Теплотехнические расчеты

Model Studio CS

Современный тренд российского строительства – цифровизация и автоматизация процессов проектирования с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) и технологий информационного моделирования (ТИМ или BIM). На мировом рынке сформировался широкий спектр мощных программных решений для проектирования и строительства. В условиях санкционного давления на российскую экономику сформировалась новая тенденция – импортозамещение иностранных программных продуктов их отечественными аналогами [1-4].

Исследования показывают, что интеграция программных решений для BIM-проектирования в России и мире сопровождается, в целом, повышением эффективности проектирования и строительства и влечёт за собой с течением времени наработку определенных подходов к разработке проектных решений и цифровых информационных моделей (ЦИМ), основываясь на специфике работы и механиках конкретных программных продуктов [5-7]. В частности, исследователи работают над применением возможностей программных комплексов BIM для автоматизации инженерных расчетов при проектировании [8].

Из вышеизложенного можно сформулировать проблему, являющейся ключевой при внедрении российских САПР и ТИМ-систем в практику проектных организаций РФ – необходимо адаптировать и актуализировать методологию и подходы к разработке проектных решений в BIM под специфику российских программных решений [9-11].
В данном исследовании поставленная проблема будет решаться в частном случае – для проектирования тепловой защиты зданий и сооружений. В настоящий момент существует целый пласт научных исследований, посвященных автоматизации и оптимизацией оценки энергоэффективности и проектирования тепловой защиты зданий [12-20].

Одним из наиболее перспективных и мощных программных комплексов для промышленно-гражданского строительства является линейка решений программного комплекса Model Studio CS и его вертикальное решение для проектирования разделов АР, КМ и КЖ – Model Studio CS Строительные Решения. [21-23].

Методы

Параметры, представленные в таблице 1 должны быть заведены в программный комплекс Model Studio CS Строительные Решения. Математические выражения, необходимые для выполнения теплотехнического расчета необходимо перевести в формулы параметров Model Studio CS на базе языка программирования SQL. В таблице 2 представлены соответствующие преобразования математических выражений для расчетов в формульные выражения Model Studio.

Объект многослойной стены в Model Studio CS моделируется на базе объекта категории «Набор строительных слоев», содержащий в качестве зависимых объектов непосредственно слои ограждающей конструкции. На рис. 2 представлена структура объекта многослойной стеновой конструкции на основе газобетона и свойства корневого объекта. Конструкция состоит из четырех слоев: штукатурка – пенополистирол – штукатурка – газобетон. Пример свойств слоев представлен на рис. 3.

На рис. 4 представлена формульная интерпретация выражения для расчета требуемого сопротивления теплопередаче конструкции. Формула базируется на параметрах, отвечающих компонентам математического выражения для расчета в таблице 2.

На рис. 5 представлена формула для расчета требуемой толщины теплоизоляции с округлением до 10 мм в большую сторону (с помощью оператора int(x/10+1)*10.
Выражения вида parent.child(i) означают обращения к параметрам i-того слоя конструкции.

На рис. 6 представлена формула для расчета приведенного сопротивления теплопередаче конструкции. Выражение child(i) означает обращение к параметрам i-того зависимого объекта.

Рассчитанное значение приведенного сопротивления теплопередаче позволяет оценить соответствие конструкции нормативным значениям. Автоматизированный теплотехнический расчёт конструкции позволяет проектировщику оценить запас сопротивления теплопередаче конструкции относительно требуемого и, при необходимости, оперативно варьировать параметры, участвующие в расчёте, что значительно повышает скорость проектирования тепловой защиты зданий.

Методология автоматизации теплотехнического расчета, представленная в исследовании, в целом способна существенно ускорить рутинные задачи проектировщика и, соответственно, ускорить и удешевить процесс проектирования. Однако, следующие вопросы в ключе автоматизации теплотехнических расчетов остаются открытыми:

• Автоматизация получения данных внешнего климата: авторы видят перспективным и востребованным для проектировщика разработку электронного справочника климатических параметров, необходимых для теплотехнических расчетов, с возможностью их автоматизированного использования в программных средах для проектирования;

• Автоматизация расчета теплопотерь через ограждающие конструкции: актуальным для развития отечественных программных комплексов для ТИМ-проектирования и строительства будет автоматический подсчёт тепловых потерь через ограждающие конструкции на базе разработанной методики расчета сопротивления теплопередаче через ограждающие конструкции;

• Автоматизация получения энергопаспортов зданий и прочих данных, связанных с расчетом тепловых потерь и прочих теплотехнических параметров ограждающих конструкций также видится актуальным направлением исследованием для авторов.

Разработанная в рамках исследования методика автоматизации теплотехнического расчета средствами программного комплекса Model Studio CS позволяет достичь следующих практических целей:

• Предпроектная оценка эффективности применяемых решений тепловой защиты зданий и сооружений;

• Ускорение процесса проектирования;

• Возможность выполнять теплотехнические расчеты без обращения к сторонним программам (так называемым теплотехническим калькуляторам) с возможностью получения отчета о расчетах непосредственно внутри программной среды разработки цифровых информационных моделей.

Поделитесь статьей в социальных сетях: