Лекция 9 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА Темы

Лекция 9
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Темы
• Проблемы окружающей среды
• Что такое гармоничное проектирование?
• Гармоничное проектирование в BIM
• Решения
Гармоничное проектирование - это одно из модных выражений в
современной архитектуре. Как подход BIM может помочь в улучшении
проектирования “зеленых зданий”?
Проблемы
Впервые в истории человечества на городской территории стало
проживать больше населения, чем в сельской местности. Этот факт уже
имеет ошеломляющее влияние на ресурсы планеты, а также на
перспективы развития природы и окружающей среды. Предыдущий
человеческий опыт не предложил никаких решений относительного того,
как прокормить, разместить и поддержать так много людей в таком
большом количестве городов.
“Нашему поколению должна быть поручена задача привести
городскую территорию в соответствие с окружающей средой” (цитата из
публикации ООН по окружающей среде (United Nations Environment)).
Определение
Имеется три основных принципа гармоничного проектирования:
• экономия ресурсов;
• проектирование жизненного цикла;
• проектирование с учетом человеческого фактора.
Гармоничное проектирование - это искусство проектирования
физических объектов в соответствии с принципами экономической,
социальной и экологической целесообразности. Зеленые здания
потребляют энергию, воду и другие природные ресурсы без загрязнения
как внутренней, так и внешней окружающей среды.
Гармоничное проектирование
Модель BIM позволяет проводить тщательный анализ и имитацию
всех релевантных факторов процесса гармоничного развития.
• Непосредственное оценивание 3D-модели является ключевым фактором
в уменьшении потребления материалов и минимизации потерь.
•
Расчеты
эффективности
использования
энергии
позволяют
оптимизировать проект и сбалансировать потребление энергии в течение
всего жизненного цикла проекта.
• Анализ факторов, связанных с местоположением оказывает поддержку
архитекторам в процессе принятия решений и способствует естественной
интеграции проекта с его окружающей средой.
Влияние зданий на окружающую среду
Проектирование, строительство и эксплуатация зданий оказывают
ужасное воздействие на нашу окружающую среду и на наши природные
ресурсы:
• 40% всемирного сырья потребляется для строительства зданий;
• в США в результате строительства зданий производится 136 миллионов
тон строительного мусора;
• В США в зданиях потребляется одна треть все произведенной энергии и
две трети всего электричества;
• к 2010 году ожидается строительство еще 38 миллионов зданий.
Кроме того, здания также являются значительным источником
загрязнения воздуха, что существенно влияет на изменение климата.
“Типичное” здание потребляет больше ресурсов, чем необходимо, и
порождает большое количество мусора.
Гармоничная архитектура - это такой принцип проектирования,
строительства и эксплуатация зданий, при котором минимизируется
влияние на окружающую среду. Обоснованное проектирование помогает
сохранить окружающую среду и улучшить качество жизни.
Почему архитекторы должны стать зелеными?
Выступая в качестве лидеров процесса проектирования, архитекторы
могут существенно повлиять на гармоничность зданий. Зеленые проекты
улучшают окружающую среду, увеличивают эффективность и снижают
затраты на эксплуатацию здания.
Следуя этим общим тенденциям "зеленой гармонии", владельцы
зданий начинают понимать экологическую важность зеленых зданий,
повышение их маркетингового потенциала и, что не менее важно, их
финансовую выгоду. В результате всего этого существенно возрастают
потребности в "зеленых проектах". Знания и опыт в технологии
гармоничного
проектирования
уже
приобрели
конкурентное
преимущество.
Таким образом, существует, по крайней мере, три причины, по
которым архитекторы должны стать зелеными:
• ответственность за окружающую среду;
• требования рынка;
• окупаемость зеленых зданий.
Гармоничное проектирование с помощью BIM
Для
эффективного
поддержания
процесса
гармоничного
проектирования существенным является работа с 3D-моделью.
• Использование траектории движения солнца Анализ траектории
движения солнца помогает проектировщику оценить и усовершенствовать
проект т.о., чтобы он более эффективно использовал дневной свет.
• Непрерывный контроль использования ресурсов Количественные
характеристики и подробные сведения о строительных элементах могут
создаваться одним щелчком, предоставляя архитекторам ценную
информацию об используемых материалах.
