Прозрачные перспективы
Доля применения стекла в строительстве растет. Светопрозрачные материалы конструкции становятся все более технологичными и энергоэффективными. «Большое стекло» становится одним из трендов развития современной архитектуры.
По оценке экспертов, доля применения стекла в строительстве с каждым годом растет. Причем это касается не только сложных архитектурных объектов коммерческого и промышленного назначения, премиум-жилья, но и комфорт-класса и ИЖС. Специалисты считают, перспективы дальнейшего увеличения применения стекла и использования светопрозрачных конструкций обширны. Они включают в себя не только эстетические, но и практические и энергосберегающие преимущества. Стекло становится одним из ключевых направлений в архитектуре настоящего и будущего времени.
Задавая тренд
По словам главного специалиста отдела архитектурных решений компании «Метрополис» Екатерины Катаевой, за последние три десятилетия значительно увеличилась доля применения стекла благодаря его уникальным, постоянно улучшающимся свойствам и эстетическим характеристикам. Стекло становится все более популярным материалом для переосмысления исторических объектов. Это очень красивое решение как визуально, так и с точки зрения глубины идеи. Современные светопрозрачные фасады имеют минимальное количество монтажных соединений, что повышает общую прозрачность фасада. Стекло помогает сочетать интерьеры с экстерьерами, повышает доступ к естественному освещению. К перспективам применения стекла в будущем можно отнести светопрозрачные конструкции со встроенными солнечными батареями, преобразовывающими солнечные лучи в электроэнергию. Накопленную солнечную энергию можно использовать для питания электроприборов в помещении. Сейчас возрастает использование остекления с регулировкой степени затемнения для управления освещением и защиты от солнечных лучей.
«На примере реконструкции крыши на Фалькенштрассе в Вене австрийским архитектурным бюро CoopHimmelb(l)au хочу показать, как изменился архитектурный облик традиционного венского здания еще в 1988 году. Благодаря применению стекла архитектура наполнилась динамикой, воздушностью и легкостью, стала настоящим искусством. Рассмотрим также проект бюро CoopHimmelb(l)au в России, генеральным проектировщиком которого является компания «Метрополис», – гостиница 4* в Кемерово. Обратите внимание, насколько растет процент использования стекла! Это мировой тренд. Здание новой восемнадцатиэтажной гостиницы станет самым высоким зданием отеля в Западной Сибири с панорамным видом на город. Новейшие технологии позволяют создавать окна из высокопрочного стекла, которые обладают тепло- и звукоизоляционными характеристиками. Все это в совокупности с современными возможностями инженерных систем повышает энергоэффективность здания, улучшает комфорт проживания», – подчеркивает Екатерина Катаева.
Одним из ярких примеров использования стекла в современном строительстве, продолжает тему реальных объектов главный архитектор WE-ON GROUP Марина Самусенко, является недавно открытая арена MSG Sphere в Лас-Вегасе. Здание имеет уникальную конструкцию, состоящую из множества стеклянных панелей, объединенных с LED-экранами. Это позволяет арене не только выполнять свою функциональную роль, но и выглядеть привлекательно с точки зрения дизайна. Фасад арены может меняться в зависимости от проводимых мероприятий, что добавляет дополнительную функциональность. Стекло стало более широко использоваться в современном строительстве, подчеркивает эксперт, благодаря своим уникальным свойствам. Это связано с развитием технологий производства и обработки стекла, что позволило создавать стекла с уникальными свойствами. Эти достижения повлияли и на тренды в строительстве.
