книги из ГПНТБ / Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проектирования объектов строительства

вовать в

сложной ситуации

и не ограничивающий его инициативы,

а наоборот, стимулирующий

его новаторство и творческий поиск.

При этом

большое значение придавалось пониманию сущности

объекта

проектирования.

Объект

проектирования

на обычном языке можно описать как

некоторое

сооружение, предназначенное

для размещения опреде­

ленного

технологического

оборудования

и организации процесса,

промышленного здания (объекта), заменив их

на две

группы

структурных образований, характеризующих его

внутреннее по­

строение: функционально-технологические связи

(Ф) и объемно­

конструктивные отношения (О ).

Следующим шагом

явилось

представление

условий

задания

на проектирование в

виде двух

частей - неизменяемой

и изм е­

няемой.

следующих

исходных данных.

К о м п о н е н т ы т и п а Ф:

установленный

технологами

набор агрегатов производствен­

ного

оборудования

и узлов

инженерного оборудования зданий

(сантехническое, энергетическое,

эксплуатационное и т .д .);

набор

помещений,

в

которых

разм ещ ается функциональное

и технологическое оборудование, с

указанием их состава и раз­

меров.

К о м п о н е н т ы т и п а О:

набор

объемных

фрагментов

в виде номенклатуры

унифициро­

ванных

габаритных

схем (УТС,

У ТП ), которые

регламенти­

руют

в

определенной

модульной сетке расстановку конструк­

предназначенных

для конструктивного

воплощения организу­

емого пространства.

С в я з и т и п а

Ф:

принципиальные

соединения элементов

технологического цикла

два компонента

технологии.

О т н о ш е н и я т и п а О:

принципиальные

правила композиции одноэтажного промышлен­

тов (унифицированных габаритных

с х е м );

правила комбинации элементов

внешнего

каркаса

здания и

внутренних заполнений объема

(встройки,

приямки,

перего­

вила

в

качестве

однозначных

условий формирования вариантов

проектпых решений.

При этом стабильные данные по компонентам

и связям типа

Ф отражали основные требования задания; а ста­

бильные

данные по

компонентам и связям типа О - возможности

проектировщика, с

помошью которых он мог выполнять эти тре­

бования в процессе проектировщика.

В

составе

исходных условий

неизменяемой части задания на

проектирование

допускалась

(в

принципе) возможность измене­

ния:

в

наборе

компонентов,

связей технологических агрегатов

Однако

было

подчеркнуто, что д л я

к а ж д о г о о т д е л ь н о г о

э т а п а п р о е к т и р о в а н и я

а р х и т е к т о р д о л ж е н

в р е ­

м е н н о ф и к с и р о в а т ь

э т и у с л о в и я

вк а ч е с т в е н е ­

и з м е н я е м ы х .

И З М Е Н Я Е М А Я

Ч А С Т Ь

З А Д А Н И Я

на проектирова­

ние определялась

с

точки зрения

получения

переменных значе­

ний следующих параметров проекта.

П о

к о м п о н е н т а м т и п а Ф:

пропорции

и внутренняя взаим освязь

компонентов при их раз­

личном

взаимном

расположении в

пространстве здания при

заданных общих

габаритах

и данной

схеме

производственного

цикла.

П о

к о м п о н е н т а м т и п а О:

состав

объемных

фрагментов

(унифицированных

габаритных

схем )

и

элементов

строительных

конструкций

для каждого

каждых

двух

компонентов с ограниченными

областями тяго ­

тения.

П о о т н о ш е н и я м

т и п а

О: значения объемно-конструк­

тивных характеристик здания в пределах заданных правил объ­

емной

композиции,

состава

конструктивных

элементов,

воз­

можностей и норм, определенных СНиПом. '

Предполагалось,

что

неизменяемая и изменяемая части зад а­

ния на проектирование отмечаю тся проектировщиком

еще

до того,

как

он

приступил

к

формированию

вариантов проектных

решений.

Причем

условия

изменяемости

в

определенной

степени

заранее

намечают

возможные

способы

действий проектировщика

в про­

цессе поиска оптимального решения.

