Команда Лаборатории экологических систем Корнельского университета во главе с недавним выпускником Эллисон Бернетт разработала новую структуру для введения как можно большего объема информации на этапах предпроектной и ранней разработки проекта, что потенциально позволяет сэкономить время архитекторов и проектных групп. деньги в будущем.
«(Наша структура) позволяет дизайнерам полностью понять воздействие своего здания на окружающую среду», - сказал Бернетт, автор-корреспондент «Структуры оценки устойчивости для раннего проектирования (SEED) для использования энергии, воплощенного углерода, затрат и оценки дневного света», опубликованной в январе 10 в Journal of Building Performance Simulation.
Основные исследователи: Тимур Доган, доцент кафедры архитектуры Колледжа архитектуры, искусства и планирования; и Катарина Крал, лицензированный архитектор и преподаватель кафедры архитектуры.
«Как мы смотрим на это, есть цена изменения в процессе проектирования, а затем возможность воздействия», - сказал Доган. «В самом начале изменение чего-либо ничего не стоит, но если у вас есть месяц в проекте, изменение чего-то действительно дорого, потому что теперь вам нужно повторно нанимать консультантов и переделывать вещи.
«И еще один момент - это потенциальное воздействие», - сказал он. «В самом начале, просто подтолкнув в правильном направлении, вы можете превратить проект из энергетической компании в нечто очень устойчивое и хорошо вписывающееся в окружающую среду».
В 2018 году, по данным Международного энергетического агентства, на строительный сектор приходилось 39% выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой и производственными процессами. В том числе 11% приходятся на производство строительных материалов и изделий.
Система оценки устойчивости для раннего проектирования (SEED) - это инструмент для принятия решений, который может динамически и одновременно моделировать несколько переменных: энергоэффективность здания; воплощенный углерод (выбросы углерода в результате строительства и материалов); стоимость строительства; и дневное освещение (использование естественного света для освещения внутренних помещений).
Фреймворк позволит архитекторам и проектным группам быстро опробовать и оценить десятки тысяч итераций дизайна, используя всего четыре входных параметра.
Использование общедоступных данных и набора доступных программ моделирования проектирования, включая Rhino / Grasshopper (программа САПР); ClimateStudio, разработанный Dogan, для моделирования дневного света и моделирования энергопотребления зданий; и инженерное программное обеспечение Karamba3D - Бернетт и его команда протестировали SEED на примере гипотетического офисного здания среднего размера, смоделированного в Бостоне, Вашингтоне, округ Колумбия, и Фениксе.
SEED Framework сгенерировал тысячи вариантов дизайна на основе переменных, характерных для трех городов в тематическом исследовании, предлагая дизайнерам гибкость многих вариантов на ранних этапах процесса, прежде чем изменение курса станет слишком дорогостоящим.
«Идея в том, что вы проводите этот анализ, - сказал Доган, - и вы получаете несколько вариантов, которые уже имеют большой смысл, и некоторые варианты, о которых вы можете полностью забыть ... [Это] всегда сводится к следующему недостаток информации в процессе принятия решений.
«В этом смысле строительная отрасль очень неэффективна», - сказал он. «Слишком много игроков не знают полной картины, а затем принимают решения, которые не всегда рациональны. Эта структура, над которой работала Эллисон, предназначена для того, чтобы помочь донести информацию до стола. Каждая заинтересованная сторона в процессе проектирования может затем сформировать свою собственное мнение о приоритетах целей дизайна ».
По словам Бернетта, самым большим активом SEED является сбор данных по множеству факторов в одном месте и привлечение архитекторов на ранних этапах проектирования и предпроектных этапов.
«На сбор всех этих данных уходит много времени, и у нас есть все заранее подготовленные. Так что есть определенно потребность в этом», - сказал Бернетт, который представил структуру SEED в сентябре 2019 года на Международной конференции по моделированию характеристик зданий в Риме.
«Прямо сейчас мы в значительной степени полагаемся на специалистов по моделированию энергии и консультантов, выполняющих эту работу», - сказала она. «И если мы сможем привлечь архитекторов с большей готовностью и на более раннем этапе, я думаю, что мы увидим много улучшений и рентабельности этих ранних проектных решений».
В дополнение к общедоступным расчетным моделям, команда использовала AutoFrame, новую процедуру, разработанную Kral для автоматического расчета структурных систем. AutoFrame помогает повысить точность заложенных оценок углерода и моделирования дневного света.
По словам Бернетта, решающую поддержку в этой работе оказала Программа малых грантов Корнеллского центра устойчивого развития.
«Это финансирование действительно дало ему необходимый импульс», - сказала она. «Это позволило мне представить первую версию [SEED] на конференции в Риме, а затем по-настоящему конкретизировать исследование после этого».