Поиск
  • Vitaly Prostakov

BIM: технология настоящего и будущего

Пост обновлен янв. 30

BIM(BuildingInformationModeling) –информационное моделирование здания– современный тренд. Но, как и большинство новаций, эта технология вызывает много опасений и вводит в заблуждение. За разъяснениями мы обратились к Дмитрию Иванову, руководителю отдела математического моделирования инженерно-консалтинговой компании ENGEX.

Дмитрий Иванов

Досье авторв

Дмитрий Иванов, руководитель отдела математического моделирования ENGEX, кандидат технических наук. Аккредитован: ASHRAE Certified Building Energy Modeling Professional, LEED Green Associate







- Дмитрий, прибавилось ли в последние годы понимания, что такое BIMв России?

- Для начала хотелось бы отметить: BIM-идеология в конечном итоге обречена на успех. И в России – тоже.


Но чтобы это случилось, надо решить сразу несколько задач.

Во-первых, дать адекватное современности определение BIM и определить границы и сферы его использования. Иначе BIM-терминология в России так и останется непрозрачной и размытой.


Во-вторых, понять методологические особенности информационного моделирования. Является ли BIM-проектом любой проект, выполненный в 3D? Или выполненный с использованием определенных программных оболочек? Какие уровни проработки модели должны быть пройдены, чтобы проект имел право считаться выполненным по BIM-технологии? По каким критериям оценивать выполненные и пилотные BIM-проекты?



В-третьих, важно определиться: предусматривает ли новая для России технология выполнение расчетов жизненного цикла здания (Life cycle costing и Life Cycle analysis)? И вообще: надо ли моделировать энергоэффективность объекта и затраты на энергоресурсы в течение всего его жизненного цикла?

К сожалению, минувший год исчерпывающих ответов на эти вопросы не дал. Хотя повсеместный ажиотаж свидетельствует о безусловно высоком уровне интереса к внедрению и развитию BIM-технологий у нас в стране.


Создаются комитеты и рабочие группы. Звучат излишне смелые заверения в том, что BIM принесет небывалое ускорение строительства и повышение его качества. Под флагом BuildingInformationModelingсобираются наиболее успешные платформы, программы и практики (правда, большая их часть применялась и ранее). Проводятся конкурсы, которые демонстрируют публике наиболее успешные проекты.


- А кто в этом процессе – реальный выгодополучатель?

- Важно отметить, что в ходе этих процессов определились, вероятно, пока главные выгодополучатели – продавцы программного обеспечения. Именно они фактически навязывают рынку потребительские формулы типа: «Купи REVIT – и ты автоматически в BIM».



Продавцы же поддерживают у компаний моду на копирование внешних признаков BIM-технологий: многие организации хотят быть причастны к современному тренду пусть без принципиального изменения подхода к проектированию, но хотя бы через покупку специализированного программного обеспечения.


Эта ситуация во многом схожа с историей развития в РФ идеологии «зеленого» строительства (повышение энергоэффективности, снижение воздействия на окружающую среду, улучшение качества внутренней среды здания, снижение капитальных и эксплуатационных затрат). Рискну предположить, что в данный момент «зеленое» строительство, пожалуй, перестало быть трендовым явлением, так и не получив на отечественном рынке поддержки и понимания на должном уровне.


- А почему, на ваш взгляд, так происходит?

- Ответ очевиден: у большинства застройщиков, к сожалению, нет понимания основополагающих принципов BIM-отрасли. Эти принципы инициаторы создания «Института Цифрового Здания», например, формулируют следующим образом: 1) достижение наивысшего доступного качества внутренней среды; 2) стремление к максимальной энергоэффективности зданий; 3) достижение максимальной экономической эффективности и снижение стоимости жизненного цикла здания.



- Хотелось бы понять, насколько необходима BIM-технология нашему государству и в чем ее реальная польза?

- Вопрос не праздный. Например, разработчики проекта «Энергетическая стратегия России на период до 2035 года» настаивают: декарбонизация отечественной экономики не является приоритетной задачей. В Стратегии по-прежнему сохраняются ориентиры на использование ресурсного потенциала углеводородного топлива и наращивание генерационных мощностей.