Было принято также,

что

попутно

с

изменением компонентов, связей и отношений внутри

проектного

решения должны меняться и внешние, суммарные ха­

рактеристики

будущего

объекта,

отражающие

его жизнь в

со­

циально-экономической среде.

Необходимо

было

проследить, каким

образом

с

помощью

вы­

члененных

компонентов, связей и Отношений могут быть объеди­

нены

и

организованы

представления специалистов

смежных

об­

ластей

проектирования:

архитекторов,

технологов, сантехников

и др.

об этом объекте. Авторы рассматриваемой методики

решили,

что

в

основу

количественного

описания подсистем

должны быть

положены

логически

независимые

"оценочные

основания",

т.е.

такой

набор

типичных

признаков объекта, по которым могли бы

быть

присвоены относительные

"веса" как связям

между

компо­

нентами,

так

и

отношениям,

характеризовавшим

проектное

ре­

шение.

Функционально-технологические связи могли

быть логически

взвешены

по таким общим признакам, как "вид потока", "способ

передачи

потока"

и др. Отношения объемно-конструктивных

ха­

сами

проектировщики

путем ответов

на специальные анкеты,

а также

путем проведения специальных

семинаров, консилиумов

и клаузур,

представляющих организационные модели процесса про­

ектирования.

Баллы

относительной

значимости признаков (оценочных осно­

ваний)

устанавливались

эмпирическим

'взвеш иванием ' характе­

обозримым

частям .

При

этом

необходимо

было достичь

такой

степени

расчлененности

этих

признаков,

чтобы

отдельные

неточ­

ности их количественного выражения (в баллах)

как можно меньше

сказывались на общей опенке проектного решения.

Таким

образом, по

каждому

оценочному

основанию

(признаку

связи

или

отношения)

устанавливались

эмпирические

гипотезы

(баллы ),

выражающие

предпочтения одних признаков по отноше­

нию к другим. Эта система эмпирических

гипотез позволяла про­

ектировщику, использующему

методику

оптимизации,

в нужный

момент

определять

'в е с о в ы е '

значения

связей и отношений, по-

разному проявляющиеся в вариантах проектных решений.

Процесс

синтеза

был представлен в методике как совмещение

плоскостей

функционально-технологического

(Ф) и объемно-кон­

структивного (О) решений

в

одну

плоскость

совокупного проект­

ного

решения. При

этом

все

параметры

проекта здания (как

деленными физическими

размерностями. Проектировщики опе­

рируют непосредственно

графическими образами и 'со став л яю т '

Под 'с и н т е зо м ' понималось такое

оперирование

с идеальной

конструкцией совокупного, проектного

решения,

которое сво­

форме:

графической (отображ ается непосредственная

физическая

форма проектируемого объекта), диаграммной (отображ ается соот­

ношение

фактических

и идеальных значений связей и отношений

внутри

объекта) и,

наконец, в числовом обобщенном

виде (как

Рассм атриваем ая нами

методика проектирования промышлен­

ных зданий предполагала

не пассивное созерцание проектиров-

шиком результатов своих действий, а

а к т и в н о е в м е ш а т е л ь ­

с т в о

н а л ю б о м э т а п е п р и н я т и я с о в о к у п н о г о р е ­

ш е н и я

с целью последовательного

улучшения проектных проб

ровка на

с р е д с т в а

г и б к о й в з а и м о с в я з и м е ж д у ч е ­

л о в е к о м

и

м а ш и н о й

привела авторов этой методики

ЭВМ в архитектурном

творчестве

и идее создания 'А втом атизи ­

рованной

снстёмы

проектирования объектов строительства'

(АСПОС)? упомянутой выше.

