Модель — очень широкое понятие, включающее в себя множество способов представления изучаемой реальности. Различают модели материальные (натурные) и идеальные (абстрактные). Материальные модели основываются на чем-то объективном, существующем независимо от человеческого сознания (каких-либо телах или процессах). Материальные модели делят на физические (например авто- и авиамодели) и аналоговые, основанные на процессах, аналогичных в каком-то отношении изучаемому (например, процессы в электрических цепях оказываются аналогичными многим механическим, химическим, биологическим и даже социальным процессам и могут быть использованы для их моделирования). Границу между физическими и аналоговыми моделями провести можно весьма приблизительно и такая классификация моделей носит условный характер.
Среди идеальных моделей можно выделить интуитивные модели, к которым относятся, например, произведения искусства — живопись, скульптура, литература, театр и т.д., но единого подхода к классификации остальных видов идеальных моделей нет. Иногда эти модели все разом относят к информационным. В основе такого подхода лежит расширительное толкование понятия «информация»: «информацией является почти все на свете, а может быть, даже вообще все». Такой подход является не вполне оправданным, так как он переносит информационную природу познания на суть используемых в процессе моделей — при этом любая модель является информационной. Более продуктивным представляется такой подход к классификации идеальных моделей, при котором различают следующие.
Что такое информационное моделирование зданий (BIM)?
1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения, настоящий учебник).
2. Математические модели — очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. Например, можно рассмотреть математическую модель звезды. Эта модель будет представлять собой сложную систему уравнений, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Математической моделью другого рода являются, например, математические соотношения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.
3. Информационные модели — класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы.
Граница между вербальными, математическими и информационными моделями может быть проведена весьма условно; возможно, информационные модели следовало бы считать подклассом математических моделей. Однако, в рамках информатики как самостоятельной науки, отдельной от математики, физики, лингвистики и других наук, выделение класса информационных моделей является целесообразным. Информатика имеет самое непосредственное отношение и к математическим моделям, поскольку они являются основой применения компьютера при решении задач различной природы: математическая модель исследуемого процесса или явления на определенной стадии исследования преобразуется в компьютерную (вычислительную) модель, которая затем превращается в алгоритм и компьютерную программу, рис. 2.1.
Применение технологии информационного моделирования ТИМ строительной отрасли
Рис. 2.1. Обобщенная схема компьютерного математического моделирования
2. Виды моделирования в естественных и технических науках
Применительно к естественным и техническим наукам принято различать следующие виды моделирования:
- концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного или искусственного языков;
- физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;
- структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;
- математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;
- имитационное (программное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.
Разумеется, перечисленные выше виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться при исследовании сложных объектов либо одновременно, либо в некоторой комбинации. Кроме того, в некотором смысле концептуальное и, скажем, структурно-функциональное моделирование неразличимы между собой, так как те же блок-схемы, конечно же, являются специальными знаками с установленными операциями над ними.
Модель позволяет научиться правильно работать с объектом, апробируя различные варианты управления на его модели. Экспериментировать в этих целях с реальным объектом в лучшем случае бывает неудобно, а зачастую просто вредно или вообще невозможно в силу ряда причин (большой продолжительности эксперимента во времени, риска привести объект в нежелательное и необратимое состояние и т. п.)
Модель — это материальный или мысленно представляемый объект, замещающий в процессе изучения объект-оригинал, и сохраняющий значимые для данного исследования типичные его черты. Процесс построения модели называется моделированием.
Другими словами, моделирование — это процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью модели. Приведем одну из возможных классификаций моделей.
Различают материальное и идеальное моделирование. Материальное моделирование, в свою очередь, делится на физическое и аналоговое моделирование.
Физическим принято называть моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с помощью последующего перенесения свойств изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия. Примерами моделей такого рода служат: в астрономии — планетарий, в архитектуре — макеты зданий, в самолетостроении — модели летательных аппаратов и т. п.
Аналоговое моделирование основано на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково описываемых формально (одними и теми же математическими уравнениями).
От предметного моделирования принципиально отличается идеальное моделирование, которое основано не на материальной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мыслимой. Основным типом идеального моделирования является знаковое моделирование.
Знаковым называется моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов.
Важнейшим видом знакового моделирования является математическое моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики. Классическим примером математического моделирования является описание и исследование законов механики Ньютона средствами математики.
Пример
Посмотрите на следующую запись и попробуйте определить, что скрывается за этими знаками:
Ответы, полученные от людей, имеющих различные специальности, будут сильно различаться. Вот некоторые из возможных вариантов.
Математик: «Это система двух линейных алгебраических уравнений с двумя неизвестными, но что именно она выражает, сказать не могу».
Инженер-электрик: «Это уравнения электрического напряжения или токов с активными напряжениями».
Инженер-механик: «Это уравнения равновесия сил для системы рычагов или пружин».
Инженер-строитель: «Это уравнения, связывающие силы деформации в какой-то строительной конструкции».
Какой же из ответов правильный? Не удивляйтесь, но каждый из них в некотором смысле верен. Все зависит от того, что скрывается за постоянными коэффициентами a, b, c и символами неизвестных x1 и x2.
| Схема процесса моделирования |
| Объект -> Модель -> Изучение модели -> Знания об объекте |
Для построения моделей используют два принципа: дедуктивный (от общего к частному) и индуктивный (от частного к общему). При первом подходе рассматривается частный случай общеизвестной фундаментальной модели, которая приспосабливается к условиям моделируемого объекта с учетом конкретных обстоятельств. Второй способ предполагает выдвижение гипотез, декомпозицию сложного объекта, анализ, а затем синтез. Здесь широко используется подобие, поиск аналогий, умозаключение с целью формирования каких-либо закономерностей в виде предположений о поведении системы.
Технология моделирования требует от исследователя умения корректно формулировать проблемы и задачи, прогнозировать результаты, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, находить аналогии и выражать их на языке математики.
В современном мире все шире применяется процесс компьютерного моделирования, подразумевающий использование вычислительной техники для проведения экспериментов с моделью.
Основные структуры в информационном моделировании, объекты и их связи, примеры информационных моделей
Рассмотрим информационные модели, отражающих процессы возникновения, передачи, преобразования и использования информации в системах различной природы. Начнем с определения простейших понятий информационного моделирования.
Экземпляром будем называть представление предмета реального мира с помощью некоторого набора его характеристик, существенных для решения данной информационной задачи (служащей контекстом построения информационной модели). Множество экземпляров, имеющих одни и те же характеристики и подчиняющиеся одним и тем же правилам, называется объектом.
Рис. 1.38. Пример абстрагирования при построении информационной модели
Таким образом, объект есть абстракция предметов реального мира, объединяемых общими характеристиками и поведением, рис. 1.38.
Информационная модель какой-либо реальной системы состоит из объектов. Каждый объект в модели должен быть обеспечен уникальным и значимымименем (а также идентификатором, служащим ключом для указания этого объекта, связи его с другими объектами модели). Таким образом обозначение, наименование объекта -это элементарная процедура, лежащая в основе информационного моделирования.
Объект представляет собой один типичный (но неопределенный) экземпляр чего-то в реальном мире и является простейшей информационной моделью. Объекты представляют некие «сущности» предметов реального мира, связанные с решаемой задачей.
Большинство объектов, с которыми приходится встречаться, относятся к одной из следующих категорий:
Реальный объект — это абстракция физически существующих предметов. Например, на автомобильном заводе это кузов автомобиля, двигатель, коробка передач; при перевозке грузов это контейнер, средство перевозки.
Роль — абстракция цели или назначения человека, части оборудования или учреждения (организации). Например, в университете как в учебном заведении это студент, преподаватель, декан; в университете как в учреждении это приемная комиссия, отдел кадров, бухгалтерия, деканат.