Возникает вопрос: заинтересованы российские энергетические компании в снижении внутреннего потребления энергии? (В этом – одна из главных задач BIM-проектирования.) А ведь именно они пока главенствуют и в отечественной экономике, и во многом – в политике.


Возвращаясь к вопросу о том, в чем же реальная полезность применения BIM, то нельзя не отметить роль выполнения энергетического моделирования в контексте жизненного цикла здания. Именно энергетический анализ позволяет обоснованно выбрать оптимальные решения для здания как с точки зрения снижения эксплуатационных, так и капитальных затрат и расчетных нагрузок на здание.



- Дмитрий, а как вы отреагируете, если ваши заказчики скажут: «Ваши предложения по энергоэффективности не окупаемы в российской действительности»?

- Во-первых, нужно иметь в виду, что энергоэффективные мероприятия не обязательно связаны с выбором и покупкой дорогостоящего оборудования. Чтобы снизить энергопотребление, можно обойтись и без солнечных батарей, и без толстенного слоя утеплителя, и без новомодного чиллера. Зачастую самыми эффективными оказываются недорогие или вовсе бесплатные решения: достаточно использовать различные варианты пассивных стратегий или, например, разработать эффективную схему холодоснабжения.


Отдельно отмечу, что энергомодель здания позволяет избежать переразмеривания (избыточности) оборудования. А это не только снижает капитальные затраты на инженерную инфраструктуру, но также повышает ее эффективность и срок службы за счет работы в благоприятном, а не в минимальном диапазоне нагрузок.



При стандартном расчете проектировщики вынуждены брать коэффициенты запаса исходя из собственного опыта. В этом – практическая сложность точного учета всех ключевых факторов при проектировании. Имея же готовую математическую энергомодель здания, можно оценить, сколько времени в году оборудование будет работать в пиковом или ином диапазоне нагрузок. И уже с учетом этой информации – выбрать желаемый уровень покрытия, к примеру, холодильной нагрузки.


Опыт нашей работы показывает: всегда существует возможность либо сразу снизить капитальные затраты на строительство здания, либо предложить решения с желаемым для заказчика сроком окупаемости. При этом решения помогают экономить энергию, снижать стоимость эксплуатации и повышать уровень комфорта в здании. 


Конечно, многие рассчитывают на скорейший срок возврата инвестиций. Но даже с учетом относительно низких тарифов на коммунальные услуги в России, благодаря методам энергомоделирования мы зачастую открываем заказчикам очень привлекательные перспективы.



- А зачем заказчику платить дополнительные деньги за энергомоделирование здания, если применение энергоэффективных и комфортных решений по определению и так должно быть в компетенции проектных компаний?

- Моделирование – это новый шаг в эволюции проектирования. Математическое моделирование позволяет радикально расширить возможности анализа инженерных и архитектурно-строительных решений, а также – их влияния на комфорт и потребление зданием энергии. Появляется возможность детально анализировать функционирование зданий как в целом, так и по отдельным компонентам. При использовании же более простых или «ручных» методов оценки энергоэффективности и комфорта соответственно будут ниже и возможности для такого анализа.


В целом можно сказать: в случае правильного применения моделирования (особенно на ранних стадиях проекта) выгода или экономия, которые получает заказчик, несоизмеримо выше стоимости услуг. Есть подтвержденные данные: окупаемость моделирования в среднем составляет всего один-два месяца.  

Хочу быть правильно понятым: нет необходимости отбрасывать все известные проектные практики и всем не нужно срочно начинать моделировать. У любого подхода есть свои плюсы и минусы, своя область применимости. Зачастую гораздо удобнее и правильнее посчитать или прикинуть что-то вручную, нежели пытаться что-то моделировать. То есть в каждом конкретном случае необходимо выбирать наиболее простой, но достаточный с точки зрения точности результатов подход к решению задачи.



- Поговорим непосредственно о технологии. А насколько достоверные результаты выдает существующее программное обеспечение? Или, может быть, нужно писать свои, авторские, программы?

