69(8ý,/,â7( 8 =$5(%8 5$ (9,16., )$.8/7(7 %ODåHQD =UQLü … · 2017-09-22 · ï ,=-$9$ 2 ,=9251267, ³,]mdyomxmhp gd mh prm glsorpvnl udg l]yruql uh]xowdw prmhj udgd wh gd vh

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

Blažena Zrnić

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, rujan 2017 god.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

MOGUĆNOST KORIŠTENJA BIM-A ZA

PROJEKTIRANJE ZGRADA GOTOVO NULTE

POTROŠNJE ENERGIJE

Blažena Zrnić

Kolegij: Građevinska fizika

Mentor: doc.dr.sc Bojan Milovanović

Zagreb, rujan 2017.

3

IZJAVA O IZVORNOSTI:

“Izjavljujem da je moj diplomski rad izvorni rezultat mojeg rada te da se u izradi istoga nisam koristila

drugim izvorima osim onih koji su u njemu navedeni.”

Zagreb 13.09.2017. Zrnić Blažena, univ. bacc. ing. aedif.

_______________________________

4

SADRŽAJ 1.SAŽETAK ............................................................................................................................................ 5

2.SUMMARY ......................................................................................................................................... 5

3.POPIS SLIKA ...................................................................................................................................... 6

4.POPIS TABLICA ................................................................................................................................. 7

5.UVOD .................................................................................................................................................. 8

6.BIM ...................................................................................................................................................... 9

6.1. BIM projekt ..................................................................................................................... 11

6.2. BIM element.................................................................................................................... 12

6.3. Zrelost BIM-a .................................................................................................................. 13

6.4. Intergralno projektiranje .................................................................................................. 14

6.5. Formati za razmjenu podataka ........................................................................................ 16

6.6. IFC .................................................................................................................................. 16

6.6.1. MVD za IFC 2x3 .......................................................................................... 18

6.6.2. MVD za IFC4 ............................................................................................... 18

6.7. BIM I ODRŽIVA GRADNJA ................................................................................................. 18

6.7.1.ZG0E ................................................................................................................ 18

6.7.2 Od BIM-a do BEM-a ...................................................................................... 20

6.7.3. Automatska i poluautomatska rješenja u BEM projektiranju ...................... 21

6.7.4. Prostorne granice .......................................................................................... 23

7.TEHNIČKI OPIS ZGRADE .............................................................................................................. 28

7.1.Vanjski zidovi ........................................................................................................................... 35

7.2.Površine pročelja sa i bez otvora prema stranama svijeta ......................................................... 37

8.PRORAČUN ...................................................................................................................................... 38

8.1.REZULTATI PRORAČUNA U PROGRAMU KI EXPERT PLUS ..................................... 39

8.2.REZULTATI PRORAČUNA U PROGRAMU AX 3000 ..................................................... 40

8.3.Usporedba normi HRN EN 12831:2017 i HRN EN ISO 1379 HRN EN 12831:2017 .......... 46

8.4..Standardna metoda proračuna prema HRN EN 12831:2017 ................................................. 48

8.5. Norma HRN EN ISO 13790 .................................................................................................. 55

9.ANALIZA…… .................................................................................................................................. 62

10.ZAKLJUČAK: ................................................................................................................................. 64

11. LITERATURA: ............................................................................................................................... 65

5

1. SAŽETAK

Ovaj rad se bavi istraživanjem mogućnosti povezivanja BIM projektiranja i koncepta zgrada gotovo nulte potrošnje energije na primjeru obiteljske kuće u Zagrebu. Predstavljen je pregled stanja istraživanja u BIM i BEM projektiranju te je dan proračun građevinske fizike u programu KI Expert Plus koji je usklađen s aktualnom hrvatskom zakonskom regulativom temeljenoj na normi HRN EN 13790, i usporedno u programu AX 3000 na temelju BIM modela izrađenom u programu Allplan 2017. Taj proračun bazira se na normi HRN EN ISO 12831. Norma HRN EN 12831 računa ukupno projektno toplinsko opterećenje na temelju kojega se dimenzioniraju sistemi za grijanje i dok norma HRN EN ISO 13790 određuje godišnju potrošnju energije dovedenu do primarne energije.Iako je izlazni oba programa daju isti izlazni parametar njegove se vrijednosti razlikuju. U radu su istraženi razlozi razlike kroz analizu metodologije proračuna.

Ključne riječi: BIM, BEM, Allplan, AX3000, ZG0E, održiva gradnja

2. SUMMARY

This paper deals with the exploration of the possibility of connecting the BIM design and building concept to almost zero energy consumption on the example of a family home in Zagreb A literature overview in BIM and BEM design was presented along with the calculation of building physics in the programs KI Expert Plus, which is in line with current Croatian legislation based on HRN EN 13790 along with with calculation in AX 3000 based on the BIM model developed in Allplan 2017. This calculation is based on HRN EN ISO 12831. HRN EN 12831 standard calculates the total project heat load on which the heating systems are dimensioned and while the HRN EN ISO 13790 norm determines the annual energy consumption brought to primary energy. While both outputs programs give the same output parameter its values differ. The reasons for the differences are explored in this paper by analyzing the methodology of the budget.

Keywords: BIM, BEM, Allplan, AX3000, NZEB, sustainable building design

6

3. POPIS SLIKA

Slika 1 Broj radova koji se bave BIM-om od 2010. godine do rujna 2017. ............................................ 9 Slika 2 Dijagram toka projektiranja BIM projekta ................................................................................ 11 Slika 3 Hijerarhijska struktura BIM uloga ............................................................................................ 12 Slika 4 Bew Richards model zrelosti BIM-a ......................................................................................... 13 Slika 5. Udio ukupne potrošnje u zgradarstvu u 2015. godini u ukupnoj potrošnji finalne energije ....................................................................................................................... 19 Slika 6 Povijesna potrošnja i projekcije potrošnje energije u Republici Hrvatskoj do 2020.godine ... 20 Slika 7 Prostorne granice prve vrste za svaki prikazani prostor ............................................................ 25 Slika 8 Prikaz prostornih granica druge razine ...................................................................................... 26 Slika 9 Trodimenzionalni prokaz prostornih granica druge razine za prostor 2.................................... 26 Slika 10 Prikaz BIM modela analizirane kuće ...................................................................................... 29 Slika 11 Južno pročelje kuće ................................................................................................................. 30 Slika 12 Istočno pročelje ....................................................................................................................... 31 Slika 13 Sjeverno pročelje ..................................................................................................................... 32 Slika 14 Zapadno pročelje ..................................................................................................................... 33 Slika 15 Tlocrt prizemlja ....................................................................................................................... 33 Slika 16 Tlocrt kata ............................................................................................................................... 34 Slika 17 Tlocrt krova ............................................................................................................................. 34 Slika 18 Unos ulaznih podataka za proračun u programu AX 3000 .................................................... 38 Slika 19 Izbornik u programu AX 3000 ................................................................................................ 39 Slika 20 Prikaz postupka proračuna prema HRN EN 12831:2017 ....................................................... 46

7

4. POPIS TABLICA

Tablica 1 Programi korišteni u grupama -Open-Platform BIM ............................................................ 15 Tablica 2 Ostvarena potrošnja i projekcije potrošnje energije .............................................................. 20 Tablica 3 Geometrijske karakteristike kuće .......................................................................................... 35 Tablica 4 Slojevi vanskih zidova ........................................................................................................... 35 Tablica 5 Sloj unutarnjeg zida Tip 1 ..................................................................................................... 35 Tablica 6 Sloj unutarnjeg zida Tip 2 ..................................................................................................... 35 Tablica 7 Slojevi poda na tlu ................................................................................................................ 36 Tablica 8 Slojevi međukatne konstrukcije ........................................................................................... 36 Tablica 9 Slojevi krova.......................................................................................................................... 36 Tablica 10 Površine etaža prizemlja i kata ............................................................................................ 37 Tablica 11 Površine pročelja sa i bez otvora prema stranama svijeta ................................................... 37 Tablica 12 Rezultati proračuna opterećenja grijanja prema EN 12831 ................................................. 40 Tablica 13 Tablica za odabir koeficijenta za utjecaj toplinskih mostova prema HRN EN 12831 ...... 54 Tablica 14 Ovisnost iznosa koeficijenta nue o tipu zrakopropusnosti .................................................. 57

8

5. UVOD

Prelazak na BIM koncept projektiranja znači promjenu paradigme u svim strukama povezanima u procesu gradnje. Interoperabilnost, interdisciplinarnost kao i dizajn načina projektiranja postaju aktualni pojmovi koji pomiču granice onoga što nazivamo ''tradicionalni način gradnje''. Isto tako, suočeni s gorućim problemom zagađenja okoliša i potrošnje energije u zgradarstvu europska Direktiva o energetskim svojstvima zgrada 2010/31/EU određuje da su sve države članice dužne osigurati da do 31. prosinca 2020. sve nove zgrade budu zgrade gotovo nulte energije, a sve nove zgrade u kojima borave i koje posjeduju tijela javne vlasti budu zgrade gotovo nulte energije nakon 31. prosinca 2018. koncept zgrada gotovo nulte energije de facto postaje novi standard gradnje. Pojmovi održive, zelene gradnje postaju sve aktualniji. Istraživači godinama pokušavaju naći načina da povežu ta dva koncepta u povezanu funkcionalnu cjelinu. Taj je trud urodio plodom kroz koncept Building Energy Modellinga ( BEM). Iako još daleko od potpune zrelosti poprilično je odmakao od svojih početaka.

U narednim poglavljima prikazat će se pregled stanja istraživanja na temu BIM i BEM integralnog projektiranja kao i usporedba proračuna gređevinske fizike u programu AX3000 kao nadogradnja na dostupni BIM alat Allplan 2017 i KI Expert plus koji se kao trenutno jedini usklađeni s hrvatskom zakonskom regulativom koristi za potrebe energetskog proračuna i certificiranja. Zaključno, ukazat će se na razlike između vrijednosti parametara dobivenog proračunom.

Iako se u hrvatskom gređevinarstvu promjene događaju sporo, sigurno je da će vrlo skoro BIM i zgrade gotovo nulte potrošnje energije postati normativ.

9

6. BIM

Želimo li ići u korak s vremenom i tehnologijom u građevinarstvu svakako nailazimo na pojam BIM-a (eng. Building Information Modelling - BIM) i njegovu naglašenu ulogu u graditeljstvu budućnosti. Njegova premisa počiva na potpuno novom poimanju vizualizacije i interdisciplinarnosti kao odgovor na ekstremnu urbanizaciju kakvu svijet upravo doživljava. Njegovu aktualnost prikazuje i sve veći broj objavljenih članaka na temu u zadnjih 7 godina, kao što je vidljivo na Slici 1.

Slika 1 Broj radova koji se bave BIM-om od 2010. godine do rujna 2017.

Izvor: Science Direct https://goo.gl/gk3Fv9

Prema (1) je inteligentan prikaz arhitekture koji, da bi cjelovito prenio srž pojma zahtjeva šest ključnih karakteristika.

1) Digitalan prikaz 2) Prostorni prikaz (3D) 3) Mjerljivost 4) Razumljivost 5) Pristupačnost 6) Trajnost

99

145 136

175

239

333348

374

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2 0 1 0 . 2 0 1 1 . 2 0 1 2 . 2 0 1 3 . 2 0 1 4 . 2 0 1 5 . 2 0 1 6 . 2 0 1 7 .

BRO

JRAD

OVA

GODINA OBJAVLJIVANJA

10

ISO 29481-1:2016 definira BIM kao '' korištenje zajedničkih digitalnih prikaza građevine (uključujući zgrade, mostove, ceste, procesna postrojenja itd.) kako bi se olakšali projektni, građevinski i radni procesi i stvorila pouzdana osnova za donošenje odluka. Akronim BIM također označava zajednički digitalni prikaz fizičkih i funkcionalnih značajki bilo kakvih građevinskih radova.'' (2)

BIM je svakako višeznačan. Često se opisuje i kao (3)

1) ''Nova CAD'' paradigma ( u smislu poboljšavanja digitalnog prikaza) 2) Omogućavanje povezivanja sa alatima koji nisu bazirani na CAD pristupu 3) Metodologija (kako bi upravljali bitnim karakteristikama gradnje i projektnom

dokumentacijom u digitalnom formatu kroz uporabni vijek) 4) Potpuno nova paradigma 5) Način suradnje baziran na načinu rada potpomognut digitalnim tehnologijama koji

omogućavaju učinkovite metode projektiranja, stvaranja i održavanja dobara

BIM je puno više od predstavljanja 3D modela i prebacivanja „s papira“ u elektronički oblik. BIM pristup se promatra kao tehnologija i metodologija. Pogled na BIM kao multidimenzionalan alat za trodimenzionalan parametarski prikaz može se svrstati u 3D BIM, kao nadogradnja dvodimenzionalnog CAD planiranja, pri čemu uvrštavanje dimenzije vremena u pogledu rasporeda i faza gradnje čini 4D BIM, trošak (planiranje i procjena) 5D BIM, održivost (termalna analiza i studija utjecaja na okoliš) 6D BIM, te u konačnici dolazimo do pojma 7D BIM-a kao potpuno zrelog, razumljivog modela koji omogućava gospodarenje građevinom i održavanje kroz Facility Management (FM) .

Gledamo li BIM kao metodologiju on omogućava suradnju različitih struka u svim fazama vijeka građevine. Pomiče industriju prema potpuno suradničkom radu koji se definiraju prema razvojnim raznima. Kao i drugi novi pojmovi zahtjeva se i objašnjenje što BIM u tehnološkom smislu nije.

BIM nije

1. Trodimenzionalan prikaz modela bez atributa (samo vizualizacija) 2. Modeli bez parametarske inteligencije 3. Modeli sastavljeni od višestrukih 2D CAD crteža koji se moraju kombinirati kako bi

definirali građevinu. Nije moguće sa sigurnošću reći da će sastavljeni model biti reprezentativan, konzistentan i podložan daljnjoj analizi

4. Modeli koji omogućuju promjene dimenzija u jednom pogledu, ali ne mijenjaju automatski i ostale poglede

11

6.1. BIM projekt BIM projekt je standardni građevinski projekt na kojem je primjenjen BIM pristup, odnosno koji posebnu važnost daje razmjeni i iskorištavanju točnih i pravodobnih informacija u svim fazama projekta i među svim projektnim sudionicima. Na Slici 3 vidljiv je dijagram toka projektiranja BIM projekta koji preporuča Hrvatska komora inženjera građevinarstva.

Slika 2 Dijagram toka projektiranja BIM projekta

Izvor: HKIG, Opće smjernice za BIM pristup u graditeljstvu

U BIM projektu prožimaju se nove projektne uloge kao što su BIM menadžeri, BIM koordinatori, BIM inženjeri, kako je predstavljeno na Slici 4. BIM projekt sadrži model u BIM softveru.Alati i procesi su redefinirani kako bi se osigurao točan, kontinuiran, jasan i održiv projekt.(4)

12

Type equation here.

Slika 3 Hijerarhijska struktura BIM uloga

Izvor: HKIG, Opće smjernice za BIM pristup u graditeljstvu

6.2. BIM element Jedna od najbitnijih razlika između BIM-a i 3D modela je parametarski prikaz građevine koji se definira kao niz geometrijskih definicija i uz to povezanih podataka i pravila. Geometrija je integrirana, dosljedna i bez suvišnosti. Kada se geometrija prikazuje trodimenzionalno ne smije biti prikazana kroz više dvodimenzionalnih prikaza.. Parametarska pravila za građevine

automatski mijenjaju pridruženu geometriju i svojstva prema promjenama. Primjerice dodatno armiranje zida mijenja težinu cijelog elementa kao i presjek. Takva pravila u definiranju također mogu identificirati kada neka promjena u zadavanju za posljedicu ima nemogućnost proizvodnje elementa u pogledu veličine, oblika i sl.