Событие — абстракция чего-то случившегося. Например, поступление заявления от абитуриента в приемную комиссию Университета, сдача (или несдача) экзамена.
Взаимодействия — объекты, получаемые из отношений между другими объектами. Например, сделка, контракт (договор) между двумя сторонами, свидетельство об образовании, выдаваемое учебным заведением его выпускнику.
Объекты-спецификации используются для представления правил, стандартов или критериев качества. Например, перечень знаний, умений и навыков выпускника математического факультета, рецепт проявления фотопленки.
Для каждого объекта должно существовать егоописание — короткое информационное утверждение, позволяющее установить, является некоторый предмет экземпляром объекта или нет. Например, описание объекта «Абитуриент университета» может быть следующим: человек в возрасте до 35 лет, имеющий среднее образование, подавший в приемную комиссию документы и заявление о приеме.
Предметы реального мира имеютхарактеристики (такие, например, как имя, название, регистрационный номер, дата изготовления, вес и т.д.). Каждая отдельная характеристика, общая для всех возможных экземпляров объекта, называется атрибутом. Для каждого экземпляра атрибут принимает определенное значение. Так, объектКнига имеет атрибуты Автор,Название, Год издания. Число страниц.
У каждого объекта должен бытьидентификатор — множество из одного или более атрибутов, значения которых определяют каждый экземпляр объекта. Для книги атрибуты Автор и Название совместно образуют идентификатор. В тоже время Год издания и Число страниц идентификаторами быть не могут — ни врозь, ни совместно, так как не определяют объект. Объект может иметь и несколько идентификаторов, каждый из которых составлен из одного или нескольких атрибутов. Один из них может быть выбран как привилегированный для соответствующей ситуации.
Объект может быть представлен вместе со своими атрибутами несколькими различными способами. Графически объект может быть изображен в виде рамки, содержащей имя объекта и имена атрибутов. Атрибуты, которые составляют привилегированный идентификатор объекта, могут быть выделены (например, символом * слева от имени атрибута):
В эквивалентном текстовом представлении это может иметь следующий вид:
Книга (Автор. Название. Год издания. Число страниц).
Привилегированный идентификатор подчеркивается.
Еще одним способом представления объекта информационной модели является таблица. В этой интерпретации каждый экземпляр объекта является строкой в таблице, а значения атрибутов, соответствующих каждому экземпляру, — клетками строки, табл. 1.11.
Источник: studopedia.ru
XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2021
ПРОЕКТ МНОГОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ДОМА С ПОДЗЕМНОЙ АВТОСТОЯНКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Магистерская диссертация на тему: «Проект многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой с использованием технологий информационного моделирования» выполнена по заказу ООО «Научно-производственное предприятие «Гран-91».
Целью исследования является разработка проекта многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой на основе применения BIM -технологий.
Научная новизна исследования заключается в применении BIM-технологий, которые могут использоваться на каждом этапе процесса, от планирования до проектирования и строительства.
Результатом работы является информационная модель многоэтажного жилого дома, содержащей всю необходимую информацию о здании.
Ключевые слова и словосочетания: BIM , информационная модель, строительство, комплексная оценка, многоэтажный жилой дом.
Структура и объем работы: магистерская диссертация содержит 160 страниц полной пояснительной записки, включая приложения, 106 рисунков, 61 таблиц, 49 формулы, 21 использованных источника литературы, 17 графических листов.
Master’s thesis: «Design of a multi-storey residential building with underground Parking using building information modeling» was commissioned by LLC «Scientific and production enterprise» Gran-91».
The aim of the study is to develop a project for a multi-storey residential building with an underground Parking lot using BIM technologies.
Scientific novelty of the research is the application of BIM technologies that can be used at every stage of the process, from planning to design and construction.
The result of the work is an information model of a multi-storey residential building containing all the necessary information about the building.
Key words and phrases: BIM, information model, construction, integrated assessment, multi-storey residential building.
The structure and scope of work: master thesis contains 160 pages of explanatory notes, 106 figures, 61 tables, 49 formulas, 21 used literature sources, 17 graphic sheets.
В современном мире, когда информационные технологии стремительно внедряются, на всех этапах жизненного цикла от момента проектирования до ликвидации собирается и анализируется в разных программах большой объем информации об объекте, поэтому необходимо искать новые способы обработки данных и представление их в одном окне. Информационное моделирование с использованием BIM – технологий помогает решать данные задачи.
В связи с вышеизложенным, научная гипотеза диссертации заключается в том, что применение информационных технологий обеспечит высокоэффективное планирование, проектирование, строительство и управление зданиями.
Целью исследования является разработка информационной модели многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой.
выполнить анализ литературных источников по теме диссертации и нормативно-правовой базы информационного моделирования в РФ;
провести комплексную оценку местоположения объекта с использованием ГИС в системе городской застройки;
проанализировать инженерно-геологические и экологические условия территории;
описать архитектурно-планировочные и конструктивные решения объекта;
разработать информационную модель здания в среде Revit;
рассчитать каркас и фундамент объекта;
разработать раздел «Организация строительства» и рассчитать основные ТЭП по проекту;
выполнить расчет энергопаспорта и провести энергомоделирование объекта;
выполнить информационное моделирование эксплуатационной фазы и рассчитать стоимость полного жизненного цикла объекта с использованием ИАС ЖКХ;
выполнить инвестиционное обоснование проекта.
Объектом исследования является многоэтажное жилое здание с подземной автостоянкой в городе Ростове-на-Дону.
Предметом исследования является внедрение BIM-технологий на всех этапах жизненного цикла объекта.
Теоретической базой исследования послужили научные труды в области градостроительства, территориального планирования, проведения комплексной оценки таких авторов, как М. Портер, А. Кудинов, Н. Лебедева, А.А. Горбатенко, Д.Н. Власов, С.И. Кабакова, С.Г. Шеина, Ю.П.
Бочаров, Т.Ю. Овсянникова.
Информационной базой исследования послужили: действующие законодательные акты РФ, существующая отечественная и зарубежная литература по исследуемому вопросу, действующие СП, а также электронные ресурсы по теме работы.
Для разработки диссертации были использованы современные компьютерные технологии (ГИС, Revit, Microsoft Project ).
Для достижения поставленной цели были использованы логический и сравнительный анализы, применены методы статистического анализа, моделирования, графические и табличные приемы визуализации статистических данных.
Практическая значимость работы заключается в применении BIM -технологий, которые могут использоваться на каждом этапе процесса, от планирования до проектирования и строительства.
Научная новизна заключается в разработке информационной модели многоэтажного жилого дома, содержащей всю необходимую информацию о здании.
1 Современное состояние проблемы возведения объектов строительства в сложных инженерно-геологических условиях
Стратегия интенсивного развития городов предполагает необходимость возведения высотных зданий при обязательном использовании подземного пространства. Сложность инженерно-геологических условий Ростова-на-Дону требует выделения территорий, перспективных и экономически оправданных для возведения таких сооружений.
В настоящее время проектирование высотного строительства в сложных инженерно-геологических условиях проводится под руководством Р. Катценбаха, A. Шмита, Дж. Дэвиса, Г. Поулоса и др. В России научно-практическим обеспечением возможности высотного строительства занимаются такие ученые, как В.М. Улицкий, B.И. Ильичев, В.П. Петрухин, A.В. Шашкин, , P.C.
Зиангиров, В.И. Шейнин, И.В. Колыбин, В.И. Осипов, O.A. Шулятьев и др.
Город Ростов-на-Дону, основанный в 1749 г., в настоящее время занимает 10 строчку городов России по численности, которая составляет 1 миллион 137 тысяч человек.
