10936

Рис. 9.Результаты численного метода расчёта в ПВК ANSYS

Далее был проведено сравнение результатов и были сделаны следующие выводы:

Анализируя численный и экспериментальный метод расчёта, несмотря на некоторые расхождения в целом, численная картина распределения давлений подтверждается экспериментом, а картины обтекания здания практически полностью совпадают. Экстремальные значения отрывов, а также зоны их возникновения совпадают с погрешностью, не превышающей 5 %. В менее загруженных зонах расхождение результатов оказывается более значительным, но влияние этих зон на общее напряженно-деформированное состояние конструкций покрытия менее значимо.

На основании полученных результатов может быть сделан вывод, что при проектировании зданий и сооружений сложной геометрической формы необходимо выполнять как численное, так и экспериментальное моделирование, принимая в качестве расчетного наименее выгодное распределение нагрузок.

Литература 1.Темам, Р. Уравнения Навье-Стокса. Теория и численный анализ / Р.

Темам ; пер. с англ. В. А. Новикова, А. М. Франка. – Москва : Мир, 1981. – 408 с. – Текст : непосредственный.

20

2.Гувернюк, С.В. Компьютерное моделирование аэродинамических воздействий на элементы ограждений высотных зданий / С.В. Гувернюк, В.Г. Гагарин // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК) / АВОК-Пресс. – Москва, 2006. - №8. – С. 18-26.

3.Гагарин, В.Г. Аэродинамические характеристики зданий для расчета ветрового воздействия на ограждающие конструкции / Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. // Жилищное строительство. – Москва, 2010. -

№1. - С. 7-10.

4.СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* - М.: Минстрой России, 2016. – 80 с.

5.Хазов, П.А. Экспериментальное исследование распределения ветровой нагрузки на поверхность большепролетного здания / П.А. Хазов, А.В. Февральских, Б.Б. Лампси, Ю.Д. Щелокова, А.М. Анущенко // Приволжский научный журнал /Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород, 2019. – № 2. – С. 9-16.

6.Хазов, П.А. Численное и экспериментальное исследование распределения ветровой нагрузки на криволинейное большепролетное покрытие / П.А. Хазов, А.М. Анущенко, Е.А. Онищук, Ю.Д. Щелокова // Приволжский научный журнал /Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород, 2020. – № 1. – С. 16-21.

21

СЕКЦИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ»

Научные руководители:

Д.А. Кожанов, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры теории сооружений и технической механики;

Д.М. Лобов, старший преподаватель кафедры строительных конструкций;

Д.А. Ламзин, канд. техн. наук, доцент кафедры строительных конструкций;

В.Ю. Кузин, канд. техн. наук, доцент кафедры отопления и вентиляции

А.А. Смыков, ассистент кафедры отопления и вентиляции.

22

Е.Ю. Агеева, А.В. Бервинова, Н.Н. Леонтьева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ВОЗВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ С ПОМОЩЬЮ 3D – ПРИНТЕРА

Современная наука и технический прогресс не стоят на месте. То, что считалось невероятной фантазией вчера, сегодня воплощается в реальность. Одной из таких осуществившихся мечт является разработка технологии возведения зданий с помощью 3D – принтера.

Сама идея, несмотря на свою уникальность, является довольно простой в исполнении. 3D – принтер работает по принципу экструзии – он послойно выдавливает специальную смесь по заданной компьютером трёхмерной модели. Состоящий из цемента, заполнителя и различных добавок раствор помещается в бункер устройства, а уже оттуда происходит подача смеси к головке принтера. Слои выкладываются друг на друга, полностью повторяя контур, заданный программой.

Существует несколько моделей 3D – принтеров, отличающихся не только собственными конструктивными особенностями, но также методами постройки зданий или их частей.

1. Портальная модель Состоит из рамы и трех порталов, к которым прикреплена головка

принтера. Порталы смешаются по осям при помощи шаговых двигателей (рис. 1). В основном данная модель 3D – печати используется для возведения отдельных частей зданий или небольшого строения, если оно помещается под арку принтера (рис. 2) [1].

