Функциональное моделирование жизненного цикла энергоэффективных зданий

Немногие из нас задумываются о том, что современные энерогоэффективные здания можно представить не только как энергетические, но и как информационные системы. Между тем, энергосбережение опирается именно на мониторинг и учет. Каким образом можно описывать и моделировать все процессы жизненного цикла энергоэффективного здания?
Зачем нужно моделирование?
Для того чтобы создать энергоэффективное здание, необходимо разработать проект, объединяющий архитектурно-компановочные, конструктивные и инженерные решения, определяющие класс энергоэффективности здания, и контролировать их не только на стадии эксплуатации, но и во время строительства, т.е. необходимо построить полноценные и функциональные информационные модели.
Необходимость данного моделирования обусловлена все возрастающей сложностью как самих зданий, так и обязательных требований к ним – соответствовать высокому уровню энергоэффективности на всех стадиях жизненного цикла, от проектирования до эксплуатации.
Существующие в настоящее время технологии моделирования зданий имеют два направления:
— параметрическое моделирование, при котором создается «картинка» здания (планы, разрезы, 3D модель и т.д.);
— информационное моделирование к проекту здания добавляется и постоянно обновляется информационная база данных о применяемых конструкциях и строительных материалах, инженерном оборудовании и т.д.
Однако данные технологии моделирования позволяют правильно создать проект, но с их помощью невозможно управлять важнейшими характеристиками зданий: энергоэффективностью, безопасностью, микроклиматом. В российской системе организации строительного производства, к сожалению, сложилась практика, когда сначала пишутся регламенты и инструкции, а затем производится долгая работа по устранению несоответствий между ними.
Хотя гораздо эффективнее с позиций процессного подхода описать цели процесса и в ходе декомпозиции процессов выявить взаимосвязи между ними, а с помощью инструкций и регламентов обеспечить достижение целей. Получается, что у нас существуют регламенты для отдельных процессов и целью каждого процесса является соблюдение регламентов, т.е. процессы существуют не для достижения общей цели, а сами для себя.
Основой управления процессами  жизненного цикла здания, управления его энергоэффектиностью является функциональное моделирование.
Кто в это заинтересован?
В первую очередь, функциональные модели нужны заказчикам: собственникам зданий, инвесторам, девелоперам, заинтересованным в том, чтобы мотивировать проектировщиков, строителей и эксплуатирующих организаций к достижению зданиями необходимого уровня энергоэффективности.
Являясь единым центром ответственности за здание, заказчик обязан в рамках существующего законодательства обеспечивать преемственность показателей энергоэффективности зданий на всех стадиях жизненного цикла. Это возможно только при правильной организации процессов проектирования, строительства и эксплуатации зданий.
Кроме этого, функциональные модели необходимы проектным, строительным и эксплуатирующим  организациям для эффективной организации бизнес-процессов. Анализа «узких мест» в управлении, оптимизации общей схемы бизнеса, проведении реинжиниринга.
Для этого сначала необходимо построить функциональную модель.
Инструменты построения функциональных моделей
В настоящее время для построения функциональных моделей существует мощный набор технологий, а именно:
— IDEF0-методология функционального моделирования. С помощью наглядного графического языка IDEF0 изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков). IDEF0 позволяет производить стоимостной анализ затрат на процессы и минимизировать их, что крайне важно для инвестора;
— IDEF0-технология сбора данных, необходимых для проведения структурного анализа системы, дополняющая технологию IDEF0. С помощью этой технологии возможно уточнить картину процесса, привлекая внимание аналитика к очередности выполнения функций и процессов в целом. Логика этой технологии позволяет строить и анализировать альтернативные сценарии развития изучаемых процессов;
— DFD (Data Flow Diagram) – структурный анализ потоков данных. Диаграммы DFD позволяют описать процесс обмена информацией между элементами изучаемой системы. DFD отображает источники и адресаты данных, идентифицирует процессы и группы данных, связывающие в потоки одну функцию с другой, а также, что важно, определяет накопители (хранилища) данных, которые используются в исследуемом процессе.
Данные технологии широко используются западными и продвинутыми российскими менеджерами для моделирования бизнес-процессов организаций. Их можно и нужно применять для моделирования процессов жизненного цикла зданий, т.к. на всех стадиях создаются информационные, материальные и финансовые потоки.
Функциональное моделирование позволяет минимизировать затраты на создание и эксплуатацию зданий, организовать работу проектировщиков, подрядчиков и эксплуатирующих организаций. С их помощью можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах.
Алгоритм построения функциональной модели
На базе ИГАСУ была выполнена работа по построению функциональной модели здания . На начальном этапе была создана модель процесса «как есть» (AS-IS). С помощью наглядного графического языка жизненный цикл здания представляется в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков). После этого анализ модели позволит ее оптимизировать построить модель «как будет» (TO-BE) – модели идеальной организации жизненного цикла энергоэффективных зданий.
Процесс моделирования начинается с определения контекста, т.е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта моделирования, цели и точки зрения на модель. Контекстная диаграмма называется А0 (рис.) Стрелки на этой диаграмме отображают связи объекта моделирования с окружающей средой.
Представленная на рис. контекстная диаграмма является начальным этапом моделирования. Дальнейшее построение модели зависит:
— от поставленных целей (достижение уровня энергоэффективности, снижение затрат на создание эксплуатацию здания);
— типа здания (коммерческое, общественное, жилое, производственное);
-конкретных условий создания здания, эксплуатации или реконструкции.
Построенная модель дает ответы на широкий круг вопросов, интересующих заказчика-инвестора-собственника, в частности:
— Каковы задачи заказчика-инвестора при создании здания?
— Каковы задачи менеджеров?
— Кто контролирует процессы проектирования, строительства и эксплуатации здания?
— Как оптимизировать процессы создания здания?
— Какова стоимость каждого процесса?
— Как минимизировать затраты на создание здания?
Таким образом. Создаваемая функциональная модель позволяет наглядно представить и скоординировать процессы жизненного цикла энергоэффективных зданий, проанализировать реальность выполнения требований законодательства, определить и оптимизировать величину необходимых затрат на достижение требуемого уровня энергоэффективности и обеспечить преемственность показателей энергоэффективности зданий на всех стадиях жизненного цикла.
Созданная и внедренная в проектной, строительной или эксплуатирующей организациях, модель позволит оптимизировать бизнес-процессы, согласовать работу менеджеров и отделов, организовать эффективную структуру управления. Только применяя функциональное моделирование. Основанное на системном подходе к организации процессов, возможно добиться достижения целей объекта исследования, будь то оптимизация потребления ресурсов, достижение максимальной прибыли, обеспечение безопасности или иные цели.

Л.А. Опарина, канд. Эк. Наук, Ивановский государственный архитектурно-строительный университет. Журнал Энергосбережение, 2011, № 7, стр. 69.

По вопросам членства в СРО Энергоаудиторов и получения допуска к проведению энергоаудита обращайтесь:
НП СРО «Межрегиональный союз энергоаудиторов «ИМПУЛЬС»
125310, г. Москва, ул. Митинская, д. 55, стр. 1, офис 58
Телефон СРО +7 (495) 943-14-48;     Факс СРО +7 (495) 759-55-36.
Наше СРО Энергоаудиторов работает со всеми регионами России.