Управление техносферой при разработке моделей с применением систем автоматизированного проектирования в строительстве

Введение. Термин устойчивое развитие [1] предполагает интеграцию, анализ и оптимизацию экологических, технологических, социальных и экономических факторов на каждом этапе процесса проектирования, широкое использование энергосберегающих технологий и возобновляемых ресурсов, в том числе и замкнутый цикл ресурсопотребления, гармоничное вхождение нового здания в окружающую природную среду и многое другое, что должно сводить до минимума вредное воздействие человеческой деятельности на окружающий нас мир.

Системы энергосбережения делятся на два вида: альтернативные и пассивные.

1. Альтернативные системы энергоснабжения: солнечные батареи, панели или фотогальванопластины; ветряные мельницы и турбины; установки для получения электроэнергии из энергии водяных волн, приливов и течений; установки по получению энергии из биотоплива; электростанции, работающие на геотермальной энергии; двигатели внутреннего сгорания с переработкой углекислого газа и т.д.

Обозначены пять типов архитектурно-планировочных решений, заложенных в концепции зеленого строительства:

• Энергоэффективное здание с низким или нулевым потреблением энергии [2].
• Здание с замкнутым циклом ресурсопотребления из экологически чистых материалов.
• В высотных зданиях и комплексах используются объемно-планировочные решения из светопрозрачных конструкций, для пользования в помещениях естественным солнечным светом.
• Инженерные системы в зданиях с разно мощным расходом энергии.
• Здания с малым показателем бытовых и иных отходов жизнедеятельности человека.

2. Пассивные системы, в основном при использовании таких систем используются консервативные методы повышения энергоэффективности, за счет материалов, сберегающих энергию, без применения таких современных механических инженерных систем, систем автоматизированного управления микроклиматом, систем мониторинга за конструкциями ответственных конструкций, заглубленных железобетонных изделий, таких как сваи, стена в грунте, стилобатная часть здания.

Но, можно заметить, что при использовании альтернативных и пассивных систем повышения энергоэффективности суммарно пользователь может получить большую экилогическую и экономическую выгоды.

Эта модель особенно полезна при принятии решения между альтернативными проектами с одинаковыми требованиями по энергоэффективности, экологическим показателям и техническим характеристикам здания, но различающимися по первоначальным и эксплуатационным расходам. Сравнение технических, экономических, экологических и экономических показателей может быть выполнено путём построения информационных моделей с заранее определенными параметрами и показателями. По итогу сравнительного анализа полученных данных общество может сделать разумный выбор в пользу уменьшения стоимости и негативного воздействия на окружающую природную среду.

Проанализировав в главе жизненный цикл инвестиционно-строительных проектов, так же процесс долговечности эксплуатации и демонтажа, что видно на рис. На рисунке представлены 12 этапов цикла проекта.

Рис. Жизненный цикл объекта строительства

Был установлен международный стандарт для присвоения рейтингов энергоэффективности зданий. Концепция энергоэффективного строительства применяется с начальных этапов проектирования, до завершения строительства и включает расчет сопутствующих затрат как на строительство, так и на текущую эксплуатацию. Основным критерием оценки является сравнение приведённой стоимости, равной отношению суммарной стоимости и сроку эксплуатации.

Эколого-экономические модели предполагают, что общая стоимость проектов может быть снижена до 90%, если стоимость их первоначального проектирования превышает стоимость технико-экономических подходов. Экономическая эффективность такого подхода на этапе эксплуатации достигнет до 75% от его стоимости.

Материалы и методы. Существует 3 основных группы применяемых эколого-экономических методов. К первой группе относятся методы очистки сточных вод, атмосферного воздуха, переработки отходов, фактически относятся в модернизации, совершенствовании систем очистки, нейтрализации вредных веществ. Ко второй группе относится применение материалов и технологий, которые вырабатывают минимальное количество вредных веществ при строительстве, эксплуатации, утилизации. Третья группа относится на химическую нейтрализацию вредных веществ, с последующим распадом на органические химические элементы. К четвертой группе относятся мероприятия по размещению, хранению, утилизацией на специальных полигонах захоронения отходов 1-4 классов опасности [3].

Вывод. Внедрение современных и технологически эффективных методов очистки окружающей природной среды от негативного воздействия строительного производства и эксплуатации является весьма важным аспектом комфортной городской среды. Оценка проектов строительства по экономически параметрам до начала строительства с внедрением принципов зеленого строительства дает возможность оценить риски.