Разработка информационной системы по разработке строительных проектов

отличная работа была защищена на отлично ...

Введение………………………………………………………………………….3
1. РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
ПРОЕКТИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ…………………………………………………………. 4
1.1. Инженерный онлайн-калькулятор «SmartCalc» для выполнения теплотехнических
расчётов ограждающих конструкций зданий…………………………………………….. 4
1.1.1. Исходные данные для расчёта…………………………………………………….… 4
1.1.2. Элементы интерфейса онлайн-калькулятора. Сворачиваемые панели…………..... 4
1.1.3. Рекомендации по корректному проведению расчетов……………………….……. 10
1.2. Программа ТеРеМОК «Теплотехнический расчёт многослойных ограждающих
конструкций» …………………………………………..…………………………………. 13
2. РНРР – ПАКЕТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПАССИВНОГО ДОМА…… ….………….. 21
2.1. Опыт строительства зданий с низким энергопотреблением с использованием
компонентов ПД в России и СНГ………………………………………………………… 23
2.2. Структура программы РНРР……………………………………………...…………. 26
2.3. Пример выполнения расчёта в программе РНРР…………………………………… 28
3. ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ РАСЧЁТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ
НЕСУЩЕГО ОСТОВА ЗДАНИЙ…………………………………………………..……41
3.1. Система архитектурного проектирования формообразования и расчётов САПФИР.43
Заключение………………………………………………………………………………….44
Литература………………………………………………………………………………..…47

Введение
Одной из важнейших проблем, стоящих перед государством в настоящее время, является неэффективное использование энергии в России, а также его негативное влияние на экономику и экологию страны. В настоящее время объем неэффективного использования энергии в России равен годовому потреблению первичной энергии во Франции. Для реализации потенциала повышения энергоэффективности необходимы инвестиции частных и государственных организаций, а также домохозяйств в размере около 320 млрд. долл. США. На уровне национальной экономики капиталовложения в энергоэффективность могут окупиться за два-три года. Россия может сэкономить 45% своего полного потребления первичной энергии. Реализовав потенциал повышения энергоэффективности, Россия сможет сэкономить: около 250 млрд. куб. м природного газа, около 350 млрд. кВт/ч электроэнергии, 90 млн. т угля, 45 млн. т сырой нефти и ее эквивалента в виде переработанных нефтепродуктов [1].
Правительством нашей страны намечен план действий для сокращения энергоемкости российской экономики вдвое к 2020 году. Эти шаги отражены в соответствующих законодательных документах. Так, Постановление Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» (в ред. Постановлений правительства РФ от 18.03.2009 № 427, от 21.12.2009 № 1044, от 11.02.2010 № 235, от 07.12.2010 № 1006, от 13.02.2011 № 73) Российской Федерации содержит перечень требований энергетической эффективности зданий. В Федеральном законе № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» от 23 ноября 2009 г. обозначены цели на создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Тем самым они ухудшают теплозащиту всего слоя. Поэтому при проведении расчета для достижения достоверного результата нужно учитывать влияние этих дополнительных материалов. В справочнике калькулятора содержится много вариантов кладок различных материалов. Но такая информация есть не по всем материалам. Поэтому в калькуляторе есть возможность выбора типа и настройки параметров слоя. Например для кладки блоков есть следующие варианты: Если в справочнике можно выбрать в качестве материала кладку из этих блоков, то достаточно просто выбрать ее в качестве материала слоя. Можно выбрать тип слоя "Неоднородный" и задать коэффициент однородности. При этом сопротивление теплопередаче этого слоя будет вычислено умножением сопротивления теплопередаче блоков на коэффициент однородности. Информациюпо коэффициенту однородности можно найти в справочниках. Но наилучшим вариантом, при отсутствии справочных данных по кладке, видится использование типа слоя "Кладка", для которого необходимо указать высоту и длину блоков, толщину швов и выбрать материалы блоков и швов. Для расчета каркасных конструкций существуют варианты типов слоев "Каркас" и "Перекрестный каркас". В