Konstruktor budowlany

Zembrowski

Sporo dotąd pisałem o potrzebie optymalizacji ekonomiczno-energetycznej oraz optymalizacji cieplno-wilgotnościowej rozwiązań przy tworzeniu projektów budowlanych. Pisałem od roku 2000 - w wielu publikacjach, piszę też tu w grupie. Od lat należę do międzynarodowej organizacji IBPSA (International Building Performance Simulation Association), która jest największą i tak naprawdę jedyną na świecie w tej dziedzinie. To ona wytycza trendy i rozwiązania, gdyż należą do niej wszyscy najlepsi specjaliści fizyki budowli z całego świata - należy też moja skromna osoba. IBPSA co dwa lata organizuje ogólnoświatowe konferencje na temat fizyki budowli - za każdym razem w innym kraju.

Właśnie zakończyła się obecna 15-ta konferencja w San Francisco w USA. Odbywała się w dniach 7-9 sierpnia br. Muszę o niej napisać kilka słów, by pokazać gdzie jest świat budowlany, a gdzie my, tzn. nasza kadra inżynierska i architekci.

Konferencje IBPSA zawsze są gigantyczne, treściwe i ważne, gdyż zawsze posuwają wiedzę o fizyce budowli o kolejny wielki skok na przód. Na tej konferencji wygłoszono ponad 250 referatów, odbyło się ponad 150 sesji autorskich, prezentacja najlepszych programów do symulacji i optymalizowania oraz odbyło się aż 400 seminariów - w 23 grupach tematycznych. Myślą przewodnią 15-tej konferencji było „Symulacje w budownictwie 2017”, a poruszono następujące obszary:
• Czy symulacje są zagrożeniem dla architektury?
• Wspólny język techniczny kluczem do sukcesu wymiany informacji.
• Nowości w symulatorach DesignBuilder, EnergyPlus, IES-VE, Sefaira, SketchUp, Simergy, TraneTrace..
• Co nowego w kalibracji modeli energetycznych budynku?
• Cyfrowe projektowanie: granica praktyk, narzędzia i przepływ danych.
• Nieuchronna rzeczywistość wirtualna jako integracja z narzędziami do projektowania.
• Nowe standardy narzędzi symulacji i badania okien oraz oświetlenia.
• Jak przekształcić model BIM w model BEM?
• Przyszłe dane klimatu dla procesów symulacji.

Niestety, udział w konferencji płatny i dla nas drogi, bo od 350 do 800 dolarów od osoby - nie licząc przelotu i zakwaterowania. Co ciekawe, to IBPSA silnie aktywizuje studentów z całego świata, stosując dla nich liczne preferencje oraz zaprasza na studia doktoranckie w dużych ośrodkach naukowych na świecie - wyręczając ich we wszystkich sprawach administracyjnych. Wystarczy wysłać zgłoszenie z dorobkiem oraz zainteresowaniem ... spakować walizkę i wsiąść w samolot. Zazdroszczę, bo za moich czasów, to było moim marzeniem, ale jak science fiction. Wprawdzie, otrzymałem po studiach imienne zaproszenie do badań na 5 lat w Uniwersytecie w Californi, ale mój ówczesny pryncypał nie mógł tego przeżyć i ... zakazał.