Согласно Уставу Ростова-на-Дону территория города подразделяется на 8 районов, один из которых, Ворошиловский, располагается в северной части города. Территория города характеризуется сложными инженерно–геологическими условиями, обусловленными наличием лессовых просадочных грунтов I и II типа. По итогам 2019 года Ростовская область вошла в десятку регионов-лидеров по жилищному строительству в России (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Введение жилья в эксплуатацию с 2015 по 2019 гг., млн. м 2
В 2019 году было введено в эксплуатацию более 2,6 млн м 2 жилья, из которых 1,2 млн м 2 жилья приходится на Ростов-на-Дону [1]. По данным департамента ЖКХ и Энергетики Ростова-на-Дону в период с 2015 года по 2019 год в городе ввели в эксплуатацию 116 жилых домов и 108 жилых домов со встроенными объектами общественного назначения.
Себестоимость строительства в значительной степени зависит от выбранного места расположения строительства проектируемого объекта.
В зависимости от инженерно-геологических условий стройплощадки затраты на устройство фундаментов в среднем составляют 5 – 10 % от общих затрат на строительство, а в неблагоприятных условиях достигают 20 % и более.
Возникновение больших затрат часто происходит при недооценке фактора наличия на территории опасных геологических процессов и явлений как на прединвестиционной стадии, так и на стадии организационно-технологического проектирования.
На рисунке 1.2 отражены возможности мониторинга и анализа геологической среды.
Рисунок 1.2 – Возможности мониторинга и анализа геологической среды
При переходе к высотному строительству в условиях стремительного технического прогресса предъявляются повышенные требования к качеству проектной документации на всех стадиях жизненного цикла объекта. В данных условия возрастает необходимость системного обеспечения процесса реконструкции городской застройки информацией об опасных геологических процессах территорий. При возведении зданий в условиях плотной городской застройки возникает целый ряд технологических факторов (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 – Технологические факторы, влияющие качество и долговечность зданий
Соблюдение описанных факторов обеспечивает качество и долговечность как возводимых объектов, так и окружающих их сооружений.
Правилами землепользования и застройки города Ростова-на-Дону установлено деление территории города на расчетные градостроительные районы, в которых регулируется совокупность следующих факторов: схожесть элементов жилой застройки, этажность, общность функциональных, транспортных, пешеходных, композиционных связей, наличие минимальных объектов обслуживания первичной ступени, необходимость комплексного решения систем инженерного обеспечения.
2 Анализ нормативно-правовой базы информационного моделирования в РФ
В настоящее время в мире активно развивается и внедряется в практику строительства технология информационного моделирования зданий (Building Information Modelling), так называемые BIM – технологии.
BIM – это модель здания, которая несет всю информацию о жизненном цикле, необходимая для организации и управления объектом. Модель представляет здание в цифровом виде, помогает обмену информацией и выполняет функции базы данных для обмена и использования любой информации, связанной со зданием. BIM – технологии позволяют на совершенно новом уровне подойти к вопросу повышения эффективности использования финансовых, материальных и временных ресурсов на всем жизненном цикле создаваемого объекта капитального строительства (проектирование – строительство – эксплуатация – реконструкция – ликвидация) и существенно сократить сроки строительства. Однако существует несколько серьезных трудностей, связанных с внедрением таких технологий, одна из которых – создание нормативно-правовой базы BIM.
2.1 Основные этапы внедрения BIM – технологий
Технический комитет 465 ПК-5 в 2015 году на основе анализа ряда международных стандартов ISO (International Organization for Standardization) приступил к работе над первыми изданиями новых российских стандартов, поддерживающих использование технологий информационного моделирования.
В марте 2016 года Министерство строительства Российской Федерации провело первое заседание Совета экспертов по внедрению BIM в области промышленного и гражданского строительства. Главной задачей заседания было создание условий и правовых рамок для внедрения технологий BIM, внесение изменений в действующее законодательство, а также установление национальных стандартов и формирование технологической платформы. Все программное обеспечение BIM должно быть адаптировано к российским строительным нормам и правилам, таким как ГОСТ [2].
Направления создания правовой базы, необходимой нормативно-технической документации для прогресса в области информационного моделирования, представлены на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Аспекты стандартизации BIM
Разработанные или находящиеся на стадии подготовки к утверждению документы показаны на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 –Документы, находящиеся на стадии подготовки к утверждению
Для создания правового поля использования BIM приняты документы в области информационного моделирования, представленные на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 – Утвержденные и действующие нормативно-технические документы BIM
В 2020 году запланированы к разработке следующие документы, представленные на картинке 2.4.
Рисунок 2.4 – Запланированные к разработке документы
Разработка национальных стандартов информационного моделирования обеспечивает методологию по внедрению и реализации технологии информационного моделирования в Российской Федерации.
2.2 Состояние дел в области стандартизации BIM-технологий
В 2017 году на заседании Рабочей группы по строительству Совета по стандартизации Росстандарта обсуждались вопросы по стандартизации в области информационного моделирования. По итогам заседаний были вынесены следующие замечания: дублирование работ в данной области многими техническими комитетами, нарушение требований стандартов, отсутствие системности (протокол от 13.12.2017 №1).
В 2018 году был создан проектный технический комитет (ПТК) 710 «Технологии информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства и недвижимости». В этом же году в структуру технического комитета по стандартизации «Строительство» вносятся изменения, исключающие дублирование с техническими комитетами (ТК). 19 июля 2018 года вышло поручение Президента Российской Федерации о принятии стандартов в области BIM-технологий и систематизации приятых СП.
В данный момент Среднесрочная Программа разработки стандартов в области технологий информационного моделирования включает в себя 24 темы, а также разработку основополагающих стандартов. Разрабатываются изменения и дополнения в строительных стандартах для эффективного внедрения стандартов BIM – технологий.
Программа стандартизации ПТК 705 [3] предусматривает следующие стандарты, представленные на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Программа стандартизации ПТК 705
В 2018 году по программе национальной стандартизации был разработан проект ГОСТ Р «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений (СИМЗС)», устанавливающий общие положения и требования к применению технологий информационного моделирования, а также общие правила проведения работ по созданию, изменению, использованию и хранению информационной модели. Основные разделы проекта отражены на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Основные разделы проекта
В 2019 году вели в действие первые ГОСТы в области развития BIM – технологий в России (рисунок 2.7).
Рисунок 2.7 – ГОСТы в области развития BIM – технологий
5 февраля 2020 года данные ГОСТы были отменены, так как противоречили множеству федеральных законов РФ.
В настоящее время разрабатываются стандарты по планированию и определению стоимости жизненного цикла с использованием информационного моделирования в строительстве.
Для внедрения стандартов разрабатывается программа профессиональной сертификации по информационному моделированию. Обучающие организации, проводящие подготовку к международному экзамену, получат необходимые материалы и базу знаний и смогут обеспечивать передачу знаний широкому кругу участников рынка.
3 Комплексная оценка местоположения объекта с использованием ГИС в системе городской застройки
Комплексная оценка территории включает анализ территориального расположения и качественных характеристик всех видов ресурсов. Целью комплексной оценки территории является стратегическое планирование и управление территориальным развитием. Задача комплексной оценки территории – анализ территории по различным факторам, влияющим на эффективность ее использования.
3.1 Порядок проведения комплексной оценки
Для оценки территории существует множество различных вариантов факторной оценки, которые имеют общие черты, такие как социальные, экономические, пространственные и экологические.
В основе методики комплексной оценки территории заложены принципы кадастровой оценки земель. Используя методику кадастровой оценки, применены необходимые критерии оценки земель поселений.
В таблице 3.1 представлены факторы относительной ценности территории.
Таблица 3.1 – Учитываемые факторы относительной ценности
3.2 Методика оценки участка для размещения жилого здания повышенной этажности в условиях комплексного развития территории
Методика оценки имеет следующую последовательность:
определение потенциальных участков строительства путем исследования генерального плана развития города по функциональному зонированию территории;
определение возможных участков строительства путем исследования карты развития и объемов жилищного строительства;
оценка территорий по возможным сервитутам путем исследования правил землепользования и застройки;
выбор возможных участков для строительства жилого здания путем исследования карты комплексной оценки;
разработка технико-экономического обоснования и рабочего проекта.