них так же как при кладке выбираются оба материала, используемые в слое, а так же шаг (расстояние между центрами элементов каркаса – стоек, балок и т. п.) и толщина элемента каркаса. Влагонакопление Расчет накопления влаги в конструкции проводится только для основных материалов, входящих в слои конструкции. Например, для слоя с типом "Каркас" в расчете будут использованы только характеристики материала утеплителя, а для слоя с типом "кладка" – характеристики материала блоков. Если в Вашей конструкции есть слой с типом "Каркас" и слой с типом "Перекрестный каркас", эти два слоя являются смежными, и если в качестве утеплителя в обоих слоях используется один и тот же материал, то для более точного расчета накопления влаги лучше заменить их на один слой. Также при оценке допустимости накопления влаги лучше не использовать тип слоя "Неоднородный". В принципе, при этом расчете можно всем слоям установить тип "Однородный". Наличие теплопроводных включений оказывает наибольшее влияние на расчет раздела "Тепловая защита". Разъяснения получаемых при расчетах результатов Мы считаем, что делать выводы из полученных в результате работы онлайнкалькулятора результатов принадлежит Вам и только Вам. Здесь мы только дадим некоторые разъяснения, которые могли бы помочь Вам сделать тот или иной вывод.Тепловая защита Расчет в этом разделе оценивает исключительно теплозащитные характеристики конструкции. График температуры точки росы и зона конденсации на рисунке приведены исключительно в информационных целях. Оценка возможности образования конденсата и допустимости количества влаги в конструкции согласно строительным нормам и правилам должна делаться при расчете накопления влаги. В результате расчета тепловой защиты вычисляется значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции (далее R). Оно и является показателем тепловой защиты спроектированного Вами участка ограждающей конструкции. Для того, чтобы оценить, достаточно это значение, в таблице с результатами, сразу за вышеуказанным сопротивлением теплопередаче, приведены три нормируемых значения. Все они расчитываются исходя из климатических условий той местности, в которой строится или будет строиться дом. Требуемое сопротивление теплопередаче согласно санитарно-гигиеническим требованиям. Если R меньше этого значения, то лучше в помещении с такой тепловой защитой не жить. Возможно образование конденсата на стене, инея, появление грибков и плесени. Нормируемое значение требуемого сопротивления теплопередаче согласно поэлементным требованиям. Это значение базового поэлементного требуемого сопротивления теплопередаче умноженного на понижающий коэффициент. Величина этого коэффициента зависит от типа конструкции. Это значение является допустимым в том случае, если здание целиком удовлетворяет требованиям к удельному расходу тепловой энергии на отопление. Расшифровку этих требований можно найти в нормативной документации. А упрощенно оно означает, что оно допустимо, если: Вся оболочка дома имеет достаточную теплозащиту. Включая стены, потолки, полы, окна и двери. Все инженерные системы являются экономными (отопление, вентиляция, водоснабжение и т. п.) и излишне не расходуют энергию. Например, если поставить энергоэффективные окна и двери, хорошо утеплить перекрытия над подвалом и потолок, то нет нужды строить слишком толстые или излишне утепленные стены, т. к. денежные средства на увеличение их теплозащиты в обозримом будущем не окупятся. 1. Поэлементные требования требуемого сопротивление теплопередаче. Достижение этого значения тепловой защиты говорит о том, что конструкция в любом случае энегроэффективна. И дальнейшее увеличение уровня тепловой защиты оправдано если только энергоноситель для системы отопления в этом случае чрезвычайно дорог или Вы сами желаете построить то, что называется "Пассивный дом". Только не стоит забывать, что общая энегроэффективность дома определяется не одной конструкцией (например, стенами), а всей внешней оболочкой дома, а так же энергоэффективностью всех инженерных систем здания. Выбор уровня тепловой защиты предполагается на усмотрение пользователя. 