – Здание накопителя и Административный корпус. Они являются архитектурной доминантой ансамбля. Эти здания различны по форме, но стилистически продолжают друг друга.

Первое, что видят гости СКИФа, – это Административный корпус. Мы эффектно оформили его фасад сочетанием больших площадей витражного остекления и матовых панелей. Цвета и фактуры материалов гармонично сочетаются друг с другом, играя на контрасте.

Здание Накопителя имеет круглую выпуклую форму и напоминает «летающую тарелку». По внешнему периметру здания расположены лаборатории, они имеют сплошное ленточное остекление.

Облик получился технологичным, футуристичным, но при этом органично вписывается в окружающую среду сибирской природы. На мой взгляд, таким и должен быть современный научный объект, чтобы он стал центром притяжения лучших ученых со всего мира. Дизайн СКИФа принес нам победу в международном архитектурном конкурсе «Евразийская премия» в номинации «Промышленные здания и сооружения».

Как была организована работа над проектом?

Большой объем работы в сжатые сроки предполагал участие большой команды профессионалов. В общей сложности над проектом трудятся более 100 человек. Нам пришлось доукомплектовать штат инженерами-технологами, архитекторами, специалистами по инженерному обеспечению, сметчиками. Работы распределили между центральным офисом в Москве и четырьмя филиалами.

Мы создали специальную структуру управления этими работами – назначили руководителей и главных специалистов по направлениям.

Все участники проекта, в том числе технический заказчик, застройщик, генподрядчик по строительству, работают в среде общих данных. Наши программисты обеспечили информационную безопасность в этом «облаке». Это позволяет нам эффективно взаимодействовать и оперативно отрабатывать возникающие вопросы.

Также с начала работы над СКИФом мы сильно подтянули свои компетенции в цифровом проектировании. У нас появился специальный отдел, который внедряет современные программные решения, обучает специалистов и даже дорабатывает ПО под наши потребности.

Как складывалось сотрудничество с другими участниками проекта?

Мы выстроили конструктивные рабочие отношения со всеми участниками проекта – это Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН с его обособленным филиалом ЦКП «СКИФ», Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера, «Концерн «Титан-2», ООО «ИНТЭКС», НИУ МГСУ и ФАУ «Главгосэкспертиза России». Признаюсь, иногда это было непросто.

Объект уникальный, сроки весьма сжатые, проект на контроле двух министерств – Министерства науки и высшего образования и Министерства строительства Российской Федерации. В итоге всем участникам пришлось действовать в интересах проекта, и мы достигли синергии, что принесло неоценимый опыт.

Какой именно опыт ЦПТИ получил при работе над этим проектом?

Несмотря на то что проектная документация получила положительное заключение Главгосэкспертизы, организация, выполняющая научно-техническое сопровождение строительства, поставила под сомнение утвержденные проектные решения. Это был критический момент для проекта, все работы на объекте фактически были остановлены.

Чтобы решить проблему, необходимо было в кратчайшие сроки провести расширенные геологические изыскания, включая специальные исследования грунтов, выполнить геотехнические расчеты в специализированном расчетном ПО. Опыта выполнения подобных работ у АО «ЦПТИ» до этого не было. Как говорится, глаза боятся, а руки делают.

К решению этой задачи мы привлекли ведущие российские организации, имеющие необходимое оборудование и опыт выполнения таких работ: НИЦ «Строительство», «Геоцентр МГУ», «Петромоделинг ЛАБ», «Подземпроект». Многие вопросы приходилось решать нестандартно и в режиме реального времени.

Например, нужно было обеспечить отбор, хранение и транспортировку из Новосибирска в Москву более 600 образцов грунта, не нарушив природную структуру, не допуская ударов и замораживания. Методом проб и ошибок мы пришли к решению выполнять доставку самолетом, так как все остальное на практике не работало. И таких решений было много на всех этапах. 

Самое главное, что усилия не были затрачены впустую. По итогам окончательных геотехнических расчетов, выполненных независимо НИЦ «Строительство» и НИУ МГСУ, были подтверждены величины максимальных осадок, указанные изначально в проектной документации, и работы на строительной площадке СКИФа были возобновлены. При этом мы, как проектировщики, получили огромный опыт в решении задачи, с которой ранее не сталкивались и сформировали круг проверенных надежных партнеров, на которых сможем опереться в будущем.

Расскажите подробнее о цифровой информационной модели СКИФа и для чего она нужна?