3.3 Реализация методики выбора участка для размещения жилого здания повышенной этажности
Исследование генерального плана [4] дает возможность получить оценку о сложившейся градостроительной ситуации (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 – Генеральный план г. Ростова-на-Дону
Оценка актуальных объемов жилищного строительства путем исследования карты на рисунке 3.2 дает возможность выбрать возможный участок застройки.
Рисунок 3.2 – Анализ карты развития объёмов жилищного строительства
Исследование правил землепользования и застройки ПЗЗ (рисунок 3.3) дает возможность получить необходимую информацию для определения вида разрешенного использования земельных участков и объектов капитального строительства, установления размеров и параметров земельных участков, выявления зоны возможного строительства зданий повышенной этажности.
Рисунок 3.3 – Анализ правил землепользования и застройки
Исследование карты на рисунке 3.4, дает возможность получить актуальную оценку ценности территории.
Рисунок 3.4 – Анализ карты комплексной оценки территорий
Анализируя карту комплексной оценки территорий, можно сделать вывод о том, что исследуемый участок строительства имеет суммарный коэффициент ценности в пределах 1.66 – 2. Карта комплексной оценки может применяться для различных целей: расчета арендной платы, дифференциации земельного налога, а также определения наиболее эффективного вида функционального использования и инвестиционной привлекательности городской территории.
3.4 Анализ оценочных факторов территории
Фактор 1. Доступность общественно-делового, административного центра, крупных транспортных магистралей.
Данный фактор учитывает доступность к центру субъекта, межрайонных и районных центров, а также автомагистралей (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 – Анализ карты доступности центра города территории
Из рисунка 3.5 видно, что исследуемая территория имеет коэффициент доступности к центру города К=0 – 0.28 (средняя).
Фактор 2. Уровень инженерного обустройства территории.
Значение обеспеченности инженерными сетями территории информирует нас о том, насколько пригодна территория для градостроительства, насколько она защищена от неблагоприятных природных условий, насколько приспособлена для создания здоровых условий жизнедеятельности людей в целом (рисунок 3.6).
Рисунок 3.6 – Карта обеспеченности инженерными сетями
Обеспеченность территории инженерным оборудованиемзависит от степени насыщенности участка автомобильными дорогами и инженерными сетями.
Обеспеченность инженерными сетями K =0.4 – 0.46, высокая.
Фактор 3. Уровень развития сферы культурно-бытового обслуживания населения.
Величина этого показателя зависит от концентрации объектов культурно-бытового обслуживания на территории. Объектами культурно бытового обслуживания являются дошкольные образовательные учреждения, школы, объекты торговли, культуры, искусства и спорта.
Определяющей характеристикой уровня обслуживания территории культурно-бытовыми объектами выступает радиус обслуживания населения жилой застройки этими объектами.
Доступность сферы культурно-бытового обслуживания показана на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Карта доступности сферы культурно-бытового обслуживания
Согласно рисунку 3.7, исследуемый объект находится на участке, имеющим коэффициент доступности сферы культурно-бытового обслуживания К=0.14 – 0.19 (высокий).
Фактор 4. Историческая, ландшафтная и эстетическая ценность территории, наличие памятников истории и культуры.
Значение данного показателя зависит от доступности исторических и архитектурных памятников ценных исторических и природных факторов. Оценка территории проводится по наличию зон охраны памятников истории и культуры, ценных эстетических и природных факторов (рисунок 3.8).
Рисунок 3.8 – Карта исторической и ландшафтной ценности
Исследуемая территория застройки имеет коэффициент исторической ценности равный К=0 (низкий).
Фактор 5. Состояние окружающей среды, климатические условия.
Ценность земли определяется состоянием окружающей среды, которое зависит от количества негативных факторов, поэтому значение данного фактора учитывается со знаком минус. К показателям, влияющим на итоговую оценку, относятся: загрязненность воздушного бассейна, загрязненность участка, загрязненность воды, электромагнитные поля, радиация, превышение значение допустимого шумового режима, климатические условия (рисунок 3.9).
Рисунок 3.9 – Карта оценки экологических условий территории
Экологические условия рассматриваемого участка оцениваются как высокие, К=0.2-0.3.
Фактор 6. Инженерно-геологические условия территории.
Ценность участка для строительства определяется совокупностью инженерно-геологических условий. Увеличение конечной стоимости строительства происходит из-за наличия неблагоприятных инженерно-геологических условий, поэтому данный показатель учитывается со знаком минус. Критерии учета инженерно-геологических условий:
наличие грунтов просадочного типа;
уровень грунтовых вод, заболоченность территории;
оползни, паводки, скальные грунты, повышенная сейсмичность, карсты, суффозии и др. (рисунки 3.10 и 3.11).
Рисунок 3.10 – Карта инженерно-геологических условий г. Ростов-на-Дону
Рассматриваемый участок расположен на лессовых просадочных грунтах I типа, уровень геологической опасности территории оценивается как «опасный».
Рисунок 3.11 – Карта залегания УГВ на территории комплексной застройки
Глубина залегания уровня грунтовых вод (УГВ) 4 – 7 м.
Фактор 7. Ландшафтно-рекреационные условия.
Оценивается наличие участков, соответствующих ландшафтно-рекреационной зоне. На основании СП 42.13330.2010 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» такими участками являются: лесопарки, лесозащитные зоны, водоемы, земли сельскохозяйственного использования и другие угодья, которые совместно с парками, садами, скверами и бульварами, размещаемыми на селитебной территории, формируют систему открытых пространств (рисунок 3.12).
Рисунок 3.12 – Карта рекреационной ценности на территории комплексной застройки
Рекреационная ценность рассматриваемой территории – низкая, К=0-0.5.
Комплексная оценка территории позволяет определить:
градостроительную ценность территории;
наиболее эффективный вид функционального использования;
инвестиционную привлекательность городской территории.
Показатели комплексной оценки территории отражены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Показатели комплексной оценки территории
Территориальная зона согласно Правил землепользования и застройки [5]
Зона застройки многоэтажными
Многоквартирными домами (Ж-3)
Глубина залегания УГВ
Зона геологического риска
Зона экологического риска
Плотность шумового загрязнения
Степень доступности к центру
Ключевые аспекты оценки рассматриваемой территории комплексной застройки, которые в конечном итоге непосредственно влияют на итоговую стоимость и при отрицательных показателях ведут к удорожанию строительства объекта, являются отрицательными. В то же время присутствуют и положительно влияющие факторы, такие как малоопасная зона экологического риска, глубокое залегание грунтовых вод, обеспеченность инженерными сетями. Таким образом, можно сделать вывод, что выбранный под новое строительство участок застройки приоритетен для размещения многоэтажного жилого дома.
4 Анализ инженерно-геологических и экологических условий территории
Объект строительства располагается по адресу ул. Орбитальная, 117.
Для проведения анализа местоположения объекта была использована геоинформационная система ArcGIS, которая дает доступ к электронной карте г. Ростова-на-Дону и отображает различные слои: зоны геологического риска, глубину залегания уровня грунтовых вод, скорость подъема уровня грунтовых вод (УГВ), зоны экологического риска, зоны градостроительного риска, загрязнение атмосферы, зоны шумового загрязнения, суммарное загрязнение почв, районирование по комфортности, санитарно-защитные зоны, территории с неблагоприятной экологической системой.
4.1 Инженерно-геологические особенности территории застройки
Для разработки проекта строительства многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой следует изучить инженерно-геологические условия территории застройки, влияющие на строительство объекта.