2. Дельта – модель

23

Отличается от портального принтера тем, что не зависит от трехмерных направляющих и печатает более сложные элементы конструкции (рис. 3). Головка подвешивается на рычаги, прикрепленные к трём элементам каркаса 3D - модели. Это позволяет ей свободно перемещаться в пространстве (рис. 4).

-роботизированная модель

3D – принтеры – манипуляторы, управляемые компьютером и оснащенные экструдером – машиной для непрерывной переработки полимерного сырья в единую однородную массу (рис. 5). Путём продавливания раствора через экструзионную головку изделию придается желаемая форма (рис. 6).

-D – Shape

Это особая категория 3D – принтеров, которая производит печать здания не жидкой растворной смесью, а сухим порошком. После укладки слоя порошка необходимой толщины его пропитывают специальным связующим веществом (рис. 7, 8).

24

Рис.7, 8 Технология печати принтером категории D – Shape

Преимущества метода строительства домов путём использования 3D

– принтера:

-высокая скорость возведения зданий; -полная автоматизация процесса возведения;

-сокращение расходов по оплате труда рабочим, по электроэнергии и срокам строительства;

-минимальное человеческое вмешательство в процесс строительства – сокращение риска строительных ошибок или травмоопасных ситуаций;

-надёжность и долговечность постройки; -исключение образования отходов стройматериалов [2].

Одним из самых известных строений, выполненных с помощью 3D – печати, является «Офис будущего», возведенный в ОАЭ в 2016 году. Гигантский принтер создал футуристическую постройку площадью 250 кв.м., сэкономив 50% стоимости, которая была бы затрачена при возведении этого здания любым обычным способом (рис. 9) [3]. Части дома были напечатаны на заводах китайской компании WinSun и направлены в Дубай, где их собрали в течение двух недель.

Рис.9 Здание «Офис будущего» ОАЭ, г. Дубай, 2016 г.

25

Российская компания Apis Cor в 2016 году создала первое печатное 3D – строение в России – одноэтажный жилой дом в Ступино (рис. 10, 11) площадью 36,8 кв. м. Работа над зданием велась около 2 месяцев, из которых 3D – принтер эксплуатировался всего 20 часов, а остальное время было отведено на внутреннюю и наружную отделку здания [4]. Себестоимость 1 кв. м. дома равна 16 тыс. рублей. Эту цифру можно было бы снизить до 13 тыс. рублей, если бы дом имел более простую форму, а при строительстве использовались бы более дешевые стройматриалы.

Рис.10, 11 Одноэтажный жилой дом Россия, г. Ступино, 2016 г.

В 2018 году американская компания ICON совместно с New Story за сутки создала дом площадью 55 – 75 кв. м. стоимостью 4 тыс. долларов (рис. 12, 13). По общераспространенному мнению, такие дома – настоящий клад в сфере строительной индустриализации. Современные 3D – технологии позволят обеспечить жильем все слои населения в рекордно короткие сроки, а дома будут отличаться качеством и разнообразием форм и размеров [5].

Рис.12, 13 Одноэтажный жилой дом США, г. Остин, 2018 г.

На сегодняшний день строительство зданий и сооружений посредством 3D – принтера приобретает все более широкий масштаб.

26

Возможности, которые открывает данный метод возведения, несомненно, являются новым витком в строительной индустрии мира.

Литература:

1.Печать домов на 3D – принтере в России, Китае и других странах [Электронный ресурс] : [сайт]. – Режим доступа: https://top3dshop.ru

2.17 реальных зданий, напечатанных на 3D – принтере [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: https://vc.ru

3.«Офис будущего» в Дубае [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: https://www.admagazine.ru

4.10 зданий, напечатанных на 3D – принтере [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: https://www.3dpulse.ru

5.Новый дом, распечатанный на 3D – принтере, обойдётся в $4 тыс. [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: https://ecotechnica.com.ua

С.А. Вирковский, Т.А. Гаврикова

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ – ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ПУТИ РЕШЕНИЙ

Вусловиях современного производства, организации технической эксплуатации зданий предъявляются высокие требования.

Важное значение уделяется требованиям к техническому оснащению, автоматизации инженерных систем, средствам коммуникаций, обеспечения технологических процессов.

