Технология и организация строительства
Дадар А.Х., кандидат технических наук, докторант Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОЕ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗДАНИЙ В ИНТЕРЕСАХ ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ
В статье рассматривается совместное архитектурно-строительное, организационно-технологическое и энергосберегающее проектирование, особенностью которого является сочетание современных программных средств, направленных на трехмерное архитектурно-строительное проектирование на базе Revit Architecture, на управление инвестиционными строительными проектами на базе Microsoft Project и на бизнес-планирование архитектурно-концептуальных проектов, осуществляемое в программе Project Expert.
Ключевые слова: энергоресурсосберегающее проектирование, программно-информационные средства, информационная модель.
ARCHITECTURAL BUILDING AND ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL DESIGN OF BUILDINGS IN THE INTERESTS OF ENERGY SAVING
The article considers a complex of energy effective architecture, engineering and construction computer-aided design characterized by a combination of modern software tools for Revit Architecture-based 3D architecture and construction design, for Microsoft Project-based management of construction projects, and for the business planning of architectural concept design projects, supported by Project Expert.
Keywords: energy resource effective design, information modeling software, information model.
В настоящее время решение многих технических задач нацелено на достижение энергоресурсосберегающего эффекта и в этом отношении недвижимые объекты не являются исключением. Современная мировая практика такова, что физическое осуществление строительства в основном идет не за счет самоорганизации, а на основе реализации предварительно подготовленных планов, получивших названия бизнес-планов и проектов организации строительства (ПОС) и проектов производства работ (ППР). Поэтому, строго говоря, планирование организации строительства также относится к сфере проектной деятельности. В этом отношении не являются исключением и мероприятия эксплуатационного периода, состав которых так же зависит от запроектированных ранее организационно-технологических решений. Таким образом, энергоресурсосберегающие свойства недвижимого объекта в значительной степени предопределяются стадией проектирования, для которой необходимо совершенствовать оптимальное сочетание архитектурно-строительного и организационно-технологического разделов.
В статье применяется обобщающий термин энергоресурсосбережение, которое гораздо шире простого термина энергосбережения. Обобщенная энергоресурсоэффективность должна иметь стоимостную метрику, которая позволяет объединять как расходы (доходы) энергоресурсов, так и расходы (доходы) других используемых ресурсов. В результате получается, что для решения поставленной нами комплексной задачи необходима интеграция предметно различных областей проектирования: архитектурно-строительной, организационно-технологической и технико-экономической. На рис. 1 представлена схема, отражающая разнообразие решения комплексной задачи энергоресурсосбережения в архитектурно-строительном и организационно-технологическом проектировании. В схеме показаны программы, представляющие инструментальные средства решения, причем эти программы
должны работать не обособленно, а именно в комплексе, для чего требуется построение методики, направленной на их сближение [1].
Рис. 1. Схема, демонстрирующая разнообразие при энергоресурсосберегающем проектировании,
строительстве и эксплуатации
Для системного решения поставленной проблемы выбран комплекс, состоящий: Revit Architecture (RA,архитектурно-строительное проектирование), Excel (табличный процессор), Project Expert (ME, бизнес-планирование инвестиционных строительных проектов) и Microsoft Project (MP, организационно-технологическое проектирование). Программа RA является современным средством трехмерного архитектурно-строительного проектирования, осуществляемого на основе единой информационной модели здания. Преимущества основополагающего подхода программы заключаются в интеграции пространственного и плоскостного проектирования, а также в том, что любые проектные изменения в отдельных элементах системно отражаются во всей структуре единой информационной модели. Описанные преимущества также дополнены и более широким функциональным охватом смежных разделов проектирования, в частности, возможностью разработки основных документов организационно-технологического раздела. Например, для проектирования строительного генерального плана в программу введен специальный вид плана, получивший название стройплощадка, а для согласованного проектирования календарного графика введены временные стадии создания проектируемых конструкций. Новым в программе является и инструментальная возможность создания эскизных проектов, на основе концептуального проектирования. Как считают разработчики программы, на ранних этапах планирования анализ эскизного проекта дает возможность формирования более рациональной основы в последующем проектировании по следующим направлениям.
Оптимизируется выбор структуры помещений здания (например, выбор сочетания помещений розничной торговли, жилых и офисных площадей).