Trenutna generacija BIM softvera poput Revita, Allplana, ArhiCADa i sl. je izrasla iz razvoja strojarskih rješenja kao mješavina akademskog istraživanja i industrijskog razvoja. Osnovna ideja je da se oblici i ostala svojstva mogu definirati i kontrolirati prema hijerarhiji parametara. Neki od njih ovise i o korisniku. U takvom pogledu na projektiranje umjesto definiranja elementa poput prozora zadaje se razred elementa koji je u odnosu i podložan pravilima poput paralelan u odnosu na, na udaljenost od i sl. Takvi odnosi omogućuju svakoj klasi elementa da varira prema vlastitim parametarskim i kontekstualnim postavkama. Alternativno, pravila se mogu definirati i kao zahtjevi koje model mora zadovoljiti čime se korisniku omogućuje da radi preinake za vrijeme čega se ispravnost modela automatski provjerava te se u slučaju kršenja pravila javlja obavijest. Modelu orijentiran pristup dozvoljava obje definicije. Dok se u tradicionalnom trodimenzionalnom CAD dizajnu svaki element geometrije unosi ručno kod parametarskog modeliranja svaka se promjena prilagođava kontekstu zadanom na višoj razini. (1) Odnosi moraju biti ustanovljeni ne samo unutar dijelova već i kroz dijelove kreirajući hijerarhiju dimenzionalne zavisnosti koji su automatski održavani kroz sistem.Parametarsko zadavanje ukupne geometrije bitno je za razumijevanje ne samo BIM-a kao koncepta u projektiranju konstrukcije već i kao osnovne

13

postavke za energijsku analizu. U teoriji BIM pruža mogućnost podešavanja svih parametara koje bilo koja norma karakterizira kao nacionalno prilagodljive pa ih je moguće podesiti tako da odgovaraju bilo kojem nacionalnom dodatku čineći BIM prikladnim za korištenje u cijelom svijetu.

6.3. Zrelost BIM-a BIM je od svog nastanka do sadašnjeg trenutka pratio informatički napredak te se kroz razvoj softvera i zanimanje struke širila ideja o tome što sve BIM može postati. Zrelost ideje pratimo kroz 4 razine.

Slika 4 Bew Richards model zrelosti BIM-a

Izvor: preuzeto, prevedeno i prilagođeno iz PAS 1192-3:2014

1. Razina 0 BIM: Tradicionalan pristup izrade projekta i tehničke dokumentacije u dvodimenzionalnom obliku uz komunikaciju na papiru i elektroničkim putem.

2. Razina 1 BIM: Kombinacija trodimenzionalne CAD vizualizacije i dvodimenzionalnog pristupa izrade projekta i tehničke dokumentacije kroz proces izdavanja dozvola. Komunikacija se provodi elektroničkim putem. Na toj razini se trenutno nalazi većina organizacija iako još nije dosegnuta razina suradnje između različitih projektnih disciplina i faza.

3. Razina 2 BIM: Razina na kojoj se provodi BIM suradnja. Sve projektne strane koriste se vlastitim 3D modelom i ne rade nužno na istom zajedničkom modelu. Suradnja između disciplinama ostvaruje se između zajedničkog formata datoteke te je taj aspekt suradnje ključan za ovu razinu. Svaka organizacija koja primjenjuje takav format i način suradnje u stanju je kombinirati te podatke s vlastitima u cilju objedinjenja BIM modela te provedbe potrebnih provjera modela. Naglasak je na mogućnosti bilo kojeg softvera da izveze svoj proizvod u neki format datoteke koji je zajednički suradnicima na projektu. Koriste se slijedeći formati: IFC (Industry Foundation Class), gbXML i dr.

4. Razina 3 BIM: Razina koja se trenutno smatra vizionarskom. Ideja ove razine je da prezentira kompletnu kolaboraciju svih struka uz pomoć zajedničkog modela koji se

14

nalazi na centralnom repozitoriju. Svrha ovog sustava je da sve strane mogu pristupiti modelu i uređivati ga, a kao prednost ističe se uklanjanje završnog sloja rizika konflikta informacija. Također, ova razina poznata je pod nazivom Open BIM. (4)

Kako bi se s trenutno postojeće razine 2 došli do razine 3 bitno je razumjeti trenutnu problematiku koja onemogućava da razina 3 postane stvarnost. Najvažniji su:

1. Prihvaćanje integralnog projektiranje kao osnovnog pristupa u svakom projektu 2. Standardizacija formata za razmjenu podataka i s time povezana interoperabilnost

programa

6.4. Intergralno projektiranje Logično je pretpostaviti da je sa dostupnošću naprednijih alata za interdisciplinarnu suradnju došlo do kvalitativnog pomaka u istoj, no kako vidimo kod (5) integrirano projektiranje je u praksi do jedne razine shvaćeno olako. Dovoljno je da je projekt stvoren nekim od BIM alata da bi bio shvaćen ''integralnim'' bez obzira na stvarne interdisciplinarne podatke. O primjeni BIM-a mnogo više govori samo projektiranje procesa nego sam građevinski model li njegova svojstva.

Na tehnološkoj razini postavlja se pitanje sučelja izmjene interdisciplinarnih podataka kao i heterogenosti baze podataka različitih softvera i upravljanja velikom količinom podataka. Svaka struka treba svoje individualne informacije, stručni jezik se razlikuje kao i načini prikaza građevine. (6). Rani razvoj BIM-a se najviše fokusirao na rješavanje problema interoperabilnosti i učinkovitu razmjenu podataka, dok se trenutno napor ulaže na promjenu u načinu planiranja prema integriranom projektiranju koji se ne veže samo na tehničko rukovanje već i na procesna pitanja (7)

Kao što je pokazala studija (7) trenutne prednosti i nedostaci integriranog BIM projektiranja mogu se svrstati u slijedeće kategorije

4.1. ljudi (problem znanja i stručnosti) 4.2. proces (tempiranje, ugovori, uloge sudionika) 4.3. tehnologija (softver)

U studiji je sudjelovala generacija od 40 studenata na bečkom Tehničkom sveučilištu u Beču (TU Wien) i sedam razvojnih stručnjaka za BIM softver. Podjeljeni su u timove tako da je svaki tim sadržavao barem jednog arhitekta, inženjera kontrukterskog usmjerenja i usmjerenja za građevinsku fiziku. (Slika pregled timova i programa u kojima su radili. )

15

Tablica 1 Programi korišteni u grupama -Open-Platform BIM

Izvor: (7)

Prilikom suradnje koristila su se dva modela za prikaz IFC 2X3 i One ‐Platform BIM (koji funkcionira sa jednom sofverskom platformom u ovom slučaju to se odnosi na Nemetschek (Allplan) i Autodesk (Revit)), te se analizirala betonska uredska zgrada u Beču u kojoj radi 300 zaposlenih, u kojoj se tražilo da energija za grijanje bude manja od 50 kWh.m-2.a-1. Kroz vodstvo mentora projektu se prisupilo kao da se radi o tržišnom projektu u stvarnoj tvrtki. Studija je trajala cijeli semestar. Rezultati su na kraju pokazali da proces planiranja koji podržava BIM zahtijeva temeljitu koordinaciju i standardizaciju kako bi se postigle potpune koristi. I vlasničko i otvoreno sučelje za razmjenu podataka suočeni su s velikim problemima u tumačenju geometrije, što često zahtijeva potpuno preoblikovanje arhitektonskog modela u specifičnom modelu struke. Neke softverske kombinacije su čak i nekompatibilne, što bi se trebalo razmotriti na početku planiranja kako bi se spriječili visoki troškovi.(7)

Nadalje, pokušaji stvaranja modela zgrade za potpunu interdisciplinarnu upotrebu i dalje su suočeni s mnogim proturječnostima kao primjerice kod linija zidova, višekatnih građevinskih elemenata (stupovi, pročelja ili dizala) i mnogih drugih. Čini se da se trenutno, bez obzira na to kako se gradi arhitektonski model, problemi javljaju u jednoj ili drugoj uključenoj disciplini - bez obzira na korištenu softversku okolinu i razinu vještina projektanta. Osim svih tehničkih pitanja koja se tiču sučelja za razmjenu podataka, čini se da je sporazum o tome kako BIM model treba biti stvoren i dalje jedan od najosjetljivijih pitanja za uspješan proces planiranja podržanog BIM-om.

Analiza stabla pogrešaka pokazala je da je BIM korišten u eksperimentu još uvijek jednosmjeran BIM. Način kako pojedine struke vraćaju informacije u osnovni model je sasvim drugačiji – građevinska fizika to trenutno može obaviti samo putem komunikacije (izvješće, pošta, sastanak, program za proračun fizike koji ne podržava BIM). Za konstrukciju bi se u većini slučajeva izmjena mogla provesti digitalno u početnom modelu. Način na koji bi se podaci trebali vratiti u originalni model i dalje je nepoznat postavljajući pitanje prava

16

na promjenu modela i uvođenje nove struke za planiranje kao što je BIM-manager.Softverski paketi temeljeni na BIM-u koji u potpunosti podržavaju integriranu, interdisciplinarnu plansku praksu i holistički prostup usmjeren na životni ciklus su još uvijek rijetkost. Jednostavna rješenja za arhitekturu i konstrukterstvo, MEP (strojarstvo i elektrotehniku), optimizacija energije, izračun troška i životnog ciklusa nisu dostupna za potrebe prakse planiranja i politike gradnje kakva je trenutno u središnjoj Europi. Zbog različitih odnosa i promjena interesnih skupina svaki novim projekt mora se zadovoljiti različitim kombinacijama softverskih alata.

6.5. Formati za razmjenu podataka Kao što je prethodno naglašeno bitna odlika BIM-a su ne samo izvrsna softverska podrška svakoj od AEC (Arhitecture, Engineering, Construction) struka već i njihova međusobna stalna i nesmetana komunikacija. Za te potrebe razvijeni su mnogi formati i platforme od kojih svaka ima prednosi i nedostake te se koristi za specifične potrebe. Najvažniji među njima je IFC.

6.6. IFC Temeljni industrijski razredi, prema originalnom nazivu Industry Foundation Classes- IFC , predstavljaju model podataka, odnosno neutralnu i otvorenu specifikaciju koja nije pod nadzorom jednog ili skupine proizvođača. IFC shemu podataka razvio je Međunarodni savez za interoperabilnost (IAI) u nastojanju da se uspostavi standardna i sveobuhvatna shema podataka za arhitekturu, inženjerstvo i izgradnju virtualnih okruženja industrijskih elemenata (npr. vrata, prozori, zidovi itd.). Umjesto da samo 3D grafički prikazuju te elemente, IFC elementi su "pametni elementi" s različitim informacijama koje su im pridružene, uključujući svojstva materijala. IFC informacije su za razliku od geometrije, bazirane na elementima. Geometrija je jedan od mnogih dijelova informacija dodijeljenih elementima. U razvoju IFC-a, IAI je nastojao stvoriti javnu shemu podataka koja bi mogla biti uobičajena vrsta datoteke među različitim strukama u AEC industriji. IFC se također može koristiti tijekom upravljanja elementima kako bi se olakšala izgradnja (8)

IFC je možda ključ suradnje unutar životnog ciklusa BIM projekta. Njegova jedina stvarna alternativa danas je standardizacija na vlasničkom formatu pri čemu trenutno traje rasprava treba li standard za sve formate svih struka postaviti grupacija poput Autodeska i Nemetscheka ili bi bilo bolje da to bude buildingSMART kao besplatna javna platforma. Odgovor se nazire u sve većoj potražnji investitora za buildingSMART rješenjem.

IFC modeli sadrže strukturu geometrijskih i ne-geometrijskih podataka. Ti se podaci mogu prikazati, analizirati i mijenjati na različite načine u više softverskih aplikacija. Sadrže geometriju zgrada i podatke o građenju, uključuju "sve" ili podskup informacija koje su sadržane u izvornim BIM datotekama. Pretvaranje i izvoz izvornih podataka u IFC datoteku način je prijenosa podataka iz jedne aplikacije u drugu. Format razmjene je otvoren, slobodan i dobro dokumentiran. Kroz IFC sučelja za izvoz i uvoz koji su u skladu s IFC standardom, dobavljač aplikacija može pružiti interoperabilnost sa stotinama drugih BIM alata i domene aplikacija.

Upotreba IFC-a danas je najčešća u fazi projektiranja i izgradnje. U fazi projektiranja glavna je upotreba vizualizacija dizajna i otkrivanje mogućih sudara u projektiranju. Projektantski

17

tim može referencirati ili spajati modele bez obzira na podrijetlo aplikacije na isti način na koji su DXF datoteke zamijenile (XREF) CAD datoteke u prošlosti (ili ručne nacrte prije toga). Osim referenciranja modela iz drugih struka, IFC datoteke se koriste za uvoz podataka iz jedne aplikacije u drugu. BIM predmeti s geometrijom, podacima i rasporedom mogu se izvesti iz aplikacije iz koje potječu, a zatim uvesti u drugu za daljnje oblikovanje ili analizu. U fazi projektiranja i izgradnje svaka struka obično ima svoj vlastiti model. Modeli se spajaju ili upućuju na zadatke koordiniranja projektiranja i proizvodnje.

Ovdje do izražaja dolazi parametarsko zadavanje elemenata koje višestruko skraćuje vrijeme. Problem je međutim, što u procesu prijenosa trenutno dolazi do velikih gubitaka. U većini slučajeva u Hrvatskoj, nažalost, IFC trenutno znači zajedničku vizualizaciju svih struka, koja iako veliki napredak u odnosu na prije ne znači uspješan prelazak na novu paradigmu i pravo korištenje BIM-a kao alata. Teoretski, neke bi se prilagodbe mogle činiti samostalno uz dovoljno poznavanje programskog jezika i sheme koja stoji iza IFC modela. IFC u svom zajedničkom obliku je običan tekst ASCII datoteke. Shema definira kako se običan tekst pretvara u agregatne elemente s odnosima i vrstom nasljeđivanja. Čak i ako su informacije donekle čitljive, softverske aplikacije su te koje su kreatori korisnici sadržaja datoteka. Format same IFC datoteke temelji se na ISO 10303-21:2016 pod nazivom "STEP-datoteka''. IFCXML format datoteke koristi isti model podataka kao "normalni" ifc format, ali umjesto ascii prikaz datoteke je predstavljen kao xml dokument. Imajući to na umu xml dokument može značiti lakšu razmjenu podataka između strojeva. Također je lakše direktno upravljati modelom. Međutim, takva praksa nije široko prihvaćena. Budući da su IFC i IFCXML datoteke tekstualne datoteke i sadrže puno podataka, oni su idealni kandidati za kompresiju. Pomoću alata za komprimiranje poput "zip" ili "rar" obično se postiže između 80% i 90% smanjenje veličine datoteke. IFCZIP je standardiziran kao format datoteke u kojem su korišteni određeni algoritmi kompresije i uključena je samo jedna ifc (ili ifcxml) datoteka. IFC shema postoji u različitim verzijama i stalno se razvija. Dvije verzije koje su trenutačno relevantne su IFC 2x3 i IFC 4 (prve verzije nosile su imena 1,0, 1,5, 1,5,1, nakon kojih su slijedile 2x, 2x2 I 2x3, a naposljetku najnovije izdanje pojednostavnilo je imenovanje tekuće verzije u IFC4, nakon čega slijedi IFC5 ). Iako IFC 2x3 nije najnovije izdanje, to je i inačica koja je i danas najčešće u uporabi, i vjerojatno će ostati dominantna verzija u bliskoj budućnosti. Razlog za to je djelomično u tome što vodeći BIM alati trebaju vremena kako bi implementirali podršku za najnoviju verziju. Također, mnogi projekti u tijeku koriste BIM izvršne planove koji navode da format razmjene treba biti IFC2X3. U ovom trenutku izrađuje se bolja podrška za IFC4, dok je IFC5 u fazi razvoja.

Cilj IFC-a je opisati zajedničku shemu za razmjenu svih podataka koji se mogu razmjenjivati između BIM alata. Međutim, nije potrebno izmijeniti sve podatke svaki put kada se radi između dva alata. Podskup potrebne količine ovisi o procesu koji se u tom trenutku odvija. Ovaj podskup sheme naziva se Model View Definition (MVD). Važnost MVD-a je u tome što podskup ''sreže'' model i čini ga boljim za biranje informacija koje su stvarno bitne. Korištenje pojedinog MVD-a je naročito korisno u pravnom slučaju kada je puni model poslovna tajna.

