CC BY
101
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
системы позиционирования, по степени информативности позиций.
При принятии решения о разработке системы позиционирования необходимо изучить особенности и оценить возможности каждой технологии применительно к существующим задачам. Список использованной литературы:
1. Громыко В.Д.Основы обработки и передачи информации.- М.:Воениздат,1978.-350с.
2. Урличич Ю.М. ГЛОНАСС - российская национальная система. Состояние, перспективы развития и применения системы ГЛОНАСС, интернет-ресурс: http://elibrary.ru/item.asp?id=12229664
3. Мельник И.Е. RFID-технология, интернет-ресурс: http://www.rst-invent.ru/about/technology/
4. Татарников О.А. WEB Locator в сетях GSM, интернет-ресурс: http://compress.ru/Archive/CP/2005/2/38/
5. Емельянов Е.В. Технология позиционирования в реальном времени, интернет-ресурс: http://www.rtlsnet.ru/technology/view/4/
© Онуфриева Т.А., Щавелев Л.А., 2017
УДК 692.44
Е. И. Попова, студент ИСИ, СПбПУ, г. Санкт-Петербург, РФ А. И. Сорвачёв, студент ИСИ, СПбПУ, г. Санкт-Петербург, РФ О. Д. Чуприна, студент ИСИ, СПбПУ, г. Санкт-Петербург, РФ С. Ю. Лукичев, магистрант ИСИ, СПбПУ, г. Санкт-Петербург, РФ Н. Н. Бащенко, студент ИСИ, СПбПУ, г. Санкт-Петербург, РФ
ПОВЕРХНОСТЬ КУПОЛА КАК ЭЛЕМЕНТ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Аннотация
Купольные конструкции - относительно новое слово в строительстве, однако, быстро завоевывающее популярность. Подобные постройки только начинают распространяться в России, когда в Японии и странах Европы уже давно признаны их преимущества. Мало кто знает, что, помимо оригинальной формы, купол -это энергоэффективная строительная система, которую используют в различных назначениях: от жилых домов, кафе и офисов до зимних садов, галерей и даже производственных цехов. Как раз об этом преимуществе купольных конструкций пойдет речь в данной статье - об их энергоэффективности.
Ключевые слова
Строительство, энергоэффективность, купол, купольное покрытие, зеленое строительство,
экономическая эффективность.
Главная причина энергоэффективности купола - это его форма. Благодаря геометрии сферы, свойства некоторых видов энергии в купольном сооружении оптимальны для их экономии [1-3]. Для начала проведем сравнение купольной постройки с домом прямоугольной формы по некоторым их геометрическим параметрам: жилая площадь дома, высота здания, площадь боковой поверхности и объём.
Сравнительные расчеты произведены для купольного дома с покрываемой площадь круга радиуса R=6м и дома прямоугольной формы с покрываемой площадью прямоугольника с размерами а=8м и Ь=14м.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070
Таблица 1
Сравнение купольного дома и дома прямоугольной формы.
Сравнительная характеристика Купольный дом Дом прямоугольной формы Выводы
Жилая площадь дома 113 м2 112 м2
Высота здания 6 м 4 м
Площадь боковой поверхности а)полная б)кровельная с)стеновая 226,1 м2 75,4 м2 150,74 м2 448 м2 112 м2 176 м2 а)на 50% меньше общая площадь поверхности б)на 33% меньше площадь кровли в)на 14% меньше площадь боковой поверхности
Объём 452,2 м3 452 м3
Под кровельной боковой поверхностью понимается площадь боковой поверхности здания, которая покрывается в последствие кровельными материалами или является кровлей; здесь для купола это 1/3 всей площади поверхности, а для прямоугольного дома - площадь верхней грани параллелепипеда с параметрами 11 X 14 X 7, как минимальная площадь поверхности кровли.
Под стеновой боковой поверхностью понимается площадь боковой поверхности здания, которая в последствие покрывается стеновыми материалами или является стенами; здесь для купола это 2/3 всей площади поверхности, а для прямоугольного дома - сумма площадей боковых граней параллелепипеда с параметрами 11 X 14 X 7.