Главный архитектор проекта, партнер архитектурного бюро «Студия 44» Иван Кожин отмечает, что культура работы со стеклом в нашей стране, в том числе благодаря использованию зарубежных технологий, значительно выросла за последние 15 лет. Поэтому сейчас доля использования стекла не то, чтобы растет и увеличивается, просто эта работа уже всем хорошо знакома, и технологии соответствуют. Профили и крепежи отечественного производства давно присутствуют на рынке и в основном не уступают зарубежным аналогам. «Большой интерес представляет работа со стеклом нелинейных форм. Например, в нашем проекте Гимназии имени Примакова в Одинцовском р-не Московской обл. есть окно в форме восьмерки, а также другие окна с необычным остеклением. Нас, как архитекторов, также привлекает возможность работы с крупноформатным стеклом. Большие стеклянные поверхности максимально открыты окружающему пространству, и за счет этого укрепляется связь между экстерьером и интерьером здания», – добавил он.
В настоящее время, рассказывает главный архитектор Проектной мастерской ITEM Сергей Карлисон, изменились нормы, ужесточилось отношение экспертизы к расчетам естественного освещения в общественных зданиях: увеличились площади остекления общеобразовательных школ, детских садов, других общественных объектов. Также изменилось отношение – люди перестали бояться больших витрин на первых этажах жилых домов. Теперь там появились большие стеклянные витрины высотой до нескольких метров, это считается модным, красивым и продается. Маркетинг процветает. Поэтому города становятся более остекленными, светлыми, открытыми. По словам эксперта, применение стекла будет еще обширнее, потому что эта отрасль активно развивается. Заказчик перестал бояться больших остекленных поверхностей. Идет тенденция к увеличению, меньше глухих поверхностей и больше остекленных, открытых и дышащих.
10–15 лет назад наблюдался определенный перекос в использовании стекла для фасадов, была тенденция к сплошному остеклению всего здания, делится своим мнением генеральный директор ГК «МИТОРРА» Дмитрий Кутузов. Сейчас рынок от этого уходит, площадь остекления уменьшается, вместо сплошного остекления используются стекла большой площади, в том числе без дополнительных переплетов в центре, большие окна с использованием складных и сдвижных конструкций. При этом возросли требования к самому материалу, его свойствам и качеству. Необходимо появление более совершенных технологий для повышения энергоэффективности светопрозрачных конструкций и надежных решений по самоочистке стекла. Производители пытаются совершенствовать эти свойства, но пока существующие решения либо не долговечны, либо работают некорректно. Возможно, в будущем произойдет удешевление таких решений за счет более массового применения.
По словам PR-директора компании «Генпро» Евгении Сульженко, явная тенденция по увеличению применения стекла наблюдается в новых архитектурных проектах в Москве. Точкой начала роста можно назвать старт строительства «Москва-Сити» и так называемых небоскребов – зданий выше условно 150 метров. Хотя сейчас разнообразные стеклянные фасады применяются и в зданиях ниже. «Прогнозировать о дальнейшем значительном росте доли применения стекла я бы не стала, т. к. на популярность может повлиять много факторов. Технологии не стоят на месте, могут появляться новые фасадные решения, которые оптимизируют финансовую модель объектов. Но стоит отметить, что растет и само качество стеклопакетов. Например, в некоторых объектах в Москве используется стекло с коэффициентом теплопотерь 1,06», – отмечает эксперт.
Улучшая производительность
О новшествах в технологии производства стекла говорят отраслевые эксперты и его производители. По мнению заведующего отделом стандартизации и испытаний ООО «Институт стекла» Станислава Чеснокова, сам механизм производства листового стекла в технологическом плане за последние годы мало изменился. Основным методом производства листового стекла остается так называемый «флоат-метод», предложенный в 1960-х годах. «Но наиболее существенным изменением, внесенным в хорошо отработанную технологию, стала возможность производства листов стекла гораздо большей, чем было принято раньше, длины. При неизменной ширине в 3,2 м сейчас имеется возможность производить и перерабатывать листы стекла длиной, по крайней мере, до 12 м, что в два раза больше, чем раньше. Листы стекла такого размера невозможно эффективно использовать без дальнейшей переработки: нанесения покрытий, закалки, производства многослойного стекла или стеклопакетов. Как раз область переработки стекла сейчас переживает период бурного развития, осваиваются новые технологии и материалы», – подчеркивает он.
Заместитель генерального директора по стратегическому развитию АО «РСК» («Российская стекольная компания») Артем Лейтис отмечает, что технологические факторы, на которые обращают внимание сейчас производители изделий из стекла, включают улучшение самих производственных процессов, разработку новых видов изделий из стекла, выпуск более прозрачной базы, еще более нейтральные оттенки без цветных остаточных отражений и повышение экологической устойчивости. В редких случаях политические условия могут повлиять на закупку оборудования, но, в частности, РСК регулярно посещает выставки, ищет альтернативных партнеров, и поэтому на данный момент проблем по части поиска оборудования нет. «В настоящее время максимальное распространение имеют фасадные конструкции из стекла. Стеклопакет является полноценной стеной здания, источником естественного освещения днем, при этом является самым эстетичным видом внешней и внутренней отделки. Стеклопакет набирает все большую популярность в связи с тем, что его характеристики по энергоэффективности и долговечности приближаются к характеристикам обычной стены. Мы производим, помимо наиболее распространенных однокамерных и двухкамерных стеклопакетов, еще и трехкамерные, которые обладают наилучшими показателями по энергосбережению. Сейчас ведется работа по созданию стекла с переменным светопропусканием, которое сможет затемняться на ярком солнце, предотвращая перегрев помещения, и становиться прозрачным при необходимости. Также в разработке стекла с повышенной устойчивостью к внешним воздействиям».
Тренды ближайших лет, добавляет Артем Лейтис, – изделия из стекла с дополнительными свойствами, со встроенными дисплеями, сенсорные, смарт-стекло с переменным светопропусканием, моллированные в различных плоскостях стеклопакеты, самонесущие стеклопакеты и модульные светопрозрачные конструкции, которые позволят избавиться от традиционных рам и будут самостоятельными элементами фасадного остекления.
Сегодня на первый план выходит вопрос импортозамещения и локализации производства сложных продуктов. «Международные компании продолжают уходить из России, но квалификация и знания технологии остаются, – говорит коммерческий директор Larta Glass Александр Четвериков. – Один из примеров – горячий ремонт печи на заводе Larta Glass в Ростовской области, который мы в прошлом году провели собственными силами, без привлечения иностранных экспертов. Теперь готовимся к череде холодных ремонтов печи на наших производствах, которые тоже будут осуществляться квалифицированными сотрудниками компании. Глобальный тренд, актуальный и для России, который мы стремимся поддержать, – структурные, визуально легкие стеклянные фасады и широкоформатное остекление. В феврале 2023 года также благодаря нашей локальной экспертизе провели модернизацию линии магнетронного напыления на ростовском заводе. Это позволило наладить производство нового продукта – сверхгабаритного стекла с энергосберегающим и солнцезащитным покрытием размером более 9 метров».
Порядка 80% стекла идет в сферу строительства для создания современных оконных систем. Ключевые продукты Larta Glass – энергосберегающие, солнцезащитные стекла. Благодаря магнетронному напылению они удерживают тепло в помещении зимой, защищают от солнца летом. Это может помочь сохранить комфортный баланс температур, снижать затраты на отопление и кондиционирование.
«Отдельно стоит отметить необычные архитектурные объекты из стекла, фасады которых украшает моллированное или гнутое стекло. Несмотря на дополнительные сложности при переработке, таких объектов становится больше, ведь моллированное стекло тоже добавляет проекту индивидуальности. Например, его можно увидеть на объектах «Ордынка 19», «Level Мичуринский», БЦ «Заречье», БЦ «Слава», ЖК «Хавская 24», SavvinRiverResidence», – рассказал представитель Larta Glass.
По словам начальника отдела продаж ООО «ПЗЗС» (торговая марка «Мир Стекла») Андрея Будникова, в настоящее время четко прослеживается активность светопрозрачных конструкций в архитектурном направлении. «Потребности конечных покупателей стремятся к комфорту, эстетике и практичности – именно это определяет вектор развития стекольной промышленности в целом и конкретно Пензенского Завода Закаленного Стекла. Также нельзя оставить без внимания ужесточение требований в области безопасности остекления, чаще используется закаленное стекло, стекло многослойное и стекло с защитной пленкой. Совсем недавно мы добавили вторую линию по производству закаленного многослойного стекла (триплекса). Оборудование отечественного производства, что особенно радует и внушает оптимизм в текущих условиях».
В настоящее время, отмечает Андрей Будников, стекольная отрасль активно развивается. Вместе с этим приходят изменения в подходах к производству и переработке стекла. Появляется разнообразие архитектурного стекла со специализированным покрытием, улучшающим его свойства. Новое оборудование и технологии для обработки стекла позволяют воплощать в жизнь самые амбициозные и эксклюзивные проекты, а то, что еще вчера считалось сложным и труднореализуемым, сейчас встает на поток и применяется повсеместно. К примеру, 10 лет назад люди видели стекло преимущественно прозрачным в окнах, торговых и офисных перегородках. Сейчас изделия из окрашенного закаленного стекла (стемалит) можно увидеть в лифтовых зонах современных ЖК, в отделке фасадов домов, во внутреннем оформлении офисов и магазинов, на станциях метро и в дизайне домашнего интерьера. Изделия из многослойного стекла активно используются в лестничных ограждениях, козырьках входных групп, балконных ограждениях, стеклянных полах, заборах, зимних садах и т. д.
Плюс алюминий
Эксперты также отмечают, что в настоящее время продолжает расти популярность светопрозрачных конструкций из алюминиевого профиля. Конструкции из алюминия в первую очередь долговечны, рассказывает директор по развитию ООО «АФК Лидер» Иван Безрученко, – срок их эксплуатации более 50 лет, так как алюминий не теряет своих физико-химических свойств. Кроме того, они не подвержены деформации в отличие от других видов фасадных конструкций. Для сложных архитектурных объектов алюминиевые конструкции подходят как нельзя лучше, даже с учетом особенностей монтажа: требуется грамотная разработка технической документации, точность при изготовлении /переработке алюминиевого профиля / + квалифицированные монтажники. Конструкции из алюминия быстро монтируются, гораздо быстрее, чем, скажем, монолит или кирпичная кладка. Для сложных архитектурных объектов при монтаже алюминиевых конструкций для установки стекла необходимы роботы грузоподъемностью до 600 кг, так как габариты площадки не позволяют использовать другие механизмы.
«Сейчас все больше увеличивается спрос на строительство цельных стеклянных зданий с панорамными стенами и прозрачным потолком – это эстетично, выглядит воздушным и светлым, но при этом сохраняется тепло, и вполне выгодно в рамках «цена – качество». Плюс возможно исполнение самых различных архитектурных форм, так что все зависит от фантазии архитекторов и проектировщиков. Это такое уникальное преимущество алюминия – в разных проектах одна и та же конструкция может выглядеть абсолютно по-разному. Я уверен, что у алюминия огромный потенциал, и это направление обязательно получит еще большее развитие», – подчеркивает Иван Безрученко.
По словам председателя Алюминиевой Ассоциации Ирины Казовской, суммарный годовой объем СПК – 40 млн кв. метров, из них на долю алюминия приходится 9 млн кв. метров. Эта цифра ежегодно растет по сравнению с изделиями из пластика. По подсчетам экспертов, доля алюминия в 2024 году превысит 25% с дальнейшим прогнозом роста. «К примеру, СПК использовались для реконструкции знаковых объектов – Политехнического музея в Москве, Консерватории им. Н. А. Римского-Корсакова в Санкт-Петербурге. При создании светопрозрачной кровли Политехнического музея вместо традиционной стали использовали особый алюминиево-магний-кремниевый сплав. Он примерно в 3 раза легче стали при сопоставимых прочностных характеристиках. Площадь светопрозрачной кровли составила 3,5 тыс. кв. метров. После открытия музея облегченные светопрозрачные конструкции будут задействованы в организации экспозиции: под куполом будут подвешены макеты самолетов или спутников в натуральную величину. Специально для здания Санкт-Петербургской консерватории, – отмечает эксперт, – были изготовлены и доставлены два уникальных алюминиевых купола. Благодаря современным светопрозрачным куполам полезная площадь здания увеличится на 600 кв. метров, что позволит открыть в консерватории новые общественные пространства».
