г. Москва и Московская область, Россия
москва, г. Москва и Московская область, Россия
В настоящее время цифровизация объектов строительства становится реальностью. В практику проектирования внедряется энергетическая модель здания (BEM), не позволяющая напрямую решать задачи проектирования инженерных систем здания. Существует разрыв в подходах к построению цифровой информационной модели здания. С одной стороны - максимальное использование информации цифровой модели при проведении конструктивных расчетов. С другой стороны - упрощение математических моделей для решения задач, связанных с проектированием инженерных систем. Многие важные задачи проектирования и эксплуатации инженерных систем не решаются в связке с помещениями здания. Предлагается использовать представление здания в виде графа, что позволит решать задачи проектирования и эксплуатации инженерных систем корректно. Большая часть необходимой информации уже присутствует в информационной модели здания и может быть извлечена из нее автоматически. В качестве примера преобразования информации цифровой модели была выбрана задача определения теплопотерь помещений. Эта задача является обязательной составной частью любого проекта. Существующие программные продукты не позволяют автоматически определять размеры ограждающих конструкций помещения, которые необходимы для решения задачи, и не учитывают взаимного расположения помещений. Эти при-чины определяют необходимость разработки приложения. Материалы и методы: Для решения задач проектирования и эксплуатации инженерных систем здания предлагается использовать топологическую модель здания, представляющую собой связный граф, компонентами которого являются базовый подграф, описывающий связи помещений здания и подграфы инженерных систем. Представлена структура данных и алгоритм для формирования базового подграфа здания по цифровой модели здания. Результаты: Программное приложение, реализующее предложенный алгоритм, было апробировано на расчете теплопотерь помещений здания. В качестве объекта эксперимента использовалась цифровая модель 10 этажного жилого здания. В результате эксперимента было выявлено сокращение времени, необходимого для подготовки исходной информации и для проведения расчета, с 8 часов до 20 минут. Выводы: Учет взаимного расположения помещений здания и систем жизнеобеспечения в топологической модели здания позволяет решать проблемы экологической и пожарной безопасности, оптимизации конструкторских решений систем приточной, вытяжной, противодымной вентиляции и других задач. Разработанный программный модуль, предназначенный для расчета теплопотерь помещений, - первый шаг в разработке программных продуктов, использующих цифровую модель здания в качестве исходной информации для построения топологической модели.
информационная модель здания, инженерные системы, граф, алгоритм, теплопотери помещений
1. Каракозова И.В., Малыха Г.Г., Павлов А.С., Панин А.С., Теслер Н.Д. Исследование подготовительных работ для использования BIM-технологий на примере проектирования медицинских организаций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 1. С. 100-111. DOI:https://doi.org/10.22227/1997-0935.2020.1.100-111
2. Абакумов Р. Г., Наумов А.Е., Зобова А. Г. Преимущества, инструменты и эффективность внедрения технологий информационного моделирования в строительстве // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. Т. 5. С. 171-181. DOI:https://doi.org/10.12737/article_590878fb8be5f0.72456616
3. Понкин И.В., Куприяновский В.П., Редькина А.И., Семенова Е.М., Понкин Д.И., О.В. Гринько О.В. К вопросу о содержа-нии понятия и особенностях онтологии энергетического интернета и его правового и технологического образов // International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 8. Вып. 7. С. 87-93
4. Климов А.А., Куприяновский В.П., Гринько О.В., Покусаев О.Н.К вопросу обратного инжиниринга - путь от бумаги до цифровых онтологических правил для образовательных технологий //International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 9. Вып. 7. С. 82-91.
5. Волокитин Ю.И., Куприяновский В.П., Гринько О.В., Покусаев О.Н., Синягов С.А. Проблемы цифровой экономики и формализованные онтологии // International Journal of Open Information Technologies. 2018. Т. 6. Вып. 6. С. 87-96.
6. Марьясин О.Ю. Разработка онтологий для цифрового двойника здания // Онтология проектирования. 2019. Т.9, Т. 4. Вып. 34. С.480-495. - DOIhttps://doi.org/10.18287/2223-9537-2019-9-4-480-495.
7. Ковалёв С.П., Проектирование информационного обеспечения цифровых двойников энергетических систем // Системы и средства информатики, 2020. Т. 30. Вып. 1 С. 66-81
8. Селютина Л.Г. Системный подход к решению задач в сфере проектирования и управления строительством // KANT . 2015. Т. 2. Вып. 15. С. 71-72.
9. Марьясин О.Ю., Огарков А.А. Имитационное моделирование и оптимизации электропотребления офисного здания // ИММОД-2017, 18-20 октября, Санкт-Петербург. С. 480-484.
10. Колодкина А.С, Марьясин О.Ю., Огарков А.А, Оптимальное управление энергопотреблением и микроклиматом больших многозонных зданий // Управление большими системами: Сборник трудов. Вып. 75. 2018. С. 146-169
11. Марьясин О.Ю., Колодкина А.С., Огарков А.А. Компьютерное моделирование «Интеллектуального здания» // Моделирование и анализ информационных систем. 2016. Т. 23. Вып. 4. С. 427-439.
12. Данилин А.Н., Комяк В.В., Кязимов К.Т. Математические модели оптимизации выбора технических средств и их место-положений для эвакуации из высотных зданий // Вестник ХНТУ. 2015. Т. 3. Вып. 54. С. 565-569
13. Соболь А.Н., Панкратов А.В., Комяк В.В. Подход к решению задачи 2D упаковки с трассировкой на примере построения оптимального плана эвакуации // Строительство и техногенная безопасность. 2013. Т. 48. С. 181-186
14. Тимошенко Е. А., Савицкий Н. В Анализ и характеристика основных факторов, влияющих на экологическую безопасность помещений жилых зданий // Вісник ПДАБА. 2015. Т. 1. Вып. 202. С. 18-26.
15. Смирнов Е. Б., Дацюк Т. А., Таурит В. Р. Оценка экологической безопасности проектируемых зданий // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. Т. 3. С. 82-89. DOIhttps://doi.org/10.23968/2305-3488.2017.21.3.83-99
16. Игнатова E.В., Игнатов В.П. Анализ направлений исследований, основанных на концепции информационного моделирования строительных объектов // Вестник МГСУ. 2011. Т. 1. С. 325-330
17. Род Стивенс Алгоритмы. Теория и практическое применение. 2019. - Москва: Эксмо. 543 с.
18. Лафоре Р. Структуры данных и алгоритмы в Java. Классика Computers Science. 2-е изд. 2013. СПб.: Питер, 2013.
19. Ивановский С.А., Симончик С.К. Алгоритмы вычислительной геометрии. Пересечение отрезков: метод заметания плоскости // Компьютерные инструменты и образование. 2007. Т. 4 С.18-33
20. Малявина Е. Г. Теплопотери здания: справочное пособие. 2007. М.: АВОК-ПРЕСС.
21. Варапаев В.Н., Китайцева Е.Х. Математическое моделирование задач внутренней аэродинамики и теплообмена зданий. 2008 - М. : Изд-во СГА. 337 с:
