Евгений Карант, ведущий инженер НИИСФ РААСН по направлению цифровизации технического регулирования и внедрения искусственного интеллекта
Когда говорят об информационном моделировании, основное внимание уделяется построению трёхмерных моделей проектируемого здания или сооружения и его отдельных частей, а также расчёту строительных конструкций. Это не удивительно, поскольку большинство программных продуктов как отечественных, так и зарубежных вендоров заточены именно на решение этих задач.
Выполнению требований к комфортности проживания и деятельности людей в зданиях и сооружениях различного назначения, в том числе нормативных требований по тепловой защите, звукоизоляции и освещению гражданских и промышленных зданий и сооружений в процессе информационного моделирования не всегда уделяется должное внимание.
Требования к комфортности проживания и деятельности людей в зданиях и сооружениях различного функционального назначения отражены в нормативных документах в виде сводов правил: СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», СП 51.13330.2012 «Защита от шума» и СП 52.13330. 2016 «Естественное и искусственное освещение».
При этом, правильный выбор размеров и формы помещений зависит от ряда факторов, среди которых особое место занимает воздушная среда, характеристики которой зависят от климатических условий и места строительства. Проектирование зданий без учёта климатических условий не обеспечивает необходимый комфорт при минимальных затратах и требует значительных расходов при эксплуатации зданий.
Таким образом, при проектировании зданий и сооружений необходимо знать климатические факторы и учитывать их, так как знание климатических условий среды позволяет найти выразительную архитектурную форму, придать зданию индивидуальный образ, обусловленный природно-климатическими факторами места строительства.
Основной задачей проектирования тепловой защиты зданий является создание комфортных условий микроклимата помещений при минимальном расходе тепловой энергии на поддержание нормируемых параметров воздушной среды и обеспечения санитарно-гигиенических условий.
Исходными данными для проектирования тепловой защиты зданий и сооружений являются:
Здесь следует отметить, что в обозримой перспективе характеристики теплотехнических свойств строительных материалов и конструкций будут импортироваться в программы для проектирования тепловой защиты зданий из создаваемой в НИИСФ РААСН информационной модели рынка строительных материалов, конструкций и оборудования. В свою очередь, отапливаемые площади и внутренний объём здания уже сегодня могут быть рассчитаны по трёхмерной информационной модели здания. При этом для учёта влияния теплопроводных включений («мостиков холода») необходим высокий уровень детализации (LOD) информационной модели.
Световой режим в помещениях зданий является одним из существенных факторов, определяющих качество окружающей человека среды. Освещение помещений обеспечивается естественным, искусственным и комбинированным светом.
Источником естественного света является лучистая энергия солнца, передаваемая путём электромагнитного излучения. Мощность лучистой энергии оценивается по производимому ею на нормальный глаз человека световому ощущению, называемому световым потоком.
Искусственное освещение осуществляется при помощи электрических светильников различного типа. Во многих случаях свет этих источников заменяет или дополняет естественный свет и создаёт световую среду, отвечающую высоким требованиям эстетики и комфорта.
Количественными характеристиками света являются: освещённость, яркость и коэффициент естественного освещения (КЕО).
Задачей естественного и искусственного освещения зданий является исследование условий, определяющих создание оптимального светового режима в помещениях согласно протекающим в них функциональным процессам.
Система естественного освещения должна обеспечивать:
Если ни одна из приведённых систем естественного освещения не обеспечивает требуемого уровня освещения и его качества, то она может быть дополнена искусственным освещением.
При проектировании естественного освещения необходимо:
Выбор типа и расположение световых проёмов решается на основе светотехнического расчёта и норм освещения помещений.
Проектирование естественного освещения осуществляется, исходя из показателей светового климата, приведённых в таблицах административных районов мест строительства. Расчёт КЕО в каждой точке любого помещения может быть проведён на основе трёхмерной информационной модели здания.
Искусственное освещение не зависит от времени дня, сезона и погоды и обеспечивает возможность нормальной жизнедеятельности человека в условиях отсутствия и недостатка естественного света.
Использование искусственного света следует рассматривать как один из способов, с помощью которого можно компенсировать отсутствие или недостаток естественного освещения и создавать благоприятный визуальный микроклимат в помещениях.
Строительная акустика решает вопросы ограничения распространения нежелательных звуков, называемых шумами. Шум вызывает у людей раздражение, затрудняет восприятие речи и музыки, а в некоторых случаях является причиной глухоты.
Таким образом, перед проектировщиками стоит задача всемерного подавления шума
Рассмотрены вопросы звукоизоляции помещений от воздушного и ударного шума для вертикальных ограждающих конструкций и междуэтажных перекрытий.
Основными источниками шума в зданиях различного назначения является технологическое и инженерное оборудование.
По отношению к ограждающим конструкциям источники шума подразделяются на внешние и внутренние, находящиеся внутри зданий.
Основными источниками внешнего шума являются транспортные потоки на улицах и дорогах, железнодорожный, водный и воздушный транспорт, промышленные и энергетические предприятия и их отдельные установки, а также внутриквартальные источники шума (трансформаторная подстанция, центральные тепловые пункты, спортивные и игровые площадки и другое).