Территория застройки располагается на лессовых просадочных грунтах I типа согласно карте инженерно-геологических условий г. Ростова-на-Дону. Такие грунты характеризуются тем, что просадка происходит в основном в пределе деформируемой зоны основания Snp от нагрузки фундаментов или другой внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунта S практически отсутствует или не превышает 5 см.
Структура лессовых пород по их прочности неодинакова, в некоторых случаях, после насыщения водой она разрушается, если при этом одновременно к ней приложена нагрузка от объекта. Такие породы классифицируются I типа просадочности. Породы II типа просадочности характерны тем, что разрушаются, только при водонасыщении под собственным весом.
Многоэтажный жилой дом по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Орбитальная 117, возводится на лессовых просадочных грунтах (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Фрагмент карты инженерно-геологических условий г. Ростов-на-Дону
Исходя из полученных данных, целесообразно применять плитный или свайный фундамент.
По статистике социально-экономический ущерб, связанный с геологическими процессами, обусловлен деформациями жилых зданий. Поэтому необходимо провести мероприятия по управлению геологическими рисками, обеспечивающие безопасное функционирование зданий.
Геологический риск оценивается по возможным социально-экономическим потерям города из-за развития неблагоприятных геологических процессов и характеризуется снижением устойчивости городской инфраструктуры и безопасной жизнедеятельности человека.
Управление геологическими рисками – это процесс, который требует следовать тенденциям новых моделей технологических инноваций. В настоящее время возникает необходимость разработать конкретную модель управления геологическими рисками, адаптированную к особенностям современного развития систем здания и инфраструктуры, и разрешить использование текущих инструментов, таких как ГИС.
В городе Ростов-на-Дону выявлены зоны, соответствующие 4-м категориям риска: неопасная, малоопасная, опасная, чрезвычайно опасная (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 – Фрагмент карты зон геологического риска в г. Ростов-на-Дону
Исследуемый объект по адресу: ул. Орбитальная 117 находятся в опасной зоне для лессовых просадочных грунтов.
В рамках выполнения проекта строительства многоэтажного жилого дома необходимо определить уровень грунтовых вод. Грунтовые воды – это воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, которые сохраняются в зоне и расположены в первом водостойком слое. Грунтовые воды питаются за счет инфильтрации (просачивания) осадков и конденсации водяного пара, а также подачи воды из поверхностных водоемов (рек, озер и др.)
Уровень грунтовых вод – это линия, ниже которой грунт максимально насыщен водой. Она зависит от рельефа местности и наличия рядом реки или иного водоема. В горных районах вода может находиться на глубине 150-120 метров, а в болотистых районах эта величина может составлять 0,5-2,5 метра.
Глубина залегания грунтовых вод варьируется в следующих пределах: 0 – 2 м; 2 – 4 м; 4 – 7 м; 7 – 10 м; > 10 м (рисунок 4.3).
Рисунок 4.3 – Фрагмент гидрогеологической карты г. Ростова-на-Дону
Согласно гидрогеологической карте г. Ростова-на-Дону, исследуемый объект находится на участке с глубиной залегания УГВ 4 – 7 м.
Другой важной гидрологической характеристикой территории, определяющей инженерно-геологические условия строительства, является режим подземных вод – изменение во времени их уровня, химического состава, температуры и расхода. Сезонные колебания уровня обусловлены неравномерностью выпадения осадков и изменениями температуры воздуха в течение года. Наибольшие колебания УГВ приходятся на периоды весеннего снеготаяния (весенний максимум) и осенних дождей (осенний максимум). Наиболее низкое положение УГВ в годовом цикле отмечается в конце лета – начале осени и в конце зимы. Разность между наивысшим и наименьшим горизонтом подземных вод называют максимальной амплитудой колебания уровня.
Уровень грунтовых вод может варьироваться в разных областях и даже в пределах одной и той же области. Колебания уровня грунтовых вод вызваны изменениями осадков между сезонами и годами. В конце зимы и весной, когда тает снег и много осадков, уровень воды поднимается. В течение летних месяцев уровень грунтовых вод, как правило, падает, частично из-за того, что растения забирают воду с поверхности почвы, прежде чем она сможет достичь уровня грунтовых вод. УГВ повышается в периоды весеннего снеготаяния (весенний максимум) и осенних дождей (осенний максимум).
Скорость подъема уровня грунтовых вод изменяется от 0 с шагом 15 см/год (рисунок 4.4).
Рисунок 4.4 – Фрагмент карты скорости подъема УГВ в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте скорости подъема УГВ на земельном участке по адресу ул. Орбитальная 117, скорость подъема составляет 30-50 см/год.
4.2 Оценка экологического и градостроительного рисков на территории
Для оценки уровня экологического и градостроительного рисков на территории, планируемой под застройку, целесообразно применять модель эколого-геологической среды города на базе геоинформационных систем. Такой подход повышает эффективность геотехнического и экологического мониторинга территорий, позволяет прогнозировать развитие природных и природно-техногенных опасностей.
Экологический риск — вероятность того, что антропогенные или другие воздействия приведут к негативным изменениям окружающей среды. Эти изменения могут быть как преднамеренными, так и случайными. Выделяют следующие зоны экологического риска: малоопасную, опасную, чрезвычайно опасную (рисунок 4.5).
Рисунок 4.1 – Фрагмент карты зон экологического риска в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте зон экологического риска, здание по ул. Орбитальная, 117 находится в малоопасной зоне экологического риска.
Загрязнение воздуха представляет собой смесь частиц и газов, которые могут достигать вредных концентраций как снаружи, так и внутри помещений. Загрязнение наружного воздуха связано с воздействием, которое происходит за пределами искусственной среды. Примеры загрязнения воздуха:
мелкие частицы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива (например, уголь и нефть, используемые в производстве энергии):
вредные газы (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, химические пары и т. д.);
приземный озон (реактивная форма кислорода и основной компонент городского смога);
Уровень загрязнения атмосферы классифицируется по четырем категориям: неопасная, малоопасная, опасная, чрезвычайно опасная (рисунок 4.6).
Рисунок 4.6 – Фрагмент карты загрязнение атмосферы в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте загрязнение атмосферы в г. Ростов-на-Дону исследуемое здание находится в малоопасной зоне.
Шумовое загрязнение – превышение естественного уровня шумового фона, а также изменение звуковых характеристик, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека и качество окружающей среды.
Шумовое загрязнение имеет множество форм. Экологи определяют шумовое загрязнение как постоянное воздействие повышенного уровня шума, приводящее к неблагоприятным последствиям для людей или других живых организмов.
Звук измеряется в децибелах. Звуки, которые достигают 85 дБ или выше, могут повредить слух. Источниками звука, которые превышают этот порог, являются мощные газонокосилки (90 дБ), поезда метро (от 90 до 115 дБ).
Классификация шумового загрязнение содержит четыре категории: неопасная, малоопасная, опасная, чрезвычайно опасная (рисунок 4.7).
Рисунок 4.7 – Фрагмент карты шумового загрязнения в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте шумового загрязнения г. Ростова-на-Дону, здание по ул. Орбитальная 117, находится в малоопасной зоне.
Загрязнение почвы – это наличие загрязняющих веществ в почве выше определенного уровня, вызывающих ухудшение или потерю одной или нескольких функций почвы. Кроме того, загрязнение почвы можно рассматривать как наличие искусственных химических веществ или других изменений в естественной почвенной среде.
Классификация загрязнения почв содержит четыре категории: незначительное загрязнение, слабое загрязнение, средний уровень загрязнения и сильное загрязнение (рисунок 4.8).
Рисунок 4.8 – Фрагмент карты загрязнения почв в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте загрязнения почв, здание по ул. Орбитальная 117, находится в зоне слабого загрязнения.
