книги из ГПНТБ / Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проектирования объектов строительства
.pdf
ГОССТРОЙ СССР
Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт
автоматизированных систем в строительстве
о Н Ы Й t .v .i ь , я р
(ЦНИПИАСС)
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
МАШИННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОБЪЕКТОВ э. п. Григорьев СТРОИТЕЛЬСТВА
СТРОЙИЗДАТ
Москва 1974-
|
-- |
-----—------— 00*15. |
||||
|
|
I®с.публичная |
в |
|||
|
»аучн«п -Т9ХИИ i0 |
нлч |
! |
|||
|
|
биСлиотака С-со?* |
■ |
|||
УДК 721.021:681.3 |
|
ЭКЗЕМПЛЯР |
[ |
|||
ЧИТАЛЬНОГ о з |
.ч л а |
| |
||||
|
||||||
Ж У ¥4-/333f |
|
|
||||
Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проекти |
||||||
рования объектов строительства. М ., |
Стройиэдат, 1974, |
|||||
208 с. (Ц ентр.науч.-исслед. |
и |
проектно-эксперимент. |
||||
институт автоматизированных |
систем в строительстве). |
|||||
В книге рассмотрены теоретические и методологи ческие проблемы машинного проектирования, приобре тающие особую актуальность в связи с усилением роли
научно-технического |
прогресса в архитектурно-строитель |
|||||
ной |
деятельности. |
Дана |
картина |
состояния |
разработок |
|
в области использования |
ЭВМ в архитектурно-строитель |
|||||
ном |
проектировании |
и предлагается новый метод анализа |
||||
и оценки проектных |
решений - 'инвариантный |
метод |
про |
|||
ектирования'. Подробно |
освещ ается |
вопрос о |
связи |
м а |
||
шинных методов проектирования с практикой работы ар хитекторов в современных условиях; подчеркивается не обходимость использования логических возможностей мышления проектировщика как источника эффективности проектных решений.
Книга рассчитана на исследователей и проектировщиков, работающих в области организации и автоматиэации архитектурно-строительного проектирования а также на работников образования и всех архитекторов и инженеров, интересующихся вопросами повышения эффективности про ектирования.
Ил. 64; список лит; 149 назв.
Центральный Научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт автоматизированных систем в строительстве (ЦНИПИАСС) Госстроя СССР, 1974.
30204 — 543
Г Зак.изд. 047 (01 ) —74
В В Е Д Е Н И Е
Термин 'машинное проектирование' |
все |
больше распростра |
||||
няется среди инженеров и аохитекторов, |
заняты х проектированием |
|||||
самых разнообразных |
объектов строительства. |
Иногда говорят |
об |
|||
"автоматизированном |
проектировании' |
или |
о |
'проектировании |
в |
|
автоматизированных |
си стем ах ", имея |
в виду |
создание проектов |
|||
с помощью |
машин |
(прежде всего электронно-вычислительных - |
||||
ЭВМ ), которые снабжены различными |
устройствами, облегча |
|||||
ющими ввод |
информации и получение готовых |
данных по резуль |
||||
татам расчетов. В автоматизированной системе проектировщики пользуются не традиционной чертежной доской, а операторским пультом ЭВМ и планшетом координатографа, на котором специ альный автомат с ювелирной точностью изготовляет' заданный чертеж. В литературе по автоматизации проектирования все чаше упоминается электронный оптический экран со "световым пером", при помощи которого архитектор или инженер-конструктор делают
эскизы , тем самым сообщая машине задание, и получают |
ответ |
|
ную информацию также в графической, легко обозримой |
форме. |
|
Разработка автоматизированных систем проектирования объ |
||
ектов строительства, проводимая в нашей стране |
в течение |
деся |
ти лет, сегодня вступает в новую фазу. Если до |
сих пор автом а |
|
тизация проектирования рассматривалась как чисто практическая^ задача по оптимизации решений с использованием уже наработан ных в математике и кибернетике прикладных методов, то в на стоящее время на передний план выступают теоретические и мето дологические вопросы машинного проектирования. Их решение требует специальных научных исследований. Такие исследования, проводимые в ряде организаций нашей страны, координируются и направляются недавно созданным на базе Гипротиса Цент ральным научно-исследовательским и проектно-эксперименталь ным институтом автоматизированных систем в строительстве. (ЦНИПИАСС ).
