Przemysław Markiewicz-Zahorski

Civilisational development brings new challenges in the discipline of architecture. In order to meet them in architectural and construction design, it is becoming inevitable to introduce the broadly understood BIM standard as widely as possible. New, previously unknown professional specialisations have emerged around the architectural profession.
▶▶ More and more often, the redevelopment and modernisation of existing buildings is performed in the BIM standard, which is why it is necessary to convert existing 2D documentation into a virtual 3D model of a building.
▶▶ Laser rangefinders coupled with appropriate computer software allow the performing of intelligent measurement, which is based on the simultaneous measuring and modelling of a virtual building’s elements.
▶▶ The technologically latest, most accurate, quickest and non-invasive method of gathering data on a building is performed using measurements that employ a laser scanner, which creates a point cloud within a 3D space.
▶▶ The creation of object libraries which represent specific commercial products for the most popular computer aided design programs has become one of the most dynamically developing specialisations surrounding the architectural profession.
▶▶ The possibility of presenting a design using an interactive multimedia presentation broadens the capabilities of using it in ways that are different from the traditional manner. The new specialisations that are emerging in association with technological progress around the architectural profession broaden the traditionally understood market for architectural services. The subject of design in the BIM standard and the new specialisations should be introduced into the curriculum of architecture students as quickly and as broadly as possible.

Dzięki wielu korzyściom płynącym z wdrażania najnowszych technologii informatycznych do architektury i budownictwa BIM nieuchronnie staje się standardem nowoczesnego projektowania. Technologia BIM dotyczy również etapu inwentaryzacji budynków.

Kolejność prac przy inwentaryzacji w standardzie BIM na podstawie skanowania laserowego jest następująca: Pierwszą czyn­nością są pomiary tachimetryczne. Następnie w wyniku skanowania laserowego uzyskujemy tzw. chmury punktów, z których generowane są tzw. ortofotoplany. Na ich podstawie budowany jest wirtualny model budynku. Po naniesieniu wymiarowania i opisów z modelu 3D (4D+5D) można wygenerować rzuty, przekroje i elewacje oraz różnego typu zestawienia.

First step in the direction of a „smart project”—the surveying of the extant state of a building in the BIM standard

Abstract

Thanks to the numerous benefits gained from the implementation of the latest information technologies in architecture and construction, BIM is unavoidably becoming the standard of modern design. BIM Technology also applies to the stage of surveying a building.

The sequence of work when surveying a building in the BIM standard on the basis of laser scanning is as follows: The first task to be performed is tachymetric measurement. Afterwards, as a result of laser scanning, we obtain so-called point clouds, from which so-called orthophotoplans are generated. Based on these plans, a virtual model of a building is generated. After applying dimensions and annotation from the 3D (4D+5D) model, we can generate floor plans, cross-sections and eleva­tions, as well as various types of schedules.

Orientacja budynku względem stron świata wpływa na czas nasłonecznienia wnętrz, a co za tym idzie na poziom zysków słonecznych i zużycie energii końcowej na ogrzewanie. Minimalną i maksymalną dopuszczalną powierzchnię okien w budynku określają odpowiednie przepisy Prawa Budowlanego. W przepisach tych nie ma jednak odrębnych zaleceń, dotyczących wielkości przeszkleń dla budynków energooszczędnych. Tymczasem rekomendowany sposób projektowania okien w budynkach energooszczędnych różni się od projektowania okien w budynkach normatywnych. Okna pełnią w nich szczególnie ważną rolę, ponieważ wprowadzenie światła dziennego do budynku poprzez okna jest najprostszą formą biernego pozyskiwania energii z promieniowania słonecznego. Zgodnie z przepisami, okna, drzwi balkonowe i drzwi zewnętrzne muszą spełniać wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej, a więc posiadać odpowiednią konstrukcję. Istotny jest też sposób ich montażu w ościeżach ściany i odpowiednie usytuowanie ościeżnic okiennych w stosunku do warstw struktury ściany zewnętrznej (konstrukcyjnego rdzenia i warstwy termoizolacyjnej). W budynkach energooszczędnych o dużej powierzchni okien od strony południowej w okresie letnim może wystąpić problem przegrzewania wnętrz. W celu zachowania komfortu cieplnego w okresie letnim zalecane jest więc stosowanie przeciwsłonecznych urządzeń zacieniających. Wszystkie przyjęte rozwiązania projektowe w zakresie doboru okien w budynkach energooszczędnych powinny być zweryfikowane odpowiednimi analizami energetycznymi.