1.2. Программа ТеРеМОК «Теплотехнический расчёт многослойных ограждающих конструкций» Программа ТеРеМОК предназначена для выполнения теплотехнических расчётов и проверки многослойных ограждающих конструкций на соответствие нормам и правилам. Данная программа разработана с учётом требований и методик расчета, изложенных в таких нормативных документах, как СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». Программа ТеРеМОК позволяет без труда составить и рассчитать ограждающую конструкцию с использованием имеющейся базы материалов, созданной на основе СП 23101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Для пользователей автором предусмотрена возможность пополнять базу характеристиками новых материалов. По принципу взаимодействия с пользователем ТеРеМОК является программоймастером (ассистентом), то есть позволяет решить конкретную задачу поэтапно, в несколько довольно простых шагов. Это делает работу пользователя вполне наглядной и понятной. Пример выполнения теплотехнического расчёта в программе ТеРеМОК Весь расчёт проходит в три этапа. На первом и втором шагах выполняется ввод исходных данных, на третьем – расчёт и получение результатов. Изображения состояния диалогового окна программы для каждого этапа приведены на рис. 1. 1 – 1.1. Ввод исходных данных Район строительства: из выпадающего списка Населённый пункт выберите, например, Тула; Тип здания или помещения: устанавливаем флажок на Жилое; Расчетная температура внутреннего воздуха: tint = 20 (изменение значения температуры выполняется нажатием кнопок-стрелок вверх или вниз); Влажностный режим помещения можно задать двумя способами: выбрать требуемый режим из таблицы, например, Нормальный; переставить флажок напротив строки Относительная влажность внутреннего воздуха φint = 55%, изменив влажность нажатием кнопок-стрелок вверх и вниз. Тип конструкции: установите, например, Наружная стена. Если требуется поставить галочку напротив строки …наличие прослойки, вентилируемой наружным воздухом, то в дальнейшем следует вводить слои конструкции до этой прослойки. Важной особенностью расчёта является необходимость конкретизировать выбранную конструкцию, то есть нельзя рассчитать просто перекрытие, необходимо указать точный его тип, например, Перекрытие… …над подвалом… …неотапливаемым, без световых проёмов в стенах, расположенное выше уровня земли. Выбор конструкции представлен в виде дерева, поэтому для выше описанного примера точку следует поставить напротив строки …неотапливаемым, без световых проёмов в стенах, расположенное выше уровня земли. Если рассчитываемое перекрытие (покрытие) имеет Потолок с выступающими рёбрами, при отношении h/a > 0.3, где h — высота рёбер, а — расстояние между гранями соседних рёбер, следует поставить соответствующую галочку. Итак, первый этап закончен, для перехода к составлению конструкции следует нажать кнопку Далее ». Рис. 1.1. Этап №1 расчёта в программе ТЕРЕМОК Рис. 1.2. Этап №2 расчёта в программе ТЕРЕМОК По данным введённым на первой странице рассчитано Нормативное значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Rreq = 1.066 (м2⋅℃)/Вт. Здесь же можно ввести иное (своё) значение Rreq. Далее из выпадающего списка выбираем Документ, на основании из которого будут выбираться значения характеристик материалов, например, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». Далее в соответствии с выбранным документом предлагается выбрать группу и подгруппу материалов, например, группу II.Конструкционно-теплоизоляционные материалы и подгруппу Г. Кирпичная кладка из сплошного кирпича. Теперь в таблице представлен список материалов соответствующей подгруппы. Кроме номера строки материала в документе, наименования и плотности материала, в таблице указан коэффициент теплопроводности с учётом условий эксплуатации: № 206 | Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе (ГОСТ 530) | 1800 кг/м3 | 0.81 Вт/(м2⋅℃). Для добавления материала, как слоя в конструкции, следует один раз кликнуть по строке с названием материала. Набрав слои конструкции следует выбрать Тип расчёта: Расчёт требуемой толщины искомого слоя, в данном расчёте мы хотим выяснить толщину одного слоя, например, утеплителя. Ячейку с толщиной искомого слой следует оставить пустой. Проверка ограждающей конструкции на сопротивлении теплопередаче, в этом расчёте все толщины должны быть заданы. Следует отметить, что