Используемые формулы:
1) для купольной конструкции:
а) жилая площадь здания: Бж = пЯ2
б) площадь боковой поверхности: Бб = — для полусферы
\ « г 5 б
в) площадь кровельной поверхности: = —
\ г 25б
г) площадь стеновой поверхности: Бск = —
2) для прямоугольного дома:
а) жилая площадь здания: Бж = ах Ь
б) площадь боковой поверхности: Бб = ахЬ + ахкх2 + Ьхкх2
в) площадь кровельной поверхности: Бкп = ах Ь
г) площадь стеновой поверхности: 574П =ахкх2+Ьхкх2
3) расчет экономии:
а) для кровельных материалов:
^ — s
х 100%
б) для стеновых материалов:
^ —s
scn sCK
х 100%
Высота купольного здания принимается равно его радиусу, а высота здания прямоугольной формы -из расчета, что его объем примерно равен объему полусферы, т.е. купольного дома, по формуле к = сферы ^
Б
ж
Как видно из расчётов, при одинаковых покрываемой площади и объёме имеет место значительная разница в площади поверхности зданий. Поэтому первое энергоэффективное преимущество купольной постройки - уменьшение теплопотерь за счёт меньшей площади поверхности. Форма купола изготавливается практически бесшовной, а значит потери тепла через швы тоже минимальны [4].
Аэродинамические свойства купола уменьшают сопротивление ветру, следствием этого является отсутствие сквозняков и выветривание тепла [5,6]. Также, если сквозь площадь поверхности уходит меньше тепла, то и меньше тепла попадает в сооружение извне, и зимой в купольном доме будет тепло, а жарким летом - прохладно. Значит, происходит значительная экономия затрат на дополнительный обогрев или охлаждение здания.
s
кп
s
сп
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
За счёт естественной кривизны купола происходит естественная циркуляция воздуха: теплый воздух от пола поднимается наверх, холодный - опускается вниз, таким образом происходит воздухообмен [7]. Также к такой конструкции нет углов - областей, где обычно застаивается воздух. Всё это снижает затраты на кондиционирование воздуха.
Звук внутри купола распределяется равномернее, чем в прямоугольных домах. Также, благодаря меньшей площади поверхности, меньше звуков проникает внутрь сооружения извне, а те звуки, которые всё-таки проникают в здание, частично поглощаются из-за многократного отражения. Прекрасные акустические свойства купола снизят затраты на звукоизоляцию.
Если говорить о свойствах света внутри купола, то он рассеивается, многократно отражаясь от стен правильной сферической формы, тогда как свет внутри прямоугольных построек абсорбируется, т.е. поглощается [8]. Это может подтвердить простой опыт: замена абажура в виде прямоугольного параллелепипеда на полусферический абажур сделает любую комнату светлее. То есть купол позволяет экономить и на искусственном освещении.
Энергоэффективность купольных конструкций можно увеличить, сделав купольные постройки одними из самых энергоэффективных сооружений в мире. В первую очередь, можно улучшить естественные показатели энергоэффективности куполов, внеся некоторые изменения в конструкцию купола.
К примеру, герметичное отверстие на вершине купола или слуховые окна, которые иногда можно открывать, способствуют улучшению циркуляции воздуха и улучшению вентиляции внутри сооружения [9]. Использование теплоизоляционных материалов или большой воздушный зазор в самой конструкции купола могут уменьшить теплопотери или же, наоборот, проникновение теплого воздуха извне, в зависимости от времени года.
Грамотное размещение окон и стеклопакетов увеличивают поток естественного света, попадающего внутрь здания, а также уменьшают теплопотери. Выходом также является прозрачное герметичное отверстие на вершине купола [10].
Размещение на внешней поверхности купола различных приборов для сбора природной энергии солнца, ветра и воды (солнечные батареи, ветряные генераторы, небольшие резервуары для сбора воды и т.д.), а также использование в строительстве природных экологичных материалов и установка различных средств по утилизации отходов жизнедеятельности могут сделать купольное сооружение одним из вариантов загородных объектов «зелёного» строительства.
