<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">42301</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2021-9-1-41-45</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.13.12 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ (СТРОИТЕЛЬСТВО)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.13.12 SYSTEMS OF AUTOMATION OF DESIGNING (CONSTRUCTION)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.13.12 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ (СТРОИТЕЛЬСТВО)</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">USE OF GRAPHS IN THE DIGITAL MODEL OF A BUILDING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАФОВ В ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ЗДАНИЯ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Китайцева</surname>
       <given-names>Елена Халиловна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kitayceva</surname>
       <given-names>Elena Halilovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>KitaytsevaEH@mgsu.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Петухов</surname>
       <given-names>Игорь Максимович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Petukhov</surname>
       <given-names>Igor M.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>gary98@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Московский государственный строительный университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Moscow State University of Civil Engineering </institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>9</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>41</fpage>
   <lpage>45</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://riorpub.com/en/nauka/article/42301/view">https://riorpub.com/en/nauka/article/42301/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В настоящее время цифровизация объектов строительства становится реальностью. В практику проектирования внедряется энергетическая модель здания (BEM), не позволяющая напрямую решать задачи проектирования инженерных систем здания. Существует разрыв в подходах к построению цифровой информационной модели здания. С одной стороны - максимальное использование информации цифровой модели при проведении конструктивных расчетов. С другой стороны - упрощение математических моделей для решения задач, связанных с проектированием инженерных систем. Многие важные задачи проектирования и эксплуатации инженерных систем не решаются в связке с помещениями здания. Предлагается использовать представление здания в виде графа, что позволит решать задачи проектирования и эксплуатации инженерных систем корректно. Большая часть необходимой информации уже присутствует в информационной модели здания и может быть извлечена из нее автоматически. В качестве примера преобразования информации цифровой модели была выбрана задача определения теплопотерь помещений. Эта задача является обязательной составной частью любого проекта. Существующие программные продукты не позволяют автоматически определять размеры ограждающих конструкций помещения, которые необходимы для решения задачи, и не учитывают взаимного расположения помещений. Эти при-чины определяют необходимость разработки приложения. &#13;
Материалы и методы: Для решения задач проектирования и эксплуатации инженерных систем здания предлагается использовать топологическую модель здания, представляющую собой связный граф, компонентами которого являются базовый подграф, описывающий связи помещений здания и подграфы инженерных систем. Представлена структура данных и алгоритм для формирования базового подграфа здания по цифровой модели здания.&#13;
Результаты: Программное приложение, реализующее предложенный алгоритм, было апробировано на расчете теплопотерь помещений здания. В качестве объекта эксперимента использовалась цифровая модель 10 этажного жилого здания. В результате эксперимента было выявлено сокращение времени, необходимого для подготовки исходной информации и для проведения расчета, с 8 часов до 20 минут.&#13;