18

6.6.1. MVD za IFC 2x3 IFC2X3 Koordinacijski prikaz (verzija 2) (eng. IFC2x3 Coordination view 2.0 ) najčešći je oblik izvoza trenutno u upotrebi. Korištenje ovog MVD-a je vrlo općenito. Koristi se za kombiniranje modela za vizualizaciju i otkrivanje sukoba.

Važno je napomenuti da ovaj MVD ima mogućnost nadogradnji koji nisu dostupni u početnoj verziji. Nadogradnja za prostorne granice (eng. space boundary SB) primjerice dodaje "odnose elemenata građevine u prostoru''. Svrha ovog dodavanja izvorno je podrška toplinskoj i energijskoj analizi. Ukidanje suvišne količine podataka dodaje mogućnost izvoza baznih veličina za sve prostorne i strukturne elemente. 2D prikaz podržava dodatne prikaze i napomene uz 2D elemente koji mogu biti važni za generiranje tlocrta. Uz spomenutu nadogradnju postoje još mnoge poput onih za izvoz i uvoz strukturnih modela iz jednog programa u drugi i nadogradnji u službi održavanja (facility management FM) koji su u odnosu s COBie formatom.

6.6.2. MVD za IFC4 U ovom slučaju vrlo općenit IFC2x3 Coordination view 2.0 zamjenjen je sa dva MVD-a koji se koriste za dvije odvojene svrhe. Prvi je IFC4 referentni pogled koji se razvija u smjeru u kojem cjelokupan projekt treba teći te je izrađen u BIM alatu. Podskup (dio) modela se izvozi te korisnik koristi podatke da bio obavio svoj dio posla na modelu, ali neće mijenjati ukupni model već mora tražiti odobrenje za svaku trajnu preinaku. Drugi pogled je IFC4 promjenjivi pogled služi kada je potrebno manipulirati i uređivati dijelove modela koji zahtijevaju doradu. Osim IFC-a razvijeni su i drugi formati koji, svaki u svome području, kompletiraju BIM projektiranje.

6.7. BIM i održiva gradnja 6.7.1 ZG0E U različitim dijelovima svijeta iz različitih socio-ekonomskih razloga prevagnuli su različiti koncepti '' zelene'' ili '' održive'' gradnje, ali svima im je u korijenu želja da se riješi problem pretjeranog zagađenja planeta i crpljenja neobnovljivih izvora energije kroz uštede i kvalitetniju gradnju. Građevni sektor koristi gotovo 40% ukupne svjetske potrošnje za energijom. (10) U Republici Hrvatskoj udio potrošnje energije u zgradama u cjelokupnoj neposrednoj potrošnji u 2015. godini iznosi 48,2 posto. (11)

Na Slici 5 prikazana je raspodjela ukupne potrošnje finalne energije.

19

Slika 5. Udio ukupne potrošnje u zgradarstvu u 2015. godini u ukupnoj potrošnji finalne energije

Izvor (11)

U ovome radu projektiranje BIM alatima odnososit će se na na zgradu gotovo nulte energije (ZG0E). Zgrada gotovo nulte energije definirana je potrošnjom primarne energije za grijanje, hlađenje, ventilaciju, pripremu potrošne tople vode i rasvjetu, te minimalnim udjelom obnovljivih izvora energije u zadovoljavanju energetskih potreba zgrade. U odnosu na prosječan fond zgrada danas, zgrade približno nulte energije troše značajno manje energije. Osim sustava grijanja i hlađenja baziranog na OIE, zgrade približno nulte energije mogu imati i vlastiti sustav proizvodnje električne energije i biti povezane na distribucijsku mrežu kako bi se viškovi proizvedene energije mogli predati u mrežu (toplinsku i električnu) s ciljem da godišnja energetska bilanca zgrade bude čim bliže ili gotovo jednaka nuli.(12)

Sukladno Direktivi o energetskim svojstvima zgrada 2010/31/EU po kojoj su države članice dužne osigurati da do 31. prosinca 2020. sve nove zgrade budu zgrade gotovo nulte energije, a sve nove zgrade u kojima borave i koje posjeduju tijela javne vlasti budu zgrade gotovo nulte energije nakon 31. prosinca 2018. koncept zgrada gotovo nulte energije de facto postaje novi standard gradnje. U tom svjetlu nacionalni cilj povećanja energetske učinkovitosti izražen kao apsolutni iznos neposredne potrošnje energije u 2020. godini iznosi 291,3 PJ (6,96 Mtoe) odnosno kao apsolutni iznos primarne energije u 2020. godini iznosi 448,5 PJ (10,71 Mtoe), što je ambiciozan cilj za sve grane gospodarstva.

Tablica 1 i Slika 5 prikazuju projekcije i potrošnju energijeu svim sektorima u Republici Hrvatskoj prema Četvrtom nacionalnom akcijskom planu energetske učinkovitosti u razdoblju 2017. do 2019.

20

Tablica 2 Ostvarena potrošnja i projekcije potrošnje energije

Izvor (12)

PJ Ostvareno Projekcija

2007. 2010. 2015. 2020.

Potrošnja primarne energije

453,9 451,5 398,8 448,5

Neposredna potrošnja energije

303,4 300,9 275,2 291,3

Slika 6 Povijesna potrošnja i projekcije potrošnje energije u Republici Hrvatskoj do 2020.godine

Izvor (13)

Sama po sebi obaveza gradnje ZG0E zgrada je regulativna i ne rezultira uštedom, ali će se njezin utjecaj pratiti kroz Sustav za praćenje, mjerenje i verifikaciju ušteda energije (SMIV).(13)

6.7.2. Od BIM-a do BEM-a Kako je istovremeno porastao interes za temu BIM-a i racionalnom potrošnjom energije u zgradama logično je pitanje može li se paradigma BIM-a koristiti u proračunu građevinske fizike. BIM modeli su veliki i složeni i trenutno malo važnosti stavljaju na značajke održive gradnje, ali zbog sposobnosti dijeljenja multidisciplinarnih informacija BIM ima potencijal za povećanje učinkovitosti u analizi energetskog svojstva građevina.

21

BEM (eng. Building Energy Modelling) se također naziva energetskim modelingom ili simulacijom. BEM-om se naziva korištenje softvera za modeliranje građevina koji računaju toplinsko opterećenje i predviđaju korištenje energije u građevinama. BEM se općenito koristi u fazi projektiranja ili analizi prethodne potrošnje postojećih zgrada kroz arhitekturu, HVAC sistem i korisničko ponašanje. BEM softveri često kao ulazne podatke uzimaju:

Lokaciju građevine Geometriju Materijale utrošene pri gradnji Rasvjetu, konfiguraciju HVAC sustava Namjenu zgrade i način korištenja, uključivo raspored boravka u građevini, postavke

termostata i slično

Osim gore navedenih podataka koriste se i dodatne infomacije poput vremenskih zona koje se potom uzimaju u obzir u fizikalnim jednadžbama kako bi se izračunalo toplinsko opterećenje potrebno za održavanje ugodne klime, odgovor HVAC sistema na takva opterećenja i rezultirajuću energijsku potrošnju građevine. Tradicionalan, ručni razvoj BEM modela često je zahtjevan i sadržava mnogo grešaka što neminovno podiže cijenu projekta.(14)

BEM softver kao što je Energy Plus ima sličnosti sa softverima dostupnima na hrvatskom tržištu poput EnCerta i KI Experta u vidu izračuna građevinske fizike, no velika razlika je u tome što se BEM koristi u kombinaciji sa softverom koji omogućuje trodimenzionalan prikaz. Na taj način čak i softver poput SketchUp-a može služiti za prikaz energetskih svojstava građevine. S time na umu logična je težnja povezivanja BEM i BIM koncepta u projektiranju.

Nedavna istraživanja predlažu vezu između BIM-a i BEM-a u vidu povezivanja kroz BEM knjižnice materijala na način koji omogućuje projektantima da izrade BEM model kroz korištenje podataka iz BIM modela. Takve bi se knjižnice koristile na novim građevinama jer je prikaz postojećih zgrada naročito težak zbog činjenice da BEM geometriju često projektiraju struke koje nisu specijalisti za građevinsku fiziku. (14)

6.7.3. Automatska i poluautomatska rješenja u BEM projektiranju Postoji nekoliko alata za poluautomatsku ili automatiziranu analizu energije temeljenu na BIM-u. Tvrtka Schlueter i Thesseling razvila je prototipni alat DPV (Design Performance Viewer, DPV) za arhitektonsko modeliranje u Autodeskovom Revit-u , namijenjenom za izračunavanje energije i eksergije u početnim fazama prijektiranja. Koristeći sučelje za programiranje primjene BIM-a (API) i Modelica-based BEM, Jeong et al. (15) predstavili su automatizirani okvir za simulaciju i vizualizaciju rezultata energijske analize u BIM softveru Revit, pružajući izravnu povratnu informaciju projektantima. Također integriran u Revit-u, BPOpt kombinira vizualno programiran parametarski BIM sa termalnim simulacijama i simulacijama dnevnog svijetla te je testiran na primjeru stambene zgrade, gdje su automatski prikupljeni podaci iz BIM modela korišteni za smanjenje potrošnje energije uz maksimiziranje primjene dnevnog svjetla, prema zahtjevima LEED-a certificiranja, ali ima značajne manjkavosti u vidu interoperabilnosti sa BIM i BEM softverima (Revit i Green Building Studio) kao i softverima za simulaciju dnevne svjetlosti (Autodesk Rendering Service) i optimizaciju ( Optimo s implementacijom NSGA-II) (16) Za razliku od One-Platform BIM rješenja Lawrence Berkeley National Laboratory razvio je Space Boundary Tool (SBT) za poluautomatski proces transformacije BIM u BEM modele koristeći javni pristup kroz IFC, pružajući tako neutralniji način rada. D. Welle i sur. (17) Ahn et al.(18)

22

također su stvorili alate temeljene na IFC-u koji omogućuju automatiziranu toplinsku simulaciju sa softverom EnergyPlus stvarajući ulazne podatkovne datoteke (IDF) koji sadrže geometriju, prostorne granice (SB) i informacije o materijalima iz BIM modela, s ciljem poboljšanja točnosti i vremena potrebnog za izradu BEM modela. S druge strane Cemesova et al. (19)predložio je alat za kombiniranje BIM IFC geometrije i informacija iz Passive House Planning Package (PHPP) alata za procjenu energijskog svojstva i donošenje odluka za PassivHaus certifikate. U svim navedenim studijama interoperabilnost i prijenos podataka kao i lakoća prijelaza iz BIM u BEM sistem igra ključnu ulogu u smanjenju potrebe za remodeliranjem i kreiranjem modela za energijsku analizu. Clarke i Hensen (20) tvrde da je ključno pitanje za integralno projektiranje način prijenosa informacija između alata, bez potrebe za pristupom različitim modelima BIM-a. Razmjena informacija od BIM do BEM softvera najčešće se osigurava putem već spomenutog referentnog standarda IFC i formata podataka gbXML (green building extensible markup language) koji je razvijen za domenu simulacije energije i stoga je podržan od strane mnogih alata za analizu. Detaljno ispitivanje svojstava, usporedba i ograničenja dvaju pristupa opisana su u (21),(22) S jedne strane gbXML je jednostavniji za razumijevanje i implementaciju od strane BEM programera, stoga alati za toplinsku simulaciju, kao što su IES-VE (23), EnergyPlus (24), eQUEST (25) i slični koriste samo ovaj,a ne IFC uvoz. S druge strane, kontekstu razmjene podataka o zgradi IFC je jedino otvoreno ISO standardizirano sučelje (26) postajući time primarni BIM jezik koji može sadržavati više vrsta BIM informacija u svim strukama i fazama životnog ciklusa. Istraživači intenzivno istražuju sposobnosti i gbXML (27), (28) i IFC (29),(30) sheme, ali također istražuju pristupe koji ne obuhvaćaju ove formate (16),(31) . Međutim, u okviru Open-BIM-a, korištenje standardiziranog prijenosa podataka olakšava prijelaz iz BIM-a u BEM. El Asmi i sur. (30) napravili su tehnološki osvrt na formate prelaska iz BIM-a u BEM i zaključili da čak i najnapredniji i najširi okviri nisu u stanju generirati pouzdane BEM modele iz BIM modela, a da pritom sadržavaju sve potrebne podatke. Važno je napomenuti da je unatoč dostupnosti IFC4 formata HVAC interoperabilnost i dalje ograničena, iako je ovo područje jedno od najvažnijih u tom pogledu. Eksperimenti pokazuju da je u pogledu veze između BIM-a i BEM-a čest problem prijenos podataka u vidu krive geometrije. BIM modeli sadržavaju veći broj podataka od onog koji je potreban i moguć za termalnu analizu. Primjerice BEM model uvezen iz BIM-a može sadržati velik broj termalnih zona (svaka soba je posebna zona) te su stoga potrebne metode za smanjenje broja informacija. Brojni geometrijski problemi modeliranja povezani s prijenosom podataka iz BIM-a u BEM-a imaju veze s pogrešnim prostornim granicama soba i termalnih zona, kao i pogrešnim tumačenjima neplanarne geometrije (7) što dovodi do duplikata ili manjkavosti elemenata i nepostojećih ili netočnih volumena (32).

Operativni razlog je taj da se u arhitektonskim modelima soba identificira kao površina u m2 specifične funkcionalne jedinice (unutarnje granice zidova) dok većina građevinskih energijskih modela treba granicu definirane termalne zone, koja uključuje središnju horizontalnu ili vertikalnu pregradu i ne uzima u obzir njihovu debljinu (33) . To dovodi do nepravilnih analitičkih prikaza konstrukcije koju treba ručno pretvoriti radi daljnje upotrebe za simulaciju izvedbe (34).Nedavna studija pokazala je da veliki i složeni "realni" BIM modeli ne mogu u potpunosti biti prebačeni na BEM te je za željeni ishod potrebno primijeniti metodu pokušaja i pogreške.(35)

Ukratko, poluautomatski i automatski procesi koji izvode BIM-BEM komunikaciju bez greške postoje, ali zahtijevaju softverske dodatke i programerske vještine uz posebnu

23

metodologiju projektiranje prilikom izrade BIM modela, svojstvo koje postojeći BIM modeli projektirani od strane građevinskih inženjera i arhitekata ne posjeduju. U praksi simulacijski stručnjaci prerađuju BEM modele temeljene na BIM modelu kako bi se mogli koristiti za analizu, uz što postoji opasnost od proizvoljnih definicija na temelju osobnog razumijevanja i stručnosti. Takva praksa doprinosi predviđanjima po kojima analize za potrošnju energije BEM modela često odstupaju od stvarnih izmjerenih podataka,kao u slučaju istraživanja (36) u kojemu je na primjeru složene uredske zgrade odstupanje bilo otprilike 30% . Teškoće koje opterećuju energijsko modeliranje i proces optimizacije mogu se pripisati nesigurnostima identificiranim u procesima integralnog projektiranja (37). Nesigurnosti pri modeliranju BIM modela i prateće analize javljaju se na jezičnoj razini (različita područja projektiranja raznih jezika struke) (38), kao epistemološke nesigurnosti (struktura modela i softverske / hardverske pogreške) (39),kao i nesigurnosti u planiranju (resursa i vremena) (40). Niti jedan od gore navedenih alata ili procesa nije pronašao široku primjenu u praksi zbog prethodno istraženih razloga - jaz između prijenosa znanja između sudjelujućih struka ili nedostatka strategija za rješavanje nesigurnosti kada se integrirana energijska modeliranja primjenjuju unutar procesa projektiranja. Da bi se istražila mogućnost ostvarenja tog cilja bitno je razumjeti kako se problematika proračuna građevinske fizike razlikuje od onog konstrukterskog. (41)

Kako je već spomenutno IFC je uz gbXML jedan od najčešćih načina ''prijevoda'' BIM modela u BEM te kao takav zahtjeva detaljnije objašnjenje.

Prije svega kritičan dio razumjevanja ove transformacije je razumijevanje pojma prostornih granica (eng. Space Boundaries (SB)).

6.7.4. Prostorne granice Softveri koji simuliraju performanse zgrada imaju zajedničku karakteristiku: pretpostavljaju da je sav prijenos i protok energije kroz građevinski element isključivo okomit na površinu kroz koju prodire. Dvodimenzionalni i trodimenzionalni prijenos i protok uvijek su "izvan opsega" i zanemareni su.

