Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
19.09.23
12.07.23
19.06.23
22.05.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 1 (69), 2023
Информационное моделирование процессов энергосбережения в области проектирования, строительства и эксплуатации
Мищенко В. Я., Горбанева Е. П., Косовцева И. А.
Мищенко В. Я., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью; гл. науч. сотр. РААСН, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, Россия, г. Москва, e-mail: oseun@yandex.ru Горбанева Е. П., канд. техн. наук, доц., доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью; ст. науч. сотр. РААСН, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж; Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, Россия, г. Москва, e-mail: egorbaneva@vgasu.vrn.ru Косовцева И. А., ст. преп. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: ilona.kosovceva@vgasu.vrn.ru | | | | | Постановка задачи. Повышение энергоэффективности на различных этапах жизненного цикла объектов в строительной отрасли, являющегося абсолютным императивом современного этапа развития общества, может быть достигнуто путем интеграции информационного моделирования жизненного цикла объекта капитального строительства с технологиями энергосбережения. Однако в отечественной и зарубежной практике потенциал такой интеграции реализован лишь в малой степени. Данная работа посвящена формулированию методов преодоления этого положения.
Результаты. Показано, что решить задачу исследования позволяет дополнение базовых векторов иерархических информационных моделей данными о теплофизических свойствах изотропных материалов и ортотропных элементов. Разработаны форматы базисных структур и кластеров более высоких рангов, полностью определяющие информационную модель энергоэффективности жизненного цикла объекта. Сформулированы методы оптимизации технологии трансферта информации между разнородными участниками реализации жизненного цикла. Для объектов типового строительства сформулированы методы упрощения информационной модели энергосбережения, позволяющие расширить область практического применения разработанных моделей.
Выводы. Интеграция технологий информационного моделирования жизненного цикла объекта и энергосбережения позволяет оптимизировать управленческие и технические решения по увеличению соотношения «энергоэффективность — затраты» как на этапе проектирования, так и на этапах строительства и эксплуатации. Векторная иерархическая модель энергоэффективности жизненного цикла проекта позволяет оптимизировать актуализацию и верификацию информационной модели, а также механизмы трансферта информации между участниками реализации проекта.
| | | | Ключевые слова: информационное модель, энергоэффективность, энергосбережение, векторная иерархическая модель, трансферт информации, жизненный цикл проекта, оптимизация. |
DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.006
Финансирование: работа поддержана проектом № 3.1.7.1 Плана фундаментальных исследований Российской архитектурно-строительной академии на 2021—2023 гг. и Министерства строительства и коммунального хозяйства Российской Федерации. Исследования, результат которых изложен в данной работе, проводились с использованием оборудования ЦКП имени проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект № 075-15-2021-662. | | | Библиографический список 1. Головин, Д. Ю. Динамические термографические методы неразрушающего экспресс-контроля / Д. Ю. Головин, А. И. Тюрин, А. А. Самодуров, А. Г. Дивин, Ю. И. Головин // под общей редакцией Ю. И. Головина. — М: ТЕХНОСФЕРА. — 2019. — 214 с.
2. Журавлева, Е. С. Интегрированная BIM и gis информационная система вуза / Е. С. Журавлева, Т. Н. Томчинская // КОГРАФ—2021. Сборник материалов 31-й Всероссийской научно-практической конференции по графическим информационным технологиям и системам. Нижний Новгород. — 2021. — С. 160—166.
3. Ahmed, S. Barriers to implementation of Building Information Modeling (BIM) to the construction industry: A review / S. Ahmed // J. Civil Engr. Constr. — 2018. — Vol. 7. — Р. 107—107.
4. Antwi-Afari, M. Critical success factors for implementing Building Information Modelling (BIM): A longitudinal review / M. Antwi-Afari// Autom. Construct. — 2018. — Vol. 91. — Р. 100—110.
5. Ashcraft, H. W. Building information modeling: A framework for collaboration / H. W. Ashcraft // Constr. Law. —2008. — Vol. 28. — Р. 5.
6. Elsheikh, A. Energy analysis of building structures using BIM: A review / A. Elsheikh, B. T. Temede, D. G. Megersa, D. L. Sileshi // System Technologies. — 2021. — Vol. 38. — Р. 77—81.
