Как рассчитать инсоляцию и КЕО из BIM-модели площадью 60 000 м² за 15 минут

Содержание:

1. Проблема: ошибки и долгий процесс расчёта
2. С каким ПО работает сервис и что можно рассчитать
3. Для каких объектов подходит сервис
4. Как работает Altec Insolations
   1. Как работает сервис на реальном объекте
   2. Сравнение расчёта инсоляции жилого дома площадью
      60 000 м² разными способами
5. Преимущества сервиса
6. Мнение эксперта

Компания « Altec Systems» запустила онлайн-сервис по расчёту инсоляции и коэффициента естественной освещённости (КЕО). В среднем расчёт одного окна ручным способом с применением инсоляционной линейки занимает 10 минут, а сервис за это время просчитывает 3 000 светопроёмов. В статье рассказываем, в чём польза этого сервиса, для каких объектов подойдет и как происходит расчёт.

При проектировании помещений и прилегающих территорий нужно учитывать режим инсоляции — облучение зданий солнечным светом. Это один из основных гигиенических факторов, который обеспечивает обеззараживание помещений и территорий за счёт поступления ультрафиолетового излучения. Кроме того, недостаток естественного освещения ухудшает условия зрительной работы и создаёт предпосылки для развития солнечного голодания. Это снижает устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов.

Источник: P.A.Slepnev. Study of the residential structure’s development planning influence on the insolation regime and natural illumination of the territory. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci., 2020.

КЕО показывает интенсивность естественного освещения в помещениях. Инсоляция и КЕО — это показатели, которые обеспечивает безопасные условия для проживания и пребывания человека (ст. 10 Федерального закона № 384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»). Нормы и требования к ним определены в СанПиН 1.2.3685−21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

Где используется расчёт инсоляции и КЕО

Расчёт инсоляции и КЕО нужен для разработки проектной документации, он относится к Разделу 3 «Архитектурные решения» (Постановление Правительства РФ № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»). Объект не пройдёт строительную экспертизу без соблюдения нормативных значений этих показателей.

Проблема: ошибки и долгий процесс расчёта

До разработки сервиса было три основных способа расчёта инсоляции и КЕО:

1. Ручной расчёт с использованием инсоляционных графиков;
2. Программные комплексы;
3. Плагины для Revit, ArchiCAD.

Основные проблемы, с которыми сталкивались проектировщики при таких методах:

1. Нестабильная работа существующего ПО;
2. Отсутствие функционала по расчету KEO;
3. Неточный расчет самописных плагинов;
4. Расчёт крупных объектов затягивался до нескольких недель.

— Почему решили создать сервис именно по расчёту инсоляции?
Что подтолкнуло на эту идею?

— В первую очередь мы хотели помочь нашей материнской компании, которая проектирует жилые и общественные здания. У них часто были сложности с расчётом инсоляции и КЕО, и мы решили сделать процесс более качественным.

Существующее ПО работало нестабильно и часто вылетало, проектировщиков не устраивало такое качество работы. Для сложных объектов расчёт был очень долгий, и приходилось оставлять включённую программу на ночь. Иногда это приводило к тому, что расчёт сбивался и на утро уже ничего не было.

С каким ПО работает сервис и что можно рассчитать

Altec Insolations — web-сервис, который производит весь расчёт в браузере напрямую из BIM-моделей. Модель из Revit конвертируется в формат GLB с помощью плагина Revit.Export. GLB — это открытый международный формат, похожий на IFC.

Сейчас сервис интегрируется с Revit, но работа по интеграции сервиса с Renga уже идёт.

Для каких объектов подходит сервис

Сервис подходит для расчета инсоляции зданий и сооружений. Его можно использовать в проектах застройки, реконструкции и реновации существующих жилых и административных зданий.

Также программу можно использовать уже на этапе концепции для предварительного расчёта инсоляции на соответствие требованиям. Для этого достаточно обозначить границы помещения стеной, перекрытием и определить светопроём. Объекты окружающей застройки можно выстроить формами.

Как работает Altec Insolations

Сервис работает с BIM-моделями любого уровня проработки (LOD 200, 300 и т. д.). Расчёты инсоляции и КЕО выполняются по ГОСТ Р 57 795−2017 и СанПиН 1.2.3685−21, СП 367.1 325 800.2017.

Как работает сервис на реальном объекте

Рассматриваемый объект — многоквартирный жилой дом. Общая площадь дома составляет 60 000 м², количество этажей — 9, количество светопроёмов — 4 000 ед.