Poziom aktualnej światowej fizyki budowli niechaj oddadzą te przykładowe tytuły referatów z tejże konferencji:
> Rozwijanie otwartej Biblioteki Python dla celów projektowania optymalizacji urbanistyki miasta. Kian Wee Chen - MIT Alliance for Research and Technology, Singapore
> Kodowanie danych i ograniczenia - przegląd rozwiązań stosowanych na świecie. Dimitri Contoyannis - NORESCO USA, Lori McElroy - BRE UK, Rajan Rawal - Centre for
Advanced Research in Building Science and Energy India, Paul Bannister - Energy Action
Australia
> Otwarte platformy oprogramowania do modelowania przyszłej kontroli budynków. David Henry Blum Lawrence Berkeley National Laboratory USA
> Przekrój interdyscyplinarnego podejścia do symulacji procesów w budownictwie: integracja, semantyka i reguły modelowania przewidywań i kontroli. Parastoo Delgoshaei -
University of Maryland USA
> Generalizacja modeli pojemności cieplnych w przewidywaniu strategii kontroli procesów. Julian Buderus - Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Germany
> Potencjał sieci neuronowych w modelowaniu oświetlenia dziennego budynków w różnych klimatach. Konstantinos Papamichael - University of California Davis USA
> Zastosowanie systemu SPOTpro do maksymalizowania oszczędności energii z użyciem fotosensorów. Zack Rogers - Daylighting Innovations LLC USA
> Semantyczne systemy modelowania budynków przy zaawansowanej analityce efektywności energii. Filip Petrushevski - AIT Austrian Institute of Technology Austria
> Procesy Gaussa dla emulacji procesów efektywności energii w budynku. Parag Rastogi -
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne Switzerland
> Zastosowanie kompletnego przewidywania energii w budynku: przepływu powietrza i wewnętrznej jakości mikroklimatu (IAQ) używając Co-symulacji. Li Xiwang - Lawrence Berkeley National Laboratory USA
> Odpowiednie dane klimatu dla oceny ryzyka kondensacji wilgoci i określenia dyfuzji pary wodnej w ścianach izolowanych termicznie a wystawionych na działanie słońca. Valentina Marincioni - University College London UK
> Modelowanie jakości środowiska wewnętrznego w domach o niskim zużyciu energii. Maria del Carmen Bocanegra-Yanez - University of Strathclyde UK
> Dynamiczny fizyczny model przewidywania wydajność strumienia słonecznego w
ciepłym wilgotnym klimacie z różnymi materiałami pochłaniającymi. Andrea Lobato-Cordero -
Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables Ecuador
> Stosowanie dynamicznej numerycznej symulacji do badania skutków zmian w wyposażeniu budynków przez użytkowników. Vincenzo Corrado - Politecnico di Torino Italy
> Symulacja i monitorowanie efektów w domu wielorodzinnym przed i po termorenowacji. Fabian Ochs - University of Innsbruck Austria
> Symulacja wydajności gruntowej pompy ciepła zintegrowanej z instalacją PV oraz solarną dla budownictwa mieszkaniowego. Lei Xia - University of Wollongong Australia
> Wartości efektów symulacji zużycia energii przy projektowaniu budynków. PC Thomas -
Team Catalyst Pty Ltd Australia
> Co-symulacja z wykorzystaniem zaawansowanej fizyki budowli do analiz wydajności cieplnej. Walter Mazuroski - Pontifical Catholic University of Parana Brazil
> Ulepszone narzędzie dla architektów i inżynierów do doboru okien przy projektowaniu budynków. Huishan He - Harvard University USA, Rufei Wang - Harvard University USA
> Symulacja zużycia energii przez budynek w połączeniu z rzeczywistym zużyciem. Henri Obara - Schneider Electric France
> Optymalizacja ekonomiczna rozwiązań z zastosowaniem zdalnej Co-Symulacji. Damon Woods - University of Idaho USA, Kevin Van Den Wymelenberg - University of Oregon USA
> Zastosowanie symulacji regulacji w kontroli temperatury systemu ogrzewania i wilgotności w budynkach mieszkalnych. Yoshitaka Uno - Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. UK
> Przystosowanie Model NSGA-II do wykorzystania mieszanych typów danych przy optymalizacji rozwiązań w projektowaniu budynków. Weili Xu - Carnegie Mellon University USA
> Porównanie wybranych sposobów symulacji wydajności używających modeli IDAICE. Christian Fliegner - RWTH Germany
> Zespolenie metod do dynamicznej symulacji systemów z budynku dla ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i ciepłej wody. Zhelun Chen - Drexel University USA
> Energetyczna analiza połączenia lokalnego źródła energii ze stacjonarnym systemem PV z akumulatorami w budynku mieszkalnym. Jean-Baptiste Bouvenot - INSA Strasbourg France
> Symulacja osiągów ściany murowanej na tle szkieletu drewnianego i szkieletu stalowego w budynkach mieszkalnych z użyciem systemu EnergyPlus. Vrushali Mendon - Pacific Northwest National Laboratory USA
> Wpływ zmian wysokości budynku na wentylację grawitacyjną i sąsiedztwo budynków w obszarach gęstej zabudowy. Michael Donn - Victoria University of Wellington New Zealand
> Zastosowanie symulacji wentylacji grawitacyjnej w budynkach. Steve Gross. - PE Interface Engineering USA
> Wpływ zasobnika ciepłej wody na roczną średnią sprawność pompy ciepła - ocena zastosowania modelowania. Philipp Mehrfeld - RWTH Aachen University Germany