• Сценарии возможных вариантов оптимизации проектирования
Возможность выполнения различных сценариев проектирования
способствует оптимизации процесса проектирования. Использование
таких аналитических исследований на самых ранних этапах
проектирования способствует созданию гармоничных проектов.
Компьютерное моделирование потребления энергии может использоваться
для оценки возможной экономии энергии на всех этапах процесса
проектирования. Высококвалифицированный коллектив проектировщиков
изучает многие альтернативные концепции формы здания, его внешней
границы, ландшафтной архитектуры, обращая особое внимание на
минимизацию пиковых энергетических нагрузок, на спрос и потребление
энергии. Компьютерное моделирование потребления энергии используется
для оценки возможной экономии энергии зданием и стоимости
строительных работ. Обычно энергозатраты на нагревание и охлаждение
можно снизить за счет улучшенного остекления, использования
изоляционного материала, более эффективного использования освещения,
в том числе и дневного, и за счет других мер, что позволяет использовать
менее дорогостоящее оборудование для нагрева, вентиляции и
кондиционирования. Все это незначительно или совсем не увеличивает
стоимость строительства по сравнению с традиционным проектированием.
Используется
имитация
для
усовершенствования
проекта
и
гарантирования того, что достигнуты требуемые показатели в экономии
энергии и цене строительства; а также для того, чтобы
продемонстрировать соответствие требованиям законов.
BIM как фундамент сотрудничества
Эффективные зеленые проекты используют модель BIM как основу
для проведения анализ различных эксплуатационных показателей. Подход
BIM предоставляет оптимальную совместно используемую среду для
специализированных приложений.
Разработчики приложений BIM являются ведущей силой в поддержке
стандарта IFC, который позволяет совместно использовать 3D-модели и
обмениваться ими между различными приложениями для проведения
имитационного моделирования зданий.
В результате модель BIM выступает в роли точки опоры, вокруг
которой все вращается – от приложений проектирования зданий и
сооружений и до программ выявления конфликтных ситуаций, анализа
эксплуатационных и энергетических характеристик здания.
Приложения: ECOTECT
Программа ECOTECT фирмы Square One software является одна из
ведущих в области анализа зданий, которая позволяет проектировщикам
работать в 3D и имеет все необходимые инструменты
для создания энергетически эффективных зданий.
Она представляет собой завершенный продукт,
который предоставляет набор функций по
моделированию и анализу, необходимый для того,
чтобы полностью осознать, как проект здания будет
функционировать.
Характерные особенности:
• полностью интегрированная программа для архитекторов,
инженеров и исследователей для анализа эффективности использования
энергии;
• самостоятельный механизм, который способен подключаться к
приложениям BIM;
• возможность проведения графического анализа потребления и
накопления энергии;
• моделирует экранирующие эффекты, регулирующие эффекты
нагрузки солнечного и искусственного света, акустические эффекты,
потоки системы вентиляции и других видов энергии;
• результаты: расчеты нагрузок; энергетический анализ; косвенные
эффекты окружающей среды.
Энергетический анализ В ArchiCAD
Потребление энергии является одним из основных факторов
загрязнения воздуха в здании и повышения стоимости эксплуатационных
расходов. Были разработаны специализированные программы для
повышения эффективности использования энергии и зданиях.
Имеется несколько простых в использовании программ, с помощью
которых архитекторы могут использовать одну и ту же виртуальную
модель для проведения энергетического анализа на протяжении всего
процесса проектирования.
В результате этого энергетический анализ становится составной
частью процесса проектирования, начиная с самого первого его этапа. Все
это изменяет суть энергетического анализа с формальной процедуры
проведения этого анализа в конце процесса проектирования, когда
слишком поздно что-либо изменить, на высокоэффективный инструмент
анализа, который оказывает поддержку архитекторам в критические
моменты принятия проектных решений.
ArchiCAD позволяет, например, легко проанализировать и оценить
эффективность использования энергии на самых ранних этапах процесса
проектирования:
• простота использования и дружелюбный технологический процесс;
• интегрированные решения;
• оценка альтернативных решений на всех этапах процесса
проектирования.