Генерируются ориентировочные оценки стоимости наружной части здания на основе линейных размеров, площадей поверхности и объемов.
Формируются требования к инженерным системам, в частности, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Для реализации процесса концептуального проектирования в RA используются, так называемые, формообразующие элементы для которых программой рассчитываются их геометрические характеристики: площади элементов, их наружных поверхностей, объемов и периметров. Т.о., основным результатом концептуального проектиро-
вания является эскизная проработка элементов геометрии здания, создающих его формообразующую основу. Вместе с этим нетрудно заметить, что геометрические параметры конструкций здания непосредственным образом влияют и на его энергоресурсосберегающие характеристики. Поэтому организовав соответствующий интерфейс между данной программой и табличным процессором типа Excel, нами разработан энергоресурсосберегающий мониторинг процесса концептуального проектирования жилого здания, позволяющий экономить (сберегать) следующие ресурсы:
1. Оптимизация рельефа проектируемой площадки и привязки к ней проектируемого здания. Данная эффективность зависит от конкретной ситуации, в частности, от стоимостей производства земляных работ, транспортировки и хранения грунта и т. п.
2. Возможность организации водосбора атмосферных осадков, осуществляемого, например, с крыши здания или со всего земельного участка [2].
3. Тепло, закаченное тепловым насосом из-под основания здания. Его объем будет зависеть от протяженности уложенного в землю трубопровода, удельная тепловая мощность при этом приблизительно составляет 30-40 Вт/м2.
4. Инсоляция отдельных конструкций здания, которая наиболее просто определяется с помощью СНиП «Строительная климатология», а наиболее сложно с помощью СП «Проектирование тепловой защиты здания».
5. Экономия тепловых потерь здания. Согласно своду правил по проектированию тепловой защиты здания [3], расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление здания может быть снижена за счет:
• изменения объемно-планировочных решений, обеспечивающих наименьшую площадь наружных ограждений, уменьшения числа наружных углов, увеличения ширины зданий, а также использования ориентации и рациональной компоновки многосекционных зданий;
• снижения площади световых проемов жилых зданий до минимально необходимой по требованиям естественной освещенности;
• блокирования зданий с обеспечением надежного примыкания соседних зданий;
• устройства тамбурных помещений за входными дверями;
• возможности размещения зданий с меридиональной или близкой к ней ориентацией продольного фасада.
Как видно из представленного списка, у архитектора имеется достаточно большой арсенал энергоресурсосберегающих мероприятий. В любом здании теплопотери рассчитываются через ограждающие конструкции, другая часть потерь связана с необходимостью подогрева приточного воздуха, при этом эта часть зависит от объема помещений здания и от принимаемой в расчет кратности воздухообмена. Для стоимостной оценки экономической эффективности на концептуальном этапе архитектурного проектирования требуется его дополнение программой бизнес-планирования проекта здания типа PE. В этом случае с помощью сочетания программ можно оценить влияние таких градостроительных факторов как конфигурация здания, его высота и географическая ориентация на экономическую эффективность проекта, которая опосредованно будет зависеть от инсоляции здания, инфильтрационных потерь по высоте и от ветра, а также от некоторых ландшафтных решений. Вместе с этим такой симбиоз проектирования даст оценку внешнего облика здания с позиции, как тепловых потерь, так и с позиции демпфирования температуры наружными поверхностями и аккумуляции, генерации и утилизации ими тепла. Положительным является и то, что предлагаемый стоимостной мониторинг может быть организован в режиме реального времени. Представляемая программа RA дает возможность совместного проектирования генплана объекта и строительной площадки, что позволяет размещать на стройгенплане любые объекты строительного хозяйства, включая и энергоресурсосберегающие объекты, к которым можно отнести термоэффективные «вагончики», низкошумные строительные машины, электрооборудова-
ние с высоким коэффициентом мощности, ограждения, совмещенные с рекламными банне-рами, и т. п. При традиционной схеме организации архитектурно-строительного проектирования обычно проходит достаточно большое время от момента принятия (или изменения) проектного решения до момента его технико-экономической оценки. Более того, при традиционном способе проектирования технико-экономическая оценка проектных решений осуществляется другими специалистами и, как пра
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.