Jak widać, świat fizyki budowli pędzi ile sił i możliwości, a tych nie mało, gdyż o ile 30 lat temu jak nastawiałem do policzenia ruch ciepła i pary wodnej tylko na styku okna i ściany, to kodowanie danych zajmowało godzinę, zaś komputer liczył mi aż 8 godzin. Dzisiaj, takie obliczenie zajmuje kilka sekund, a kodowanie danych pół godziny. Współczesne komputery pozwalają w kilka minut policzyć całą bryłę budynku razem z setkami takich mostków cieplnych. Dlatego na świecie w roku 2000 wprowadzono BIM. Świat stosuje go już powszechnie. W niektórych krajach BIM jest już obowiązkowy. BIM pozwala nie tylko projektować budynki w zintegrowaniu ze wszystkimi branżami, co nie tylko pozwala unikać bezmyślnych błędów niespójności rozwiązań i wymiarów, ale przede wszystkim pozwala modelować optymalizację rozwiązań poprzez wielokrotne i wielowariantowe symulacje energetyczno-ekonomiczne. Na świecie już się pracuje nad ewolucją BIM do BEM, gdzie będzie możliwe określenie pełnego kosztu inwestycyjnego i eksploatacyjnego budynku w okresie całego jego życia - wybierając czas, rodzaj i zakres remontów i serwisowania - wszystko na celu minimalizacji kosztów inwestora. W tym systemie budynki będą podczas budowy wyposażane w wiele czujników zaprojektowanych i wskazanych w projekcie. Dzięki temu, będzie możliwe sprawdzanie podczas eksploatacji czy budynek spełnia charakterystykę energetyczną podaną w projekcie. Będzie możliwe sprawdzenie jakości wykonawstwa. Inwestor dzięki temu będzie mieć nie tylko pewność poprawności rozwiązań, ale będzie podglądał zachowanie się poszczególnych elementów i instalacji w czasie eksploatacji - także przez telefon będą na drugim końcu świata. Parametry będą rejestrowane i stale analizowane, będą przesyłane impulsy sterujące instalacjami, by zużycie energii było jak najniższe, ale z zachowaniem warunków komfortu cieplnego. Jedynie nasi architekci (chyba jako ostatni ns świecie) nawet nie zaczęli stosować BIM podczas projektowania - poza pojedynczymi wyjątkami. U nas architektom nadal nie są potrzebne nowoczesne środki do projektowania. Niepotrzebne modelowanie ani symulacja. Wystarczy - jak pisze pewna Pani - zgrabne rozmieszczenie pomieszczeń czyli funkcjonalność i kolorystyka, zaś systemy wentylacji i ogrzewania „po uważaniju” bez żadnej cyferki je uzasadniającej. Moja krytyka architektów nadal projektujących w sposób archaiczny, odbierana jest przez niektórych „tradycjonalistów” jako ... deprecjonowanie zawodu architekta. Otóż, nic bardziej mylnego - marzę, by wreszcie nasi architekci optymalizowali swoje rozwiązania dbając o kieszeń inwestora oraz aby dalej projektowali piękne i nietuzinkowe domy i obiekty.

Tymczasem, IARP śpi smacznym snem, śpi także PIIB. Na świecie już dawno takie organizacje wykupiły programy do symulacji, by architekci i inżynierowie dosłownie za grosze z nich korzystali. U nas jeśli ktoś chce, to musi kupić - co jest niemożliwe, bo kto zapłaci np. 2300 eur za limitowaną wersję WUFI do analiz c-w, 3000 eur za program liczący mostki 2D czy 4000 eur za AnTherm 3D liczący mostki przestrzenne. O programach do symulacji nie wspomnę, bo jeden kosztuje tyle co w/w razem. Dla pełnego wyposażenia projektanta trzeba takich programów zakupić za ok. 22 tys. eur. Kogo na to stać? Ano stać w/w organizacje samorządowe. W innych krajach są zakupione dla swoich członków. W USA dla ich inżynierów i studentów dostęp jest bezpłatny.

Gdyby ktoś był zainteresowany, to podaję link do ostatniej 15-tej konferencji IBPSA:
[link widoczny dla zalogowanych]
Dodam, że referaty tej konferencji będą za kilka tygodni już dostępne bezpłatnie dla wszystkich. Z poprzednich konferencji są dostępne na: [link widoczny dla zalogowanych]

Zembrowski

Minęły 2 lata i pod tym tematem wywiązała się ogromna i dynamiczna dyskusja Smile

Za to w innych wątkach nie brak postów obraźliwych od osób ukrywających się pod nickiem.

ProjektK66

Czy twórca AK-47 optymalizował swoje dzieło ? Czy Eugene Stoner projektując M-16 nie zrobił "dzieła" techniki ? Tylko że - każdy chciał strzelać AK- choć mniej celny, ale z większą siłą ognia.
Nie optymalizuje i nie pudruje się "trupków" szczególnie pod ogrzewanie np paliwem stałym

Jak słyszę słowo optymalizacja w fizyce budowli- a szczególnie w dziedzinie energooszczędności, to dostaję ciśnienia ! i zdziepkę bym sobie rzucił mięskiem na takie hasło! Prosta odpowiedź - optymalizować się powinno powierzchnię "użytkową", licząc ~1400zł m2 (przy wykonawstwie systemem gospodarczym) po 2500-3000 zł i więcej m2 za system zlecony. Teraz jeśli Pan w swej optymalizacji, zacznie pudrować "trupa" termicznego, o powierzchni 150m2 z kotłownią - która ma 20m2 ... to jaki sens - ma skrobanie cm izolacji termicznej? która jest esencją. Czyż 28 kzł na kotłownię w systemie gospodarczym, czy 50-60 kzł za wykonanie przez firmę .. to tylko wycinek.

