Перспективы применения BIM для создания устойчивых и энергоэффективных зданий в различных климатических условиях

Цель. Целью исследования является оценка перспектив применения технологий информационного моделирования для решения задач проектирования зданий и сооружений в неблагоприятных климатических условиях. Ме

Метод. Проанализировано влияние применения технологий информационного моделирования (BIM) на разработку устойчивых и энергоэффективных зданий. Описываются преимущества применения BIMтехнологий в проектировании и строительстве, в том числе с применением технологии генеративного дизайна. Изложены этапы работы с BIM-моделями, описаны преимущества BIM-моделирования над традиционным моделированием. Раскрыты основные аспекты и задачи проектирования в сложных климатических условиях. Рассматривается пример энергоэффективного здания в сложных климатических условиях, построенного с использованием BIM.

Результат. Разработан скрипт в среде визуального программирования Dynamo, который позволяет учесть влияние неблагоприятных климатических условий (ветра) для конкретной местности. Скрипт дает возможность подобрать форму фасада и ориентацию здания в пространстве для минимизации неблагоприятного воздействия ветра. Данные, используемые для определения силы ветра и его направления в разное время года, берутся из файлов EPW.

Вывод. Показана ключевая роль использования BIMтехнологий при разработке устойчивых и энергоэффективных зданий в различных климатических условиях. Отмечается перспективность предложенного подхода и возможность дальнейшего развития исследований в области визуального программирования для проектирования энергоэффективных зданий.

1. Andreani M., Bertagni S., Biagini C., Mallo F. 7D BIM for Sustainability Assessment in Design Processes: A Case Study of Design of Alternatives in Severe Climate and Heavy Use Conditions // Architecture and Engineering. 2019. Vol. 4. No. 2. P. 3–12. DOI: 10.23968/2500-0055-2019-4-2-3-12. EDN: YYNSQL.

2. Nurulla S., Purushotham D.V., Yuvaraj M.S., Kiran Sai S. Energy Efficient Design for a Conventional Building using BIM Tools // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1280. No. 1. P. 012030. DOI: 10.1088/1755-1315/1280/1/012030. EDN: SQINIK.

3. Pezeshki Z., Ivari S.A.S. Applications of BIM:A Brief Review and Future Outline//Archives of Computational Methods in Engineering. 2018; 25:273–312.DOI:10.1007/s11831-016-9204-1.EDN: CVHWMN.

4. Бекирова О.Н., Малютина А.Н. Преимущества использования и трудности внедрения BIMтехнологий в современном строительстве // Управление строительством. 2019. № 3(16). С. 110–119. EDN: KGLHGE.

5. Заторский С.П., Шумилов К.А., Семенов А.А. Организация процесса комплексного BIM-проектирования технологических объектов // Жилищное строительство. 2024. № 1–2. С. 72–79. DOI: 10.31659/0044-4472-2024-1-2-72-79. EDN: EAMGGI.

6. Рыбакова А.О., Якубович А.М. Тенденции развития технологии информационного моделирования зданий // Наука и бизнес: пути развития. 2020. № 12(114). С. 136–138. EDN: CJYYPY.

7. Toan N.Q., Tam N.V., Diep T.N., Anh Ph.X. Adoption of Building Information Modeling in the Construction Project Life Cycle: Benefits for Stakeholders // Architecture and Engineering. 2022. Vol. 7. No. 1. P. 56–71. DOI: 10.23968/2500-0055-2022-7-1-56-71. EDN: GJOGSA.

8. Бовтеев С.В. Современное состояние и перспективы применения 4D-моделирования в российской практике строительства // Вестник гражданских инженеров. 2023. № 2 (97). С. 65–74. DOI: 10.23968/1999-5571-2023-20-2-65-74. EDN: PCQSAJ.

9. Кузина О.Н. Информационное моделирование стоимости объекта строительства на каждом этапе жизненного цикла//Научно-технический вестник Поволжья. 2019. № 1. С. 107–111. EDN: YXGDVZ.

10. Кривенко А.А., Моор В.К., Гаврилов А.Г. Генеративное проектирование как средство формирования архитектурных объектов // Архитектура и дизайн: история, теория, инновации. 2017. № 2. С. 203–206. EDN: YYZDLR.

11. Матюхина М.А., Игнатова Е.В. Генеративный дизайн в малых архитектурных формах на примере пандуса для маломобильных групп населения // Строительное производство. 2021. № 2. С. 81–86. DOI: 10.54950/26585340_2021_2_81. EDN: AMXMJN.

