Artėjant naujiems ES reikalavimams, KTU tyrėjai siūlo skaitmeninių pastato modelių vertinimo metodą

Po kelių dešimtmečių keičiant pastato fasadą gali paaiškėti, kad jo plokštės dar tinkamos ir gali būti panaudotos kito pastato apdailai. Tačiau ar pavyks jas nuimti nepažeistas? Ar bus žinoma, kas jas pagamino ir iš kokių medžiagų jos sudarytos? Jei atsakymų į šiuos klausimus niekas neišsaugojo, net ir vertingi pastato elementai gali tapti atliekomis.

Žinoti, iš ko pastatas sudarytas, svarbu ne tik planuojant jo dalių panaudojimą ateityje, bet ir vertinant poveikį klimatui. Šis klausimas tampa vis aktualesnis – Europos Sąjunga siekia, kad iki 2050 m. pastatai taptų netaršūs ir naudotų mažiau energijos.

Pagal Pastatų energinio naudingumo direktyvą, nuo 2028 m. viso gyvavimo ciklo anglies pėdsaką reikės skaičiuoti naujiems pastatams, kurių naudingasis plotas viršija 1 000 kv. metrų, o nuo 2030 m. – visiems naujiems pastatams. Šis rodiklis bus nurodomas energinio naudingumo sertifikate.

Anglies pėdsako vertinimui reikalingus duomenis galima surinkti iš įvairių šaltinių. Vienas jų – skaitmeninis pastato modelis, jei toks yra sukurtas. Tačiau vien modelio turėti nepakanka – svarbu, kokie duomenys jame sukaupti ir ar jų pakanka konkrečiam vertinimui. Kauno technologijos universiteto (KTU) doktorantas Manvydas Mikulėnas, vadovaujamas prof. dr. Linos Šeduikytės, tiria, ar skaitmeniniuose pastatų modeliuose sukauptų duomenų pakanka viso gyvavimo ciklo anglies pėdsakui ir žiediškumui vertinti. Tyrimo metu sukurtas prototipas, padedantis nustatyti modelio duomenų spragas. Trūkstama informacija jau dabar apsunkina poveikio klimatui skaičiavimą, o ateityje gali sutrukdyti pastato dalis panaudoti dar kartą.

Kai trūksta duomenų, tenka remtis prielaidomis

Viso pastato gyvavimo ciklo anglies pėdsako vertinimas apima ne tik energijos vartojimą pastato naudojimo metu. Atsižvelgiama ir į statybinių medžiagų gamybą bei transportavimą, statybos darbus, pastato priežiūrą, o galiausiai – jo griovimą ir atliekų tvarkymą. Patikimi duomenys leidžia nustatyti, kurios medžiagos ar konstrukcijos sudaro didžiausią poveikio dalį, ir palyginti alternatyvas.

„Skaičiavimo rezultatas gali būti tik tiek patikimas, kiek patikimi yra jam naudojami duomenys. Todėl svarbu ne tik turėti skaitmeninį pastato modelį, bet ir suprasti, kokios informacijos jame trūksta ir kur tenka remtis papildomais šaltiniais ar prielaidomis“, – pabrėžia L. Šeduikytė.

Pasak tyrėjų, galimybė išgauti elementų kiekius dar nereiškia, kad kartu bus aiškiai nurodytos medžiagos ar kitos pastato anglies pėdsako vertinimui reikalingos savybės.

„Kitaip tariant, galima turėti skaičių, bet neturėti informacijos, ką tiksliai jis apibūdina ir su kokia medžiaga jį susieti skaičiuojant poveikį klimatui“, – aiškina KTU doktorantas Manvydas Mikulėnas.

Tokiu atveju specialistui tenka ieškoti informacijos brėžiniuose, techniniuose aprašymuose ar kreiptis į projektuotoją. Tai užtrunka, o jei duomenų surasti nepavyksta, vertinant tenka remtis prielaidomis.

Duomenų skirtumų gali atsirasti ir perduodant modelį tarp programų. Įtakos turi eksporto nustatymai bei modelius rengusių žmonių pasirinkimai, todėl tyrėjai nagrinėtu atveju skirtumų negalėjo priskirti vien programinei įrangai.