Većina alata za simulaciju i analizu definira geometriju zgrada kroz sustav površina (tj. površina koje ocrtavaju zidove, ploče, krovove, stupove, grede, prozore i vrata) koji su svi dio definicije prostora i / ili zona identificiranih u modelu zgrade. Takve površine nazivaju se "prostorne granice" (eng. Space Boundaries (SB)) i kritičan su dio definicije geometrije građevine alata koji nisu u domeni CAD projektiranja . Prostorne granice dolaze u "parovima": jedna definira unutrašnjost, a druga vanjsku stranu određenog zida, ploče, krova, stupa, grede, prozora ili vrata. Izuzetak su vanjski zidovi, ploče, krovovi, prozori i vrata - zbog načina na koji se alati za simulaciju i analizu obično bave vanjskim površinama (vanjski se prostor ne može modelirati kao prostor ili zona), oni imaju samo jednu prostornu granicu koja odgovara njihovim unutarnjim površinama. Prostorne granice su poligoni s vanjskim ili unutarnjim normalama koje definiraju smjer prijenosa ili toka kroz zadanu granicu prostora. Zone definirane u modelu obično sadrže nekoliko pojedinačnih prostora ili prostorija koji imaju jednake karakteristike kao i zona. Prostorne granice koje ocrtavaju zonu su granice pojedinačnih prostora koji čine tu zonu, ali kod pojedinih prostora koji pripadaju toj zoni i ne podudaraju se s graničnim površinama zone, one se zanemaruju (tj. izostavljaju) u definiciji zonske geometrije zgrade. Izvorna geometrija građevine, iz koje proizlaze granice prostora, obično se temelji na modelu proizvedenom u nekom od alata koji parametarski zadavaju modele ( programi koji se mogu smatrati BIM alatima. (42)

24

Bazjanac tvrdi da modeliranje energetskih svojstava obično uključuje ručnu rekreaciju originalne geometrije koji opisuje pojedini vid zgrade (npr. toplinski, akustični, požar ili neki drugi pogled), te može rezultirati definiranjem ulaznih podataka zida, ploče, krova, prozora, vrata i ostalih geometrijskih građevina za simulaciju, bez spoznaje da te definicije zapravo predstavljaju prostorne granice. Takav pristup ne slijedi nijedno utvrđeno pravilo transformacije podataka i obično je zbog toga nedosljedan i često netočan te je jedan od razloga zašto se simulacijski rezultati (poput rezultata sofisticirane simulacije energetske učinkovitosti zgrada) ne mogu jednostavno reproducirati. (42). Rad u kojem je ta teza prikazana često je citiran i služi za definiranje prostornih granica iako je izdan 2008. godine. Ham et al. (27) u 2017. tvrde da rezultati nedavnih energijskih analiza baziranih na BIM-u još uvijek odstupaju od stvarnog stanja jer simulacija počiva na BIM bazi podataka koja ima nedostataka, primjerice uzima prosječne vrijednosti svojstava materijala i ne promatra trajnosna svojstva (npr. degradaciju materijala kroz vrijeme).

Kako bi se ta integracijska barijera uklonila BIM treba se razviti alat koji povezuje BIM bazu podataka i stvarna svojstva materijala.

Prostorne granice se prema (42) dijele na 5 razina i iako svaka od njih predstavlja stvaran dio površine koji je potrebno uzeti u obzir prilikom ''prevođenja'' BIM-a u energijsku analizu zbog malog doprinosa ostalih granica, samo se granice prve i druge razine uzimaju u obzir.

6.7.4.1.Prostorne granice 1. razine Definirane su površinama građevinskih elemenata ograničavajući prostor (fizičke granice ) ili virtualnim površinama susjednog prostora bez razdjelnog zida. Ne uzimaju u obzir promjene materijala u elementima koje ograđuju ili različite prostore i zone iz zida ili ploče. Dijelimo ih na dva načina: virtualne ili fizičke i vanjske, unutarnje ili nedefinirane (unutarnje i vanjske). Prostorne granice 1. razine čine zatvoreni omotač oko prostora (sve dok je prostor u potpunosti zatvoren) i uključuju granice preklapanja koje predstavljaju otvore (ispunjene ili ne) u građevinskim elementima. Geometrijska veza za prostorne granice 1. razine može sadržavati lukove (tj. cilindričnu površinu) ili poligone (tj. izbočenu površinu s promjenama orijentacije). One prostorne granice 1. razine koje predstavljaju građevinske elemente (zid, ploče, stupci, grede) ne uključuju unutarnje petlje koje čine šupljine (npr. za otvore). Umjesto toga, postoje odvojene prostorne granice 1. razine koje predstavljaju takve otvore (koje mogu ali i ne moraju sadržavati vrata i prozore) preklapaju se i u istoj su ravnini s granicama prostora koji predstavljaju zid, ploču, stup ili gredu. Upotreba prostornih granica 1. razine je u vizualizacijskim alatima kako bi prikazali što je oku vidljivo u zoni ili prostoriji. Takvi alati ne uzimaju u obzir prijenos ili protok energije kroz modelirane površi. Na Slici 7 su prikazane prostorne granice prve razine za svaki prostor. Vidljivo je da svaki prostor ima jednu takvu prostornu granicu.

25

Slika 7 Prostorne granice prve vrste za svaki prikazani prostor

Izvor: Crtež u programu Allplan 2017.

6.7.4.2.Prostorne granice 2. razine Ako se modelira prijenos ili toplinski tok kroz građevne elemente (npr. zidove, ploče, stropove ili krovove) obavezno je definirati prostorne granice. Mora se osigurati da sva područja koja se definiraju kroz svoje površine posjeduju jedinstven i konstantan protok ili prijenos topline. Razlika u toplinskim ili drugim relevantnim uvjetima u zonama odijeljenim građevinskim elementom određuje brzinu prijenosa ili protoka topline kroz građevinski element. Na primjer, samo uzimajući u obzir toplinski tok koji je okomit na površinu zida kroz koji teče, razlika temperature (Δt) između susjednih zona određuje količinu topline koja prolazi kroz segment zida koji razdvaja susjedne zone. Međutim, budući da se temperatura u zoni do njih može razlikovati od one u prvotno promatranim zonama , brzina prijenosa ili protoka kroz segment zida koji razdvaja zone može se razlikovati od brzine prijenosa ili proći kroz segment zida. Dakle, gledano kroz zone, granica prostorije u prvoj razini je podijeljena na dva segmenta koji predstavljaju dvije različite brzine prijenosa ili protoka. Takve granice prostora predstavljaju drugu (2.) prostornu granicu. One još uvijek predstavljaju građevinske elemente koje omataju prostor, ali mogu primjerice sadržavati razliku u materijalu ili razlike u prostorima ili zonama s druge strane građevnog elementa (npr. dvije različite sobe s druge strane zida). Razlikujemo ih kao: virtualni ili fizički i unutarnji ili vanjski, pri čemu svaka granica koja je ujedno i unutarnja i vanjska mora biti podijeljena u segmente koji su ili jedno ili drugo. Geometrijska veza granica prostora na drugoj razini ograničena je samo na ravninske površine. To znači da se zakrivljene površine moraju segmentirati. Prostorne granice 2. razine predstavljaju obje strane površine za prijenos topline odvojene debljinom građevinskog elementa. Softver za toplinsku analizu ih kao takve može koristiti, ali se zahtjeva da su površine susjedne i da se kombiniraju tako da tvore jednu površinu za prijenos

26

topline Ovaj uvjet se postavlja kada se radi o površinama različite duljine (nepravilne zidne spojnice i zakrivljeni zidovi). Na Slici 8 tlocrtno su prikazane prostorne granice druge razine za isti primjer kao i prostorne granice prve razine. Vidljivo je da primjerice Prostor 2 ima pet prostornih granice druge razine, međutim kroz trodimenzionalni prikaz na Slici 9 uočava se da ih zbog stropa i poda ima sedam.

Slika 8 Prikaz prostornih granica druge razine


Slika 9 Trodimenzionalni prokaz prostornih granica druge razine za prostor 2 Izvor: Crtež u programu Allplan 2017.

27

Da bi se olakšala i standardizirala geometrijska razmjena podataka između IFC2x3 sheme i BEM-a buildingSMART 2010. razvio je MVD s nazivom Space Boundary Add-on View, dodatak definira prostorne granice za energijsku analizu (tj. prostorne granice druge razine), U IFC2X3 shemi se kroz unos "IfcRelSpaceBoundary" zadaje tip geometrije koju zahtijeva BEM. Weise i sur. (2011) (43) je razvio detaljnu smjernicu za provedbu ovog MVD-a. Štoviše, provedena je implementacija prostornih granica za IFC za energijsku analizu: nekoliko vodećih softvera za BIM projektiranje kao što su Revit i ArchiCAD, mogu izravno izvesti IFC datoteku s prostornim granicama druge razine. Neki ''middleware'' poput SBT (44)može dodati prostorne granice druge razine na postojeću IFC datoteku. Međutim, u mnogim slučajevima, prostorne granice druge razine u IFC datotekama nedostaju, netočne su ili nisu u skladu s definicijom u Space Boundary Add-on View dodatku te se zato moraju provjeriti prije upotrebe u energijskoj analizi. Trenutačno postoje dvije metode provjere valjanosti:

1) Vizualno i ručno provjeravanje pomoću alata (npr. FZK Viewer) koji mogu prikazati IFC prostornu granicu druge razine (32) i

2) Automatizirana provjera na temelju Solibri Model Checkera (SMC).

Prva metoda je vremenski zahtjevna i nije pouzdana jer je SB prikaz stvarne zgrade vrlo kompliciran, što otežava otkrivanje pogrešnih prostornih granica. Osim toga, neke pogreške (npr., definiranje unutarnjih prostornih granica kao vanjskih) ne mogu biti vidljivi na vizualizaciji geometrije. Druga metoda provodi se izvršavanjem pravila s nazivom"SpaceBoundary check" u SMC bazi podataka .

Međutim, ovo pravilo vrijedi u samo dvije situacije

Svaka prostorna granica treba imati odnos sa elementom zgrade, Svaki prostor bi trebao imati dovoljno prostornih granica

Mnoge druge situacije kao što su slučaj kod deformiranih prostornih granica, ne mogu se provjeriti. U (45) H.Ying i S. Lee razvili su automatizirani pristup provjere prostornih granica druge razine, s naglaskom na analizu nastanka pogreške u njihovom zadavanju (sintaktičke i semantičke greške i geometrijske greške).

.

28

7. TEHNIČKI OPIS ZGRADE

Analizirana obiteljska kuća nalazi se upodručju kontinentalne Hrvatske u gradu Zagrebu. Površina kuće je 299,44 m2. Ulaz u kuću nalazi se na istočnoj strani. Orjentacija je istok-zapad. Kuća je u potpunosti stambena. Satoji se od prizemlja i kata, ima ravni prohodni krov i nema podrum. Vertikalna komunikacija izvedena je kroz stubište na sjevernoj strani kuće. U prizemlju i na katu se nalazi 6 prostorija. Koristi se sustav grijanja i hlađenja putem toplinske pumpe .Priprema tople vode je putem toplinske pumpe. Koeficijent iskoristivosti toplinske pumpe je COP 4,5 (na 1 kW stuje za pogon, dolazi 4,5 kW topliskog učina).Rasvjeta je sva LED sa senzorima prisutnosti, pokreta i svjetlosti. Fotovoltaici se koriste za pripremu PTV. Pohrana viška električne energije (ako je bude) je moguća u bateriju (Tesla baterije za 220 V). Vanjsku ovojnicu zgrade i ujedno nosive zidove čini zid debljine 61,6 cm koji se sastoji od opeke i kamene vune, ožbukan s dvije strane, unutra gipsanom, a izvana silikatnom žbukom. Slojevi su povezani polimerno-cementnim ljepilom. Pod na tlu se sastoji od temeljnog sloja armiranog betona ispod kojeg se nalaze slojevi ekstrudiranog polistirena i PVC folije ispod čega je nabijeni sloj tla. Gornje slojeve poda na tlu čine ekspandirani polistiren, estrih i parket. Pregradni zidovi su Ytong sistem unutarnjih pregradnih zidova debljine 15 cm i 25 cm. Krov je ravan i prohodan te se na njemu nalaze fotovoltaici pod kutem od 30 stupnjeva orjentacije jugozapad. Sastoji se sloja armiranog betona ispod kojega su porobeton, parna brana i gips kartonska ploča. Gornji slojevi izolazije krova izvedeni su kao ekstrudirani polistiren, PVC hidroizolirajuća traka, čepasta hidroizolacija i sloj nabijenog tla. Cijela unutrašnjost je jedna zona.

Ulazna vrata kao i svi prozori izrađeni su od PVC-a. Najveća površina prozora nalazi se na južnoj strani. Profili su peterokomorni s trostrukim izolirajućim staklom ,dva Low-E sloja i dvostrukom ispunom od plina Argona. Zasjenjenje je s unutarnje strane venecijanerima široke lamele. Ugradnja prozora vrši se po RAL standardu.

Prikaz tlocrta prizemlja i kata ujedno je i prikaz grijenog dijela kuće.

29

Slika 10 Prikaz BIM modela analizirane kuće

Izvor : Crtež u Allplan 2017.

30

Slika 11 Južno pročelje kuće


31

Slika 12 Istočno pročelje


32

Slika 13 Sjeverno pročelje


33

Slika 14 Zapadno pročelje


Slika 15 Tlocrt prizemlja


34

Slika 16 Tlocrt kata


Slika 17 Tlocrt krova


35

Tablica 3 Geometrijske karakteristike kuće

Potrebni podaci Zona 1

Oplošje grijanog dijela zgrade – A [m 2 ] 208,90

Obujam grijanog dijela zgrade – V e [m 3 ] 935,75

Obujam grijanog zraka – V [m 3 ] 711,17

Faktor oblika zgrade - f 0 [m -1 ] 0,22

Ploština korisne površine – A K [m 2 ] 299,44

Ukupna ploština pročelja – A uk [m 2 ] 349,60

Ukupna ploština prozora – A wuk [m 2 ] 62,50

7.1. Vanjski zidovi

Svi su vanjski zidovi isti te su slojevi prikazani u Tablici 3.

Tablica 4 Slojevi vanskih zidova

R.b. Materijal d [cm]

1 Gipsana žbuka 2,000

2 POROTHERM 30 S PLUS 29,000

3 Polimerno-cementno ljepilo 0,100

4 Urbanscape GreenRoof kamena vuna 30,000


6 Silikatna žbuka 0,300

Slojevi unutarnjih Zidova dani su u Tablicama 4 i 5

Tablica 5 Sloj unutarnjeg zida Tip 1


1 Vapneno cementna žbuka 0,5

2 Ytong pregradni zid 25,000


Tablica 6 Sloj unutarnjeg zida Tip 2



2 Ytong pregradni zid 15,000


36

Slojevi poda na tlu dani su u Tablici 6.

Tablica 7 Slojevi poda na tlu


1 Parket 1,800

2 Cementni estrih 5,000

3 Ekspandirani polistiren (EPS) 5,000

4 Armirani beton 20,000

5 Ekstrudirana polistir. pjena (XPS) 10,000

6 PVC folija 0,020

7 Pijesak, šljunak, tucanik (drobljenac) 20,000

Sloj međukatne konstrukcije dan je u Tablici 7.

Tablica 8 Slojevi međukatne konstrukcije


1 Parket 1,800

2 Cementni estrih 5,000

3 Ekspandirani polistiren (EPS) 5,000



6 Multipor 35,000


8 Silikatna žbuka 0,200

Slojevi krova dani su u Tablici 8.