Почти 60% городских жителей хотят избавиться от шума из соседних квартир
Все больше людей при ремонте уделяют внимание звукоизоляции. К такому выводу пришли специалисты направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ, проведя исследование потребительских предпочтений во втором полугодии 2022. О том, в каких помещениях чаще требуется защита от шума, какие звуки беспокоят жителей городских квартир больше всего, а также какие конструкции изолируют в первую очередь, читайте в новом исследовании компании.*
Потребность в звукоизоляции чаще всего возникает в спальнях – 71,6% участников исследования ТЕХНОНИКОЛЬ планирует или уже обеспечили звукозащиту этой комнаты. В детской и гостиной это делают почти в два раза реже – 32,7% и 31,8% соответственно. Звукоизоляцией кабинета озабочено меньшее количество респондентов (15,6%), чем кухни (25,6%) и ванной (19,9%), что говорит, скорее, о небольшом количестве квартир с отдельными кабинетами.
При этом больше всего участников опроса хочет избавиться от шума из соседней квартиры (59,2%). Чуть больше половины (50,2%) раздражают звуки от телевизора или другого источника в соседней комнате. Внешний шум (автомагистрали, промышленные предприятия и т.п.) беспокоит 30,8% аудитории. И почти такому же количеству людей (29,9%) мешает жить топот соседей сверху. Природные явления, такие как дождь, град и порывы ветра, вызывают больше дискомфорта у респондентов, чем шум лифта – 22,7% против 18,5%.
Исходя из этого распределяются потребности в звукоизоляции конструкций. Так, смежные с соседями стены изолируют от шума 59,2% жителей, делающих ремонт, межкомнатные перегородки – 49,8%, пол – 35,5%, потолок – 32,2%. Стены, граничащие с вентшахтами, лифтами и другими инженерными коммуникациями, обеспечивают звукозащитой 29,4%.
В каждом из этих случаев защищаться приходится от разного вида шума. Из соседней квартиры или комнаты поступает воздушный шум, который передается по воздуху (громкий разговор, звук телевизор и т.п). Из помещения сверху идет ударный шум. Он возникает при контакте с твердой поверхностью и вызывает ее колебания (удары мяча об пол, топот ног и т.п.). По жестким элементам, из которых состоит здание, распространяется структурный шум (подвид ударного). К нему относятся звуки перфоратора или шум лифта, и они распространяются по всему дому, независимо от нахождения источника.
«Избавляются от этих шумов разными способами. Победить воздушный шум можно с помощью системы из каменной ваты и одного листа гипсокартона: энергия звука будет рассеиваться в волокнистом материале (каменной вате), а звуковая волна – ослабляться в твердом (гипсокартоне). От ударного шума избавляются, изолировав непосредственно его источник. Например, установив систему «плавающего пола» с минеральной изоляцией в квартире, где практикуют подвижные игры с мячом или другими предметами. За счет упругости и волокнистой структуры минвата погасит вибрации, и они не будут передаваться на нижний этаж», – прокомментировал Александр Керник, директор по исследованиям и развитию направления «Минеральная изоляция», ТЕХНОНИКОЛЬ.
* В опросе принимали участие мужчины и женщины в возрасте 28–55 лет, проживающие в собственной квартире или доме, делавшие ремонт за последний год или планирующие его сделать в ближайшие 6 месяцев.
Информационное моделирование
Процессы, приходящие в окружающем мире, настолько сложны и многогранны, что для их изучения используется метод информационного моделирования. С помощью создания моделей появляется возможность представить реальность в упрощенном виде. Удобнее всего вести ее формирование с помощью компьютера. В результате появляется реальный образ объекта, позволяющий понять основные его свойства и использовать информацию для решения конкретной задачи. Построение и использования моделей ведется практически во всех социальных и естественных науках.