Выводы: Учет взаимного расположения помещений здания и систем жизнеобеспечения в топологической модели здания позволяет решать проблемы экологической и пожарной безопасности, оптимизации конструкторских решений систем приточной, вытяжной, противодымной вентиляции и  других задач. Разработанный программный модуль, предназначенный для расчета теплопотерь помещений, - первый шаг в разработке программных продуктов, использующих цифровую модель здания в качестве исходной информации для построения топологической модели.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Currently, the digitalization of construction projects is becoming a reality. The energy model of a build-ing (BEM) is being introduced into the design practice, which does not allow directly solving the prob-lems of designing engineering systems of a building. There is a gap in approaches to building a digital building information model. On the one hand, there is the maximum use of information from the digital model during design calculations. On the other hand, there is a simplification of mathematical models for solving problems related to the design of engineering systems. Many important tasks of design and op-eration of engineering systems are not solved in conjunction with the premises of the building. It is pro-posed to use the representation of the building as a graph, which will allow you to solve the problems of design and operation of engineering systems correctly. Most of the necessary information is already pre-sent in the building information model and can be extracted from it automatically. As an example of con-verting information from a digital model, the problem of determining the heat loss of premises was cho-sen. This task is a mandatory part of any project. Existing software products do not allow you to automat-ically determine the dimensions of the enclosing structures of the room that are necessary for solving the problem, and do not take into account the relative location of the premises. These reasons determine the need to develop the application.&#13;
Materials and methods: To solve the problems of design and operation of engineering systems of a building, it is proposed to use a topological model of a building, which is a connected graph, the compo-nents of which are a base subgraph describing the connections between the premises of the building and subgraphs of engineering systems. The data structure and algorithm for forming a basic building sub-graph based on a digital building model are presented&#13;
Results: The software application that implements the proposed algorithm was tested on the calculation of heat loss in the premises of a building. A 3D model of a 10-storey residential building was used as the object of the experiment. As a result of the experiment, a reduction in the time required for the prepara-tion of the initial information and for the calculation was revealed from 8 hours to 20 minutes..&#13;
Conclusions: Taking into account the relative location of building premises and life support systems in the topological model of the building allows solving problems of environmental and fire safety, optimiz-ing design solutions for supply, exhaust, smoke ventilation systems and other tasks. The developed soft-ware module designed for calculating the heat loss of premises is the first step in the development of software products that use a digital model of a building as the initial information for building a topologi-cal model.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>информационная модель здания</kwd>
    <kwd>инженерные системы</kwd>
    <kwd>граф</kwd>
    <kwd>алгоритм</kwd>
    <kwd>теплопотери помещений</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>building information model</kwd>
    <kwd>engineering systems</kwd>
    <kwd>graph</kwd>
    <kwd>algorithm</kwd>
    <kwd>heat loss of premises</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каракозова И.В., Малыха Г.Г., Павлов А.С., Панин А.С., Теслер Н.Д. Исследование подготовительных работ для использования BIM-технологий на примере проектирования медицинских организаций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 1. С. 100-111. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.1.100-111</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karakozova I.V., Malyha G.G., Pavlov A.S., Panin A.S., Tesler N.D. Issledovanie podgotovitel'nyh rabot dlya ispol'zovaniya BIM-tehnologiy na primere proektirovaniya medicinskih organizaciy // Vestnik MGSU. 2020. T. 15. Vyp. 1. S. 100-111. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.1.100-111</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Абакумов Р. Г., Наумов А.Е., Зобова А. Г. Преимущества, инструменты и эффективность внедрения технологий информационного моделирования в строительстве // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. Т. 5. С. 171-181. DOI: 10.12737/article_590878fb8be5f0.72456616</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Abakumov R. G., Naumov A.E., Zobova A. G. Preimuschestva, instrumenty i effektivnost' vnedreniya tehnologiy informacionnogo modelirovaniya v stroitel'stve // Vestnik BGTU im. V.G. Shuhova. 