12. Берсанов М.Д.А., Джабраилов З.А., Магомедов И.А. Генеративное проектирование и его недостатки в инженерном проектировании // Тенденции развития науки и образования. 2023. № 99–7. С. 161–163. DOI: 10.18411/trnio-07-2023-406. EDN: PWNVBF.

13. Машкин А.А., Талипова Л.В., Киселев С.В. Применение генеративного проектирования при формировании объемно-планировочных решений объектов строительства // Неделя науки ИСИ: Сборник материалов Всероссийской конференции. СПб.: ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого, 2023. Т. 2. С. 83–85. EDN: GMHGCZ.

14. Shishina D., Sergeev P. REVIT | DYNAMO: Designing Objects of Complex Forms. Toolkit and Process Automation Features // Architecture and Engineering. 2019. Vol. 4. No. 3. P. 30–38. DOI: 10.23968/2500-0055-2019-4-3-30-38. EDN: UHIECE.

15. Семенов А.А., Литвинов П.В. Применение Dynamo для преобразования физических форм в аналитические в программном комплексе Revit // Новые информационные технологии в архитектуре и строительстве: материалы VI Международной научно-практической конференции. Екатеринбург: УрГАХУ им. Н.С. Алфёрова, 2023. С. 69. EDN: IBWQBG.

16. Cho J., Kim C., Song Y., Kang J., Yeon J. Lumped record management method using BIM and dynamo for spalling maintenance // Automation in Construction. 2024. Vol. 160. P. 105324. DOI: 10.1016/j.autcon.2024.105324. EDN: JQAQMA.

17. Khan H. Microclimatic architectural design by interfacing grasshoppers and Dynamo with Rhino and Revit // Measurement: Sensors. 2024. Vol. 33. P. 101143. DOI: 10.1016/j.measen.2024.101143. EDN: EKJQEF.

18. Mikhailov S., Mikhailova A., Nadyrshine N., Nadyrshine L. BIM-technologies and digital modeling in educational architectural design // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 890. P. 012168. DOI: 10.1088/1757-899X/890/1/012168. EDN: RCNIBS.

19. Меркушев К.А., Шабиев С.Г. Проблемы цифровизации архитектурного моделирования промышленных объектов//Архитектура, градостроительство и дизайн. 2021. № 4 (30).С. 29–37. EDN: QXSSRE.

20. Алоян Р.М., Федосов С.В., Опарина Л.А. Энергоэффективные здания – состояние, проблемы и пути решения. Иваново: ПресСто, 2016. 276 с.

21. Онкаев В.А., Серпокрылов Н.С., Бадрудинова А.Н., Джальчинова Т.Б., Кедеева О.Ш. Влияние климатических условий на проектирование и строительство зданий и сооружений в Республике Калмыкия // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24. № 2. С. 95–105. DOI: 10.31675/1607-1859-2022-24-2-95-105. EDN: FOXBBG.

22. Azhar S., Carlton W.A., Olsen D., Ahmad I. Building information modeling for sustainable design and LEED® rating analysis // Automation in Construction. 2011. Vol. 20. No. 2. P. 217–224. DOI: 10.1016/j.autcon.2010.09.019.

23. Гинзбург А.В. ВІМ-технологии на протяжении жизненного цикла строительного объекта // Информационные ресурсы России. 2016. № 5(153). С. 28–31. EDN: WTQPPH.

24. Целищева В.К., Якупова А.Ш., Суханов К.О. Использование энергетического моделирования для повышения энергоэффективности здания // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры: материалы VI Международной научно-практической конференции. Под общ. ред. А.А. Семенова. СПб.: СПбГАСУ, 2023. С. 395–401. DOI: 10.23968/BIMAC.2023.055. EDN: FZXHFG.

25. Илюхина Е.А., Лахман С.И., Миллер А.Б., Травуш В.И. Конструктивные решения высотного здания «Лахта Центр» в Санкт-Петербурге // Academia. Архитектура и строительство. 2019. № 3. С. 110–121. DOI: 10.22337/2077-9038-2019-3-110-121. EDN: MLORRC.

26. URL: https://1build.ru/technologies/lahta-czentr/ (дата обращения: 08.06.2024) 27. URL: https://lenta.ru/articles/2016/06/29/zamki/ (дата обращения: 08.06.2024)