Назначение информационного моделирования
С помощью моделирования ведется познание окружающего мира путем создания заместителей исследуемых объектов, которые получили название моделей существующих прототипов или оригиналов. Примером могут служить имена реальных людей, манекены человеческие фигур, макеты действующих самолетов, парков или мостов. Сюда же можно отнести глобусы или карты.
Все выпускаемые модели не могут полностью отразить характеристики оригинала и только указывают на часть его свойств. Примером является модель автомобиля без двигателя и остальных агрегатов. При этом некоторые объекты сразу могут отражать несколько оригиналов, предоставляя информацию о присутствующих у них свойствах. Мяч можно сравнить с планетой, указывая, что она круглая. Если рассмотреть глобус, то здесь появляется информация о расположении материков.
Наиболее качественной моделью считается та, которая с максимальной полнотой отражает признаки объекта. При этом полностью охарактеризовать свой прототип не может ни одна модель. Однако часто этого и не требуется. При создании модели самолета, которая предназначается для коллекции, главным является воспроизведение его внешнего вида, а не летных характеристик.
При изготовлении модели необходимо заранее знать предъявляемые к ней требования, и какие признаки оригинала она должна отражать. Исходя из этих условий, модели бывают двух видов:
- Натурная или материальная. К ним относятся макеты или муляжи, которые являются уменьшенными копиями воспроизводимого объекта. В данном случае идет обычное копирование внешних признаков оригинала. При этом копии могут иметь разные размеры отличные от прототипа. Хорошим примером является модель солнечной системы, которая во много раз меньше реальных параметров объекта.
- Информационная. Сюда относится словесное описание, схема, чертеж или формула. В данном случае ведется предоставление набора признаков об объекте с содержанием всей необходимой информации.
Предназначения моделей состоят в следующем:
- Представление масштабных будущих проектов. Сюда может относиться план застройки жилого сектора или архитектурные особенности отдельного помещения.
- Показ сложнодоступной информации. Это касается макетов в биологическом кабинете.
- Проверка работы создаваемых в будущем агрегатов. Модель самолета проверяется в аэродинамической трубе с целью выявления всех недостатков на стадии проектирования.
- Для точного прогнозирования. Снимки, полученные из космоса, дают представление о перемещении воздушных масс.
- С целью получения необходимой информации. Наглядным примером является места указания движения поездов или автобусов.
Разновидности информационных моделей
Информационные модели отражают свойства объекта в определенной форме. По способу представления они делятся на виды:
- Образные. Такие модели несут в себе информацию об объекте с помощью зрительных образов. Это могут быть рисунки или фотографии, расположенные на носителе информации. Классическими примерами являются бумага с нанесенным на нее изображением, фотографии или спутниковые снимки. Образные модели широко используются в учебных заведениях. Здесь они присутствуют в учебниках или как иллюстрации на плакатах
- Знаковые. Выглядят в виде формул, текста или написанной на определенном языке программы.
- Смешанные. В таких моделях присутствуют как образные, так и знаковые элементы. Сюда относятся географические карты, различные диаграммы или графики.
Информационные модели широко применяются при разработке чертежей для строительных и механических конструкций, а также при формировании электронных схем.
Графические модели
С помощью графического моделирования есть возможность представить объект в виде различного вида изображений. К ним относятся:
- Схема. Это графическое изображение объекта, выполненного с помощью условных линий. В результате появляется информация о структуре системы, ее внешнем виде и данные о некоторых характерных признаках. При этом она носит ограниченный характер, поскольку схема не обладает рельефностью. Если речь идет о блок-схемах, то их задача состоит в предоставлении алгоритма определенных действий для решения проблемы.
- Карта. Здесь идет описание местности в виде ее моделирования. Карта выглядит как уменьшенное изображение участка поверхности Земли разной по размеру территории. В результате появляется наглядная информация о рельефе местности, расположении населенных пунктов, проложенных автомагистралях и расстояний между объектами.