2017. T. 5. S. 171-181. DOI: 10.12737/article_590878fb8be5f0.72456616</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Понкин И.В., Куприяновский В.П., Редькина А.И., Семенова Е.М., Понкин Д.И., О.В. Гринько О.В. К вопросу о содержа-нии понятия и особенностях онтологии энергетического интернета и его правового и технологического образов // International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 8. Вып. 7. С. 87-93</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ponkin I.V., Kupriyanovskiy V.P., Red'kina A.I., Semenova E.M., Ponkin D.I., O.V. Grin'ko O.V. K voprosu o soderzha-nii ponyatiya i osobennostyah ontologii energeticheskogo interneta i ego pravovogo i tehnologicheskogo obrazov // International Journal of Open Information Technologies. 2019. T. 8. Vyp. 7. S. 87-93</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Климов А.А., Куприяновский В.П., Гринько О.В., Покусаев О.Н.К вопросу обратного инжиниринга - путь от бумаги до цифровых онтологических правил для образовательных технологий //International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 9. Вып. 7. С. 82-91.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Klimov A.A., Kupriyanovskiy V.P., Grin'ko O.V., Pokusaev O.N.K voprosu obratnogo inzhiniringa - put' ot bumagi do cifrovyh ontologicheskih pravil dlya obrazovatel'nyh tehnologiy //International Journal of Open Information Technologies. 2019. T. 9. Vyp. 7. S. 82-91.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Волокитин Ю.И., Куприяновский В.П., Гринько О.В., Покусаев О.Н., Синягов С.А. Проблемы цифровой экономики и формализованные онтологии // International Journal of Open Information Technologies. 2018. Т. 6. Вып. 6. С. 87-96.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Volokitin Yu.I., Kupriyanovskiy V.P., Grin'ko O.V., Pokusaev O.N., Sinyagov S.A. Problemy cifrovoy ekonomiki i formalizovannye ontologii // International Journal of Open Information Technologies. 2018. T. 6. Vyp. 6. S. 87-96.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Марьясин О.Ю. Разработка онтологий для цифрового двойника здания // Онтология проектирования. 2019. Т.9, Т. 4. Вып. 34. С.480-495. - DOI:10.18287/2223-9537-2019-9-4-480-495.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mar'yasin O.Yu. Razrabotka ontologiy dlya cifrovogo dvoynika zdaniya // Ontologiya proektirovaniya. 2019. T.9, T. 4. Vyp. 34. S.480-495. - DOI:10.18287/2223-9537-2019-9-4-480-495.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ковалёв С.П., Проектирование информационного обеспечения цифровых двойников энергетических систем // Системы и средства информатики, 2020. Т. 30. Вып. 1 С. 66-81</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kovalev S.P., Proektirovanie informacionnogo obespecheniya cifrovyh dvoynikov energeticheskih sistem // Sistemy i sredstva informatiki, 2020. T. 30. Vyp. 1 S. 66-81</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Селютина Л.Г. Системный подход к решению задач в сфере проектирования и управления строительством // KANT . 2015. Т. 2. Вып. 15. С. 71-72.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Selyutina L.G. Sistemnyy podhod k resheniyu zadach v sfere proektirovaniya i upravleniya stroitel'stvom // KANT . 2015. T. 2. Vyp. 15. S. 71-72.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Марьясин О.Ю., Огарков А.А. Имитационное моделирование и оптимизации электропотребления офисного здания // ИММОД-2017, 18-20 октября, Санкт-Петербург. С. 480-484.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mar'yasin O.Yu., Ogarkov A.A. Imitacionnoe modelirovanie i optimizacii elektropotrebleniya ofisnogo zdaniya // IMMOD-2017, 18-20 oktyabrya, Sankt-Peterburg. S. 480-484.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Колодкина А.С, Марьясин О.Ю., Огарков А.А, Оптимальное управление энергопотреблением и микроклиматом больших многозонных зданий // Управление большими системами: Сборник трудов. Вып. 75. 2018. С. 146-169</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kolodkina A.S, Mar'yasin O.Yu., Ogarkov A.A, Optimal'noe upravlenie energopotrebleniem i mikroklimatom bol'shih mnogozonnyh zdaniy // Upravlenie bol'shimi sistemami: Sbornik trudov. Vyp. 75. 2018. S. 146-169</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Марьясин О.Ю., Колодкина А.С., Огарков А.А. Компьютерное моделирование «Интеллектуального здания» // Моделирование и анализ информационных систем. 2016. Т. 23. Вып. 4. С. 427-439.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mar'yasin O.Yu., Kolodkina A.S., Ogarkov A.A. Komp'yuternoe modelirovanie «Intellektual'nogo zdaniya» // Modelirovanie i analiz informacionnyh sistem. 