تاثیر مدلسازی اطلاعات ساختمان در طراحی و عملکرد انرژی

طراحی یک ساختمان از مشخصه های اصلی تعیین کننده در عملکرد بهره برداری انرژی ساختمان می باشد. تصمیمات اتخاذ شده در مرحله طراحی در ارتباط کامل با میزان مصرف انرژی می باشند.گسترش رویکرد مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) در مراحل طراحی تاثیر گذار بوده و اثرات مثبتی را در بخش طراحی به همراه داشته است.به منظور تصمیم گیری در زمان چرخه حیات ساختمان رویکرد BIM باعث می شود تا از اطلاعات پایه ای که دائما به فرمت های دیگر منتقل شوند جلوگیری کرده و تنها یک فایل اطلاعاتی پایه جامع در اختیار داشته باشیم.

مدلسازی انرژی ساختمان(Building energy modeling)

سیستم مدلسازی انرژی ساختمان (BEM) به آنالیز عملکرد انرژی ساختمان به وسیله معیارهای از پیش تعریف شده می پردازد و ترکیبی از میزان استفاده ساختمان و مدل اطلاعاتی آن را ارائه می دهد.پیشرفت و استفاده بیشتر از رویکرد BIM باعث شده است تا ارتباطی قوی میان مدلسازی اطلاعات ساختمان و مدلسازی انرژی صورت گیرد و در نتیجه ساختمان های پایداری پدید آیند.مهندسین و متخصصین شرکت مشاور بیم نیز با استفاده از این روند به ایجاد پایداری (Sustainability) در طراحی های خود می پردازند و در نتیجه ایجاد ساختمانی پایدار مزایایی شامل کارفرما و کاربران نهایی و محیط می گردد.کاهش چشمگیر هزینه های دوران بهره برداری از مزایای اصلی ایجاد ساختمان های پایدار و توجه به مدلسازی انرژی می باشد.همچنین کاهش استفاده از انرژی های تجدید ناپذیر و کاهش ایجاد آلودگی ها و افزایش آسایش محیطی برای کاربران نهایی از مزایای دیگر استفاده از این تکنولوژی می باشد.

تاثیر BEM در شبیه سازی ساختمان

در زمان طراحی شبیه سازی استفاده می شود تا از تمامی تصمیم گیری های تاثیر گذار در عملکرد ساختمان مطلع شویم.(مانند ابعاد تجهیزات کارخانه و خدمات خاص).تفسیر رویکردهای طراحی (مانند  آب و هوا یا فاکتور های دیگر) در فرآیند شبیه سازی اتفاق می افتد.هدف ها و متدولوژی های متفاوت BEM اطلاعات و پیچیدگی های دیگری را اضافه می کنند و اطلاعات ورودی تبدیل به خروجی های ارزشمندی می گردند.

فرآیند طراحی و مدلسازی اطلاعات عملکرد ساختمان

به صورت اولیه شناسایی اطلاعات مرتبط با مدل های انرژی در مراحل مختلف طراحی شکل می گیردگستردگی اطلاعات باعث شکل گیری و پیشرفت مدلسازی انرژی می گردد.مدل هوشمندی که از ساختمان به دست می آید باعث می شود تا ارتباطی میان مدل معماری و مدلسازی انرژی در آن شکل گیرد.تمامی اطلاعات در مراحل مختلف بر اساس نقشه های کاری بوده و میان تجزیه و تحلیل در مراحل اولیه تقسیم می شود.سپس طراحی های دقیق و اندازه گیری و بررسی انطباق اطلاعات نماد شکل گیری BEM در طراحی می باشد.

 

در مسیر طراحی( به جز طراحی داخلی) یک ساختمان با عملکرد بالا زمانی که طرح های اولیه و مفهومی تبدیل به طرح هایی پیشرفته با جزییات بالایی می شوند، عملکرد نهایی آن بر اساس انطباق با مقررات و تحقق الزامات کارفرما و عوامل خارجی (آب و هوا) می باشد.اطلاعاتی که مربوط به این ناحیه می باشند و باعث بهینه سازی ساختمان از شرایط موجود به سمت مدلسازی انرژی می شوند و تغییرات در فرآیند بهره برداری از وسعت ساختمان و اطلاعات BEM ساختمان مورد نظر تاثیر می پذیرد.فرآیند توسعه تعریف اطلاعات جامع ساختمان با هدف مطلع ساختن از پیشرفت های ساختمان انجام می گیرد.

