Роботу присвячено аналізу факторів, що впливають на зниження енергоспоживання об’єктів архітектури, та можливості використання потенціалів альтернативних і відновлювальних джерел енергії в регіонах України, а також створенню комплексної графоаналітичної комп’ютерної моделі формування та реалізації енергоактивної будівлі.
Проаналізовано сучасний стан проектування та реалізації енергоактивних об’єктів архітектури в Україні та світі, розкрито поняття енергоефективності та енергоактивності будівель на основі історії їх виникнення та розвитку, розглянуто вже запроектовані та реалізовані об’єкти.
Проведено аналіз рівня проектування та реалізації енергоактивної будівлі, як об’єкта, що ефективно використовує тепло зовнішнього та внутрішнього середовища, є колектором та акумулятором теплової і сонячної енергії, всі елементи якого узгоджені за єдиним принципом – вироблення енергії більше, ніж необхідно будівлі.
Сформовано системне уявлення про відновлювальні джерела енергії та розглянуто основні принципи їх упровадження. Використано концепцію функціональної графіки на основі графічних технологій, для побудови комплексної графоаналітичної моделі дослідження і проектування систем енергозабезпечення об’єктів архітектури на території України та створення раціональної графічної комп’ютерної моделі. З наявних інфографічних засобів відібрано графічні моделі, що поєднують одночасно моделюючу, синтезуючу та технологічну функції (діаграми SANKEY, стовпчикові діаграми, секторальні діаграми).
Побудовано комплексні геометричні моделі ієрархії, розглянуто можливості досягнення скорочення споживання енергії за рахунок використання комбінацій потенціалів енергозберігаючих заходів, визначено методологію розрахунку ефекту від упровадження енергоефективних заходів та оцінки приблизної загальної вартості проекту з підвищення енергоефективності будівлі.
Структура дисертаційного дослідження містить у собі: побудову візуально-матричних, графічних моделей та створення програмного комплексу графоаналітичного моделювання використання нетрадиційних джерел енергії (НДЕ) на регіональному рівні; створення концептуальної, інтерпретаційної та ВІМ-орієнтованої розрахункової моделі енергоактивного будинку (ЕАБ) на об’єктному рівні. Для візуалізації та тестування отриманих моделей, побудовано та протестовано інтегровану модель пошуку оптимальних проектних рішень з використанням графічних SANKEY моделей, стовпчикових та секторіальних діаграм.
Розроблено методику графоаналітичного моделювання та оптимізації переходу до альтернативного енергозабезпечення при проектуванні енергоактивних будівель за критерієм доцільності розміщення ЕАБ та створено програмний комплекс, що використовує ВІМ-технології, і автоматизує та візуалізує процес дослідження прийняття оптимальних рішень енергоспоживання для кожного регіону України.
Для тестування запропонованих графоаналітичних моделей розглянуто комплексну графоаналітичну модель створення енергоактивної будівлі, шляхом термомодернізації п’ятиповерхового будинку та створено комплексну графоаналітичну модель дослідження параметрів енергоефективності висотного житлового будинку.
Значення роботи для науки полягає у розробці комплексного системного уявлення процесу створення енергоактивної будівлі на основі світового досвіду проектування, та дослідженні особливостей застосування засобів геометричного та графічного моделювання у системі ВІМ-ієрархії їх життєвого циклу, починаючи від визначення параметрів енергоефективності району будівництва до проектної реалізації.
Практична цінність одержаних результатів роботи полягає у встановленні інтерактивної залежності між кліматично-енергетичними, архітектурно-конструктивними, інженерно-технологічними та сучасними технологічними рішеннями при проектуванні енергоактивних будівель, у розробці комп’ютерних засобів та графоаналітичних моделей, які у процесі проектування та реалізації дають змогу створити оптимальну комплексну модель об’єкта та зменшити його енергетичні потреби.
Ключові слова: енергоактивна будівля, комплексна графоаналітична модель, ВІМ-орієнтована модель, графічна модель енергоспоживання, відновлювальні джерела енергії, баланс енергоспоживання, потенціал енергії, енергоефективні технології, комплексна інтегрована модель.