Tablica 9 Slojevi krova


1 Gips - kartonske ploče 1,200

2 Knauf Insulation LDS 100 parna brana 0,005

3 Porobeton 15,000


5 Ekstrudirana polistir. pjena (XPS) 20,000

6 Polim. hidro. traka na bazi PVC-P 0,150

7 Čepičasta traka (zaštita hidroizolacije) 0,300

8 Pijesak, šljunak, tucanik (drobljenac) 10,000

37

Površine prizemlja i kata

Tablica 10 Površine etaža prizemlja i kata

Neto m2 Bruto m2

Prizemlje 122,53 128,49

Kat 163,54 170,95

7.2. Površine pročelja sa i bez otvora prema stranama svijeta Tablica 11 Površine pročelja sa i bez otvora prema stranama svijeta

Orijentacija Površina bez otvora [m 2 ]

Površina sa otvorima [m 2 ]

Istok 65,99 72,59

Zapad 53,42 74,98

Sjever 87,52 101,02

Jug 80,22

101,01

38

8. Proračun

U programima KI Expert Plus i AX 3000 proveo se proračun iste, gore navedene kuće. Pri zadavanju slojeva program AX 3000 nudi opciju fiksnog postavljanja koeficijentata prolaska topline i drugih fizikalnih svojstava, ako su oni od prije poznati, te su u ovom slučaju odabrane fiksne vrijendosti istovjetne onima dobivenima u KI Expertu kako bi usporedba rezulatata bila mjerodavna.

Samo zadavanje ulaznih parametara je mnogo jednostavnije nego u programu KI Expert. Budući da je prethodno izrađen BIM model kuće u kojemu su zadani slojevi sa svojim debljinama i fizikalnim svojstvima program AX 3000 učitava već ucrtane prostorije. Time se znatno ubrzava izračun površina. Nakon toga potrebno je označiti etaže i prilagoditi parametre strojarskih sustava te odabrati jedan od ponuđenih rezultata. Vidljivo je da AX 3000 nudi opciju energetskog certifikata kao i ispisa po normiu HRN EN 12831.

Unos ulaznih parametara u program KI Expert je predstavljen kroz mnogo radova pa se neće detaljnije pojašnjavati ali se bazira na ručnom unošenju ulaznih podataka poput površina, otvora, slojeva građevinskih elemenata i koeficijenata uz strojarske sisteme.

Slika 18 Unos ulaznih podataka za proračun u programu AX 3000

Izvor: Proračun u programu AX 3000

39

Slika 19 Izbornik u programu AX 3000

Izvor: Program AX 3000

8.1. REZULTATI PRORAČUNA U PROGRAMU KI EXPERT PLUS

Rezultati proračuna potrebne potrebne toplinske energije za grijanje i toplinske energije za hlađenje prema poglavlju VII. Tehničkog propisa o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama, za zgradu grijanu na temperaturu 18°C ili višu

Godišnja potrebna toplina za grijanje Q H,nd = 4223,91 [kWh/a] Godišnja potrebna toplina za grijanje po jedinici ploštine korisne površine (za stambene i nestambene zgrade) Q'' H,nd = 14,11 (max = 41,45) [kWh/m 2 a]

Godišnja potrebna energija za hlađenje Q C,nd = 13946,21 [kWh/a] Koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici oplošja grijanog dijela zgrade H' tr,adj = 0,61 (max = 0,97) [W/m 2 K]

Koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka H tr,adj = 127,20 [W/K] Koeficijent toplinskog gubitka provjetravanjem H ve,adj = 120,90 [W/K] Ukupni godišnji gubici topline Q l = 61.009,80 [MJ] Godišnji iskoristivi unutarnji dobici topline Q i = 47.215,70 [MJ] Godišnji iskoristivi solarni dobici topline Q s = 57.006,97 [MJ]

Rezultati proračuna godišnje emisije CO 2

Energent E del [kWh] Faktor CO 2 [kg/kWh] Godišnja emisija CO 2 [kg] Električna energija 13742,28 0,2348 3226,82

Rezultati proračuna godišnje primarne energije E prim

Energent Svrha / Potrošač E del [kWh] Faktor f p E prim [kWh]

Električna energija Dizalica topline1 2558,93 0,798 2042,03

Električna energija Energija za hlađenje 13946,21 0,798 11129,07

Električna energija Fotonaponski sustav 1 -2762,86 0,798 -2204,77

40

Ukupno 13.742,28 10.966,34

8.2. REZULTATI PRORAČUNA U PROGRAMU AX 3000 Tablica 12 Rezultati proračuna opterećenja grijanja prema EN 12831

Izvor ( Proračun kuće u programu AX 3000)

Proračun opterećenja grijanja prema normi EN 12831 H7500 (detaljno)

Projekt-Nr.: C:\Podaci\Allplan\Allplan 2017\Prj\EC - Projekt niskoenergetske kuće-1.prj\tga

17.rujan 2017

Projekt-Bez.: EC - Projekt niskoenergetske kuće-1 Opći podaci

Vrsta građevine Položaj građevine

- Obiteljska kuća (X)

- Dobra zaklonjenost

(X)

- Stambena zgrada,

- Promjenjiva zaklonjenost

(X)

nestambena građevina

- Nikakva zaklonjenost

(X)

Masa građevine Nepropusnost na vjetar građevnih elemenata

- cwirk (prema DIN V 4108-6 )

20 Wh/m³K

- laka

- vrlo nepropusno

(X)

- srednja (X)

- nepropusno

- taška - malo nepropusno

Temperature

- Normna vanjska temperatura e = -15 C

- Godišnji srednjak vanjske temperature me = 8 C

- Normna unutarnja temperatura

Zgrada Erdreich

- Duljina lGeb = 10,61 m - Opseg P = 77,664 m

- Širina bGeb = 14,45 m - Parametar

B' = 7,71 m

- Površina AGeb = 299,435 m² - Dubina do vode

T = 2 m

- Katnost n = 1 - - Visina temeljne ploče

z = 0,2 m

- Visina kata hGeb = 3 m - Faktor e fg1 = 1,45 -

41

- Debljina ploče d = 67,4 m -Faktor podzemne vode

GW = 1 -

- Visina građevine hGeb

= 5,6 m

Volumen građevine

Ve,Geb= 935,75 m³

Provjetravanje Propusnost zraka s obzirom na duljinu građevine i propusnost prozora

n50 = 1,5 h-1

Istovremenost prozračivanja 0,5 -

Stupanj korisnosti sustava rekuperacije (od proizvođača) V = 0 -

Dodatna snaga zbog prekida loženja

global

po prostorijama (X)

- Neto grijani volumen građevine VNetto,Geb = 711,17 m³

- Koeficijent gubitka topline HT,Geb = 449,2 W/K

- Trajanje snižene temperature tAbs = 0 h

- Provjetravanje za vrijeme snižene temperature (0,1 – 0,5 puta) nAbs = 0,5 h-1

- Pad temperature nakon sniženja prema 6.2 ( ) ili pretpostavka ( ) RH = 0 K

- Vrijeme zagrijavanja tRH = 0 h

- Provjetravanje za vrijeme zagrijavanja (0,1 – 0,5-puta) nRH = 0 h-1

- Faktor ponovnog zagrijavanja fRH = 0 W/m²

42

Tablica 13 Rezultat proračuna gubitaka topline prema HRN EN 12831


Proračun gubitaka topline prema EN 12831 H7500 (detaljni postupak)

Projekt-Nr.:

C:\Podaci\Allplan\Allplan 2017\Prj\EC - Projekt niskoenergetske kuće-1.prj\tga 17. rujan 2017

Projekt-Bez.: EC - Projekt niskoenergetske kuće-1

Pregled po građevini (detaljni postupak)

Izračun koeficijenata gubitka topline i nominalnog gubitka topline Grijana površina AN,Geb = 208,9 m²

Grijani volumen1 Vnetto,Geb

= 935,8 m³ Zbroj koeficijenata gubitka topline

Koeficijent transmisijskog gubitka topline

HT,Geb = 135,3 W/K

Koeficijent ventilacionog gubitka topline HV,Geb

= 127,2 W/K Ukupni koeficijent gubitka topline HGeb = 262,4 W/K Zbroj transmisionih gubitaka topline (samo prema vani) T,e = 8.745 W Ventilacioni gubici topline

prirodno provjetravani prostori max( ( * Vinf) , Vmin) 0,5 4.209 W mehanički provjetravani prostori max( ( * Vinf + (1-) * Vsu + Vmech,inf), Vmin) 0 0 W

Zbroj toplinskih gubitaka zbog ventilacije V = 4.209 W

Zbroj netto toplinskih gubitaka 45,5 W/m² 15,2 W/m³ HL,Netto

= 12.078 W Zbroj dodatnih toplinskih gibitaka (zbog prekida loženja) RH = 0 W

Zbroj normnih toplinskih gubitaka građevine HL,Geb

= 12.078 W

43

Tablica 14 Prikaz enetgetskog certifikata iz programa AX 30000


Klimatski podatci

Klimatski podaci (kontinentalna ili primorska Hrvatska) KONTINENTALNA HRVATSKA

Zagreb Gric

Broj stupanj dana grijanja SD [Kd/a] 2732 2723

Broj dana sezone grijanja Z [d] 173 253

Srednja vanjska temperatura u sezoni grijanja e [°C] 8,0 -15,0

Unutarnja projektna temperatura u sezoni grijanja i [°C] 19,0

Podaci o termotehničkim sustavima zgrade

Način grijanja zgrade (lokalno, etažno, centralno, daljinski izvor) lokalno 0

Izvori energije koji se koriste za grijanje i pripemu potrošne tople vode Električna energija

Način hladenja (lokalno, etažno, centralno, daljinski izvor)

Izvori energije koji se koriste za hladenje FALSE

Vrsta ventilacije (pirodna, prisilna bez ili s povratom topline)

prirodna

Vrsta i način korištenja sustava s obnovljivim izvorima energije fotovoltaik PTV

Udio obnovljivih izvora energije u potrebnoj toplinskoj energiji za grijanje [%] 65,88

299,44

Energetske potrebe 1,440299426 0 51,979254

Za referentne klimatske podatke Za stvarne klimatske podatke Zahtjev

Ukupno Specifično Ukupno Specifično Dopušteno Ispunjeno

[kWh/a] [kWh/(m²a)] [kWh/a] [kWh/(m²a)] [kWh/(m²a)] DA / NE

QH,nd 8109 27,12 9433 25,80 51,98 DA

QW 3435 12,78 3435 12,78

QH,is 5761 19,24 5893 19,68

QW,is 1051 3,51 1048 3,50

QH 33411 111,58 32205 107,55

Edel 17708 59,14 16664 55,65

Eprim 11819 39,47 11073 36,98

CO2 [kg/a] 3767 12,58 3336 11,14

Objašnjenje

obvezna ispuna

ispunjava se opcijski

44

Građevni dio zgrade U [W/(m²K)] Umax [W/(m²K)]Ispunjeno

DA / NE

vanjski zid 0,11 0,35 ispunjen

međukatni 0,55 ispunjen

pod na tlu 0,19 0,60 ispunjen

krov 0,12 ispunjen

Prozor_01 0,73 1,40 ispunjen










Vrata -vanjska 0,68 1,40 ispunjen

Vrata_06-unutarnja 3,50 1,70 neispunjen

Vrata_10-unutarnja 2,00 1,70 neispunjen

Objašnjenje

obvezna ispuna

ispunjava se opcijski

45

Kao što je već prije spomenuto radi se o zgradi gotovo nulte potrošnje energije te je to kroz program KI Expert Plus i pokazano.

Godišnja potrebna toplina za grijanje po jedinici ploštine korisne površine iznosi Q'' H,nd = 14,11 [kWh/m 2 a] što spada u razred A, udio specifične primarne energije iznosi 36,7 kWh/m2a što je ispod maksimuma za kontinentalnu Hrvatsku od 51-75 kWh/m2a. Obnovljivi izvori energije koriste se za pripremu PTV, kao i dizalica topline koja koristi energiju okoliša.

Prema programu KI Expert Plus koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka iznosi H tr,adj = 127,20 [W/K], dok koeficijent toplinskog gubitka provjetravanjem iznosi H ve,adj = 120,90 [W/K]. U programu AX 3000 dobivene su vrijednosti H tr,adj = 135,3 [W/K], H ve,adj = 127,2 [W/K].

Rezultati koji su dobiveni u programu AX 3000 pokazuju da se radi o zgradi koja ne spada u razred A nego B, sa Q'' H,nd = 27,12 [kWh/m 2 a]. Ostali izlazni podaci prikazani su na slikama proračuna.

Budući da se radi o kući relativno jednostavne geometrije nije bio izazov postaviti ulazne podatke niti u jednom programu.

Cilj ove analize je predstaviti zašto je pri jednakim ulaznim parametrima došlo do razlike u izlaznim rezultatima oba proračuna kako bi se ustanovilo je li AX 3000 kao nadogradnja BIM softvera prikladan za izračun građevinske fizike po trenutno važećoj zakonskoj regulativi.

Program AX 3000 bazira se na normi HRN EN 12831 dok se KI Expert bazira na normi HRN EN ISO 13790. Pojašnjenje obje norme nalazi se u slijedećem odlomku.

46

8.3. Usporedba normi HRN EN 12831:2017 i HRN EN ISO 1379 HRN EN 12831:2017

Norma HRN EN 12831:2017 je stacionarna metoda za proračun projektiranog toplinskog opterećenja za sobe, građevne dijelove i građevine gdje se projektirano toplinsko opterećenje definira kao količina toplinske energije potrebne za održavanje zahtjevane unutarnje temperature unutar projektiranih zahtjeva. Projektirano toplinsko opterećenje se zahtjeva kada se dimenzioniraju sistemi za grijanje poput komponenti za emisiju (npr. radijatori), komponente za distribuciju topline (npr. cijevi), generatori topline (npr. bojileri),a ne služi za određivanje godišnje potrošnje energije u svrhu energetskog certificiranja zgrada (za tu svrhu koristi se proračun opisan u normi HRN EN ISO 13790).

Slika 20 Prikaz postupka proračuna prema HRN EN 12831:2017

određivanje vrijednosti vanjske projektne temperature i srednje godišnje vanjske temperature određivanje stanja (grijana/negrijana) i unutarnjih projektnih temperatura pojedine grijane prostorije određivanje toplinskih začajki svih građevinskih elemenata svake (grijane i negrijane) prostorije izračunavanje projektnih transmisijskih toplinskih gubitaka množenjem izračunate vrijednosti koeficijenata transmisijskih toplinskih gubitaka i razlike projektnih temperatura izračunavanje ventilacijskih toplinskih gubitaka množenjem vrijednosti koeficijenata ventilacijskih toplinskih gubitaka i razlike projektnih temperatura izračunavanje ukupnih projektnih toplinskih gubitaka prostorije zbrajanjem transmisijskih i ventilacijskih gubitaka izračunavanje dodatnog kapaciteta za zagrijavanje prostorije u slučaju grijanja s prekidima izračunavanje ukupnog projektnog toplinskog opterećenja zbrajanjem toplinskih gubitaka i dodatnog kapaciteta za ponovno zagrijavanje

PO

ST

UPA

K P

RO

RA

ČU

NA

PR

EM

A N

OR

MU

HR

N E

N 1

2831

;201

7

47

Norma HRN EN 12831 donosi:

• metodologiju proračuna normiranog toplinskog opterećenja za pojedini grijani prostor (zonu, stan, sobu, ured) radi utvrđivanja učina grijaćih tijela

• metodologiju proračuna normiranog toplinskog opterećenja za cijelu zgradu ili zasebnu cjelinu zgrade u svrhu određivanja potrebe za toplinskom energijom te

• metodologiju pojednostavljene proračunske metode.

Za definiranje ulaznih proračunskih parametara može postojati i nacionalni dodatak normi. Opisana procedura za osnovne slučajeve može se koristiti za većinu građevina sa sljedećim karakteristikama:

• zgrade čije prostorije nemaju strop viši od 5 m

• zgrade koje su grijane ili se pretpostavlja da su grijane na vremenski nepromijenjenu (stacionarnu) temperaturu te

• zgrade za koje se pretpostavlja da je temperatura zraka u prostoriji jednaka operativnoj temperaturi.

Primjeri takvih građevina su: građevine u rezidencijalnim četvrtima, uredske i administrativne građevine, škole, knjižnice, bolnice, rekreacijske građevine, zatvori, građevine za ugostiteljstvo, robne kuće i druge građevine korištene u poslovne svrhe te industrijske građevine.