Создание комфортной городской среды достигается путем учета потребностей и желаний людей. Искусственная и естественная среда города постоянно меняется, поэтому необходимо изучать уровень комфорта городской среды, основанный на максимальном учете особенностей городского района и полном внимании к мнению его жителей.
Классификация районирования по комфортности содержит четыре категории: удовлетворительное, дискомфортное, опасное для здоровья, очень опасное для здоровья (рисунок 4.9).
Рисунок 4.9 – Фрагмент карты районирования г. Ростова-на-Дону по уровню комфортности
Согласно карте районирования по комфортности в г. Ростов-на-Дону здание по адресу: ул. Орбитальная 117, находится в дискомфортной зоне.
Экологически неблагоприятной территорией является такая территория (зона), состояние окружающей среды которой соответствует критериям, относящим ее в специальную зону для осуществления необходимых мер, направленных на восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды (рисунок 4.10).
Рисунок 4.10 – Фрагмент карты территории с неблагоприятной экологической системой
Проектируемое здание не находится на территории с неблагоприятной экологической системой.
Градостроительный риск – возможность (совпадение по времени) возникновения геологических катастроф в районах с различными категориями экологических рисков (в районах с разным районированием окружающей среды).
По итогам анализа геолого-экологического зонирования территории проведена классификация категорий риска развития города с внесением определенных зон на электронную карту города. Классификация градостроительного риска содержит четыре категории: неопасная, малоопасная, опасная, чрезвычайно опасная (рисунок 4.11).
Рисунок 4.11 – Фрагмент карты зон градостроительного риска в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте зон градостроительного риска в г. Ростов-на-Дону, здание по адресу: ул. Орбитальная 117, находится в опасной зоне градостроительного риска.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) — специальная зона, которая характеризуется особым режимом использования и создается вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на окружающую среду и здоровье человека (рисунок 4.12).
Рисунок 4.12 – Фрагмент карты санитарно-защитных зон в г. Ростов-на-Дону
Согласно карте санитарно-защитных зон, здание по адресу: ул. Орбитальная 117, не находится в санитарно-защитной зоне.
Архитектурно-планировочные и конструктивные решения объекта
5.1 Архитектурно-планировочные решения
Участок строительства многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой расположен по адресу ул. Орбитальная 117 (Ворошиловский район) в г. Ростов-на-Дону.
Характеристики климатического района строительства определены в соответствии со справочными таблицами СП 131.13330.2018 «Строительная климатология» и представлены в таблице 5.1 [6].
Таблица 5 .1 – Характеристики климатического района строительства
Температура наружного воздуха:
а) Наиболее холодных суток
б) Наиболее холодной пятидневки
в) Средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤0
г) Средняя температура наиболее жаркого месяца
Расчетная температура внутреннего воздуха
Относительная влажность наружного воздуха
Нормативное значение ветрового давления,
Расчетное значение веса снегового покрова,
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период
Продолжительность отопительного периода
Количество осадков за год
Многоквартирный жилой дом с подземной автостоянкой и офисами в г. Ростове-на-Дону имеет расстояния между осями 37,5 и 15,97 м. Проектируемое здание имеет прямоугольную форму в плане.
Проектом предусмотрена подземная автостоянка с размерами в осях 27,7×60,50 м и высотой от пола до потолка 3,3 и 2,5 м. Подземная автостоянка, имеющая на один выезд и два эвакуационных выхода, рассчитана на 41 машино-место.
На первом этаже располагаются офисные помещения, электрощитовая дома, входная группа дома и пожарный пост.
Высоты этажей от пола до потолка: первого этажа – 3,3 м, второго этажа – 3,0 м, жилых этажей – 3,0 м. На первом и втором этажах многоэтажного жилого дома запроектированы офисы, с третьего этажа находится жилая часть здания, рассчитанная на 108 квартир.
При проектировании жилой части многоэтажного дома была принята свободная планировка квартир, учитывающая нормативную инсоляцию. В целях обеспечения комфортных условий жизни в одной из квартир жилого помещения приняты следующие общие площади квартир: однокомнатная квартира – 37 м 2 , двухкомнатная квартира – 61 м 2 , трехкомнатная квартира – 88 м 2 .
Учитывая функциональное зонирование, квартиры многоэтажного жилого дома запроектированы таким способом, чтобы обеспечить экономичное и комфортное размещение инженерного оборудования. Проветривание квартир осуществляется с помощью форточек. Также в проекте учитывается естественное освещение квартир.
Многоэтажный жилой дом имеет незадымляемую лестничную клетку, обеспечивающую выход на кровлю, и две шахты лифтов грузоподъемностью Q=630 кг, предназначенные для использования инвалидами, пользующихся креслами-колясками. Для спуска в подземную автостоянку используется лифт. При входе в жилую часть здания проектом предусматривается наличие пандусов, установленных для маломобильных групп населения.
5.2 Конструктивные решения
Конструктивная схема жилого дома представляет собой рамно-связевой безригельный каркас из монолитного железобетона. Общая жесткость и устойчивость здания обеспечивается совместной работой колонн каркаса и диафрагм жесткости, объединенных в пространственную систему монолитными железобетонными дисками перекрытий.
Фундаменты здания жилого дома и подземной автостоянки свайные.
Сборные железобетонные сваи запроектированы из бетона класса В25 на сульфатостойком портландцементе, имеют длину 16 м и сечение 0,35×0,35 м.
Фундаментный ростверк многоэтажного жилого дома запроектирован в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 1,3 м.
Наружные стены надземной части многоэтажного здания состоят из слоя толщиной 120 мм из керамического одинарного лицевого кирпича и внутреннего слоя толщиной 300 мм из газобетонных блоков. В подземной части здания наружные стены имеют толщины 400 и 350 мм.
Внутриквартирные перегородки толщиной 100 мм выполняются из газобетона, толщиной 65 и 120 мм – из рядового одинарного кирпича. Пенобетонные межквартирные и коридорные перегородки запроектированы толщиной 100 мм, кирпичные трехслойные – 250 мм.
Колонны многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой приняты монолитные железобетонные сечением 300×600 мм, 400×400 мм и 500×500 мм.
Плиты перекрытия над подвалом имеют толщину 300 мм и изготавливаются из монолитного бетона маркой по морозостойкости F75. Плиты опираются на колонны, стены, диафрагмы жёсткости и стены шахт лифтов. Плиты перекрытия монолитные железобетонные приняты толщиной 200 мм, а диафрагмы жесткости – 250 и 300 мм.
Лестничные марши запроектированы монолитные железобетонные и имеют ширину 1,2 м, в офисной части здания – 1,35 м, эвакуационной лестницы – 0,9 м.
Согласно проекту многоэтажного жилого дома с подземной автостоянкой все конструкции каркаса изготавливаются из бетона класса В25, марки по морозостойкости F35 (кроме плит перекрытий).
Кровля здания запроектирована мягкая плоская, c внутренним, организованным водостоком. По периметру многоэтажного жилого дома предусмотрена отмостка, совмещённая с тротуаром, покрытие которой выполняется из слоя асфальтобетона.
Лоджии и балконы имеют холодное витражное остекление. Двери квартир входные и внутренние – деревянные.
В проекте предусмотрено выполнение вентиляционных каналов из полнотелого красного рядового одинарного кирпича толщиной 120 мм.
Покрытие полов многоэтажного жилого дома представлено в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Покрытие полов многоэтажного жилого дома
цементно-бетонное покрытие (класс В25)
цементно-бетонное покрытие (класс В25)
цементно-бетонное покрытие (класс В25)
помещения общего пользования
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций проведен с использованием нормативных документов СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» [7] и СП 131.13330.2018 «Строительная климатология».