7. Azhar, S. Building information modeling (BIM): Trends, benefits, risks, and challenges for the AEC industry / S. Azhar // Leadership Manage. Eng. — 2019. — Vol. 11. — Р. 241—252.
8. Bernstein, P. G. Barriers to the adoption of building information modeling in the building industry / P. G. Bernstein, J. H. Pittman // Autodesk building solutions. — 2014.
9. Bui, N. A review of Building information modelling for construction in developing countries / N. Bui // Procedia Eng. — 2016. — Vol. 164. — Р. 487—494.
10. Cao, D. Practices and effectiveness of building information modelling in construction projects in China / D. Cao // Autom. Construct. — 2015. — Vol. 49. — Р. 113—122.
11. Christensen, S. Legal and contracting issues in electronic project administration in the construction industry / S. Christensen // Struct. Surv. — 2017. — Vol. 45. — Р. 191—203.
12. Dobrosotskikh, M. G. Dynamic correction of the construction projects scheduling implementation under stochastic influences / M. G. Dobrosotskikh, V. Ya. Mishchenko, A. V. Mishchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference Safety Problems of Civil Engineering Critical Infrastructures. Ural Federal University. — 2020. — P. 012050.
13. Eleftheriadis, S. Life cycle energy efficiency in building structures: A review of current developments and future outlooks based on BIM capabilities / S. Eleftheriadis, D. Mumovic, P. Greenin // Renewable and sustainable Energy. — 2017. — Vol. 68. — Р. 11—825.
14. Geraci, A. IEEE standard computer dictionary: Compilation of IEEE standard computer glossaries. / A. Geraci // IEEE Press. — 1991.
15. Gerrish, T. BIM application to building energy performance visualization and management: Challenges and potential / T. Gerrish, K. Ruikar, M. Cook, M. Johnson, M. Phillip, C. Lowry // Energy and Buildings. — 2017. — Vol. 144. — Р. 218— 222.
16. Goedert, J. D. Integrating construction process documentation into building information modeling / J. D. Goedert, P. Meadati // J. Constr. Eng. Manage. — 2008. — Vol. 134. — Р. 509—516.
17. Hosseini, M. R. Building Information Modeling (BIM) in Iran: an exploratory study / M. R. Hosseini // J. Eng. Proj. Prod. Manage. — 2016. — Vol. 6. — Р. 78—89.
18. Hwang, S. BIM for integration of automated real-time project control systems / S. Hwang, L. Y. Liu // Construction Research Congress 2010: Innovation for Reshaping Construction Practice. — 2010. — Р. 509—517.
19. Liu, S. Critical Barriers to BIM Implementation in the AEC Industry / S. Liu // International Journal of Marketing Studies. — 2015. — Vol. 7. — P. 162.
20. Matarneh, R. Barriers to the Adoption of building information modeling in the Jordanian building industry / R. Matarneh, S. Hamed // Open J. Civil Eng. — 2017. — Vol. 7. — P. 325.
21. McAdam, B. Building information modelling: The UK legal context / B. McAdam // International Journal of Law in the Built Environment. — 2019. — Vol. 21. — Р. 246—259.
22. Meex, E. Requirements for applying LCA-based environmental impact assessment tools in the early stages of building design / E. Meex, A. Hollberg, E. Knapen, L. Hildebrand, G. F. Verbeeck // Building and Environment. — 2018. — Vol. 133. — Р. 228—236.
23. Mishchenko, A. V. Reduction of the BIM dimension of the full life cycle of building and facilities / A. V. Mishchenko, E. P. Gorbaneva, M. A. Preobrazhensky // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2021. — Vol. 4 (52). — Р. 95—105.
24. Post, N. Building Information modeling: snags don’t dampen spirit / N. Post // Engineering News Record. —2008. — Р. 30—32.
25. Edwardsa, R. E. Sustainability-led design: Feasibility of incorporating whole-life cycle energy assessment into BIM for refurbishment projects / R. E. Edwardsa, E. Loub, A. Batawc, S. N. Kamaruzzamand, C. Johnsonb // Journal of Building Engineering. — 2019. — Vol. 24. — Р. 100697.
26. Sun, C. A. literature review of the factors limiting the application of BIM in the construction industry / C. Sun // Technol. Econ. Dev. Econ. —2017. — Vol. 23. — Р. 764—779.