Цифровая модель визуализирует объект, позволяет оценить архитектурные и конструктивные решения, обнаружить и исключить коллизии, и самое главное – сводит огромный объем информации об объекте в базу данных с возможностью удобной выгрузки. В ней собраны точные сведения о каждом элементе объекта, включая научно-исследовательское оборудование: технические и массогабаритные характеристики, материалы, количество, стоимость, необходимые инженерные коммуникации и точки их подключения, контрольно-измерительные приборы и прочее. Современное строительство высокотехнологичных объектов сегодня уже невозможно представить без цифрового проектирования.

Вот, например, у нас была задача обеспечить вибро- и термостабильность ускорительно-накопительного комплекса. Это важно для создания правильных условий при проведении научных экспериментов.

Примерно в 20 километрах от комплекса проходит Транссибирская магистраль. Особенности местности таковы, что вибрация распространяется на большие расстояния. Человек её почувствовать не может. А электронный пучок в накопителе может, он же тоньше человеческого волоса. Микроскопические колебания земли влияют на качество и результаты научных исследований. Наличие ЦИМ позволило выбрать оптимальные технические решения, чтобы защитить наиболее чувствительное здание Накопителя и обеспечить ему максимальную вибрационную стабильность.

Так и с термостабилизацией. Температура внутри помещений с технологическим оборудованием не должна колебаться более, чем на полградуса Цельсия (а в некоторых помещения даже не более одной десятой градуса Цельсия), независимо от погодных условий, иначе это влияет на траектории электронного пучка в накопителе и синхротронных лучей на экспериментальных станциях. С помощью ЦИМ мы смогли оперативно и точно спроектировать систему, которая поддерживает заданную температуру.

Если оснастить объект специальными датчиками, которые будут следить за его состоянием, и загружать полученные данные в информационную аналитическую систему, получится цифровой двойник. Программа разработает график обслуживания и ремонтов, заранее просчитает возможность возникновения нештатной ситуации, укажет возможные причины. Управление таким «умным» объектом экономит деньги и время заказчика. Вот, какую роль сыграет цифровое проектирование в будущей «жизни» комплекса.

Расскажите о планах ЦПТИ на будущее: над какими новыми проектами работаете или планируете начать работать?

Национальный проект «Наука и университеты» подразумевает строительство серии объектов класса «мегасайенс». И, так как ЦПТИ уже имеет релевантный опыт, мы смело надеемся на участие в их реализации.

В части ускорителей, например, мы уже задействованы в проекте нового научного комплекса, еще более амбициозного, чем «СКИФ». Он объединит в себе источник синхротронного излучения и рентгеновский лазер на свободных электронах.

Если говорить о стратегических перспективах, то сейчас в институте помимо традиционного направления ПИР активно развивается направление инжиниринга, которое выполняет конструирование и изготовление нестандартного оборудования, а также направление вывода из эксплуатации и рекультивации земель, выполняющее в том, числе строительно-монтажные работы. Пока эти три направления относительно независимы, но в перспективе должны стать единым организмом, позволяющим выполнять проекты «под ключ», от идеи до ввода в эксплуатацию.

_____________________________________________________________________________

СПРАВКА:

Акционерное общество «Центральный проектно-технологический институт» (АО «ЦПТИ», входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») специализируется на проектировании объектов и конструировании оборудования для предприятий ядерного топливного цикла и использования атомной энергии, науки и ядерной медицины, а также на выводе из эксплуатации ядерных и радиационно-опасных объектов и рекультивации радиационно-загрязненных территорий.

Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» — источник синхротронного излучения (СИ) поколения «4+» и энергией 3 ГэВ. Создается в рамках национального проекта «Наука и университеты». Позволит изучать материю на атомарном уровне и получать новые фундаментальные знания в области биологии, химии, медицины и других областях науки. Также в ЦКП "СКИФ" будут проводиться исследования в интересах промышленных предприятий.

ЦКП «СКИФ» будет включать ускорительный комплекс и развитую пользовательскую инфраструктуру: экспериментальные станции и лабораторный комплекс. Запуск первой очереди экспериментальных станций запланирован в 2024 году.

Характеристики объекта:

• 34 здания и сооружения
• 86 863 м² – общая площадь комплекса
• 647014.62 м³ – общий строительный объем
• 29,8 га – площадь земельного участка
• 6 – количество экспериментальных станций первой очереди до 30 станций в перспективе (вигглеры, ондуляторы, шифтеры, поворотные магниты).
• 12 447 кВт – электрическая мощность
• 3 ГэВ – рабочая энергия
• 75 пмрад – эмиттанс
• Государственный заказчик проекта – Минобрнауки России
• Заказчик (застройщик) проекта – ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
• Генеральный проектировщик – АО «Центральный проектно-технологический институт»
• Генеральный конструктор специального оборудования ускорительного комплекса – Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН
• Генеральный подрядчик строительства – АО «Концерн Титан-2»