3
Одной из основных проблем является выяснение природы и специфики архитектурно-строительного проектирования как про цесса выработки эффективных решений. При этом необходимо исследовать процессы анализа исходной проектной ситуации, ва риантного поиска компоновок и обоснования эффективности при нимаемых решений. Все эти процессы приобретают новый смысл в условиях машинного проектирования. Например, анализ исход ной проектной ситуации может быть представлен не просто как сбор данных для составления задания на проектирование, а как
процесс |
построения модели объекта проектирования. |
При |
обычном |
|||
способе |
исходная ситуация - это набор |
всевозможных |
сведений; |
|||
при |
машинном |
проектировании исходная |
ситуация |
превращается |
||
в |
целостное |
образование - объект, с |
которым |
проектировщик |
||
может работать как со структурой, имеющей вполне определенное
формальное описание, подобное описанию |
объектов химического |
||
или физического |
экспериментирования. |
|
|
Вариантный |
поиск решений, обычно понимаемый |
как смена |
|
'проб и ошибок' |
на пути движения к цели, |
в машинной |
интерпре |
тации приобретает новую специфику. Так как машина может пе ребирать характеристики проекта гораздо быстрее человека, то возможна трактовка вариантного проектирования не как процесса угадывания 'оптимальных п арам етров ', а как деятельности, свя занной с приданием нового содержания и смысла проектируемому объекту. Варьирование может быть понято как движение, эволю ция объекта в инженерно-конструкторском и архитектурном мыш лении, и притом движение во времени.
То же самое происходит при пересмотре других явлений про ектной деятельности. В частности, обоснование эффективности принимаемых решений в условиях машинного проектирования утра чивает характер альтернативной оценки 'хорошо - плохо', выноси мой по окончательному результату проектирования. Использование современных автоматизированных систем допускает проведение оценочных операций во время самого процесса решения задачи. В свою очередь это обстоятельство стимулирует инициативу про ектировщика, заставляет его более оперативно использовать ло
гические и фактические аргументы , |
доказывающие |
правильность |
||
всей процедуры проектного поиска. |
|
|
||
Постановление Центрального |
Комитета КПСС и С овета Мини |
|||
стров СССР от 28 мая |
1969 г. |
'О б |
улучшении проектно-сметного |
|
д е л а ' свидетельствует |
о том , |
что |
проектирование |
заслуж ивает |
самостоятельного рассмотрения и что внутри процесса форми рования проектных решений могут быть вскрыты резервы , кото рые необходимо использовать для повышения качества и ускоре
4
ния темпов строительства в нашей стране. Постановление, в ча стности, обязы вает министерства и ведомства С С С Р , советы ми нистров союзных республик и их проектные организации "органи зовать проектирование на основе максимального учета новейших достижений науки и техники с тем , чтобы строящиеся и рекон струируемые предприятия ко времени их ввода в действие были технически передовыми и имели высокие показатели по произ водительности труда, себестоимости производств'а и качеству продукции, а по условиям труда отвечали современным требова
ниям" . . . |
Эта задача, поставленная перед проектировщиками, |
||||||
может быть |
решена, если архитектурно-планировочные решения, |
||||||
согласующиеся |
с требованиями |
технологии, станут |
в большей |
||||
мере влиять |
на |
показатели проектируемого |
предприятия |
(включая |
|||
показатели |
производительности |
труда |
и |
качества выпускаемой |
|||
продукции). |
Следовательно, |
возникает необходимость |
повышения |
||||
активности |
проектировщиков, |
упрочения |
их авторитета в инже |
||||
нерно-строительных коллективах, расширения круга задач и сферы компетенции проектировщиков. Чтобы повысить качество объектов,
нужно |
обеспечить |
стимулирование |
инициативы |
проектировщиков |
|||
в процессе |
поиска |
|
прогрессивных |
решений. "Для этого |
требу |
||
ется, - |
говорится |
в |
Постановлении, - создать |
такие |
условия |
||
работы |
в |
проектных |
организациях, |
при которых |
проектировщики |
||
имели |
бы широкую |
возможность проявлять творческую инициативу |
|||||
в выборе наиболее прогрессивных экономичных решений при про
ектировании. |
|
|
|
|
Чтобы усилить обоснованность |
проектов крупных и сложных |
|||
предприятий и |
сооружений, |
нужно |
сделать более убедительными |
|
те аргументы , |
в |
частности |
технико-экономические обоснования |
|
(ТЭ О ), которые |
подтверждают "экономическую целесообразность |
|||
и хозяйственную необходимость проектирования и строительства предприятий и сооружений". Для обеспечения выполнения этих принципиальных требований в Постановлении предусматриваются существенные нововведения: возможность вносить в типовые проекты зданий и сооружений изменения в связи с применением более прогрессивных технологических процессов, объемно-плани ровочных и конструктивных решений, обеспечивающих снижение стоимости и улучшение технико-экономических показателей объ
ектов |
строи тельства; упрощение стадийности |
разработки |
и по |
||
рядка |
согласования |
проектной документации |
с |
органами |
госу |
дарственного надзора |
по объектам, выполненным |
в соответствии |
|||
с действующими СНиПами и типовыми проектами, материальное стимулирование авторских коллективов и премирование выдаю щихся проектов.