Источниками внутреннего шума в зданиях различного назначения являются технологическое и инженерное оборудование (лифты, вентиляторы, насосы), а также громкий разговор, игры на музыкальных инструментах, работа станков и оборудования и другое.
Нормируемыми параметрами постоянного шума в расчётных точках являются уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц (для ориентировочных расчетов допускается использование уровней звука, дБА).
Нормируемыми параметрами непостоянного (прерывистого, колеблющего во времени) шума являются эквивалентные уровни звукового давления, дБ, в тех же октавных полосах и максимальные, дБ и эквивалентные, дБА уровни звука.
Шум считают в пределах нормы, если он как по эквивалентному, так и по максимальному уровню звука не превышает установленных нормативных значений.
Изоляцией от воздушного шума называется ослабление звуковой энергии при передаче её через ограждение. Изоляцией от ударного шума называется способность междуэтажных перекрытий снижать шум в помещении под перекрытием, при воздействии на них ударов при хождении, передвижении мебели и тому подобное.
Звукоизоляция помещений от воздушного и ударного шума осуществляется с помощью ограждающих конструкций, которые характеризуются свойством ослаблять уровень звукового давления шума при его воздействии на ограждение. Сущность звукоизоляции состоит в том, что большая часть подающей на него звуковой энергии отражается и лишь незначительная её часть (1/1000 и менее) проникает через него.
Индексы изоляции воздушного шума для ограждающих конструкций различных типов, в том числе для междуэтажных перекрытий, а также расчёт междуэтажных перекрытий на ударное воздействие шума рассчитываются по формулам, приведённым в СП 51.13330.2012 «Защита от шума».
***
В настоящее время вышеприведённые СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», СП 51.13330.2012 «Защита от шума» и СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» существуют исключительно на бумажных носителях и (или) в pdf. Это обстоятельство делает невозможной стыковку баз знаний, изложенных в данных СП с программными комплексами, предназначенными для трёхмерных моделей зданий и сооружений. По существу, все инженерные расчёты проводятся проектировщиками вручную.
Одним из перспективных направлений видится представление каждого «бумажного» СП в форме информационной системы (ИС), под которой, согласно федеральному закону об информации, информационных технологиях и защите информации, должна пониматься совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих её обработку информационных технологий и технических средств.
В качестве пилотного проекта НИИСФ РААСН приступает к работе над созданием ИС «Строительная климатология» на базе одноименного СП 131.13330.2012. Пожелаем же сотрудникам этого института успехов в наступающем 2023 году.
При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!
26.12.22 в 10:26
Специалисты нашей Ассоциации не поняли важности поднятого вопроса. Некоторые из перечисленных расчетов занимают минуты. Для сложных светотехнических расчетов существуют специальные программы. И при чем здесь климатология? Может просто речь идет об очередном освоении бюджетных средств с очень незначительной дальнейшей отдачей? То есть, что-то завернули в красивую обертку?
Сергей, Вы всей Ассоциацией читаете За-Строй? Вот это уровень!!))
Да, что Вы. Я сам просмотрел материал и еще двух спецов (один архитектор, второй конструктор) попросил посмотреть статью. Коротко обсудили. Непонятные статьи у Е. Каранта. Спецы сказали, что он, вероятно, плохо разбирается в вопросах проектирования ...
Уважаемый Сергей! Во-первых, порядке информации сообщаю Вам, что не проходит дня, чтобы в НИИСФ РААСН не поступил запрос касательно использования СП "Строительная климатология". При этом сотрудники этого НИИ в силу закона обязаны бесплатно давать на запросы соответствующие разъяснения.
Во-вторых, полюбопытствуйте, пожалуйста, у членов вашей ассоциации, сколько из них учитывают в теплотехнических расчётах так называемые теплопроводные включения или, иначе говоря, "мостики холода", про что есть специальный СП 230.
В-третьих, для светотехнических расчётов действительно на рынке представлены множество программ. Буду благодарен, если Вы проинформируете сообщество о том, кем и когда были верифицированы программы расчёта коэффициента естественного освещения (КЕО). НИИСФ РААСН, будучи ответственным за СП по светотехнике, эту работу никогда не проводил. А потому, невольно возникают подозрения, что площади оконных проёмов, де-факто, задаются наугад, что в процессе эксплуатации влечёт за собой перерасход электроэнергии
Я мог бы задать Вам ещё великое множество подобных вопросов, но уже хочется готовиться к встрече Нового года.
К сожалению автор удалил свой комментарий
Сергей, если Вам что-то непонятно, то, наверное, стоит взяться за изучение специальной литературы в соответствующей предметной области.
Друг мой, а разве есть литература по освоению бюджетных средств с близким к нулю эффектом? "... кем и когда были верифицированы программы расчёта коэффициента естественного освещения (КЕО). НИИСФ РААСН, будучи ответственным за СП по светотехнике, эту работу никогда не проводил". А почему не проводил, будучи ответственным? Можно и сейчас провести эту работу. Что мешает? Не денежно? Можете ни чего не отвечать. С наступающим Новым Годом!