Анализ особенностей проектирования на основе применения модульных элементов максимальной готовности

Введение.

В середине XX в. технический прогресс позволил максимально укрупнить строительные элементы зданий, что привело к разработке новых индустриальных строительных систем и повышению темпов производства. Однако на данный момент вопрос полностью решен не был, и остается актуальным. Модульное строительство сегодня не имеет достаточного уровня распространения, но многие специалисты в области проектирования предсказывают его повсеместное внедрение в скором будущем. Останавливающим фактором развития этого направления является нехватка теоретических основ в области модульного проектирования, а также существенные различия с традиционным подходом проектирования.

Материалы и методы.

Цель исследования - сформировать теоретическую основу модульного проектирования на базе изучения нормативных документов, российских и зарубежных научно-технических источников, опыта реализованных проектов. Задача - определить фундаментальные аспекты модульных элементов максимальной готовности: принципы данного модульного проектирования, параметры модульного элемента, преимущества и недостатки модульной системы, особенности проектных процессов.

Результаты.

Теоретической основой модульного проектирования служат основные понятия, принципы и особенности. Продемонстрирован концептуальный процесс проектирования на примере формирования информационной модели, представлены параметры модульных элементов максимальной готовности, а также выполнен анализ влияния модульных атрибутов на жизненный цикл (ЖЦ) объекта строительства.

Выводы.

Приведенная система принципов проектирования на основе модульных элементов максимальной готовности и параметры модульного элемента позволяют систематизировать существующие теоретические аспекты модульности, что дает возможность для реализации модульных зданий. Определен новый подход к проектированию, который оказывает влияние на весь ЖЦ, что дает основу для новых направлений инженерной деятельности и научных исследований.

1. Брагинец С.В., Бахчевников О.Н., Бенова Е.В. Преимущества модульного проектирования малых комбикормовых заводов // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 6. С. 141-145. DOI: 10.24412/FeYK7B0nROQ

2. Дубовицкая М.М. Внутренние организационно-технологические процессы в сфере строительства: построение моделей с использованием современных инновационных технологий // Сметно-договорная работа в строительстве. 2020. № 7. С. 56-62.

3. Николайчук С.Е. Обзор самых эффективных инновационных инструментов в строительстве // Сметно-договорная работа в строительстве. 2019. № 9. С. 48-51.

4. Naranje V., Swarnalatha R. Design of Tracking System for Prefabricated Building Components using RFID Technology and CAD Model // Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 32. Pp. 928-935. DOI: 10.1016/j.promfg.2019.02.305

5. Бородулин К.В. Внедрение технологий информационного моделирования в процесс эксплуатации зданий и сооружений // Молодой ученый. 2019. № 2 (240). С. 200-202.

6. Pittau F., Malighetti L.E., Iannaccone G., Masera G. Prefabrication as large-scale efficient strategy for the energy retrofit of the housing stock: An Italian case study // Procedia Engineering. 2017. Vol. 180. Pp. 1160-1169. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.04.276

7. Gao Y., Tian X.-L. Prefabrication policies and the performance of construction industry in China // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 253. P. 120042. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.120042

8. Андреева А.Б. Актуальность использования технологий информационного моделирования на всех этапах «жизненного цикла» объекта капитального строительства // Уральский научный вестник. 2019. Т. 3. № 2. С. 63-66.

9. Третьякова З.О., Воронина М.В. Использование новых информационных технологий в строительном моделировании // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2019. Т. 1. С. 363-365.

10. Jang S., Lee G. Process, productivity, and economic analyses of BIM-based multi-trade prefabrication - a case study // Automation in Construction. 2018. Vol. 89. Pp. 86-98. DOI: 10.1016/j.autcon.2017.12.035

11. Hwang B.-G., Ngo J., Wan Yi Her P. Integrated Digital Delivery: Implementation status and project performance in the Singapore construction industry // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 262. P. 121396. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.121396

12. Arashpour M., Kamat V., Bai Yu., Wakefield R., Abbasi B. Optimization modeling of multi-skilled resources in prefabrication: Theorizing cost analysis of process integration in off-site construction // Automation in Construction. 2018. Vol. 95. Pp. 1-9. DOI: 10.1016/j.autcon.2018.07.027

13. Goh M., Goh Ya.M. Lean production theory-based simulation of modular construction processes // Automation in Construction. 2019. Vol. 101. Pp. 227-244. DOI: 10.1016/s0926-5805(02)00086-9

14. Чибирикова Д.А., Атаев Б.С., Мельникова О.Г. Модульное проектирование и конструирование многоквартирных домов с использованием готовых компонентов // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса: сб. тр. Междунар. научно-практ. конф: в 2-х ч. Волгоград, 2020. С. 82-86.

15. Kasperzyk C., Kim M.-С., Brilakis I. Automated re-prefabrication system for buildings using robotics // Automation in Construction. 2017. Vol. 83. Pp. 184-195. DOI: 10.1016/j.autcon.2017.08.002

16. Мануковский А.Ю., Курдюков Д.П., Коротков В.А. Опыт применения элементов технологии информационного моделирования // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2020. Т. 8. № 1 (48). С. 100-105. DOI: 10.34220/2308-8877-2020-8-1-100-105

17. Lu W., Chen K., Xue F., Pan W. Searching for an optimal level of prefabrication in construction: an analytical framework // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 201. Pp. 236-245. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.07.319

18. Ракова А.В., Иливанова Е.В. Новшества в строительстве // Образование: профессиональный дебют: сб. мат. V Междунар. студ. научно-практ. конф. Мелеуз, 2019. С. 261-264.

19. Anton A., Reiter L., Wangler T., Frangez V., Flatt R.J., Dillenburger B. A 3D concrete printing prefabrication platform for bespoke columns // Automation in Construction. 2021. Vol. 122. P. 103467. DOI: 10.1016/j.autcon.2020.103467

20. Lee J., Kim J. BIM-Based 4D Simulation to Improve Module Manufacturing Productivity for Sustainable Building Projects // Sustainability. 2017. Vol. 9 (3). P. 426. DOI: 10.3390/su9030426

21. Lyu Z., Lin P., Guo D., Huang G.Q. Towards zero-warehousing smart manufacturing from zero-inventory just-in-time production // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2020. Vol. 64. P. 101932. DOI: 10.1016/j.rcim.2020.101932

22. Рашев В.С., Астафьева Н.С., Рогожкин Л.С., Григорьев В.Ю. Анализ внедрения технологии информационного моделирования в российских строительных компаниях по проектированию и строительству инженерных систем // Вестник евразийской науки. 2020. Т. 12. № 3. С. 11.

23. Плешивцев А.А. Применение технологий информационного моделирования для формирования функционального качества архитектурных (строительных) объектов // Инновации и инвестиции. 2020. № 10. С. 189-192.