Dodaci normi sadržavaju informacije kako postupati u posebnim slučajevima i to kod građevina s visokim stropovima te građevina u kojoj se temperatura zraka i operativna temperatura znatno razlikuju.

Opisane proračunske metode temelje se na pretpostavci da su raspodjele temperature zraka u prostoru i vanjske temperature zraka jednolike. Gubici topline računaju se za stacionarno stanje, pretpostavljajući konstantna fizikalna svojstva zraka i građevinskih elemenata. Proračun normiranog toplinskog opterećenja vrši se određivanjem transmisijskih gubitaka topline (tj. izmijenjenog toplinskog toka kroz stijenke prostorije - zid, strop, pod, prozore, vrata, prema susjednim prostorima različite temperature, vanjskom zraku ili zemlji) te ventilacijskih gubitaka topline (izmijenjene topline zbog prisilne ili prirodne ventilacije prostora, te infiltracije kroz fuge prozora i vrata, prema vanjskom okolišu te izmijenjene topline ventilacijom između različitih prostora unutar zgrade).

Potrebni ulazni podaci u proračun normiranog toplinskog opterećenja su:

a) meteorološki podaci za lokaciju zgrade

• vanjska projektna temperatura qe,proj [°C] • godišnja srednja vanjska temperatura qm,e [°C] za proračun transmisijskih gubitaka prema tlu

b) unutarnji projektni parametri

48

• unutarnja projektna temperatura prostora u zgradi qint [°C] ovisno o namjeni prostora c) podaci o dimenzijama i fizikalnim svojstvima zgrade • unutarnji volumen grijanih i negrijanih prostora Vi [m

3 ] • površine svih dijelova zgrade, Ak [m

2 ] • koeficijenti prolaza topline svih dijelova zgrade Uk [W/m2 K] • dužinski koeficijenti prolaska topline svih linijskih toplinskih mostova yl [W/mK] • duljine linijskih toplinskih mostova ll [m] d) radni parametri - za izračun ventilacijskih gubitaka • minimalni broj izmjena zraka prostora u jednom satu nmin [1/h] • broj izmjena zraka prostora u jednom satu pri razlici tlaka od 50 Pa, između prostora i vanjskog okoliša n50 [1/h] • infiltracijski protok zraka uslijed propuštanja ovojnice zgrade Vinf [m

3 /s] • volumenski protok dovedenog zraka u prostor prilikom prisilne ventilacije Vsu [m

3 /s] • volumenski protok odvedenog zraka iz prostora prilikom prisilne ventilacije Vex [m

3/s] • stupanj korisnosti sustava povrata topline prilikom prisilne ventilacije ηv

.

8.4. Standardna metoda proračuna prema HRN EN 12831:2017 Građevina

Standardna metoda proračuna je detaljan pristup za izračun projektiranog toplinskog opterećenja. Metoda se bazira na projektnom kriteriju poput vanjskih i unutarnjih projektiranih temperatura i detaljnih informacija o građevi ili grijanom prostoru za koji se određuje. Iako se može korisiti i za nove i za već izgrađene građevine lakši je za izračun novih zgrada zbog detalnog poznavanja detalja gradnje poput U vrijednosti, razine zrakonepropusnosti i projektiranja cjelokupnog sustava za grijanje iz čega proizlazi da je detaljan proračun gotovo obavezan.

Pretpostavke u standardnom pristupu su

Konstantne unutarnje, vanjske i površinske temperature

Prostorije koje još nisu ugrijane (ali namjenjene za grijanje) ugrijanima što znači da metoda zapravo određuje koliko je energije potrebno da bi se održala zahtjevana temperatura

Pretpostavka konstantnih fizikalnih svojstava građevine ( neovisno o vremenu, temperaturi isl. )

Projektirano toplinsko opterećenje za cijelu građevinu je izračunato iz svih transmisijskih gubitaka prema van (direktni i indirektni), ventilacijskih gubitaka topline i ako postoje, dodatne energije za zagrijavanje.Toplinski dobici uzimaju se u obzir prema nacionalnom dodatku Građevni entiteti i grijani prostori imaju jednak način proračuna.

Građevina- cijela građevina

49

Građevni entitet- Dio građevine koji sadrži jednu ili više soba. Definira se kroz potrošnju koja pripada jednom korisniku ( vlasniku, stanaru itd. ) na način da ako je jedna soba entiteta ugrijana i ostale su također. U opsegu ove norme svaki građevni entitet ima unutarnju temperaturu koja je svojstvo cjeline. Ta je temperatura potrebna da bi se izračunao toplinski gubitak iz drugih soba osim tog građevnog entiteta.

Građevna zona- dio građevine koji sadrži jednu ili više soba. Definira se kaoo entitet u kojemu su sve sadržane sobe zračno povezane kroz projektiranje. Nema izmjene zraka između različitih ventilacijskih zona. Često je zona i građevni entitet.

Grijani prostor- Svaki prostor s uniformnim uvjetima se smatra grijanim prostorom . Grijani prostor je odvojen od drugih prostora građevnim elementima poput zidova. Obično je svaka soba grijani prostor. Grijani prostor i grijana soba su sinonimi u normi.

Klimatski podaci se prikupljaju kroz nacionalna tijela za standardizaciju:

Referentna vanjska projektiranja temperatura je nacionalno definirana zadana vrijednost vanjske temperature. Može se pretvoriti u temperaturu na gradilištu kroz temperaturni gradijent.

Referenrna visina je srednja visinska razina koja odgovara danoj referentnoj vanjskoj projektiranoj temperaturi (npr. visina mjerne meteorološke postaje)

Referentni temperaturni gradijent (K/m) je stopa pada i povišenja temperature u ovisnosti sa referentnom vanjskom temperaturom i visinom gradilišta. Koristi se za određivanje vanjske temperature na gradilištu i mjestu mjerne postaje

Godišnja srednja vanjska temperatura- godišnja srednja vrijednost vanjske temperature, određena nacionalno

Parametri za određivanje toplinskog kapaciteta: linearna funkcija za određivanje temperaturne korekcije koja dozvoljava utjecaj građevnog toplinskog kapaciteta na toplinske gubitke. Traže se parametri: osnovna vrijednost (K), par u ( K/h), donja i gornja granica korekcijske funkcije (K)

Unutarnja projektirana temperatur je temperatura zahtjevana prema namjeni korištenja grijanog prostora. U normi HRN EN 12831-1:2017 se koristi kao operativna temperaura. Nju određuje korisnik. Za proračunske svrhe normativ se određuje na nacionalnoj razini. Unutarnja temperatura je potrebna za proračun projektiranih toplinskih gubitaka. Potpuno je nezavisna od visine sobe i načina prijenosa topline. Unutarnja proračunska temperatura ne uzima u obzir učinke temperaturnih gradijenata, značajne razlike zraka i temperature grijača itd.

Općenito termalna provodljivost građevnih elemenata preovodi se prema: EN ISO 6946 za neprozirne elemente, EN ISO 10077-1 za vrata i prozore i informacijama iz Europskih tehničkih odobrenja. U vrijednost određena u metodama koje se značajno razlikuju od EN ISO 6946 i EN ISO 10077-1 zahtjevaju dodatne preinake kroz korekcijski faktor za utjecaj svojstava građevnog elementa i meteoroloških uvjeta ek.

50

Sunčevo zračenje i unutarnji dobici ne utječu na smanjenje ukupnog učinka za grijanje te se oni obrađuju u sklopu norme HRN EN 15316:2017.

Projektirano toplinsko opterećenje zgrade

, , , , ,HL build T ie T ig V build hu i gaini i i

,HL build - toplinsko opterećenje zgrade

, , ,T ie T iae T igi

- zbroj transmisijskih gubitaka direktno ili indirektno prema van za

sav obuhvaćeni grijani prostor

,hu ii

- neobavezno, zbroj sposobnosti zagrijavanja koji se paralelno pojavljuju pod

vanjskim uvjetima projektiranja

gaini

- neobavezno, zbroj toplinskih dobitka koji se paralelno javljaju uz vanjske uvjete

projektiranja

Transmisijski gubici

Ukupni i djelomični projektirani toplinski gubici

Unutar ove metode toplinski gubici općenito su izračunati na temelju koeficijenata transmisijskog prijenosa topline i temperaturnih razlika koje izazivaju toplinske gubitke. Ovi koeficijenti su prilagođeni temperaturi i strogo se odnose na razliku projektirane unutarnje i vanjske temperature bez obzira na stvarnu temperaturnu razliku građevnih dijelova. Stoga ti koeficijenti ne moraju odgovarati koeficijentima gubitka ili prijenosa topline iz drugih normi ili metoda proračuna.

Ukupni transmisijski toplinski gubici grijanog prostora i dijelomični gubici (npr. gubici isključivo prema tlu) računaju se prema

, , , , , , int,

, , int,

( ) ( )

( )

T i T ie T ia T ae T iaBE T ig i e

T ix T ix i e

H H H H H

H

51

gdje su :

,T i - ukupni projektirani transmisijski gubici grijanog prostora (W)

,T ix - projektirani transmisijski toplinski gubitak od grijanog prostora prema drugom prostoru

(W) gdje X može biti

Vanjski prostor (e) Susjedni grijani prostor (a) Vanjski prostor kroz negrijani prostor i susjednu građevinu (ae) Susjedne građevine (aBE) Tlo ( ,T ig )

,T ixH - koeficijent transmisijskog prijenosa topline iz grijanog prostora (W/K)

Direktno prema van (e) Prema susjednim prostorima (a) Prema van kroz negrijani prostor i susjednu građevinu (ae) Prema susjednim građevnim elementima (aBE) Prema tlu (g)

int,i - unutarnja proračunska temperatura ( C )

e - vanjska proračunska temperatura ( C )

Koeficijenti se također računaju prema formulama u normi. Svi pojedini koeficijenti su prilagođeni temperaturi tako da se svi odnose na istu temperaturnu razliku. Ona se odnosi na razliku između unutarnje i vanjske projektirane temperature. Stoga se građevni element unutar pojedinog grijanog prostora može uspoređivati s drugima prema njihovim koeficijentima prolaznosti topline te se oni mogu nagomilati bez obzira na stvarnu temperaturnu razliku s drugim elementima. Zato se računa koeficijent prilagodbe temperature.

Također je moguć i proračun koeficijenata transmisijskih gubitaka bez prilagodbe temperature.

Ventilacijski gubici

Proračun ventilacijskih gubitaka odnosi se na najčešće koncepte poput

52

Prirodne ventilacije i ventilacije potpomognute ventilatorima

Uravnotežene i neuravnotežene ventilacije

Dodatnih tokova zraka (npr. od sagorijevanja)

Rekuperacija topline

Zrakonepropusnost zgrade može se uzeti u obzir na temelju permeabilnosti građevne ovojnice i stope izmjene zraka prema pojednostavljenom proračunu. Prema općenitom proračunu cirkulacije stopa izmjene zraka infiltracijom se može procijeniti na oko 10% nmin= 0,5 h-1 što se može zanemariti s obzirom da je značajno manje od 5 h-1. Za potrebe pojednostavljenja preporučaju se nacionalna definicija visoke razine zrakonepropusnosti i ograničenja za zgrade koje zahtjevaju visoku razinu zrakonepropusnosti.

Građevina (build)

, ,V build v zz

Zona (z)

, ,min, int,( )V z p i z v i i ei

c f q

Grijani prostor (i)

, ,min, int,( )V i p v i i ec q

gdje su

, / /V build z i - ventilacijski gubici građevine/zone/sobe (W)

- gustoća zraka na unutarnjoj projektiranoj temperaturi int,i (kg/m3)

pc -specifični toplinski kapacitet zraka na unutarnjoj projektiranoj temperaturi int,i

(Wh/(kgK)

i zf - omjer između minimalnog volumena protoka zraka jedne sobe (i) koje su dio

promatrane zone (z) i rezultirajućeg protoka volumena zraka zone (z) (-)

,min,v iq - minimalni protok volumena zraka sobe (i) (m3/h)

int,i - unutarnja proračunska temperatura ( C )

e - vanjska proračunska temperatura ( C )

53

Vanjski protok zraka u sobu kroz ovojnicu građeivne određuje se na temelju protoka zraka ventilirane zone. Proporcionalni tokovi zraka kroz curenje i uređaje za izmjenu zraka s vanjske strane računaju se na temelju autoriteta ATD. Uzimaju se u obzir ispušni tokovi zraka i tokovi za snabdjevanje, zahtjevi za zrak pri sagorijevanju, volumen zraka kroz velike otvore i dodatne infiltracije na temelju permeabilnosti zraka i volumena zraka kroz ATD. Minimalni volumen protoka zraka računa se kroz stopu minimalne izmjene zraka.

Površina ovojnice u kontekstu ventilacijskih gubitaka definirana je kao površina ili skupina površina koji odjeljuju promatrani prostor od vanjskog zraka i negrijanih prostora. Dimenzijske specifičnosti se uzimaju iz izvora vrijednosti zrakonepropustnosti, i ako su ti nepoznati površine ovojnice označuju vanjske dimenzije. Veći zrakonepropusni elementi poput betonskih ploča na tlu će se uzeti u obzir prilikom izračuna zrakopropusnosti qenv,50.

Ovojnica u kontaktu sa zrakom se računa za cijelu zgradu, ventilacijsku zonu i promatranu prostoriju.

Procjena temperature snabdjevanja i opskrbe zrakom za zone se uzima u obzir prilikom dimenzioniranja ventilacijskog sistema. Kada ti podatci nisu dostupni koristi se procjena iz nacionalnih dodataka. Temperatura zraka za opskrbu se smije povećati kroz pasivno predgrijavanje. Bilo kakva energija za aktivno predgrijavanje je dio projektiranog toplinskog opterećenja.

Prostori s prekidima u grijanju mogu zahtjevati dodatnu energiju za dogrijavanje kako bi postigli traženu unutarnju projektiranu temperaturu. To dogrijavanje ovisi o:

Razini toplinske izolacije

Stopi izmjene vanjskog zraka za vrijeme prekida i ponovnog grijanja

Toplinskom kapacitetu građevnih dijelova i interijera

Padu temperature za vrijeme prekida grijanja

Karakteristikama sistema za kontrolu temperature

Dozvoljenom vremenu za dogrijavanje

Snaga potrebna za dogrijavanje određuje se prema nacionalnom dodatku ili prema pojednostavljenoj metodi

Ako opseg proračuna izvan ove norme to zahtjeva ( npr. za prilagodbu vanjske projektirane temperature pod utjecajem svojstava materijala) može se izračunati i konstanta vremena izgradnje.

Klimatski podaci uzimaju se u obzir prema formulama kako bi u obzir uzeli:

Varijanca nacionalnih klimatskih uvjeta

Devijacija vanjske temperature na gradiilištu od dostupnih podataka (mjerna postaja) zbog razlike u nadmorskoj visini

54

Utjecaj vremenske konstane građevine na toplinske gubitke

Pretpostavlja se da se u većini slučajeva gore spomenuti utjecaju mogu uzeti u obzir poribližno točno. Ako se ipak zahtjeva veća detaljnost ( npr. neboderi, masivne građevine) vanjska se temperatura može računati po katu ili građevnoj jedinici. Spomenute opcije se mogu poništiti na nacionalnoj razini kroz definiranje ulaznih parametara u formuli. Ako se ne koristi ni jedna od spomenutih opcija mora se nacionalno predvidjeti fiksna vrijednost.

Utjecaj toplinskih mostiva uzima se prema nacionalnom dodatku, te ako on ne postoji prema tablici.

Tablica 15 Tablica za odabir koeficijenta za utjecaj toplinskih mostova prema HRN EN 12831

Kriterij odabira

Dodatna toplinska provodljivost

2/ ( )

TBU

W m K

Nove zgrade sa visokom razinom toplinske izolacije i atestiranim minimiziranim toplinskim mostovima koji

premašuju pravila struke 0,02

Nove zgrade sukladne s uvriježenim pravilima struke u svezi s minimizacijom toplinskih mostova

0,05

Zgrade sa izolacijom većinom s unutarnje strane prekinutom stropom (npr. Armirani beton)

0,15

Sve ostale građvine 0,1

55

8.5. Norma HRN EN ISO 13790 Algoritam za proračun energije za grijanje i hlađenje je baziran na normi HRN EN ISO 13790. Prema toj normi postoje tri načina pristupu proračuna potrošnje energije za grijanje i hlađenje obzirom na vremenski korak proračuna:

- kvazistacionarni proračun na bazi sezonskih vrijednosti

- kvazistacionarni proračun na bazi mjesečnih vrijednosti

- dinamički proračun s vremenskim korakom od jednog sata ili kraćim

Program KI Expert plus koristi treći, dinamički proračun s vremenskim korakom od jednog sata.