Конструктивное решение стены показано в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Конструктивное решение стены
Теплопроводность, λ, Вт/м׺С
Кирпич керамический (облицовочный)
Общее сопротивление теплопередачи стены измеряется в м 2 × о С/Вт и выражается формулой 5.1:
где – сопротивление теплопередаче пограничных слоев внутренней поверхности стены;
– сопротивление теплопередаче пограничных слоев наружной поверхности стены;
R i – сопротивление теплопередаче i -го слоя конструкции, вычисляемое по формуле 5.2:
где – толщина i-го слоя конструкции;
– коэффициент теплопроводности i-го слоя конструкции.
Для стены жилого дома значения коэффициентов теплоотдачи наружной и внутренней поверхностей ограждающей конструкции равны α ext =23 Вт/м 2 ×ºС и α int =8,7 Вт/м 2 ×ºС соответственно.
Следующим этапом необходимо определить градусо-сутки отопительного периода по формуле 5.3:
где – расчётная средняя температура внутреннего воздуха, принимаемая +21 о С;
– средняя температура наружного воздуха, принимаемая –0.1 о С;
– продолжительность отопительного периода, 166 суток.
Проведя расчет, получаем =3 502,6 ºС×сут/год.
Нормируемое сопротивление теплопередаче для любого конструктивного решения стены рассчитывается по формуле 5.4:
где a и b – поправочные коэффициенты по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Для жилых зданий принимаем: a=0,00035 и b=1,4.
Из расчета получаем =2,626 м 2 ׺С/Вт.
Используя формулу 5.1, определяем и получаем толщину теплоизоляционного слоя =0,05 м.
Проверка санитарно-гигиенического режима ограждения осуществляется по формуле 5.5:
где – расчетная температура наружного воздуха, равная температуре наиболее холодной пятидневки;
α int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/м 2 ׺С.
Так как полученное значение ∆ t о=2 ≤ ∆ t n =4, следовательно, условие санитарно-гигиенического режима соблюдается.
Проектируемое многоэтажное жилое здание – II степени огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности – СО, класс функциональной опасности Ф 1.3 для жилой части здания, Ф 4.3 – для офисной части и Ф 5.2 – для подземной автостоянки.
Несущие конструкции покрытия приняты из несгораемых материалов.
Для эвакуации людей на случай пожара на каждом этаже предусмотрен эвакуационный выход непосредственно наружу по незакрытой задымляемой лестничной клетке с естественным освещением.
Для отделки здания не предусмотрены сгораемые материалы, которые при горении выделяют удушливые и токсические газы или вызывают интенсивное задымление помещений.
В проекте учтены условия передвижения маломобильных групп населения по участку к многоэтажному жилому дому. Продольный уклон не превышает 5 %.
Все автодороги и тротуары имеют твердое (асфальтобетонное или плиточное) покрытие. По краям покрытий устанавливаются бортовые камни соответствующего типа.
Для обеспечения доступности и для обслуживания маломобильных групп населения (далее – МГН) проектом предусмотрено строительство специальных пандусов шириной 1,5 м на пересечениях тротуаров с проезжей частью автопроездов. Высота бортового камня на примыканиях пандусов к проезжей части автопроездов не превышает нормативных значений и составляет 0,03 м.
Учитывая потребности инвалидов с дефектами зрения, рекомендуется оборудовать кабину лифта звукопроводящим устройством, обеспечивающим информацию о номере этажа.
На основании Федерального закона «О радиационной безопасности» №3-Ф3 от 09.01.1996 г.[8], требований норм радиационной безопасности НРБ-99 СП 2.6.1.758-99 и «Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности» (ОСП ОРБ-99) СП 2.6.1.799-99 перед вводом здания в эксплуатацию необходимо произвести радиационный контроль. Экземпляр данных радиационного контроля всех строительных материалов конструкций, поступивших на стройплощадку, приобщается к актам на скрытые работы.
Источником холодного водоснабжения является внутриквартальный кольцевой водопровод. Трубопроводы В1, прокладываемые по техподполью и техническому этажу, а также стояки предусмотрены из стальных водогазопроводных оцинкованных труб Ø15-100 мм ГОСТ 3262-75 и ГОСТ 10704-91.
Проектом предусмотрена система горячего водоснабжения, закрытая от водоподогревателя. Трубопровод Т2, прокладываемый по техподполью, техническому этажу, а также стояки предусмотрены из стальных водогазопроводных оцинкованных труб Ø15-100 мм ГОСТ 3262-75 и стальных электросварных труб ГОСТ 10704-91.
Внутриквартирные разводки Т2 предусмотрены из полипропиленовых труб PN 20 PPR С ТУ 2248-002-45726757-01.
Отвод стоков осуществляется в наружную канализационную сеть двумя выпусками Ø150 мм, каждый из которых спарен с выпуском напорной канализации от установок Sololift 4-2, отводящих стоки от санприборов встроенных помещений, установленных в техподполье.
Канализационная сеть, прокладываемая по техподполью, а также стояки запроектированы из чугунных канализационных труб по ГОСТ 6942-98.
Все разводки дождевой канализации из предусмотрены из стальных электросварных труб 110х6,3 ГОСТ10704-91.
Теплоснабжение здания предусмотрено от существующей разводящей теплотрассы Ø200 мм. В соответствии с техническими условиями теплоноситель – перегретая вода с параметрами по графику 150º — 70º С.
Отопление основных помещений жилой части здания предусмотрено местными отопительными приборами. В качестве отопительных приборов к установке приняты алюминиевые радиаторы.
Предусмотрена приточно – вытяжная естественная вентиляция. Поступление приточного воздуха в жилые комнаты квартир предусмотрено через воздушные клапаны оконных блоков. Удаление воздуха через кухни, санузлы и гардеробные по вентиляционным каналам, устроенным в строительных конструкциях.
В помещениях технического назначения: ИТП, насосная, электрощитовая предусмотрены системы приточно-вытяжной естественной и механической вентиляции. Электроснабжение – I категория, напряжение 380/220 В. Устройство связи – радиотрансляции.
6 Разработка информационной модели здания в среде Revit
В современном мире, когда информационные технологии стремительно внедряются, на всех этапах жизненного цикла от проектирования до ликвидации собирается и анализируется в разных программах большой объем информации об объекте, поэтому необходимо искать новые способы обработки данных и представление их в одном окне. Информационное моделирование с использованием BIM – технологий помогает решать данные задачи.
BIM обеспечивает совместную среду для обмена цифровыми данными участниками инвестиционно – строительных проектов. На этапе строительства происходит превращение задуманных идей, намерений и принятых решений в реальность. Даже после этапа строительства можно использовать BIM-модель для эффективного управления и обслуживания здания.
Используя BIM, можно разработать годовой план технического обслуживания или легко найти детали, которые требуют технического обслуживания. Внедрение BIM в жизненном цикле строительного проекта объединяет точные данные для управления зданием и обеспечивает большую ценность для бизнеса на этапе эксплуатации.
С помощью BIM теперь становится возможным документировать и управлять каждой мелкой деталью здания и использовать данные модели для управления функциями систем. Тот факт, что не только здание, но и системы точно задокументированы, выводит управление зданием на новый уровень и обеспечивает значительные преимущества с точки зрения финансового управления.
Модель опирается на информацию, собранную совместно и обновленную на ключевых этапах проекта. Создание цифровой информационной модели многоэтажного жилого дома позволяет тем, кто взаимодействует со зданием, оптимизировать свои действия. Объединяя всю информацию о каждом компоненте многоэтажного жилого дома в одном месте, BIM позволяет любому участнику проекта получить доступ к этой информации для различных целей. Модель BIM представляет предполагаемые физические и функциональные характеристики проекта. Используя программное обеспечение информационных технологий, становится возможным использовать виртуальные эквиваленты реальных частей и деталей многоэтажного жилого дома: стены, колонны, плиты, крышу, окна, двери, трубопроводы и так далее.
