Записки проектировщика

Для энергомоделирования здания написано очень много зарубежных программ: платных и бесплатных, дорогих и не очень. И каждая из них хороша по-своему.

Именно поэтому зарубежные специалисты не останавливаются на каком-то одном софте, а предпочитают комплексное использование программ, т.е. применяют программу для той задачи, с которой она лучше всего справляется.

Энергетические аналитические программы являются инструментами для моделирования энергопотребления и изучения термического комфорта во время жизненного цикла здания.

Приятно отметить, что несмотря на наличие платных программ, BEM можно полностью реализовать на бесплатных программах. Но есть существенная проблема в применении BEM-софта, как платного, так и бесплатного — это плохая интеграция с другими программами.

И сегодня мы проведем аналитику наиболее распространенных среди профессионалов зарубежных BEM программ на предмет возможности использования информационной модели здания (BIM). Это следующие программы: IES VE, TAS, Ecotect Analytics, eQuest, IDA ICE, Energy Plus, RIUSKA. На самом деле программ гораздо больше, особенно бесплатных, но в зарубежной профессиональной среде энергомоделирования зданий распространены именно эти.

Для начала разберемся с форматами модели, которые мы здесь можем использовать. Будем рассматривать два формата: gbXML и IFC.

IFC (Industrial Foundation Classes) — самый популярный формат в информационном моделировании зданий (BIM).
gbXML (XML схемы Green Building) предназначен для обмена информацией для инженерного анализа, в основном термического анализа. Таким образом, это формат энергетической модели здания, без архитектурных излишеств.

Итак, будем анализировать программы на предмет совместимости и удобства импорта модели в вышеперечисленных форматах.

Ecotect Analytics

В Ecotect Analytics импорт модели в форматах gbXML и IFC прошел корректно. В обеих случаях модель офисного здания была импортирована без дефектов.

В Ecotect можно отображать и анимировать сложные теневые эффекты и отражения, создавать интерактивные солнечные диаграммы, рассчитать воздействие солнечной радиации на любой поверхности. Она также может рассчитать ежемесячные тепловые нагрузки и почасовые температурные графики для любой зоны.

Софт достаточно интересный, удобный, имеет интуитивно понятный интерфейс. Но знакомые специалисты, которые длительное время занимались энергомоделированием за рубежом, говорят, что в Ecotect заложены устаревшие методики расчета. Это вполне может быть, ведь программа не поддерживается с 2011 года. Но для обучения энергомоделированию программа будет очень полезна. Программа платная.

eQuest

eQuest не поддерживает работу с BIM-моделью напрямую. Единственный способ импорта 3D-геометрии из CAD программ возможен через GREEN BUILDING STUDIO, который свяжет gbXML и DOE2. Но в случае такого импорта eQuest отключит интерфейс мастера, что очень неудобно. Вся программа построена в режиме многооконного мастера, где на каждом шаге можно вводить уточняющие параметры и в целом засчет этого получать довольно точный результат моделирования. Если режим мастера будет отключен, то мы не сможем уточнять модель и, как следствие, теряем точность моделирования здания. Но в eQuest заложено несколько типовых форм зданий, которые очень удобно настраивать под свой проект, вот с ними модель можно настроить очень гибко и менять настройки на любом шаге мастера.

Чтобы получить файл DOE2, нужно проделать следующее:
1.    Из CAD выгружаем модель в gbXML
2.    полученный gbXML загружаем в GREEN BUILDING STUDIO
3.    из GREEN BUILDING STUDIO выгружаем в DOE2, который нужен для eQuest.

Программа бесплатная и многие предпочитают использовать именно ее из-за возможности гибкой настройки модели.

ICE IDA

IDA Indoor Climate and Energy является приложением моделирования для исследования  внутреннего теплового климата отдельных тепловых зон в рамках здания, а также потребления энергии для всего здания. Ее интерфейс адаптирован для быстрого построения и моделирования несложных зданий, но все же это довольно гибкий в настройке инструмент. Модель всегда можно уточнить, главное иметь опыт.

Практический опыт показал, что IDA Indoor Climate and Energy в ряде случаев некорректно работает с большими моделями зданий, имеющими сотни рабочих помещений. Но в ней хорошо проводить сложное моделирование для небольших моделей зданий. Импорт модели в формате IFC оказался успешен. Эта программа является платной.

RIUSKA

RIUSKA является инструментом для моделирования энергетического комфорта, использующим DOE2. Здесь можно задавать расписания работы здания и оборудования, определять системы HVAC для каждого помещения. Можно задать несколько вариантов условий для различных помещений, что является значительным преимуществом перед другими зональными энергетическими программами.

Инструмент основан на импорте геометрии в формате IFC, gbXML здесь не поддерживается. Но можно экспортировать главные пространственные тепловые параметры в IFC, который можно использовать в других приложениях. Импорт IFC в этом случае был успешен.

RIUSKA позволяет установить температурные точки нагрева и охлаждения для каждого помещения. Это гарантирует меньше требований по калибровке кондиционирования воздуха. Но в системе существует только четыре системы кондиционирования воздуха и она не моделирует водные циклы. Тем не менее этот инструмент активно используют за рубежом для энергетического анализа в дизайн-проектах. Это платная программа.

Energy Plus

Поддержка BIM в бесплатной программе Energy Plus сейчас возможна в двух видах:
1.    переход от gbXML к GREEN BUILDING STUDIO к IDF. Это непрямой путь от Autodesk Revit, Architectural Desktop, Building Systems и ArchiCad к Energy Plus IDF.
2.    переход от IFC к Google SketchUp к Energy Plus. Но существует и непрямой путь через плагины. Правда не всегда это корректно работает. Суть в следующем: с помощью плагина IFC2SKP можно построить модель Google SketchUp из IFC, а затем с помощью плагина Energy Desighn Plugin экспортировать модель SketchUp в Energy Plus. Но плагин IFC2SKP корректно работает только с небольшими моделями, это нужно учитывать.

IES VE

IES VE не случайно является промышленным стандартом в Великобритании для энергосберегающего проектирования зданий. Этот софт поддерживает BIM (импорт gbXML и CAD форматы) и удобен в использовании. Импорт модели полностью корректен. К тому же в нем можно моделировать HVAC и пассивные эффекты здания . Но есть существенный минус. Это платная программа и она очень дорогая. Подробнее об IES VE, ее возможностях, достоинствах и недостатках для российского пользователя можно почитать здесь.

TAS

Это программа для комплексного моделирования зданий, достаточно удобная. В ней можно рассчитать энергопотребление здания, проследить его жизненный цикл, термический комфорт, параметры освещенности, затенения. Можно снять видеоролики солнечных диаграмм и затенения. Импорт в ней возможен только в формате gbXML, хотя слышала, что скоро будет возможен импорт IFC. В целом, эта программа мне очень нравится, но есть некоторые проблемы с импортом геометрии. Не всегда геометрия передается корректно, но код в принципе всегда можно исправить вручную в блокноте.

В нашем случае геометрия была передана некорректно.

Некорректная модель, переданная в gbXML «как есть»:
После правки кода вручную мы получили корректный вариант:

К тому же разработчики программы обещают устранить эту проблему в ближайшем будущем. И сейчас в разработке находится плагин, передающий геометрию из Revit в TAS. Программа платная и не из дешевых.

В общем, я планирую применять IES VE, TAS и в ряде случаев eQuest, т.к. считаю, что это оптимальный софт для энергомоделирования зданий.

Но все же, любой инструмент будет полезен ровно настолько, насколько опытен человек, его применяющий.