Таким

образом ,

в

методике

Гипротиса были выделены две

основные

подсистемы:

'функционально-технологическая', анало­

ОКП. Подсистема возведения фактически учитывалась при

создании

системы п р о гр ам м 'К о м п л ек с '

(И .С .Блю м берг), в основу

которой

был положен кодированный

каталог конструктивных элементов

со стороны

заказчика было обеспечение высокой эффективности

всего

комплекса производственных функций, связанных

как

с ра­

ботающим

персоналом и производственной средой, так

и в

отно­

шении

чисто

технических

процессов. Чтобы удовлетворить эти

требования,

проектная

фирма Миллера обратилась за

консульта­

цией

к

специалисту

в области 'социальной инженерии' доктору

Уиплеру,

имевшему богатый

опыт исследования таких

'ч ел о веч е -

шений сотрудников

в пределах предприятия.

Должны были

быть

решены

следующие

вопросы:

место расположения оффиса управ­

ляющего

базой; взаимное

расположение различных помещений,

в которых

будут

работать

служащие разных социально-профес­

сиональных

групп;

управление поведением

работающих

путем

подчеркивания

или

стушевывания их "статуса" как начальников

и подчиненных и т.д.

Вначале

архитекторы и

психологи фирмы проводили экспе­

риментальные

исследования

на предприятиях

аналогичного

типа.

все

требуемые

компоненты

производственного

процесса.

Затем

провели социально-психологические

обследования

и

наблюдения

на

местах

работы.

Требовалось

составить

и с ч е р п ы в а ю щ у ю

к а р т и н у

п о ­

т о к о в и н ф о р м а ц и и

в

пределах

всей

системы .

Информация

собиралась

по

четырем

т и п а м

к о м м у н и к а ц и й ;

1)

транс­

портные потоки (передвижение человека или материалов в

преде­

лах

систем ы ),

к этому

же типу

были отнесены

прямые речевые

контакты между сотрудниками;

2)

сигналы

или информация,

пере­

даваем ая посредством технических

устройств связи

(телефон, се­

3) внешняя

информация,

покидающая систему,

в любой форме -

материальной

или

сигнальной (почта, телетайп,

архивные доку­

м енты ); 4) отсутствие перемещения информации,

когда

последняя

задерж ивается на

данном

этапе производства (работа,

не выдаю­

Для количественной оценки потоков информации

ввели количест­

венный

показатель

-

ценность

связи (П С ).

Значение

ПС для

каждого

информационного

потока

устанавливали

исходя

из двух

критериев: 1)

ч а с т о т ы

к о н т а к т о в

( Ч) ;

2) в а ж н о с т и

к о н т а к т о в

(В)

между

каждыми

двумя

производственными

компонентами.

Частоту

контактов

можно было непосредственно

замерить,

в

то время

как важность определялась по величине

убытка, приносимого потерей каждого сорбщения,

если бы

такое

имело

место.

Таким образом, количественное выражение значе­

ния каждого потока

информации определялось как

ВхЧ=ЦС (цен­

ность

связи ).

После

оценки всех

парных

связей (т .е .

потоков

информации между

каждыми двумя компонентами) составили таб­

лицу,

в

каждую клетку которой вписывали соответствующ ее зна­

чение

ПС

( рис.4).

9

ю

значения по миле'весокц.

37,5 100,0

4Q0 42,5

13,3

35,0

00,0

017

07,5

1. диспетчерская

I

26,3

16,7 05,8

00,0

513 01,7

025

04,2

г. операторская

Ж

планировка здания на

IQO 033

06,7

48,7

07,5

02,5

03,3

3. коми связи

ш

основе связевой модели

11,7

00,А 01,7

00,4

05,0

0 4 3

4. погрузочные доки Ж

28,7

0Q4

5. комн. водителей

у

06,7

16,3

6. гараж

X

22,1

61,2

7. Б ухгалтерия

тс

00 6

025

а.коммерческая

X

17,1

э. служба безопасное. ж

ю.уп равнение

ж

связевая модель эксплаатации

здания транспортной

вазы

нента,

которые

по

своей общей 'в е с о м о с ти '

заняли

три

последние

места

(УЩ, IX и X ): погрузка 4, гараж 6

и коммерция 8.