- Чертеж. Это нанесенный на бумагу в уменьшенном виде объект. Особенность проекта заключается в том, что он ведется методом проецирования детали в определенном масштабе. Для предоставления более полной информации в чертеже присутствуют размерные линии с нанесенными числами и текст. Их созданием занимаются проектировщики, которые работают в конструкторских бюро.
- График. Сюда включаются диаграммы, содержащие статистические данные об исследуемом явлении. График представляет собой разного вида линии, отражающие тенденцию развития процессов, их рост или падение.
На бумагу можно наносить объемные изображения узлов и деталей. Это значительно облегчает восприятие модели предмета.
Математические модели
Любые процессы можно описать с помощью математической символики. Сюда относятся разной сложности уравнения или любые типы неравенств. Существенную помощь в создании математических моделей оказало появление ЭВМ. С использованием электронно-вычислительной техники появилась возможность не только убыстрить расчеты, но и значительно их углубить. Это дало мощный толчок для формирования таких видов моделей, которых раньше невозможно было создать на практике.
Компьютерное математическое моделирование проводится в 7 этапов:
- Первый. Определяются цели моделирования, и ведется понимание структуры будущего объекта, а также взаимодействия его с окружающей средой. Определяется способ управления процессом на основании существующих целей и прогнозирование будущих последствий такого воздействия.
- Второй. Определяется степень важности входных параметров, которые разделяются по рангам.
- Третий. Ведется непосредственно разработка математической модели на основании имеющейся абстрактной формулировки.
- Четвертый. Подыскивается наиболее удобный способ исследования построенной модели. Оптимальным вариантом является численный метод, который хорошо поддается программированию.
- Пятый. Отлаживается разработанная программа.
- Шестой. Готовая программа тестируется на основании заранее известного результата. Если проверка проходит успешно, программа запускается в работу.
- Седьмой. Начинается непосредственно эксперимент и если точность полученных результатов не соответствует ожидаемым реальным процессам, модель отправляется на доработку.
Основным преимуществом математических моделей является универсальность, поскольку их можно использовать на разных явлениях, а иногда даже на целом классе.
Моделирование глобальных процессов
Во время моделирования процессов, проходящих в отдельно взятых науках, решаются локальные задачи. При этом перед человечеством стоит цель получения информации о ближайшем своем будущем. Здесь рассматривается не политическая и экономическая ситуация в отдельных государствах, а развитие человечества в целом.
Такая необходимость заключается в том, что из-за непродолжительности жизни человека, изменения, которые наблюдаются в мире, малозаметны. На развитие человечества и планеты влияет огромное количество проходящих процессов, которые взаимосвязаны между собой, но конечные результаты их деятельности предсказать невозможно. Человеческому уму не под силу решить такую проблему и только с помощью компьютерного моделирования можно спрогнозировать итог взаимодействия глобальных факторов на ближайший период и сделать относительно верный прогноз.
Возможные трудности
Причиной нестабильности могут стать следующие факторы:
- Увеличение численности населения. По статистике количество человек на Земле удваивается через каждые 40 лет. Это приводит к истощению источников, поддерживающих существование населения.
- Уменьшение природных ресурсов. Связано это с высокими темпами развития промышленного производства. К ним относятся полезные ископаемые и источники чистой воды.
- Повышенный процент в воздухе соединений углерода диоксида. Происходит это из-за уменьшения количества лесов на планете, поскольку их вырубка ведется в неконтролируемом порядке.
- Глобальное потепление на Земле. Причиной является неправильное хозяйствование человечества.
Трудности ведения отслеживания проблем состоят в том, что все происходящие на Земле процессы необходимо рассматривать в комплексе. С одной стороны рост производства относится к положительному фактору. Однако он за собой тянет негативные последствия в виде загрязнению почвы и атмосферы, а также повышенному расходу невозобновляемых энергоресурсов. Увеличение численности людей позволяет развивать нашу планету, но это влечёт за собой ухудшение состояния атмосферы.