2016. T. 23. Vyp. 4. S. 427-439.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Данилин А.Н., Комяк В.В., Кязимов К.Т. Математические модели оптимизации выбора технических средств и их место-положений для эвакуации из высотных зданий // Вестник ХНТУ. 2015. Т. 3. Вып. 54. С. 565-569</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Danilin A.N., Komyak V.V., Kyazimov K.T. Matematicheskie modeli optimizacii vybora tehnicheskih sredstv i ih mesto-polozheniy dlya evakuacii iz vysotnyh zdaniy // Vestnik HNTU. 2015. T. 3. Vyp. 54. S. 565-569</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Соболь А.Н., Панкратов А.В., Комяк В.В. Подход к решению задачи 2D упаковки с трассировкой на примере построения оптимального плана эвакуации // Строительство и техногенная безопасность. 2013. Т. 48. С. 181-186</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sobol' A.N., Pankratov A.V., Komyak V.V. Podhod k resheniyu zadachi 2D upakovki s trassirovkoy na primere postroeniya optimal'nogo plana evakuacii // Stroitel'stvo i tehnogennaya bezopasnost'. 2013. T. 48. S. 181-186</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тимошенко Е. А., Савицкий Н. В Анализ и характеристика основных факторов, влияющих на экологическую безопасность помещений жилых зданий // Вісник ПДАБА. 2015. Т. 1. Вып. 202. С. 18-26.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Timoshenko E. A., Savickiy N. V Analiz i harakteristika osnovnyh faktorov, vliyayuschih na ekologicheskuyu bezopasnost' pomescheniy zhilyh zdaniy // Vіsnik PDABA. 2015. T. 1. Vyp. 202. S. 18-26.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Смирнов Е. Б., Дацюк Т. А., Таурит В. Р. Оценка экологической безопасности проектируемых зданий // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. Т. 3. С. 82-89. DOI:10.23968/2305-3488.2017.21.3.83-99</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Smirnov E. B., Dacyuk T. A., Taurit V. R. Ocenka ekologicheskoy bezopasnosti proektiruemyh zdaniy // Voda i ekologiya: problemy i resheniya. 2017. T. 3. S. 82-89. DOI:10.23968/2305-3488.2017.21.3.83-99</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Игнатова E.В., Игнатов В.П. Анализ направлений исследований, основанных на концепции информационного моделирования строительных объектов // Вестник МГСУ. 2011. Т. 1. С. 325-330</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ignatova E.V., Ignatov V.P. Analiz napravleniy issledovaniy, osnovannyh na koncepcii informacionnogo modelirovaniya stroitel'nyh ob'ektov // Vestnik MGSU. 2011. T. 1. S. 325-330</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Род Стивенс Алгоритмы. Теория и практическое применение. 2019.  - Москва: Эксмо. 543 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rod Stivens Algoritmy. Teoriya i prakticheskoe primenenie. 2019.  - Moskva: Eksmo. 543 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лафоре Р. Структуры данных и алгоритмы в Java. Классика Computers Science. 2-е изд. 2013. СПб.: Питер, 2013.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lafore R. Struktury dannyh i algoritmy v Java. Klassika Computers Science. 2-e izd. 2013. SPb.: Piter, 2013.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B19">
    <label>19.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ивановский С.А., Симончик С.К. Алгоритмы вычислительной геометрии. Пересечение отрезков: метод заметания плоскости // Компьютерные инструменты и образование. 2007. Т. 4 С.18-33</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ivanovskiy S.A., Simonchik S.K. Algoritmy vychislitel'noy geometrii. Peresechenie otrezkov: metod zametaniya ploskosti // Komp'yuternye instrumenty i obrazovanie. 2007. T. 4 S.18-33</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B20">
    <label>20.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Малявина Е. Г. Теплопотери здания: справочное пособие. 2007. М.: АВОК-ПРЕСС.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Malyavina E. G. Teplopoteri zdaniya: spravochnoe posobie. 2007. M.: AVOK-PRESS.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B21">
    <label>21.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Варапаев В.Н., Китайцева Е.Х. Математическое моделирование задач внутренней аэродинамики и теплообмена зданий. 2008 - М. : Изд-во СГА. 337 с:</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Varapaev V.N., Kitayceva E.H. Matematicheskoe modelirovanie zadach vnutrenney aerodinamiki i teploobmena zdaniy. 2008 - M. : Izd-vo SGA. 337 s:</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