27. Thomas, S. J. Using web and paper questionnaires for data-driven decision-making: from design to interpretation of results / S. J. Thomas // NY—Toronto, Corwin Press. — 2004. — 337 p.
| | | | | Ссылка для цитирования Мищенко, В. Я. Информационное моделирование процессов энергосбережения в области проектирования, строительства и эксплуатации / В. Я. Мищенко, Е. П. Горбанева, И. А. Косовцева // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2023. - № 1 (69). - С. 80-92. - DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.006. | | | | | | | | | English version | | | Information Modeling of Energy Saving Processes in the Field of Design, Construction and Operation | MishchenkoV. Ya. , Gorbaneva E. P., Kosovtseva I. A. | | | | | MishchenkoV. Ya., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management; Chief Scientific Officer of Research, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh; Research Institute of Building Physics RAASN, Russia, Moscow, e-mail: oseun@yandex.ru Gorbaneva E. P., PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management; Senior of Researcher of RAASN, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh; Research Institute of Building Physics RAASN, Russia, Moscow, e-mail: egorbaneva@vgasu.vrn.ru Kosovtseva I. A., Senior Lecturer of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: ilona. kosovceva@vgasu.vrn.ru
|
| | | Statement of the problem. Improving energy efficiency at various stages of the life cycle of objects in the construction industry, which is an absolute imperative of the current stage of development of society, can be achieved by integrating information modeling of the life cycle of a capital construction object with energy saving technologies. However, in domestic and foreign practice, the potential of such an integration is realized only to a small extent. In this regard, this work is devoted to the formulation of methods for overcoming this situation.
Results. It is shown that the addition of the base vectors of hierarchical information models with data on the thermophysical properties of isotropic materials and orthotropic elements allows solving the research problem. Also, the formats of basic structures and clusters of higher ranks have been developed, which completely determine the information model of the energy efficiency of the life cycle of an object. Methods for optimizing the technology of information transfer between heterogeneous participants in the implementation of the life cycle are formulated. For standard construction objects, methods for simplifying the energy saving information model are formulated, which allow expanding the area of practical application of the developed models.
Conclusions. The integration of technologies for information modeling of the life cycle of an object and energy saving makes it possible to optimize managerial and technical decisions to increase the energy efficiency / cost ratio both at the design stage and at the stages of construction and operation. The vector hierarchical model of energy efficiency of the project life cycle allows optimizing the updating and verification of the information model, and the mechanisms for transferring information between project participants.
| | | | Keywords: information model, energy efficiency, energy saving, vector hierarchical model, information transfer, project life cycle, optimization. |
DOI: 10.36622/VSTU.2023.69.1.006
References 1. Golovin, D. Yu. Dinamicheskie termograficheskie metody nerazrushayushchego ekspress-kontrolya / D. Yu. Golovin, A. I. Tyurin, A. A. Samodurov, A. G. Divin, Yu. I. Golovin // pod obshchei redaktsiei Yu. I. Golovina. — M: TEKhNOSFERA. — 2019. — 214 s.
2. Zhuravleva, E. S. Integrirovannaya BIM i gis informatsionnaya sistema vuza / E. S. Zhuravleva, T. N. Tomchinskaya // KOGRAF—2021. Sbornik materialov 31-i Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii po graficheskim informatsionnym tekhnologiyam i sistemam. Nizhnii Novgorod. — 2021. — S. 160—166.
3. Ahmed, S. Barriers to implementation of Building Information Modeling (BIM) to the construction industry: A review / S. Ahmed // J. Civil Engr. Constr. — 2018. — Vol. 7. — Р. 107—107.
4. Antwi-Afari, M. Critical success factors for implementing Building Information Modelling (BIM): A longitudinal review / M. Antwi-Afari// Autom. Construct. — 2018. — Vol. 91. — Р. 100—110.
5. Ashcraft, H. W. Building information modeling: A framework for collaboration / H. W. Ashcraft // Constr. Law. —2008. — Vol. 28. — Р. 5.
6. Elsheikh, A. Energy analysis of building structures using BIM: A review / A. Elsheikh, B. T. Temede, D. G. Megersa, D. L. Sileshi // System Technologies. — 2021. — Vol. 38. — Р. 77—81.
7. Azhar, S. Building information modeling (BIM): Trends, benefits, risks, and challenges for the AEC industry / S. Azhar // Leadership Manage. Eng. — 2019. — Vol. 11. — Р. 241—252.