Чтобы хорошо понимать и прогнозировать будущее развитие человечества, возникает потребность в моделировании всех процессов.
Соблюдение правил
В результате моделирования появляется возможность избежать будущих катастроф. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:
- В мире существуют возобновляемые ресурсы, к которым относятся вода, лес или рыба. Необходимо их расходовать так, чтобы они успевали восстанавливаться.
- К невозобновляемым ресурсам относятся различные виды руд, нефть или уголь. В процессе их потребления необходимо соблюдать меру, чтобы постепенно осуществлялся переход на потребление возобновляемых ресурсов, таких как солнечная энергия, или ветер. При организации научного подхода после исчезновения невозобновляемых видов природных источников произойдет плавный переход к использованию энергии от новых ресурсов.
- Загрязнение природы должно вестись такими темпами, чтобы она успевала очищаться. С этой целью на промышленных предприятиях обязательно требуется устанавливать очистительное оборудование.
Для охвата всех глобальных процессов ведется их моделирование, которое известно под названием WORLD. Полученные данные дают возможность наметить пути развития человечества для достижения благополучия и стабильности.
Современное строительное моделирование
Проектирование строительных объектов осуществляется с помощью цифрового моделирования. Обеспечивается это применением технологии BIM. Ее эффективность дает возможность существенно сэкономить финансовые и временные затраты. Такая технология позволяет создавать модели для ведения строительства объектов любой сложности, к которым относятся тоннели, мосты, высотные дома и скоростные трассы. BIM напоминает 3D моделирование с расширенной базой данных.
При создании модели 3D-объекта используются компоненты, загруженные в электронную базу. Сюда включаются стоимость используемых материалов, их физико-механические характеристики, данные инженерных изысканий. В том случае, когда параметры изменяются, программой в схему автоматически вводятся поправки.
С помощью моделирования BIM обеспечивается возможность архитекторам, проектировщикам, дизайнерам, коллективное ведение работы. Все вносимое ими данные тут же распределяются программой в нужные ячейки. Создание такой модели выражается в следующих преимуществах:
- комплексный расчет всех характеристик строительного объекта;
- устранение ошибок, которые возможны на стадии проектирования;
- выявление отклонений в заложенной технологии при ведении строительных работ;
- полная синхронизация всего процесса;
Любая задумка заказчика перед началом возведения объекта за счет использования системы моделирования предварительно просматриваются на экране. Это позволяет устранить все недопонимания между участниками проекта еще на стадии его разработки.
Функционирование модели BIM осуществляется на всех этапах:
- Проектирование. Сначала создается непосредственно 3D-модель. Это все подробные чертежи, спецификации и расчеты. Затем данные заносятся в программу, и после обработки формируется список предстоящих работ. Кроме того, на этой стадии с помощью компьютера проект дополняется такими данными как устройство подъездных путей, площадок для разгрузки и хранении, а также обслуживание спецтехники.
- Строительство. Наличия созданной 3D модели позволяет на этом этапе вести полный контроль возведения объекта. В случае выявления отклонений происходит их фиксации и корректировка. Такая работа ведется всеми участниками: заказчиком, застройщиком, инвестором и контролирующими органами.
- Эксплуатация. Технологии BIM даже после сдачи строительного объекта обладают возможностями контроля состояния строения в последующий период. Обеспечивается это наличием датчиков, подающих необходимую информацию на компьютерное оборудование.
Использование моделирования BIM позволяет сэкономить на постройке объекта до 20% средств. При этом время на его возведение сокращается на 12%, что придает проекту повышенную привлекательность.
Информационное моделирование относится к процедуре формирования и построения моделей различного формата, которые представляют собой хранилища, легко воспринимаемые человеком. Разрабатываются они абсолютно для всех сфер жизни и дают возможность получить данные о наиболее слабых сторонах объекта или текущего процесса, что позволяет принять меры для исправления ситуации.