5
Все это ставит новые задачи перед |
учеными и исследовате |
||
лями, работающими в области |
разработки |
новых методов и |
|
средств машинного проектирования объектов строительства. |
|||
Применение математических |
методов |
и |
использование элек |
тронных вычислительных машин позволяет оптимизировать пара метры объекта уже на ранней, компоновочной стадии проектиро вания. Не малую роль в такого рода обоснованиях играют объ ективные критерии, условия и ограничения, которые, однако, на ходятся в определенной зависимости от субъективных оценок, отражающих коллективный опыт специалистов высокой квалифи кации. Включение в состав методик обоснования некоторых эле
ментов конкретного опыта проектирования говорит |
о |
том , что |
|||||
само по себе использование оптимизационных |
методов |
и внед |
|||||
рение |
ЭВМ в практику проектных |
организаций не решает всех |
|||||
задач , |
связанных с |
проблемой автоматизации |
проектирования. |
||||
Вот некоторые из вопросов, ответ на |
которые |
требует |
углублен |
||||
ного теоретического |
исследования: |
как |
стимулировать |
инициативу |
|||
поиска прогрессивных решений? Каким образом проектировщик
может |
усилить |
обоснованность |
своих решений? |
Что |
значит - |
|
выбирать наиболее |
рациональные |
варианты проектных |
решений? |
|||
К |
сожалению, |
в |
отечественной |
архитектурной |
науке |
30-50-х |
годов было ослаблено внимание к теоретическому осмысливанию этих вопросов. В результате целый ряд разделов архитектурностроительных знаний (история стилей, теория композиции, эсте тическое учение, типология объектов и др. ) представляет собой
сумму всевозможных |
примеров и нормативных рекомендаций, |
применение которых в |
практике проектирования вы зы вает извест |
ные трудности. Невыясненной остается их детерминирующее зна |
|
чение и степень влияния на ход конкретной проектировочной ра боты.
|
Может ли быть решена проблема экономичности строительства |
|||||||||
зданий на основе |
м ассового |
повторения некоторых установившихся |
||||||||
образцов |
объемно-планировочных и конструктивных решений? |
|||||||||
В 50-х - |
начале 60-х годов |
казалось, что может. Но затем |
стало |
|||||||
вы ясняться, что |
речь, |
по-видимому, |
должна |
идти |
не |
о |
типах |
|||
объемно-планировочных |
и |
конструктивных решений, |
а |
скорее |
||||||
о |
типах |
оптимально организованной и эстетически осознанной |
||||||||
среды, |
предоставляющей |
комфорт для человека, вовлеченного |
||||||||
в |
производство [49]. Это |
свидетельствует о том, что |
с течением |
|||||||
времени |
м еняется |
отношение |
к самим |
эталонам |
и образцам, |
нор |
||||
мирующим результаты архитектурно-строительного проектирования. Выдвинутые еще в 20 -е годы советскими архитекторами, ин женерами и деятелями культуры идеи "жизнестроения", преобра
6
зования всей окружающей человека среды опирались на |
творче |
||
ские |
потенции |
проектирования. |
|
В |
то время |
М .Гинзбург, А .Кузнецов, братья Голосовы |
и Вес |
нины, И.Леонидов, А.Ган, И.Николаев, К.Иванов и другие не имели установленных и непререкаемых образцов и норм, которым они могли бы следовать. Архитекторы должны были создавать каждый
раз разные |
проекты, |
но |
всегда |
экономичные, прогрессивные и |
||||||
целесообразные, каждый - для конкретных условий. |
|
|||||||||
Интересно, что в |
20 -е |
годы |
основным объктом рассмотрения |
|||||||
и главным |
предметом |
споров были не только сооружения, не |
||||||||
только |
проекты |
как |
таковы е, |
но |
главным |
образом те профес |
||||
сиональные |
платформы |
и методические установки, которые могли |
||||||||
служить |
исходной |
базой |
обоснования проектных решений. |
|
||||||
В настоящее время советская школа строительства получила |
||||||||||
мировое |
признание; нашими архитекторами и инженерами |
созданы |
||||||||
десятки |
прогрессивных |
типов |
зданий, по |
уникальным |
проектам |
|||||
построены крупные |
промышленные, жилые и градостроительные |
|||
комплексы |
и вновь |
ставится задача извлечения неявного,трудно- |
||
схваты ваемого эффекта, возникающего |
при создании |
подлинных |
||
культурных ценностей, эффекта, который |
потенциально |
содержится |
||
в умении, |
изобретательстве, выдумке проектировщика, |
решающего |
||
всякий раз новую, неизвестную задачу в новой, уникальной си туации. Именно под таким углом зрения перед автором книги предстал процесс архитектурно-строительного проектирования.