Эти три компонента были закреплены как три базисные точки,

образовавшие

внешний треугольный контур 4 -6 - 8

на

векторной

плоскости

в

прямоугольной

системе

координат

(см .ри с.4). Диф­

ференциальные

уравнения решались с

помощью

ЭВМ?

Расположив

вначале

базисные

точки, как

указано

выше, машина

'ф орм ирует'

затем

план

здания.

На

условном

триангулярном поле вначале располагается на­

иболее

'в ес о м ы й '

компонент

- диспетчерская

1, занявший первое

место

по

сумме

НС. Он заним ает

необходимое

количество

мо­

дульных

ячеек плана. Затем

машина

"поды скивает' рядом с

пер­

вым

компонентом

новые ячейки, необходимые для расположения

следующих

компонентов, в порядке убывания весомости

их связи

дителей

5,

операторская

2

и комнаты

связи 3.

Это наиболее

плотная группа 'связево го этал о н а '. Затем

машина

'вы страи вает'

остальные,

периферийные по

отношению

к

центральной (по весо­

мости) группе помещения:

бухгалтерию

7, службу

безопасности

движения

9,

гараж

6, коммерческую 8.

Вопрос о

расположении

оффиса управляющего

базой

машина 'реш и ла ' таким

образом , что

здания

базы выстроились погрузочно-разгрузочные платформы 4.

Р азум еется , это

'м аш инное' решение плана

весьм а схематично,

но

в

данном примере оно служило объективным ориентиром для

архитекторов, создававших реальный проект

транспортной

базы .

Таким образом, с развитием электронной вычислительной

техники

и

методов дискретной численной математики появилась

возможность

не просто анализировать

готовый

результат -

про­

ектное

решение,

но имитировать

сам

процесс

составления

раз­

личных

вариантов

проекта. При

этом

в основу

кладется струк­

турный

анализ подсистем здания с применением графоаналитиче­

ских

и

векторно-функциональных

методов,

заимствованных из

Кроме

объективных критериев (эксплуатационных, типологи­

ческих и

д р .) в программы оптимизации "встраиваю тся" также

значимости

и

т.д. Эти разновидности "субъективных вероятно­

стей", которые, как правило, представляют

собой

дробные

числа,

получаемые

в

результате опроса

высококвалифицированных спе­

циалистов,

играют

роль экспертных

оценок

[103J.

Анализ литера­

туры показы вает,

что в ходе оптимизации,

производимой на ЭВМ,

критерии

качества

и экономичности оказываю тся

"встроенными"

в процессе формирования компоновочного решения.

Наиболее

под­

ной

схемы

одноэтажного

здания больницы (Б.У айтхед

и М .Э л­

дере - А н гл и я ).

В

основу

формирования

плана

здания с

помощью

ЭВМ

авторами

был положен

стоимостный

критерий,

сводящий

к минимуму

эксплуатационные

расходы

[148].

Элементами

планировки

являлись такие единицы площади по­

мещений больницы,

на которых осущ ествляются отдельные функ­

медикаментов и т.д.

На примере образцовой больницы, по типу аналогичной

проек­

тируемой,

изучались

все

виды

передвижения персонала

между

каждыми

двумя

точками

плана

всего здания. В результате та­

кого

изучения

была

получена структура

объекта проектирования

(ри с.5).

Площадь каждого

элементарного

помещения была

равна

100

квадратным

футам (10x10

ф ). Некоторые помещения

могли

рурга, ассистента

и медсестры определялось

следующими

коэф­

фициентами и стандартными передвижениями:

Средняя годовая

Коэффи­

С тандарт­

заработная плата

ные

пере­

циент

в фунтах стерлингов

движения

Х и р у р г ........................

2400

1,6

160

Ассистент ................

1475

1,0

100

М е д с е с т р а ................

750

0,5

50

освованных на стоимости их работы.

Затем

вводилась

формула,

по

которой

определялась

относи­

тельная

значимость

каждой

связи

между

каждыми двумя

поме­

щениями

плана (см .рис.5).

Эта

формула связы вала

общее

число

стандартных передвижений между каждыми двумя

элементами

помещений и число элементов площади, приходящихся

на

каждое