ارزیابی مدلسازی ها

متد به اشتراک گذاری اطلاعات میان محیط BIM و BEM و ذی نفعان کلیدی تعریف شده و این پروسه در جزییات طراحی شده از یک طرح اولیه یکسان استفاده می کند.این بدین معنا می باشد که اطلاعات ایجاد شده در پروژه ذخیره شده و به اشتراک گذاشته می شود.برای ارزیابی اطلاعات در هر لحظه از طراحی اطلاعات در حوزه های مختلف با یکدیگر به صورت یکپارچه درآمده و تداخلاتی که ممکن است در تاسیسات یا دیسیپلین دیگری ایجاد شده باشد نمایان می شوند و در راستای بهبود مصرف انرژی ساختمان می توان تمامی تغییرات را در طول طراحی ارزیابی کرد.

پیاده سازی مدلسازی انرژی با رویکرد BIM

در پروژه ها اطلاعاتی که در زمینه BIM در طرح ها ایجاد شده اند تبدیل به اطلاعاتی برای مدلسازی انرژی شده و ارتباطی میان این دو برقرار می شود.این رویکرد در زمینه ارزیابی انرژی و طراحی به منظور پایداری ساختمان و کاهش مصرف انرژی در ساختمان هایی با کاربری مسکونی، تجاری، فرهنگی و هر نوع از کاربری که با مصرف بالای انرژی رو به رو می شود اهمیت می یابد.تمامی ساختمان ها هر یک به تناسب شرایطی که در آن قرار دارند با عملکرد و مولفه های خاص خود رو به رو هستند و بنا بر شرایطی که در آن قرار دارند اطلاعات اولیه به سیستم های مدلسازی وارد می شود.در این مسیر مدلسازی های BIM برای هر پروژه با آبجکت های عمومی مانند تجهیزات توسعه می یابند تا عملکرد های کلیدی برای مدسازی انرژی ارزیابی شوند.مدل ساخته شده توسط معماران با متخصصین دیگر حوزه ها مانند مکانیک همگام شده و به عنوان پایه ای برای دیگر مراحل قرار می گیرد.در این مرحله مدل ها در فاز LOD 300 شکل می گیرد.در مراحل بعدی توسعه نیز دیتیل یا جزییات بیشتری به مدل ها اضافه شده و متریال ها نیز در پروژه شکل گرفته اند و می توان با دقت بیشتری مدلسازی های انرژی را برای انواع پروژه ها ارائه داد.همچنین گرمایش، سرمایش و تهویه هوا یا سیستم HVAC در طراحی های اولیه و جزییات آن در پروژه بر پایه نیاز های مدلسازی انرژی شکل می گیرند. سپس مدلسازی پس از ارزیابی تمامی اطلاعات و جزییات مهندسی شده متوقف می شوند اما همیشه مدلسازی ارائه شده قابل تغییر برای انطباق با شرایط ساخت می باشند.

استفاده از تکنولوژی های به روز

برنامه های ارائه شده در این ساختار برای ذخیره سازی اطلاعات و اشتراک با قابلیت دسترسی به اطلاعات BIM Cloud انجام می شوند تا دسترسی های راحت تر و مطابق با ساخت مدلسازی انرژی وارد شوند.پروسه تعریف عملکرد ساختمان مطابق با طراحی ها از اطلاعات پیش از ساخت مدلسازی ها استفاده می کند.پس از آن نیز با استفاده از اسکن های لیزری و مدلسازی ابری نقاط شرایط ساخت بر مدلسازی ها منطبق می شود سپس می توان انرژی مصرفی ساختمان در شرایط حال را به صورت دقیقی مورد بررسی قرار داد.در نتیجه بررسی های ارائه شده می توان فضاهایی که دارای مصرف بیش از حد یا هدر رفت انرژی هستند را شناسایی کرد و به باز طراحی چنین فضاهایی به منظور بهبود عملکرد ساختمان پرداخت.