Цель книги - показать, каким образом могут быть исполь зованы внутренние, еще нераскрытые закономерности проектной деятельности архитектора в качестве одного из критериев обос нования проекта. Такие закономерности далее называю тся инва риантными, т.е. неизмененными по отношению к промежуточным этапам и частным результатам поиска наилучшего решения.
Необходимость выявления инвариантных закономерностей машинного проектирования обусловлена целым рядом предпосылок, важнейшие из которых - системный и структурно-динамический подходы к проектированию, анализируемые в главе I. Плодотвор
ность |
обращения к |
принципу |
инвариантности |
раскры вается |
в гла |
|||||
ве II, |
где излагаю тся основы |
разработанного |
автором 'инвариант |
|||||||
ного |
метода |
проектирования', а |
также приводятся матем атическая |
|||||||
модель, |
программа |
для |
ЭЦВМ |
и |
примеры использования |
метода. |
||||
В главе |
III |
предлагается |
новый |
формально-логический |
аппарат |
|||||
для описания реальных механизмов логики проектирования. По
мнению |
автора, такой |
способ описания адекватно отраж ает |
спе |
цифику |
архитектурного |
мышления в систем е строительной |
прак— |
7
тики. В заключение дается прогностическая картина теории и практики машинного проектирования по этапам развития до 1990 г.
Основным материалом , на котором строится изложение, явля ются примеры проектирования промышленных зданий на стадии их компоновки. Компоновочная стадия построения плана или
объемно-пространственного |
решения |
является |
наиболее |
сущ ест |
|||||
венной для |
прослеживания |
хода |
выработки |
основных проектных |
|||||
концепций, |
для выяснения |
того, |
как |
склады вается |
аргумента |
||||
ция, которую |
проектировщик |
использует для |
обоснования своего |
||||||
проекта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принципиальные выводы |
о |
путях совершенствования |
проектной |
||||||
деятельности, |
изложенные |
в книге, фактически распространяются |
|||||||
на объекты и |
процессы комплексного, |
межотраслевого |
проектиро |
||||||
вания. Это позволяет использовать понятия, модели и формали зованные процедуры инвариантного метода в качестве практиче ских рекомендаций по построению систем автоматизации проектно конструкторских работ и технологической подготовки производства в строительстве.
Г л а в а I
РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ МАШИННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.Системное рассмотрение
проектных решений
промышленных зданий
Ускорение темпов научно-технического прогресса неразрывно связано с системным изучением и проектированием сложных объ
ектов. |
Системному |
рассмотрению |
подвергаю тся объекты, |
при |
|||||
надлежащие |
к самым разным областям человеческой |
деятель |
|||||||
ности - |
биологии и |
лингвистике, |
электронике |
и управлению |
об |
||||
ществом. Общим свойством |
понятия |
'с и с т е м а '', |
позволяющим |
объ |
|||||
единить |
разработки |
всех |
видов, |
является признание |
в объекте |
||||
рассмотрения |
'м нож ества |
элементов |
с отношениями |
и связями |
|||||
между ними, |
образующего |
определенную |
целостность' [77 ] . |
|
|||||
В архитектурной науке последние годы также распространяется
системный подход, проявляющийся на |
разных уровнях рассмотре |
|||||||||
ния |
изучаемых |
или |
проектируемых |
объектов. На теоретическом |
||||||
уровне |
выделяются |
работы, |
изучающие глубинные связи между |
|||||||
архитектурой и |
обществом |
[44, 45 ], архитектурой и производст |
||||||||
вом |
[86J, архитектурой |
и природой |
[57]. Предпосылки рассмот |
|||||||
рения промышленного здания как системы |
содерж атся в |
архитек |
||||||||
турно-типологических |
|
исследованиях |
[60]. |
Системность |
проявля |
|||||
ется |
в |
многообразии |
|
выявляемых |
связей и отношений как вне |
|||||
здания |
(анализ |
его |
|
размещения на |
площадке, в промышленном |
|||||
районе, |
городе), |
так |
|
и внутри него (технология производства, |
||||||
транспорт, оборудование, пребывание |
лю дей)[78,138], |
|
||||||||
С |
развитием научных |
представлений о |
назначении промышлен |
|||||||
ного здания, способах его производства и методах проектирования
изменялись |
принципы деления здания на элементы , вычленялись |
||
различные |
части и подсистемы проектного решения, ограничива |
||
лось количество |
степеней свободы, которыми |
располагает архи |
|
тектор при |
выборе компоновочного решения. |
В месте с тем это |
|
было логическим |
продолжением к о н с т р у к т и в н о - э л е м е н т н о й |
||
9