Zembrowski

Optymalizacja rozwiązań, to nieodłączny cel każdego projektowania. Ten sposób podejścia został wprowadzony na całym świecie w roku 2000 z chwilą, gdy pojawiły się komputery wysokich zdolności obliczeniowych. Dzisiaj na niemal całym świecie jest to już normą, że każdy projekt jest oparty o optymalizację rozwiązań - w pełnym zakresie. Tylko w Polsce idzie to jak po grudzie. 99,99% projektantów nadal projektuje wg tradycyjnej metodyki: zlecenie inwestora i ogólne założenia - koncepcja architektoniczna - poprawki inwestora - projekt architektoniczny - projekty branżowe do niego - opisy techniczne - przekazanie inwestorowi - kosztorys - budowa obiektu, podczas której inwestor wszelkimi sposobami szuka oszczędności na inwestycji. Jeśli to inwestor pośredni (deweloper), to szuka oszczędności w budowie nie dbając o koszty eksploatacyjne użytkownika nabywającego mieszkania.

W tym modelu, kupujący mieszkanie ma na uwadze tylko koszt 1 m2 przy zakupie. Niemal nikt nie zagląda do świadectwa charakterystyki energetycznej lokum. Wie o tym projektant, wie deweloper, zaś dla kupującego to czarna magia i niepotrzebny świstek.

Kiedy pytam projektanta:
- Dlaczego w ścianach 20 cm styropianu, a nie inna grubość?
- Dlaczego styropian, a nie inna termoizolacja?
- Dlaczego na elewacji wyprawa akrylowa, a nie inna?
- Dlaczego mur z betonu komórkowego a nie z innego materiału?
- Dlaczego w podłodze 15 cm styropianu, a nie inna grubość?
- Dlaczego w podłodze EPS-80, a nie 100, 200 czy XPS?
- Dlaczego w dachu 30 cm wełny, a nie inna grubość innej termoizolacji?
- Dlaczego na fundamencie 10 cm styropianu, a nie inna grubość?
- Dlaczego posadowienie na ławach, a nie na płycie - lub odwrotnie?
- Dlaczego brak termoizolacji obwodowej?
- Dlaczego kocioł kondensacyjny na gaz czy olej, a nie pompa ciepła?
- Dlaczego taka, a nie inna pompa ciepła?
- Dlaczego wentylacja grawitacyjna, a nie hybrydowa czy mechaniczna?
- Dlaczego GWC?
to słyszę albo odpowiedzi typu "bo teraz tak wszyscy robią", "bo teraz taka moda", "bo tak chciał inwestor" albo projektant przewraca oczyma jak Kunta-Kinte i nie ma odpowiedzi.

Aby projekt spełniał WT, to mało, bo każde najgłupsze i bezsensowne rozwiązanie może spełniać WT, ale za taką niefrasobliwość płaci ostatni - czyli inwestor. Dawniej, kiedy były liczydła, a potem suwak logarytmiczny, to projektowanie opierało się na tzw. wyczuciu czyli "na oko" projektanta.

Dzisiaj mamy ultra szybkie komputery o gigantycznych mocach obliczeniowych i czas je wykorzystywać do projektowania, a nie tylko do kolorowych prezentacji 3d czy do oglądania filmów.

O optymalizacji w zakresie charakterystyki energetycznej budynków pisałem już dla architektów i owszem, coś drgnęło, choć wolno i za mało. Ponieważ projekty od niedawna mogą sporządzać nie tylko architekci, ale projektanci innych branż, to dla nich też piszę - także tu na forum. Tyle, że jest jeszcze mało zrozumienia, co Pan też prezentuje, ale to tylko kwestia miesięcy, kiedy młodzi projektanci ruszą do działania i pokażą inwestorom jak potężne środki można zaoszczędzić na inwestycji stosując optymalizację rozwiązań. Wtedy do tych młodych będzie kolejka zleceń, zaś "stara gwardia" albo szybko się zabierze do tego pociągu, albo zostanie na peronie czyli pójdzie na emeryturę lub zmieni zawód.

Pozdrawiam,