В статье рассмотрены основные энергоэффективные свойства купольных сооружений. Геометрия купола является основной причиной этих свойств. Подобные сооружения могут стать одной из интерпретаций зданий будущего, а использование современных технологий уже сейчас позволяет сделать такое сооружение объектом «зелёного строительства». Список использованной литературы:
1. Кузяева Н.А., Горбунова В.С. Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей // Perspectives of Science and Education. 2014. №1(7). С. 269-272.
2. Фри Роберт М. Геодезические купола как наиболее эффективные строительные систем // Строительство и недвижимость.
3. Айрапетов Д.П., Заварихин С.П., Макотинский М.П. Пластмассы в архитектуре. М.: Стройиздат, 1981. 190 с.
4. Павлов Г., Супрун А. Геодезические купола: проектирование на современном уровне // САПР и графика. №3. 2006.
5. Порываев И.А., Сафиуллин М.Н., Семенов А.А. Исследование ветровой и снеговой нагрузок на покрытия вертикальных цилиндрических резервуаров // Инженерно-строительный журнал. №5. 2012. С.12-22.
6. Зимин С.С., Короткова О.Д., Беспалов В.В. Сводчатые конструкции исторических зданий // СУЗИС. №2(29). 2015. С.57-72.
7. Рябухина С.А., Каменные сводчатые конструкции: история, классификация, применение // СУЗИС. №6(33). 2015. С.87-97.
8. Прелов С., Строительство быстровозводимых жилых и социальных объектов в рамках концепции
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
«Архитектура ноосферы» под брендом «ЛОТОСДОМ» // II Всероссийская научная конференция «Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий»: материалы конференции. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН. 2015. С.42-49.
9. Широков В.С., Алпатов В.Ю. Разработка алгоритма и программного инструмента для упрощенного задания геометрии дискретного сферического купольного покрытия при его параметрической оптимизации с применением программных комплексов «Лира» и SCAD // Научный электронный архив.
10. Тур В.И. Купольные конструкции: формообразование, расчет, конструирование, повышение эффективности. М.: ACB, 2004. 96 с.
© Попова Е.И., Сорвачёв А.И., Чуприна О.Д., Лукичев С.Ю., Бащенко Н.Н., 2017
УДК 624.012
Д.^ Прохоров, студент Р.Г. Абакумов, к.э.н., доцент БГТУ им. В. Г. Шухова г. Белгород, Российская Федерация
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА КОЛОНН И ПИЛОНОВ
Аннотация
В статье рассматриваются особенности технико-экономического обоснования конструктивных решений на примере сравнительного анализа колонн и пилонов.
Ключевые слова
Технико-экономическое обоснование, особенности, конструктивные решения.
В современных экономических условиях при планировании инвестиционно-строительных проектов возникает объективная необходимость технико-экономического обоснования конструктивных решений применяемых в строительстве зданий и сооружений.
При заказе проектной документации инвестор и застройщик определяют общую концепцию объекта застройки и отдают на «откуп» проектировщикам определение основных конструктивных особенностей возводимых зданий и сооружений. В условиях сжатых сроков проектирования проектировщики не выполняют или не успевают выполнять сравнительный анализ технико-экономических показателей вариантов конструктивной схемы здания, сооружения. Проработка вопросов технико-экономического обоснования является предметом инвестиционно-строительного инжиниринга. Инвестиционно-строительный инжиниринг - это вид инженерно-консультационных услуги исследовательского, проектно-конструкторского, расчетно-аналитического характера, в т.ч. проведение сравнительного технико-экономического анализа вариантов конструктивных решений.
Основными проблемами проведения технико-экономического обоснования конструктивных решений применяемых в строительстве зданий и сооружений являются: отсутствие единого методического подхода к проведению технико-экономического обоснования конструктивных решений; отсутствие законодательства и стандартов в этой области; дефицит квалифицированных кадров и отсутствие образовательных программ в этой сфере; отсутствие единого центра консолидации информации в области технико-экономического обоснования конструктивных решений.
Выбор конструктивных решений применяемых в строительстве зданий и сооружений следует осуществлять на основе вариантной проработки с широким применением методов критериальной оценки, методов моделирования и современных компьютерных комплексов.