Популярность высоких строений связана с тем, что они позволяют размещать объекты с большой общей площадью на маленьких участках. Это особенно ярко выражено в плотной городской застройке. Кроме того, многоэтажные здания позволяют собственникам получать больше выгоды от продажи и использования каждого этажа. Уникальная черта жилого многоэтажного дома в том, что оно объединяет несколько десятков, а иногда и сотен квартир разного класса. Применение информационного моделирования (BIM) позволяет рассчитывать прочность и архитектурно – инженерные особенности многоэтажного жилого дома.
Несмотря на то, что BIM в основном связан с проектированием и строительством, данная технология повышает эффективность управления и другими фазами жизненного цикла многоэтажного жилого дома, позволяет устранять многие недостатки и проблемы, возникающие в ходе этого процесса.
Revit, созданный специально для BIM, является одним из немногих пакетов программного обеспечения для цифрового дизайна. Revit – это не просто программа для составления проектов – это мощная, динамичная база данных.
В отличие от AutoCAD, Revit позволяет хранить все данные проекта в одном файле, работать нескольким пользователям с одним файлом проекта и объединять свои изменения при каждом сохранении. Каждый компонент, созданный в программном обеспечении Revit BIM, обладает параметрическими качествами. Информация, используемая для построения модели, поступает из единой базы данных, все изменения в Revit координируются по всему проекту, поэтому изменение в одном месте (представление) – это одновременное изменение всех представлений. Revit изменил процессы проектирования архитектуры и моделирования, добившись существенных улучшений в точности и эффективности.
Услуги моделирования Revit эффективны при создании высокодетализированных трехмерных моделей и передаче размеров наиболее точным способом, как для реальных архитектурных объектов, так и для разрабатываемых зданий. Сервисы 3D–моделирования включают возможность сохранения компонентов, которые можно извлечь из проектов. Таким образом, специалисты могут создать библиотеку базовых элементов, которые они смогут использовать для будущих 3D–моделей.
Проектируемый многоэтажный жилой дом разработан в среде Revit (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Разработка информационной модели здания в ПК Revit
Программное обеспечение Revit BIM автоматически записывает всю информацию, необходимую для проекта. Используя теги и ключевые слова, можно легко получить доступ к самой актуальной информации. В дополнение к своей гибкости и эффективности, Revit интегрирует с САПР с широким спектром возможностей. Программа может использоваться для облегчения проектирования, строительства, закупок, ценообразования, безопасности жизнедеятельности, текущего обслуживания, управления объектом и многого другого.
Строительные блоки любого программного обеспечения BIM – это параметрические компоненты, являющиеся динамическими элементами, которые могут иметь 2D–линию, 3D–форму и любую дополнительную информацию. В Revit они также называются «Семействами» и могут быть практически чем угодно, включая блок заголовка на листе или примечание к плану. Эти компоненты полностью настраиваемы и могут быть адаптированы к конкретным требованиям или стандартам проекта. В Revit компоненты могут иметь параметры экземпляра, параметры типа или даже глобальные параметры, которые обеспечивают разные уровни управления.
Revit –это идеальный инструмент для максимально точной передачи объема и расчета необходимого количества материалов для строительства здания. Услуги моделирования Revit помогают сократить бюджет на ненужные материалы, минимизировать растрату ресурсов и повысить эффективность выполнения проекта.Услуги моделирования Revit выявляют недостатки конструкции здания на ранних этапах. Детальное сканирование 3D–моделей помогает найти недостатки и исправить их до окончания работы.
Возможности моделирования Revit являются одним из самых передовых активов для создания архитектурных проектов, которые позволяют быстро и эффективно представить все концепции и планы. В дополнение к визуальному превосходству, услуги моделирования Revit невероятно полезны с инженерной точки зрения, поскольку детализация и функциональность этого программного обеспечения выводят архитектурные чертежи на новый уровень качества и реализма.
Расчет каркаса и фундамента объекта
Объект строительства располагается в г. Ростов-на-Дону и имеет уровень ответственности – II – нормальный.
Источник: scienceforum.ru
В. 9. Структурные информационные модели.
Структурные информационные модели определяют построение таких важных средств, как базы данных (структурированные хранилища информации) и, соответственно, системы управления базами данных (СУБД).
В тех случаях, когда необходимо переработать большой объем информации, ее нужно структурировать, т.е. выделить в ней элементарные составляющие и их взаимосвязи.
Информационная структура представляет собой упорядоченную систему данных. Наиболее простыми информационными структурами являются списки, таблицы, схемы, графы.
Пример табличного структурирования информации — школьное расписание уроков.
Основными структурными моделями являются иерархическая, сетевая и табличная.
Иерархическая модель представляется в виде дерева, где отдельные элементы объекта являются узлами, а стрелочки показывают связи между этими элементами (рис. 1).
Такая модель обладает следующими свойствами:
1. Иерархия начинается с верхнего узла. Каждый узел имеет характеристики (атрибуты), которые описывают моделируемый объект в данном узле.
2. Чем ниже уровень, тем выше зависимость» узла.
3. Каждый узел имеет только одну связь с более высоким уровнем. Каждый узел может иметь несколько связей с «зависимыми» (более низкими) уровнями.
4. Доступ к любому элементу структуры осуществляется только черед верхний узел по принципу «сверху-вниз».
5. Количество узлов не имеет ограничений.
Например, в биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид). В информатике используется иерархическая файловая система.
В сетевой модели каждый узел может иметь любое количество связей с другими узлами без соблюдения какой бы то ни было иерархии (рис. 2).
Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связь между элементами имеет сложную структуру. Например, различные части сети Интернет (американская, европейская, российская и т.д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом какие-то части (американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями, в то время как другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и японская).
В табличной моделикаждой объект моделируемой системы описывается в виде таблицы с набором атрибутов. Атрибуты, или поля, — это построчные ячейки таблицы. Взаимосвязь между таблицами описывается отношениям между полями.
Взаимосвязь между полями разных таблиц может иметь три вида:
1. «Один к одному». Одному элементу первого объекта соответствует только один элемент второго объекта. Например, конкретному человеку может соответствовать не более одного номера паспорта, а одному номеру паспорта — не более одного конкретною человека.
2. «Один ко многим». Одному элементу первого объекта может соответствовать несколько элементов второго объекта, а одному элементу второго объекта может соответствовать только один элемент первого объекта. Например, в 11 «А» классе школы № 5 может учиться несколько учеников, а конкретный ученик школы № 5 может учиться не более чем в одном классе.
3. «Многие ко многим». Каждому элементу первого объекта может соответствовать множество элементов второго, и каждому элементу второго — множество элементов первого. Например, один предмет школьной программы могут изучать многие ученики, и один ученик может изучать многие предметы школьной программы.
В.10. Кодирование текстовой информации.
Любые числа в памяти компьютера кодируются числами двоичной системы счисления. Для этого существуют правила перевода.
Однако в памяти ЭВМ хранятся и другие виды информации. Компьютер работает с разными видами информации, такими как: текстовая, числовая, графическая, звуковая.
С точки зрения ЭВМ текст состоит из отдельных символов. К числу символов принадлежат не только буквы (заглавные или строчные, латинские или русские), но и цифры, знаки препинания, спецсимволы типа «=», «(«, » и т.п. и даже пробелы между словами.
Итак, любое математическое выражение или слово состоит из отдельных элементов – символов.
Символы на экране компьютера формируются на основе двух вещей — наборов векторных форм всевозможных символов (они находятся в файлах со шрифтами) и кода, который позволяет выбрать из этого набора векторных форм именно тот символ, который нужно будет использовать.
Кодирование текстовой информации заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.
Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер — по их коду.
• Формула определения количества информации: N = 2b,
• где N – мощность алфавита (количество символов),
• b – количество бит (информационный вес символа).
В алфавит мощностью 256 символов можно поместить практически все необходимые символы. Такой алфавит называется достаточным.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Источник: cyberpedia.su