в таблице слоёв конструкции важными для расчёта являются столбцы «λ, Вт/м2⋅℃» и «Толщина, мм». В случае если какого-либо нового материал не окажется, то можно Добавить пустой слой, и в нём ввести характеристики слоя. Также слои можно перемещать нажатием кнопок Слой ↑ и Слой ↓. Кнопкой Удалить слой можно удалить выбранный слой. После нажатия кнопки Расчёт производится расчёт конструкции, и здесь возможно два варианта: Если выбран Расчёт требуемой толщины искомого слоя, то результатом будет Толщина искомого слоя δ и Суммарная толщина конструкции Σδ. Если Проверка ограждающей конструкции на сопротивлении теплопередаче – то Суммарная толщина конструкции Σδ, Фактическое сопротивление теплопередаче Rфакт и вывод: достаточна или недостаточна величина Сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции. На этом закончен второй этап расчёта. Для составления отчёта следует нажать кнопку Отчёт. На данной странице собраны все параметры участвующие в расчёте. Для того, чтобы распечатать следует нажать кнопку Печать. Здесь необходимо отметить, что размеры отчёта оптимизированы под формат бумаги А4 с альбомной ориентацией. Рис. 1.1. Этап №3 расчёта в программе ТЕРЕМОК 2. РНРР – ПАКЕТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПАССИВНОГО ДОМА Пакет проектирования пассивного дома РНРР предназначен для определения оценочных критериев здания с целью их соответствия стандарту пассивного дома (ПД). ПД – это здание со столь малым расходом тепловой энергии на отопление, что отдельная система отопления становится практически ненужной, при этом, необходимое тепло можно подвести благодаря уже имеющейся системе вентиляции (рис. 2.1). Рис. 2.1. Компоненты пассивного дома Расчётные значения показателей стандарта ПД были установлены доктором Вольфгангом Файстом (Германия) [4]: удельный расход тепла на отопление qн ≤ 15 кВт∙ч/(м2∙год); удельное потребление первичной энергии qр ≤ 120 кВт∙ч/(м2∙год) и т.д. Выше указанные значения этих критериев обусловлены климатическими условиями Германии, которые явно будут отличаться по сравнению, к примеру, с Московским регионом. Поэтому, для нашей полосы актуальны следующие значения указанных критериев: qн ≤ 25…35 кВт∙ч/(м2∙год); qр ≤ 120 кВт∙ч/(м2∙год). Пакет РНРР выполняет следующие расчёты: Расчет энергобалансов; Проектирование комфортной системы вентиляции; Расчёт отопительной нагрузки с учетом всех параметров; Проверка результатов расчета в результате сравнения с требуемыми показателями (подтверждение стандарта пассивного дома). Результаты расчёта следующие значения: Коэфф-ты теплопередачи U наружной оболочки здания, включая окна Трансмиссионные теплопотери (наружный воздух, грунт) Теплопотери через вентиляцию и инфильтрацию Теплопоступления от солнца с учетом затенения Бытовые тепловыделения Отопительная нагрузка Комфорт летом и энергия на охлаждение Электроэнергия на бытовые и вспомогательные нужды Первичная энергия 2.1. Опыт строительства зданий с низким энергопотреблением с использованием компонентов ПД в России и СНГ Опыт проектирования и строительства зданий с низким энергопотреблением насчитывает уже довольно приличное множество примеров. К таким объектам строительства относятся следующие: - экспериментальные энергоэкономичные жилые дома в р-не Куркино, г. Москва. Потребление тепловой энергии на отопление снижено в 4-5 раз от нормативного (рис. 2.2); Рис. 2.2. Экспериментальные энергоэкономичные жилые дома в р-не Куркино, г. Москва Рис. 2.1. Энергоэффективный жилой дом на базе типовой серии в г. Минске энергоэффективный жилой дом на базе типовой серии в г. Минске. Использована поквартирная вентиляция с рекуперацией тепла. Применены панели с переменной теплоизоляцией. Энергопотребление около 35…40 кВт·ч/м2год. Проект дома выполнен Институтом НИПТИС г. Минск (рис. 2.3); офисное здание для Всемирного фонда дикой природы в Москве в стандарте пассивного дома – «Панда-дом» (рис. 2.4); проект офисного здания в г. Белгород в стандарте пассивного дома (рис. 2.5). Рис. 2.2. Офисное здание для Всемирного фонда дикой природы в Москве в стандарте пассивного дома – «Панда-дом» Рис. 2.3. Проект офисного здания в г. Белгород в стандарте пассивного дома 2.2. Структура программы РНРР Структура программы РНРР довольно проста.