Energetsko svojstvo zgrade izražava se brojčanim indikatorom, a može biti iskazan količinom potrebne primarne energije, količinom emisije CO2 ili nekom drugom veličinom definiranom u nacionalnim propisima. U Hrvatskoj to uređuje Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada (NN 77/17), prema kojemu se kao indikator energetskih svojstava zgrade koristi energetski razred zgrade. Energetski razred zgrade jest izražen preko specifične godišnje potrebne toplinske energije za grijanje Q’’H,nd,ref [kWh/(m²a)] (za stambene zgrade), odnosno preko relativne vrijednosti specifične godišnje potrebne toplinske energije za grijanje QH,nd,rel

[%] (za nestambene zgrade), sve proračunato za referentne klimatske podatke.

Norma obuhvaća:

proračun izmjene topline transmisijom i ventilacijom unutar dijela zgrade koji se grije ili hladi na konstantnu temperaturu

proračun utjecaja unutarnjih dobitaka topline kao i dobitaka topline od sunčeva zračenja na toplinsku bilancu

proračun godišnje potrebne (korisne) energije za grijanje i hlađenje proračun potrebne energije za pogon uređaja za grijanje i hlađenje (konačna energija).

Zgrada može imati više zona s različitim postavkama temperatura, te može biti grijana i hlađena s prekidima. Podjela zgrade na proračunske zone vrši se za dijelove zgrade koji se razlikuju prema namjeni, prema vrsti i načinu uporabe termotehničkog sustava i ako se vrijednost unutarnje projektne temperature razlikuje za više od 4 K. Za potrebe energetskog certificiranja može se koristiti kvazistacionarni proračun na bazi mjesečnih vrijednosti.

Ulazni podaci u proračunu su :

klimatski podaci ( srednja vanjska temperatura, srednja dozračena sunčeva energija za proračunski period),

proračunski parametri unutarnje temperature pojedinih temperatrurnih zona i broja izmjena zraka proračunske zone,

podaci o zgradi (ploština pojedinih građevinskih dijelova, površina kondicionirane zone zgrade s vanjskim dimenzijama, ploština korisne površine, ukupna površina

56

građevinskih dijelova koji razdvajaju grijani dio zgrade od vanjskog prostora ili negrijanih dijelova zgrade, bruto i neto obujam grijanog dijela zgrade i udio ploštine prozora u ukupnoj ploštini pročelja)

podaci o termotehničkim sustavima(način grijanja, izvor energije za grijanje i PTV, vrsta ventilacije, vođenje i regulacija sustava grijanja, karakteristike unutarnjih izvora energije

Izlazni podaci su mjesečni i sezonski podaci za svaku zonu u :

Režimu grijanja (transmisijski i ventilacijski gubici, unutarnji toplinski dobici i dobici od sunčeva zračenja faktor iskorištenja toplinskih dobitka za grijanje, broj dana za grijanje u mjesecu/godini i potrebna toplinska energija za grijanje svedena na grijani prostor

Režimu hlađenja (ukupna izmjenjena toplina transmisijom, ukupna izmjenjena toplina ventilacijom, unutarnji toplinski dobici (ljudi, rasvjeta, uređaji), ukupni toplinski dobici od sunčeva zračenja, faktor iskorištenja toplinskih gubitaka za hlađenje, broj dana hlađenja u mjesecu/godini, potrebna toplinska energija za hlađenje svedena na hlađeni prostor)

Za razliku od norme HRN EN 12831 koja promatra ili cjelinu ili zonu koju određuje jedna namjena u normi HRN EN ISO 13790 zonski kriterij je puno stroži te se odvojeni energetski certifikati izdaju za dijeloce koji se razlikuju za vrijednosti unutarnje projektne temperature za više od 4 °C, namjena drugačija od osnovne i to u iznosu od 10 % i više neto podne površine prostora veće od 50 m2 , u pogledu ugrađenog termotehničkog sustava i njegovog režima uporabe. Proračun je moguć na tri načina:

cijela zgrada tretirana kao jedna zona,

zgrada podijeljena u nekoliko zona, među kojima je razlika unutarnjih temperatura < 5°C, pa se izmjena topline između samih zona ne uzima u obzir

zgrada podijeljena u nekoliko zona, među kojima je razlika unutarnjih temperatura 5°C, pa se izmjena topline između zona uzima u obzir

Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje QH,nd jest računski određena količina topline koju sustavom grijanja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja grijanja zgrade. Sumiranje se provodi za sve mjesece u godini ako su vrijednosti mjesečne potrebne toplinske energije za grijanje pozitivne.

, , , int( )H nd count Tr Ve H gn solQ Q Q Q Q kWh

Gdje su

TrQ - izmjenjena toplinska energija transmisijom za proračunsku zonu (kWh)

VeQ - potrebna toplinska energija za ventilaciju/klimatizaciju (kWh)

,H gn - faktor iskorištenja toplinskih dobitaka (1)

57

intQ - unutarnji toplinski dobici zgrade (ljudi, uređaji, rasvjeta)

solQ - toplinski dobici od Sunčeva zračenja (kWh)

Transmisijski gubici

Određuju se za svaki mjesec iz izraza

HRN EN 13790

DH - koeficijent transmisijske izmjene topline prema vanjskom okolišu (W/K)

UH - koeficijent transmisijske izmjene topline kroz negrijani/nehlađeni prostor prema vanjskom

okolišu (W/K)

AH - koeficijent transmisijske izmjene topline prema susjednoj zgradi (W/K)

,g mH - koeficijent transmisijske izmjene topline prema tlu za proračunski mjesec ( W/K)

Koeficijent transmisijske izmjene topline od grijanog prostora prema vani računa se pomoću površine građevinskih elemenata, koeficijenta prolaska topline pojedninih građevinskih elemenata i dodatka za toplinske mostove iz dužine i toplotnog gubitka u odnosu na dužni metar te koeficijenta prolaska topline točkastog mosta. Pojednostavljeni postupak proračuna uzima dodatak na koeficijent topline. Za zgrade koje su karakterizirane kao Energetski razred A i A+ dani su detaljni proračuni linijskih toplinskih mostova prema normi HRN EN 13789.Transmisijska izmjena topline između različitih okoliša detaljno je razrađena. Primjerice za izmjenu topline između negrijanog prostora i vanjskog okoliša uzima se u obzr i volumni protok zraka između negrijanog prostora i vanjskoh okoliša iz korelacije sa zrakonepropusnošću prostora.

Tablica 16 Ovisnost iznosa koeficijenta nue o tipu zrakopropusnosti

Izvor (Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790)

BR. Tip zrakopropusnosti uen (1/h)

1

Bez prozora i vrata prema vanjskom okolišu, svi spojevi dobro zabrtvljeni, bez

ventilacijskih otvora prema vanjkom okolištu

0,1

2 Svi spojevi dobro zabrtvljeni, bez

ventilacijskih otvora prema vanjskom okolišu

0,5

3 Svi spojevi dobro zabrtvljeni, mali

ventilacijski otvori 1

4 Postoji zrakoporopusnost zbog pojedinih

otvorenih spojeva ili stalno otvorenih ventilacijskih otvora

3

5 Postoji zrakoporopusnost zbog pojedinih otvorenih spojeva ili velikih ili brojnih stalno otvorenih ventilacijskih otvora

10

, /Tr D U A g mH H H H H W K

58

Ako je broj izmjena zraka 50n poznat, potrebno je za uen uzet onaj broj izmjena zraka koji je

najbliži vrijednosti iz tablice.

Dane su i formule za izračun temperatura negrijanog prostora ( uzima u obzir i solatne dobitke), gubitke kroz tavanske prostore, izmjenu topline između grijanog prostora i tla ( u ovisnosti s toplinskim tokom izmjene topline s tlom, unutarnjom temperaturom i toplinskom tromosti tla), pod na tlu i sl.

Potrebna energija za ventilaciju dana je u Algoritmu za ventilaciju/klimatizaciju.

Osnovni izrazi su :

Period grijanja:

,inf , , ,Ve Ve Ve win H Ve mechQ Q Q Q kWh

Period hlađenja:

,inf , , ,Ve Ve Ve win C Ve mechQ Q Q Q kWh

Pri čemu je koeficijent ventilacijske izmjene topline:

Period grijanja:

,inf , , , /Ve Ve Ve win H Ve mechH H H H W K

Period hlađenja:

,inf , , , /Ve Ve Ve win C Ve mechH H H H W K

gdje su

VeQ - potrebna toplinska energija uslijed infiltracije vanjskog zraka (kWh)

,Ve winQ - potrebna toplinska energija uslijed prozračivanjem otvaranjem prozora (kWh)

, ,H Ve mechQ - potrebna toplinska energija u HVAC sustavu kod zagrijavanju zraka (kWh)

, ,C Ve mechQ - potrebna toplinska energija u HVAC sustavu kod hlađenja zraka (kWh)

,Ve winH - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed otvaranja prozora (W/K)

, ,H Ve mechH - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke ventilacije/klimatizacije kod

zagrijavanja zraka (W/K)

, ,C Ve mechH - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke ventilacije/klimatizacije kod

hlađenja zraka (W/K) t- proračunsko vrijeme (h)

Toplinski dobici

, intH gn solQ Q Q kWh EN HRN 13790

Dijele se na unutarnje i solarne, i računaju po formuli iz navedene norme.

59

Unutrašnji uračunavaju u obzir zračenje ljudi i uređaja s vrijednošću 5 W/m2 ploštine korisne površine za stambene prostore, a 6 W/m2 za nestambene prostore.Solarni dobici gledaju se za vremensju period u satima kroz dozračenu energiju u grijani prostor i susjedni negrijani. Dobici kroz staklenih računaju se prema modificiranoj formuli. Faktor zasjenjena Fsh,ob od vanjskih prepreka direktnom upadu sunčevog zračenja regulira se kroz parcijalni faktor zasjenjenja.Iskorištenje toplinskih dobitaka funkcija je toplinskog kapaciteta zgrade te je bitno naznačiti masivnost zgrade prilikom izračuna.

Proračun energije za hlađenje

Proračunom se određuje potreban protok zraka u zgradi, potrebna toplinska energija za ventilaciju zgrade, potrebna energija za grijanje i hlađenje, proračun pomoćne energije, proračun ukupno isporučene i primarne energije za grijanje i hlađenje.

Proračun obuhvaća sljedeće podsustave:

podsustav predaje toplinske energije u prostor, uključujući i regulaciju

podsustav razvoda prijenosnika topline i razvoda zraka, uključujući i regulaciju

podsustav proizvodnje toplinske energije, uključujući i spremnik i primarne cjevovode cirkulacije do generatora toplinske energije te regulaciju.

Konačni rezultat proračuna su toplinska energija i odgovarajuća primarna energija potrebne za namirenje zadane korisne toplinske energije.

Potrebna toplinska energija za ventilaciju i klimatizaciju zgrade može se iskazati kao

za razdoblje grijanja:

, in f , , ,Ve V e V e w in H V e m echQ Q Q Q kW h

za razdoblje hlađenja:

, in f , , ,V e V e V e w in C V e m e c hQ Q Q Q k W h

gdje su:

QVe,inf - potrebna toplinska energija radi infiltracije vanjskog zraka [kWh]

QVe,win - potrebna toplinska energija radi prozračivanja otvaranjem prozora [kWh]

QH,Ve,mech - potrebna toplinska energija u sustavu grijanja, ventilacije i klimatizacije za zagrijavanje zraka [kWh]

60

QC,Ve,mech - potrebna toplinska energija u sustavu grijanja, ventilacije i klimatizacije za hlađenje zraka

Proračun potrebne toplinske energije za zagrijavanje zraka provodi se na mjesečnoj ili satnoj razini. Radi specifičnosti procesa proračun potrebne toplinske energije za hlađenje zraka potrebno je provesti prema satnoj metodi za karakterističan dan u mjesecu i temeljem toga dobivene kumulativne vrijednosti potrebne toplinske energije za hlađenje zraka za karakterističan dan u pojedinom mjesecu, mogu se u ostatku proračuna koristiti za razdoblje u predmetnom mjesecu. Ukupno trajanje sezone grijanja i hlađenja određuje se prema normi HRN EN ISO 13790. Toplinska energija na ulazu u pojedini podsustav grijanja i hlađenja računa se kao suma toplinske energije na izlazu iz podsustava, vraćene pomoćne energije u podsustav i toplinskih gubitaka podsustava. Količina protoka zraka u zgradama, tj. potreban broj izmjena zraka uzima se sukladno namjeni prostora prema normativima.

Ttoplinski otpori

Koeficijenti prolaska topline računaju se prema prema HRN EN ISO 6946:2007

U normi HRN EN ISO 6946:2007 iznosi se metoda proračuna toplinskog otpora i koeficijenta prolaska topline građevnih dijelova, ne uzimavši u obzir otvore (vrata, prozore i druge ostakljene elemente), građevne dijelove koji graniče s tlom i elemente za provjetravanje. Temelji se na odgovarajućim projektnim vrijednostima toplinske provodljivosti ili projektnim vrijednostima toplinskih otpora materijala i proizvoda obuhvaćenih proračunom. Primjenjuje se na građevne dijelove koji se sastoje od toplinski homogenih slojeva (koji mogu uključivati slojeve zraka).

Načela Načelo metode proračuna je:

izračunavanje toplinskog otpora svakog toplinski homogenog sloja građevnog dijela

združivanje ovih pojedinačnih otpora kako bi se izračunao ukupni toplinski otpor građevnog dijela, uključujući (gdje dolazi u obzir) utjecaj plošnih otpora prijelaza topline.

Pretpostavlja se da su slojevi zraka homogeni. Vrijednosti toplinskog otpora velikih zračnih slojeva s površinama velike emisivnosti navedene su kao i u drugim slučajevima.

Toplinski otpori slojeva kombiniraju se na sljedeći način:

za građevne dijelove koji se sastoje od toplinski homogenih slojeva, ukupan toplinski otpor izračuna se prema izrazu danom u točki 3.5.1. Algoritma , a koeficijent prolaska topline u skladu s točkom C.4.

za građevne dijelove koji sadrže jedan ili više toplinski nehomogenih slojeva, ukupan toplinski otpor izračuna se u skladu s točkom 3.5.2, a koeficijent prolaska topline u skladu s točkom C.4.

za građevne dijelove koji sadrže sloj sužen na kraju, toplinski otpor i/ili ukupan toplinski otpor izračuna se u skladu s dodatkom C.

61

Konačno, ako je potrebno, koeficijent prolaska topline korigira se u skladu s dodatkom D, da bi se uzeli u obzir učinci slojeva zraka u izolaciji, mehaničkih pričvrsnica koje prolaze kroz izolacijski sloj i oborina na inverznim (obrnutim) krovovima. Tako izračunat koeficijent prolaska topline primjenjuje se između prostora koji se nalaze s obje strane promatranog građevnog dijela, npr. između unutarnjih i vanjskih prostora, dva unutarnja prostora u slučaju unutarnje pregrade, unutarnjeg prostora i negrijanog prostora.

Toplinski mostovi regulirani su normom HRN EN ISO 14683.

Potrošnja neobnovljive primarne energije je ona koja daje informaciju o emisijama CO2 i stvarnim učincima mjera energetske učinkovitosti. Iz toga razloga je izračun potrošnje primarne energije uključen i u sve relevantne propisePrema EPBD-u II ( Direktivi o energetskim svojstvima zgrade)traži se da se energetska svojstva zgrade moraju izraziti na transparentan način i obuhvatiti pokazatelj energetskih svojstava i brojčani pokazatelj uporabe primarne energije, na temelju faktora primarne energije po energentu koji se mogu temeljiti na nacionalnim ili regionalnim godišnjim procijenjenim prosječnim vrijednostima za proizvodnju na licu mjesta.