The influence of the orientation of a building in relation to the cardinal directions, the surface area of its glazing and the structure of windows and their method of fitting on the final energy consumption of heating in energy efficient buildings

The orientation of a building in relation to the cardinal directions influences the amount of time during which its interiors are illuminated and, as a result, on the level of solar heat gains and the final energy consumption of heating. The minimum and maximum surface area of windows that a building can have is regulated through appropriate regulations of Construction Law. These regulations, however, do not provide separate guidelines regarding the amount of surface area of glazing for energy efficient buildings. Meanwhile, the recommended manner of designing windows in energy efficient buildings differs from the manner of designing them for normative buildings. Windows play a particularly important part in them, as the introduction of sunlight into a building is the simplest form of passively obtaining energy from solar radiation. According to the regulations, windows, balcony doors and external doors need to meet specific requirements regarding thermal insulation, and, as a result, need to be constructed in a particular way. The manner in which they are fitted into the opening in the wall and the proper montage of window jambs in relation to the structural layers of an external wall (its structural core and the thermal insulation layer) is also important.
Energy efficient buildings with large glazed surfaces from the southern side can suffer from interior overheating. In order to preserve thermal comfort during the summer season, it is advised to use shading mechanisms.
All of the design solutions regarding window selection for energy efficient buildings need to be verified through the use of appropriate energy analyses.

Aktualnie powszechnie stosowane tradycyjne standardy projektowania architektoniczno-budowlanego powinny być radykalnie zmodyfikowane i dostosowane do współczesnych potrzeb.

• SMART PROJECT – we współczesnym warsztacie architekta dokonuje się rewolucja informatyczna, związana z wprowadzaniem do powszechnego użytku nowych narzędzi wspomagających projektowanie w standardzie BIM, które umożliwiają budowę wirtualnego modelu budynku, połączonego z olbrzymią bazą danych, która parametryzuje wszystkie zastosowane materiały budowlane, technologie i wyposażenie techniczne budynku. Z wirtualnym projektem można powiązać parametry klimatyczne dla konkretnej lokalizacji geograficznej, a z drugiej strony parametry użytkowe dla poszczególnych pomieszczeń.

• SMART BUILDING – w całym sektorze budownictwa radykalnie zwiększane są wymagania związane z energooszczędnością. W najbliższych latach ma to doprowadzić do osiągnięcia standardu tzw. „budynków nieomal zero-energetycznych”. Budynki o tak wysokiej efektywności energetycznej będą musiały być wyposażone w cały szereg innowacyjnych rozwiązań architektoniczno-budowlano- instalacyjnych, które znacznie się różnią od dotychczas stosowanych rozwiązań typowych.

“Smart project & building” – BIM-standard design of energy efficient buildings

Abstract

The current, widely used traditional standards of architectural and construction design should be radically modified and adapted to modern needs. • SMART PROJECT – There is currently an information technology-based revolution happening in the modern architectural toolset, associated with introducing new BIM-standard digital design support tools into common use. These tools make it possible to create a virtual model of a building, linked to an immense database that parameterises all the implemented construction materials, technologies and building services of a building. The virtual design can be linked to climate parameters of a specific geographic location on the one hand, as well as occupancy parameters for each room on the other. • SMART BUILDING – Energy efficiency requirements are radically increasing across the entire construction sector. This is meant to lead to achieving the „near-zero energy building” standard in the next few years. Buildings that feature such a high energy effectiveness will have to include an entire array of innovative architectural, structural and building services solutions that significantly differ from the typical ones in use today.