На данном примере показана работа программы для расчета инсоляции для генерации отчета, который пойдет в экспертизу. Расчёт проекта проводился на стадии «Проектная документация». Все помещения объекта соответствовали нормам инсоляции и KEO, дополнительных изменений в проект вносить не требовалось.

Расчёт такой сборки занял примерно 15 минут. Благодаря анализу на ранней стадии, удалось избежать внесения последующих правок проекта.

По результатам расчёта инсоляции и КЕО программа сгенерировала отчёт, который прошёл Государственную экспертизу Свердловской области. Сейчас объект находится на стадии строительства.

Сравнение расчёта инсоляции и КЕО жилого дома площадью 60 000 м² разными способами

Преимущества сервиса

1. Прямая интеграция с Revit (в дальнейшем — с Renga).
   Не нужно повторно простраивать модель.
2. Автоматический поиск расчётных точек в реальном времени.
   Расчётные точки определяются индивидуально для каждого светопроема, учитываются особенности архитектурного решения.
3. Гибкая форма отчёта по ГОСТу.
   При формировании отчёта можно настроить данные, которые будут в нем отображены: результаты инсолирования отдельного светопроема, помещения, этажа или здания. Также можно фильтровать помещения по категории инсолирования.
4. Работа в браузере.
   Удобно работать, не нужно устанавливать программный комплекс.
5. Быстрая скорость расчёта.
   Расчет 60 000 м² занимает 15 минут.

Функции, которые ещё дорабатываются:

6. Привязка участка строительства к карте города
   Картографическая подложка и рельеф будут подгружаться автоматически с открытых геоинформационных систем (2ГИС, Google Карты, Яндекс Карты). Эта функция поможет проектировщику не выстраивать окружающую застройку — после привязки объекта сервис сам достроит 3D-модели зданий в соответствии с их реальными размерами (по типу 3D-карты в 2ГИС).

7. Аналитика будущего участка застройки.
   Эта функция будет полезна, когда есть только пятно застройки и ещё неизвестно, что построят. На основании расчёта инсоляции окружающей застройки сервис позволит понять максимальную геометрию будущего объекта — с какими параметрами можно построить объект, чтобы он не затемнял другие здания. Это поможет быстрее адаптировать проект под существующие условия.

Рассмотрим на примере такой ситуации: на этапе концепции проектировщик предложил инвестору построить 12-этажный жилой дом. Если предварительно выполнить расчёт инсоляции, то может оказаться, что допустимо дополнительно спроектировать ещё 2 или 3 этажа, и это решение будет соответствовать нормам. Такая проверка расчётом может помочь инвестору или заказчику извлечь наибольшую выгоду из проекта.

8. Моментальная синхронизация САПР. Достаточно один раз загрузить исходную модель в сервис, после чего все дальнейшие изменения в проекте будут отображаться в сервисе по запросу пользователя.
9. Инсоляция площадок. Инсоляция определённых участков территории — зон отдыха, спортивных и детских площадок.

Мнение эксперта

— Как пользователи отреагировали на сервис и насколько рынок был готов к такому решению?

Реакция пользователей была однозначной — они поддержали такую новую идеологию работы в одной модели. Сейчас на рынке нет аналогов нашему сервису, все «старые» способы расчёта не укладываются в концепцию BIM и не работают с 3D-моделями.

Во-первых, сервис помог значительно сэкономить время проектировщикам. Если сравнивать с аналогичным ПО, то расчёт выполняется примерно в 20 раз быстрее. Например, объем работы, который выполняли пять проектировщиков
за неделю, в сервисе может выполнить один человек за день.

Во-вторых, сервис можно использовать уже на стадии концепции. Здесь важно уточнить, что теперь проектировщики могут быстрее проверять изменённую модель: сервис сам подгрузит данные, а проектировщику нужно просто запустить повторный расчёт. И последнее, сервис формирует отчёт по ГОСТу — он согласован с госорганами, то есть такой отчёт полностью подходит для предоставления на экспертизу.

Цифровизация затрагивает весь комплекс строительной отрасли от проектирования до эксплуатации — всё управление жизненным циклом объекта. Мы автоматизировали только одну небольшую его часть по инсоляции, но уже даже такое изменение — это шаг в сторону будущего. В дальнейшем тенденция BIM-технологий будет только укрепляться и скоро мы сможем полностью отойти от 2D-чертежей.