62

9. ANALIZA Kako bi se u konačnici dobili podatak o potrebnoj energiji za grijanje i hlađenje moguća su dva pristupa.

1. Pojednostavljeni proračun kroz normu HRN EN ISO 13790 i nastavno Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje

2. Balansiranje energetske bilance u prostoriji dinamičkim proračunom Drugi je pristup složen i opširan i nije prikladan za svakodnevnu uporabu u energetskom certificiranju, te se zato u praksi koristi prvi. Bitno je naglasiti da niti jedan od navedenih programa u potpunosti nije prikladan za simulaciju složenih tehničkih sustava zgrada približno nulte potrošnje energije te da bi se u tom slučaju trebao koristiti dinamički simulacijski model i numerička dinamička simulacija. Pregled istraživanja (46) pokazuje analizu odstupanja toplinskih gubitaka i dobitaka kvazistacionarnog proračuna prema normi EN ISO 13790 i prema Trnsys dinamičkoj simulaciji. Analiza je provedena na modelu s jednom toplinskom zonom kroz više mogućih konfiguracija variranjem tlocrtnog oblika, udjela i tipa ostakljenja, sastava zidova, broja izmjena zraka i klimatskih rubnih uvjeta. Provedeni su i uspoređeni proračuni za dva rubna uvjeta postavne temperature: temperaturu zraka zone i operativnu temperaturu zone. Utvrđeno je da način odabira postavne temperature zraka u toplinskoj zoni ima utjecaj na rezultirajuće toplinske gubitke. Najveća odstupanja pokazuje proračun kvazistacionarnom metodom s rubnim uvjetom temperatura zraka zone i niskim stupnjem toplinske izolacije vanjske ovojnice pri čemu ventilacijski gubici ne odstupaju značajno, ali su transmisijski gubici povećani što zbog udjela transmisijskih gubitaka u ukupnoj bilanci dovodi do većih ukupnih gubitaka. Ukoliko se kao rubni uvjet postavi operativna temperatura zone, toplinski gubici odstupaju s povećanjem izolacije, ali unutar 5 %. Načinjena je i usporedba proračun projektnih učinaka termotehničkih sustava zgrade prema ASHRAE metodi s rezultatima EnergyPlus dinamičke simulacije. Autori su zaključili da konvencionalne metode proračuna projektnih učinaka redovito dovode do prekomjerne rezerve i s time povezanih većih investicija u sustav te predlažu pristup dinamičkom simulacijom, kojimće se analizom utjecaja parametara identificirati oni koji

imaju veći utjecaj na projektne učinke uz analizu nesigurnosti dobivenog rješenja. Programi navedeni u ovom radu svoju primjenu imaju u optimiziranju zgrada kako bi se sprovela nacionalna politika smanjenja emisije CO2, potrošnje primarne energije ili pak ukupnih troškova. U tom slučaju najbolje je rješenje koje implementira program KI Expert Plus koji zadaje dinamički satni proračun po normi HRN EN 13790. AX 3000 radi mjerodavan proračun projektiranog toplinskog opterećenja ali problem nastaje prilikom izražavanja godišnje potrebne energije za grijanje i hlađenje. Glavni razlozi su

- Metoda proračuna stupanj dan U Hrvatskoj se, prema Pravilniku o energetskom certificiranju zgrada razlikuju dvije klimatske regije, a to su kontinentalna i primorska, a faktor kojim ih određujemo su stupanj dani grijanja. Za gradove i mjesta sa ili iznad 2200 stupanj dana grijanja godišnje, proračun se vrši prema referentnim klimatskim podacima za kontinentalnu Hrvatsku dok oni s manje stupanj dana spadaju pod primorsku Hrvatsku. Referentni broj stupanj dana grijanja utvrđuje se propisom uz uvjet da je unutarnja temperatura unutar prostora objekta 20 ˚C i da sezona grijanja započinje padom vanjske temperature u tri uzastopna dana ispod 12 ˚C te da sezona grijanja završava porastom vanjske temperature u tri uzastopna dana iznad 12 ˚C. Izračunati propisom, referentni stupanj dani su: -2900 za kontinentalnu Hrvatsku -1600 za primorsku Hrvatsku

63

- Proračun za projektne uvjete Klimatski podaci utvrđuju se prema Prilogu E 18 Tehničkog propisa o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti zgrada (NN 153/2013) kojim su dani između ostalog i broj stupanj dana grijanja SD [Kd/a], broj dana sezone grijanja Z [d], te srednja vanjska temperatura u sezoni grijanja. Proračun za projektne uvjete uzima u obzir najnepovoljniji slučaj i to takav u odnosu na vanjske zadane klimatske uvjete, koji su zadani sa vremenskim korakom od mjeseca. Dani rezultat u kilovatima prikazuje koliko je snage potrebno ljeti i zimi za održavanje unutarnje zadane temperature u odnosu za referentne vanjske klimatske podatke, što nipošto ne odgovara stvarnom energetskom ponašanju zgrade.

- Izračun potrebne energije Do potrebne energije u kilovatsatima se dolazi jednostavnim umnoškom vremena rada u punom pogonu i potrebne energije za grijanje za održavanje projektnih uvjeta.

( )hn n nQ b Q kWh

- Ne uzimaju se u obzir solarni dobici

Iako su predstavljene mane značajne neispravno bi bilo reći da je dani proračun pogrešan već nije samostalno prikladan za energetsko certificiranje. AX 3000 se kao nadogradnja ne koristi samo za BIM softver Allplan već i za softvere AutoCAD i Brickscad te se u tim slučajevima pokazao vrlo koristan kao alat za strojarsku struku za izračun potrebnog toplinskog opterećenja i okvirni prikaz energetskog razreda kao orjentacije.

64

10. ZAKLJUČAK:

Potrošnju energije za grijanje i hlađenje kao i energiju za dimenzioniranje pripadnih strojarskih sustava moguće je odrediti s većom ili manjom preciznosti ovisno o primjeni programa i normi po kojima isti rade.

Kroz analizu građevinske fizike obiteljske kuće u Zagrebu u programu KI Expert plus i AX 3000 kao nadogradnje dostupnog BIM alata, jasna razlika između dobivenih rezultata je u tome što je KI EXPERT plus prikazao potrebnu energiju za grijanje i hlađenje i potrošnju primarne energije prema satnom proračunu prikladnu za detaljnu analizu kakva se zahtjeva od energetskog certificiranja budućnosti. Način na koji je program AX 3000 iskazao isti parametar bazira se na aproksimaciji. Proračun u ovom programu ne daje potrebne podatke kako bi se isključivo kroz ovaj proračun pravila i analizirala energetska bilanca zgrade.

Na temelju predstavljenog područja istraživanja zaključak je da je projektiranje zgrada gotovo nulte energije korištenjem BIM alata tako da zadovolji Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790 moguć jedino kroz dva odvojena koraka. Prvi je izrada BIM modela nakon kojeg će biti dostupna vizualizacija i detaljna geometrija, što svakako štedi vrijeme u proračunu. Drugi korak je ručni unos podataka u jedan od specijaliziranih programa za izračun građevinske fizike koji je usklađen s trenutno važećim Algoritmom za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790.

Konačni je zaključak da je BIM projektranje zgrada gotovo nulte potrošnje energije tek u povojima i da dostupni BIM alat ne daje proračun koji je prihvatljiv sa stajališta zakonske regulative u Hrvatskoj, već je prikladan za okvirnu predodžbu. BIM se može koristiti kao alat za projektiranje konstrukcije i kao pomoć interdisciplinarnoj vizualizaciji.

65

11. LITERATURA: 1. Eastman C, Liston K. BIM Handbook Paul Teicholz Rafael Sacks.

2. BSI. Building information modelling - Information delivery manual - Part 1: Methodology and format. BS ISO 29481-12010. 2010;1:1–34.

3. Gourlis G, Kovacic I. Building Information Modelling for analysis of energy ef fi cient industrial buildings – A case study [Internet]. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Elsevier; 2016. 1-11 p. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.02.009

4. HKIG. Opće smjernice za BIM pristup u graditeljstvu.

5. Rekola M, Kojima J, Mäkeläinen T. Towards Integrated Design and Delivery Solutions: Pinpointed Challenges of Process Change. Archit Eng Des Manag [Internet]. 2010;6(4):264–78. Available from: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.3763/aedm.2010.IDDS4

6. Bazjanac V, Kiviniemi A. Reduction, simplification, translation and interpretation in the exchange of model data. Proc 24th Conf Bringing ITC Knowl to Work [Internet]. 2007;78(Gsa 2003):163–168. Available from: http://cic.vtt.fi/projects/vbe-net/data/2007_Data_Simplification_@_CIB-W78_Maribor.pdf

7. Kovacic I, Oberwinter L, Müller C, Achammer C. The “BIM-sustain” experiment - simulation of BIM-supported multi-disciplinary design. Vis Eng [Internet]. 2013;1(1):1–11. Available from: https://search.proquest.com/docview/1652943935?accountid=26636%0Ahttp://link.periodicos.capes.gov.br/sfxlcl41?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:journal&genre=article&sid=ProQ:ProQ%3Aengineeringjournals&atitle=The+%22BIM-sustain%22+exper

8. Reeves，T.J. Guidelines for Using Building Information Modeling (Bim) for Environmental Analysis of Buildings. 2012;1–134.

9. Standard ISO. ISO 10303-21:2016. Ind Autom Syst Integr -- Prod data Represent Exch -- Part 21 Implement methods Clear text encoding Exch Struct [Internet]. 2016; Available from: http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=63141

10. World Energy Council. World Energy Resources: 2013 survey. World Energy Counc [Internet]. 2013;11. Available from: http://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/Complete_WER_2013_Survey.pdf

11. EIHP. Energija u hrvatskoj 2015. 2014;

12. Delač B. OPTIMIZACIJA ENERGETSKIH SUSTAVA ZGRADA PRIBLIŽNO NULTE ENERGIJE KORIŠTENJEM DINAMIČKIH SIMULACIJA.

13. Ministarstvo zaštite okoliša i energetike. Četvrti nacionalni akcijski plan energetske učinkovitosti za razdoblje 2017.-2019.

14. Cao J, Metzmacher H, O’Donnell J, Frisch J, Bazjanac V, Kobbelt L, et al. Facade geometry generation from low-resolution aerial photographs for building energy modeling. Build Environ [Internet]. 2017;123:601–24. Available from: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0360132317303049

66

15. JeongW, Kim JB, Clayton MJ, Haberl JS Y. A framework to integrate object- oriented physical modelling with building information modelling for building thermal simulation. Build Perform Simul. 2016;

16. Asl MR, Zarrinmehr S, Bergin M YW. BPOpt: a framework for BIM-based performance optimization. Energy Build. :401–12.

17. Welle B, Haymaker J RZ. ThermalOpt: a methodology for automated BIM-based multidisciplinary thermal simulation for use in optimization environments. Build Simul. :293–313.

18. Ahn KU, Kim YJ, Park CS, Kim I LK. BIM interface for full vs. semi-automated building energy simulation. Energy Build. 2014;(68):671–8.

19. Cemesova A, Hopfe CJ MR. PassivBIM: enhancing interoperability between BIM and low energy design software. Autom Constr. 2015;57:17–32.

20. Clarke JA HJ. Integrated building performance simulation: progress, prospects and requirements. Build Environ. (95):294–306.

21. Dong B, Lam KP, Huang YC DG. A comparative study of the IFC and gbXML informational infrastructures for data exchange in computational design support environments. Proc Build Simul. :1530–7.

22. Bahar YN, Pere C, Landrieu J NC. A thermal simulation tool for building and its interoperability through the Building Information Modeling (BIM) platform. Buildings. Buildings. :380–98.

23. IES-VE. ⟨http://www.iesve.com/⟩, [accessed 10.09.17.].

24. EnergyPlus. ⟨https://energyplus.net/⟩, [accessed 10.09.17].

25. eQUEST. ⟨http://www.doe2.com/equest/⟩, [accessed 09.09.17.].

26. ISO 16739 – Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries. International Organization for Standardization; 2013.

27. Ham Y G-FM. Mapping actual thermal properties to building elements in gbXML-based BIM for reliable building energy performance modeling. Autom Constr. 2015;(49):214–24.

28. Moon HJ, Choi MS, Kim SK RS. Case studies for the evaluation of interoperability between a bim based architectural model and building performance analysis programs. Proc 12th Conf Int Build Perform Simul Assoc. 2011;1521–1526.

29. Hitchcock RJ WJ. Transforming ifc architectural view bims for energy simulation. Proc Build Simul. 2011;1089–95.

30. El Asmi E, Robert S, Haas B ZK. A standardized approach to BIM and energy simulation connection. Int J Des Sci Technol. :59–82.

31. JeongW, Kim JB, Clayton MJ, Haberl JS Y. A framework to integrate object- oriented physical modelling with building information modelling for building thermal simulation. J Build Perform Simul. 2016;50–69.

32. O’Donnell JT, Maile T, Rose C, Mrazović N, Morrissey E, Regnier C, et al.

67

Transforming BIM to BEM: Generation of Building Geometry for the NASA Ames Sustainability Base BIM. Bim [Internet]. 2013;(January):26. Available from: http://buildings.lbl.gov/sites/all/files/LBNL-6033E.pdf

33. Kensek K ND. Building Information Modeling: BIM in Current and Future Practice. Hoboken, NJ Willey.

34. Steel J, Drogemuller R TB. Model interoperability in building information modelling. Softw Syst Model. :99–109.

35. Prada-Hernández AV, Rojas-Quintero JS V-BJ. Interoperability of Building Energy Modeling (BEM) with Building Information Modeling (BIM). n Proc SIBRAGEC ELAGEC. :519–526.

36. P. DW. The gap between predicted and measured energy performance of buildings: a framework for investigation. Autom Constr. (41):40–9.

37. Mirakyan A DGR. ties in integrated energy planning. Renew Sustain Energy Rev. (46):60–9.

38. Ascough JC, Maier HR, Ravalico JK SM. Future research challenges for incorporation of uncertainty in environmental and ecological decision- making. Ecol Model. :383–99.

39. Harremoës P MH. Fiction and reality in the modelling world–balance between simplicity and complexity, calibration and identifiability, verification and falsification. Water Sci Technol. 1999;1–8.

40. Morgan MG, Henrion M SM. Uncertainty: A Guide to Dealing With Uncertainty in Quantitative Risk and Policy Analysis. Cambridge Cambridge Univ Press. 1992;

41. Gourlis G, Kovacic I. Building Information Modelling for analysis of energy efficient industrial buildings – A case study. Renew Sustain Energy Rev [Internet]. 2017;68:953–63. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.02.009

42. Bazjanac V. Space Boundary Requirements for Modeling of Building Geometry for Energy and Other Performance Simulation. 27th CIB-W78 Conf. 2010;16–8.

43. Weise, M., Liebich T., See, R., Bazjanac, V., Laine, T., and Welle B. Implementation guide: Space boundaries for energy analysis. 2011;

44. IFC SPACE BOUNDARY TOOL (SBT) https://gaia.lbl.gov/interoperability/SBT/ (Sep.2, 2017).

45. Huaquan Ying and Sanghoon Lee. A Framework for Rule-Based Validation of IFC Space Boundaries for Building Energy Analysis. Comput Civ Eng.

46. Delač B. OPTIMIZACIJA ENERGETSKIH SUSTAVA ZGRADA PRIBLIŽNO NULTE ENERGIJE KORIŠTENJEM DINAMIČKIH SIMULACIJA. Doktorska Disert. 2017;

68

Documents

69(8ý,/,â7( 8 =$*5(%8 *5$ (9,16., )$.8/7(7 %ODåHQD =UQLü … · 2017-09-22 · ï ,=-$9$ 2 ,=9251267, ³,]mdyomxmhp gd mh prm glsorpvnl udg l]yruql uh]xowdw prmhj udgd wh gd vh

69(8ý,/,â7( 8 =$5(%8 5$ (9,16., )$.8/7(7 %ODåHQD =UQLü … · 2017-09-22 · ï ,=-$9$ 2 ,=9251267, ³,]mdyomxmhp gd mh prm glsorpvnl udg l]yruql uh]xowdw prmhj udgd wh gd vh