8. Bernstein, P. G. Barriers to the adoption of building information modeling in the building industry / P. G. Bernstein, J. H. Pittman // Autodesk building solutions. — 2014.
9. Bui, N. A review of Building information modelling for construction in developing countries / N. Bui // Procedia Eng. — 2016. — Vol. 164. — Р. 487—494.
10. Cao, D. Practices and effectiveness of building information modelling in construction projects in China / D. Cao // Autom. Construct. — 2015. — Vol. 49. — Р. 113—122.
11. Christensen, S. Legal and contracting issues in electronic project administration in the construction industry / S. Christensen // Struct. Surv. — 2017. — Vol. 45. — Р. 191—203.
12. Dobrosotskikh, M. G. Dynamic correction of the construction projects scheduling implementation under stochastic influences / M. G. Dobrosotskikh, V. Ya. Mishchenko, A. V. Mishchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference Safety Problems of Civil Engineering Critical Infrastructures. Ural Federal University. — 2020. — P. 012050.
13. Eleftheriadis, S. Life cycle energy efficiency in building structures: A review of current developments and future outlooks based on BIM capabilities / S. Eleftheriadis, D. Mumovic, P. Greenin // Renewable and sustainable Energy. — 2017. — Vol. 68. — Р. 11—825.
14. Geraci, A. IEEE standard computer dictionary: Compilation of IEEE standard computer glossaries. / A. Geraci // IEEE Press. — 1991.
15. Gerrish, T. BIM application to building energy performance visualization and management: Challenges and potential / T. Gerrish, K. Ruikar, M. Cook, M. Johnson, M. Phillip, C. Lowry // Energy and Buildings. — 2017. — Vol. 144. — Р. 218— 222.
16. Goedert, J. D. Integrating construction process documentation into building information modeling / J. D. Goedert, P. Meadati // J. Constr. Eng. Manage. — 2008. — Vol. 134. — Р. 509—516.
17. Hosseini, M. R. Building Information Modeling (BIM) in Iran: an exploratory study / M. R. Hosseini // J. Eng. Proj. Prod. Manage. — 2016. — Vol. 6. — Р. 78—89.
18. Hwang, S. BIM for integration of automated real-time project control systems / S. Hwang, L. Y. Liu // Construction Research Congress 2010: Innovation for Reshaping Construction Practice. — 2010. — Р. 509—517.
19. Liu, S. Critical Barriers to BIM Implementation in the AEC Industry / S. Liu // International Journal of Marketing Studies. — 2015. — Vol. 7. — P. 162.
20. Matarneh, R. Barriers to the Adoption of building information modeling in the Jordanian building industry / R. Matarneh, S. Hamed // Open J. Civil Eng. — 2017. — Vol. 7. — P. 325.
21. McAdam, B. Building information modelling: The UK legal context / B. McAdam // International Journal of Law in the Built Environment. — 2019. — Vol. 21. — Р. 246—259.
22. Meex, E. Requirements for applying LCA-based environmental impact assessment tools in the early stages of building design / E. Meex, A. Hollberg, E. Knapen, L. Hildebrand, G. F. Verbeeck // Building and Environment. — 2018. — Vol. 133. — Р. 228—236.
23. Mishchenko, A. V. Reduction of the BIM dimension of the full life cycle of building and facilities / A. V. Mishchenko, E. P. Gorbaneva, M. A. Preobrazhensky // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2021. — Vol. 4 (52). — Р. 95—105.
24. Post, N. Building Information modeling: snags don’t dampen spirit / N. Post // Engineering News Record. — 2008. — Р. 30—32.
25. Edwardsa, R. E. Sustainability-led design: Feasibility of incorporating whole-life cycle energy assessment into BIM for refurbishment projects / R. E. Edwardsa, E. Loub, A. Batawc, S. N. Kamaruzzamand, C. Johnsonb // Journal of Building Engineering. — 2019. — Vol. 24. — Р. 100697.
26. Sun, C. A. literature review of the factors limiting the application of BIM in the construction industry / C. Sun // Technol. Econ. Dev. Econ. —2017. — Vol. 23. — Р. 764—779.
27. Thomas, S. J. Using web and paper questionnaires for data-driven decision-making: from design to interpretation of results / S. J. Thomas // NY—Toronto, Corwin Press. — 2004. — 337 p.
|
|
|
|
|