Повышение эффективности функционирования службы эксплуатации промышленного объекта окажет экономическое влияние на производство, как в границах отдельных регионов, так и в масштабах страны.

Каждая компания организовывает службу эксплуатации исходя из компетенции управляющего персонала и территориальных требований.

Внастоящее время существуют как организационные, так и технические методы оптимизации службы эксплуатации зданий и инженерных систем.

Внедрение тех или иных мероприятий требует тщательного анализа финансовых показателей в перспективе стратегического планирования.

Анализ организационных мероприятий на предприятиях показал наличие ряда популярных, но сомнительных с точки зрения эффективности мер:

27

1.Экономия на закупке материалов с ориентацией на стоимость, а не качество.

2.Простой оборудования или неиспользуемые излишки из-за ошибочных ожиданий.

3.Привлечение лизинговых компаний в технологические

сегменты.

4.Снижение стоимости строительства и ремонта за счет использования устаревших технологий.

5.Сокращение персонала и фонда оплаты.

И наоборот, существуют удачные примеры на предприятиях внедрения организационных методов, например - «бережливое производство».

На примере действующего предприятия Metro Warehouse Noginsk LLC были исследованы возможные направления оптимизации в процессе внедрения решения диспетчеризации инженерного оборудования BMS (Building Management Systems).

Функции автоматизации и регулировки при эксплуатации систем отопления, вентиляции, кондиционирования, энергоснабжения выполнялась системой автоматизации Simatic S7-300, имеющей модульную структуру:

1.Центральный процессор (CPU)

2.Подстанции с модулями входа/выхода

3.Техники управления для визуализации информации

4.Адаптер для осуществления сервисного обслуживания на расстоянии через модем.

BMS позволила получить эффект за счет перераспределения энергетических ресурсов, дистанционного мониторинга и управления оборудованием.

На нашем объекте использовалось оборудование 2010 года, причем оборудование уровня датчиков и контроллеров не нуждаются в модернизации. Совершенствование и развитие BMS целесообразно по следующим направлениям:

1.Модернизация программного обеспечения для оптимизации автоматизированного рабочего места, подключение удаленных средств мобильного мониторинга и улучшение визуализации интерфейса.

2.Развитие автоматизированного управления системами жизнеобеспечения при аварийных ситуациях (ВВ, ВКи др.) с автоуведомлением по электронной почте и СМС

3.Создание баз данных о функционировании инженерных сетей, для дальнейшего их анализа и возможности визуализации с целью повышения качества работ по обслуживанию зданий.

4.Обеспечение доступа с мобильных устройств к базам данных и системам управления.

28

Для совершенствования качества контроля за эксплуатацией и содержанием сложных многофункциональных зданий и сооружений нами предложено использование определенных программных продуктов (1 С: ТОиР, Dimo Maint и т.п.). Применение их необходимо для цифровизации следующих элементов:

1.Учет инженерных систем, оборудования, эксплуатационных показателей и ремонтов.

2.Планирования технического обслуживания и ремонта инженерного оборудования зданий.

3.Управления материально-техническим обеспечением ремонтных работ, техническим персоналом.

1.Создать единый реестр оборудования, техники, зданий и сооружений для ведения учета активов управление данными, процессами, задачами.

2.Цифровизировать процессы технического обслуживания и ремонтов, составлять графики планово предупредительных ремонтов

(ППР).

3.Оптимизировать движение материалов и запчастей, создать запас для аварийных работ.

4.На 30% сократить время на подготовку к выполнению работ (поиск инструкции, выписка наряда…) за счет оптимизации планирования ТО и Р и использования мобильных приложений.

5.Минимизировать или исключить вероятность некачественного выполнения ремонтных работ за счет оптимизации процедур контроля выполнения работ, использования надежных и добросовестных (проверенных) подрядчиков.

6.Исключить затраты на внеплановые ремонты за счет повышения надежности эксплуатации оборудования. Снизить затраты на закупку материалов и комплектующих для ремонта, оптимизации цепочки материально-технического снабжения.

7.Сократить запасы запчастей для ремонта оборудования на

складах.

29