„Jeigu vertindami poveikį klimatui iš skirtingų to paties pastato modelių failų gauname skirtingus medžiagų kiekius, gali skirtis ir apskaičiuotas rezultatas“, – sako M. Mikulėnas.

Prototipas padeda greičiau rasti reikiamą informaciją

Kad specialistas prieš pradėdamas vertinimą žinotų, kokiais duomenimis gali remtis, KTU tyrėjai sukūrė skaitmeninio modelio tikrinimo prototipą. Jis analizuoja IFC formato failą – pastato modelį, skirtą informacijai perduoti tarp skirtingų programų.

Įrankis tikrina, ar pateikti elementams atpažinti reikalingi duomenys, kaip aprašyta jų geometrija, kiekiai, medžiagos, kitos savybės ir jungtys, ar yra nuorodų į dokumentaciją ir kokią informaciją galima išgauti tolesnei analizei. Rezultatai suskirstomi pagal pastato elementų kategorijas, todėl galima matyti, kurioms jų trūksta vertinimui reikalingos informacijos.

„Vis dėlto įrašo buvimas dar negarantuoja jo teisingumo – tam reikia atskiro patikrinimo“, – pažymi M. Mikulėnas.

Kad pastato dalys nevirstų atliekomis

Kita tyrimo metu išryškėjusi spraga – informacijos, reikalingos pastato dalių išardymui ir pakartotiniam panaudojimui įvertinti, trūkumas. „Informacijos apie jungtis ir išardymą nagrinėtuose skaitmeniniuose modeliuose beveik nebuvo“, – atskleidžia M. Mikulėnas. Tai nereiškia, kad pačių elementų neįmanoma panaudoti dar kartą, tačiau vien šių duomenų tokiam vertinimui nepakaktų.

Norint pastato dalį panaudoti kitur, svarbu žinoti, kaip ji pritvirtinta, ar jungtys pasiekiamos ir kokia seka elementą galima išimti.

„Ta pati plokštė, pritvirtinta pasiekiamais varžtais arba priklijuota prie pagrindo, gali turėti labai skirtingas išardymo galimybes“, – pateikia pavyzdį doktorantas.

Nežinant jungimo būdo, jį tenka nustatyti vietoje: apžiūrėti konstrukcijas, atidengti jungtis ir išsiaiškinti darbų seką. Tai didina sąnaudas ir riziką pažeisti elementus. Dėl sudėtingesnio planavimo net tinkamų pastato dalių panaudojimo galimybės gali likti neišnaudotos.

„Jeigu norime pastatą ateityje vertinti kaip galimą medžiagų ir komponentų šaltinį, neužtenka žinoti, kas jame yra. Turime žinoti ir tai, ar tuos elementus bus įmanoma saugiai išardyti, įvertinti ir panaudoti dar kartą“, – sako L. Šeduikytė.

Todėl jau dabar verta kaupti gaminių ir jų gamintojų duomenis, techninius dokumentus, informaciją apie jungtis, numatomą tarnavimo laiką, priežiūrą bei remontą. Šie įrašai nepakeistų fizinės būklės patikros, tačiau padėtų nuspręsti, ką verta tikrinti ir kokias panaudojimo galimybes svarstyti.

Informacija turėtų keistis kartu su pastatu. Pasak M. Mikulėno, modelyje svarbu išsaugoti pakeitimų istoriją: kas buvo suprojektuota, kas iš tiesų pastatyta ir kas vėliau pakeista – kada, kieno ir kokiu pagrindu. Taip po kelių dešimtmečių specialistui nereikėtų remtis vien pirminiu projektu, kuris gali nebeatspindėti tikrosios pastato būklės.

Kad šie duomenys išliktų naudingi, juos reikėtų išsaugoti taip, kad būtų galima perskaityti pasikeitus programoms. Taip pat būtina sutarti, kas informaciją atnaujins ir kaip ši atsakomybė bus perduodama keičiantis savininkams ar prižiūrėtojams.

„Be priežiūros net labai detalus modelis ilgainiui gali nebeatitikti tikrosios pastato būklės“, – primena KTU doktorantas.

Mokslinį straipsnį „Multi-Level IFC Exchange-Readiness Assessment Framework for Whole Life Carbon Inventory Preparation and Circularity Observability: Prototype and First Findings“ galima rasti čia.