- Наиболее известные программы хорошо тестируются, а их математические методы задокументированы. Методы тестирования программ для энергомоделирования подробно представлены в стандарте ASHRAE Standard 140. Эти методы включают в себя сравнение с натурными экспериментами, с аналитическими решениями, а также сравнение с результатами других программ.


Отмечу, что существует софт с открытым исходным кодом  тот же популярный «движок» для моделирования EnergyPlus, используемый во многих графических оболочках.


Тем не менее есть задачи, которые лучше всего решать «авторски». Мы с коллегами, например, под решение конкретной проблемы создали программное обеспечение по моделированию нестационарной теплопередачи между подвалом здания и массивом грунта.



- Поясните, пожалуйста: получается, что сертифицированные программы автоматически дают достоверные результаты?

- Хочу подчеркнуть, программы являются лишь инструментом. Сами программы – это сложный продукт. Более того, отличаются разной степенью детализации моделирования тех или иных процессов. Никакая компьютерная программа не гарантирует однозначно корректного результата. Но при этом стоит отметить: львиная доля ошибок связана не с точностью математических методов, а с человеческим фактором.


Ведь специалистам по моделированию приходится иметь дело с большим объемом исходных данных и допущений. Поэтому корректность результатов и выводов всегда зависит от уровня профессиональной подготовки исполнителя.

Аналогичные соображения, кстати, и привели к появлению систем профессиональной сертификации специалистов в области моделирования энергопотребления зданий (ASHRAE Building Energy Modeling Professional или AEE Certified Building Energy Simulation Analyst). Более продвинутое программное обеспечение и более компетентные специалисты значительно повышают и достоверность, и результативность математического энергомоделирования.



- А как виртуальные результаты, полученные при моделировании, соотносятся с реальностью?

- Энергетическая модель здания успешно применяется для функционирующих зданий после процедуры калибровки модели. Это включает в себя использование климатических данных реального года, корректировку графиков пребывания людей и работы оборудования и т. д. Такой подход, кроме всего прочего, позволяет определить оборудование, функционирующее менее эффективно, чем это было намечено в проекте. Более подробно процедура рассмотрена в «Международном протоколе по измерению и верификации» и в ГОСТ Р 56743–2015 «Измерение и верификация энергетической эффективности. Общие положения по определению экономии энергетических ресурсов». Откалиброванные энергомодели применяют также в случае работы с энергосервисными контрактами, где заказчик платит за уже измеренную и верифицированную экономию.


Однако модель проектируемого здания до выполнения калибровки опять же обязательно включает в себя ряд допущений и предположений: погодные условия в течение года, графики пребывания людей, графики работы инженерного и бытового оборудования, использование горячего водоснабжения, установочные значения температуры воздуха в помещении и т. д. Таким образом, потребление энергии в значительной мере зависит в том числе от таких неконтролируемых факторов, как погода и поведение людей. Это надо иметь в виду.



Еще один фактор: эффективность работы и автоматизация оборудования задается в модели в соответствии с проектной документацией. Поэтому все недочеты, допущенные при пусконаладке и эксплуатации, впоследствии непременно отразятся на потреблении энергии.


Таким образом, энергетическая модель здания в первую очередь подходит для оценки различных вариантов архитектурных и инженерных решений здания при фиксированных допущениях. То есть мы можем с высокой точностью определить разницу в энергопотреблении между вариантами, но не абсолютные значения каждого из вариантов по отдельности. Именно так виртуальность соотносится с действительностью..

Просмотров: 13
Об издании

Журнал «DEVELOPMENT Estate: практика, анализ, технологии» рассчитан на специалистов, занятых в девелоперском бизнесе, и представляет собой медийную площадку для:
■ обмена практическим опытом и наработки банка данных наиболее успешных кейсов;

■ анализа ключевых этапов создания и развития объектов недвижимости в современном мире;

■ продвижения новых технологий в строительной отрасли.
 

Читать дальше

 

  • Серый Vkontakte Иконка
  • Twitter - серый круг
  • White Facebook Icon