ضرورت استفاده از مدل‌سازی اطلاعاتی ساختمان در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی

در سالیان اخیرکاهش مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف در صنعت و ساختمان به یکی از دغدغه‌های اصلی مهندسان تبدیل شده است وفعالان بخش ساخت و ساز به دنبال راهکارهای بهینه‌سازی مصرف انرژی هستند. سامانه‌های مدیریت هوشمند ساختمان ( BMS building management system)  ) یکی از مهم‌ترین حوزه‌هایی هستند که در آن می‌توان صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصرف انرژی داشت و مهمترین ابزار فناوری در زمینه مدیریت هوشمند ساختمانها استفاده از  مدل‌سازی اطلاعات ساختمان   (BIMBuilding information modeling) می باشد . استفاده از سیستم‌های BMS باعث می‌شود تمام تجهیزات مکانیکی، الکتریکی و تهویه ساختمان تحت کنترل هوشمند قرار بگیرند و مصرف انرژی ساختمان را به حداقل برسانند . در کنار BMS، مدل‌سازی اطلاعات ساختمان یا همان BIM نیز نقش مهمی را در کاهش مصرف انرژی دارد. 

  BIMبا فراهم‌کردن یک مدل سه‌بعدی هوشمند از ساختمان، امکان تحلیل دقیق نور، گرما، جریان هوا، و حتی مصرف انرژی را قبل از ساخت فراهم می‌کند. این مدل‌ها به طراحان اجازه می‌دهند تا پیش از اجرا، گزینه‌های مختلف طراحی را شبیه‌سازی و بهینه کنند. طراحی مناسب با کمک BIM می‌تواند منجر به کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه‌های نگهداری، و افزایش عمر مفید ساختمان شود. از سوی دیگر، ادغام BIM و BMS این امکان را به وجود می‌آورد که داده‌های واقعی در مدل سه‌بعدی ایجاد شوند و بهینه‌سازی مداوم صورت گیرد. اولین نکته مهم این است که در BIM می‌توان رفتار انرژی ساختمان را قبل از ساخت شبیه‌سازی کرد. این یعنی طراح می‌تواند میزان جذب نور خورشید و وضعیت تابش ار در تمامی مناطق ساختمان کنترل نماید . با استفاده از BIM می‌توان مصالح ساختمانی را هوشمندانه انتخاب کرد. مثلاً اگر بخواهیم دیوارهایی بسازیم که در زمستان گرما را در داخل نگه دارند و در تابستان اجازه ورود گرمای بیرون را ندهند، BIM به ما کمک می‌کند تا از بین چند نوع عایق یا مصالح، بهترین گزینه را انتخاب کنیم. این انتخاب‌ها تأثیر زیادی بر کاهش هزینه‌های گرمایش و سرمایش در طول عمر ساختمان دارد.یکی دیگر از فواید BIM، طراحی بهینه سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی (مثل سیستم سرمایش، گرمایش، تهویه و روشنایی) است. در طراحی سنتی، معمولاً لوله‌کشی‌ها و کابل‌کشی‌ها به‌صورت جداگانه و بدون هماهنگی کامل انجام می‌شوند. اما در BIM، همه‌ی سیستم‌ها در یک مدل واحد طراحی و هماهنگ می‌شوند. این کار باعث می‌شود مسیرها کوتاه‌تر، بازدهی سیستم‌ها بیشتر، و اتلاف انرژی کمتر شود.در ایران نیز استفاده از این فناوری‌ها با وضعیتی نه چندان مطلوب در حال گسترش است، هرچند هنوز هم با چالش‌هایی مانند هزینه‌های نسبتا بالای تجهیزات سخت افزاری ، کمبود متخصص کار آزموده ، و فقدان برنامه های جامع آکادمیک در سطح دانشکاههای کشور مواجه هستیم .روند کلی جهانی نشان می‌دهد که بدون بهره‌گیری از این مدل‌ها، دستیابی به ساختمان‌های کم‌مصرف بسیار دشوار خواهد بود. در کشورهای توسعه یافته دولت‌ها با تدوین آیین‌نامه‌های تشویقی و ارائه تسهیلات، سعی در گسترش استفاده از این فناوری‌ها دارند و تمامی ساختمانهای در دست اجرا با استفاده از این فناوریهای مدلسازی میشوند. آینده ساختمان‌سازی بدون شک در گرو هوشمندسازی و ساخت مدلهای سه بعدی اطلاعاتی است که  بستری مناسب برای تصمیم‌سازی هوشمند در کل چرخه عمر ساختمان را بوجود می آورد.  باید پذیرفت که BMS یک ضرورت برای مدیریت مصرف انرژی است  و اگر بخواهیم با بحران انرژی مقابله کنیم و در بخش عمران و ساختمان به سوی توسعه پایدار گام برداریم  باید این دو فناوری را در مرکز توجه قرار دهیم و در دانشگاهها به صورت جامع آنها را مهندسان جوان آموزش دهیم . بدون این تحول و نگاه جامع به ساخت ، هزینه‌های انرژی در بخشهای ساختمان هر روز بیشتر می‌شود .بنابراین، وقت آن رسیده که همه فعالان صنعت ساخت‌وسازاین دو ابزار را به‌عنوان عناصر اصلی طراحی در برنامه‌های طراحی و اجرایی ساختمان بپذیرد و به نحو مطلوبی از آنها استفاده نمایند. روند طراحی های سنتی به سر آمده است و نقشه های ساده دو بعدی دیگر پاسخ‌گوی نیازهای پیچیده، چند‌وجهی و هماهنگ امروزی در صنعت ساخت‌وساز و معماری نیست. به همین دلیل است که فناوری BIM (مدل‌سازی اطلاعات ساختمان) به سرعت جایگزین روش‌های سنتی می‌شود. برای گسترش BIM در ایران، ابتدا باید نظام مهندسی به عنوان نهاد مرجع، استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان را در ضوابط و آیین‌نامه‌های خود بگنجاند. لازم است مقررات ملی ساختمان به‌روزرسانی شده و بندهای مرتبط با BIM به‌صورت الزام‌آور یا تشویقی در طراحی و نظارت درج شود.

دوره‌های آموزشی و کارگاه‌های تخصصی BIM برای مهندسان در رشته‌های معماری، عمران، تاسیسات و برق برگزار شود تا آشنایی عملی با این فناوری پیدا کنند. همچنین، ایجاد بانک اطلاعاتی پروژه‌های BIM در کشور می‌تواند تجربه‌ها و داده‌ها را تجمیع کرده و به مهندسان کمک کند.در کنار آن، باید مشوق‌هایی برای طراحان و مجریان استفاده‌کننده از BIM مانند امتیازهای بیشتر در رتبه‌بندی، تخفیف‌های مالیاتی یا تسهیل در صدور پروانه در نظر گرفته شود. همکاری میان نظام مهندسی، وزارت راه و شهرسازی، و بخش خصوصی برای تدوین استانداردهای بومی‌شده نیز ضروری است. در نهایت، باید فرهنگ‌سازی در میان کارفرمایان و دستگاه‌های اجرایی صورت گیرد تا مزایای BIM در کاهش هزینه، زمان و افزایش کیفیت پروژه‌ها شناخته شود.