Использование ЭВМ

Компоновочные задачи, возникающие в ходе проектирования жилого дома, чрезвычайно разнообразны. Пока удалось автоматизировать решение только немногих из них. Они связаны главным образом с формированием плана квартиры и поэтажных планов всего здания. ЭВМ способна построить план квартиры или дома, используя только каталожные планировочные элементы. Успешнее всего ЭВМ формирует план по условиям связанности помещений, а также группирует комнаты в соответствии с заданными принципами функционального зонирования. В решении подобных задач большую роль играют рассмотренные ранее комбинаторные операции.

Оптимизационных задач формализовано значительно больше. Они охватывают планировочные, экономические, теплотехнические, прочностные, инсоляционные и другие характеристики, выражаемые численными показателями. Имеются алгоритмы и программы для гармонизации размеров и пропорций.

Оценочные задачи, как это следует из их названия, возникают когда получен какой-либо результат и надлежит определить его пригодность и эффективность по установленным критериям. В ходе решения оценочных задач может производиться, например, вычисление планировочных показателей дома, времени инсоляции квартир, стоимости 1 м жилой площади, трудозатрат и других количественных характеристик и сравнение их с заданными ограничениями и критериями. В зависимости от результатов сравнения определяется дальнейший ход проектирования. Оценочные задачи постоянно возникают и при компоновке и при оптимизации решений, но могут ставиться и как самостоятельные, особенно если речь идет о многокритериальной оценке проекта, требующей громоздких расчетов.

Методика решения задач. Проект жилого дома - это результат решения десятков, если не сотен, больших и малых задач; причем задач самого различного содержания: функционально-планировочных, художественных, конструктивных, технологических, экономических и др. Каждая из них обусловлена множеством условий, ограничений и критериев. Очень часто результат решения одной из них служит исходным условием для других. Одним словом, смоделировать разработку проекта как единый, нерасчлененный процесс невозможно. Поэтому в автоматизации проектирования широко используют принцип декомпозиции проблемы, который проявляется в раздельном решении всего круга задач, обеспечивающих получение нужного результата. Применительно к проекту жилого дома это может означать следующее: сначала выбирается тип дома, определяется его этажность и общая конфигурация плана, затем устанавливается структура поэтажных планов, отрабатывается планировка каждой квартиры и т.д.

Принципиальное значение имеет разделение функций между архитектором и ЭВМ. Опыт показывает, что наиболее эффективный для решения компоновочных задач диалоговый режим работы. Расчеты и выполнение чертежей могут осуществляться преимущественно без участия человека. При организации диалога важно найти рациональное распределение функций между архитектором и ЭВМ. Наиболее результативными сейчас считаются такие системы, в которых ЭВМ используемся как быстродействующий и точный инструмент. Все характеристики проекта, будь то общий абрис плана или взаиморасположение комнат, размещение оконных или дверных проемов, этажность или тип кровли, назначаются проектировщиком, т.е. он является единственным генератором решений. Архитектор рисует на цифровом планшете примерную схему квартиры, а ЭВМ переводит ее в четкий линейный чертеж. Когда назначена толщина стен, ЭВМ превращает линейный рисунок в план стен с осевыми линиями. Архитектор показывает положение окна, и машина тут же вычерчивает его по стандарту. В таком диалоге проходит весь компоновочный этап, который разделен на множество мелких, но конкретных операций. Подобная методика решения задач потребовала заложить в память ЭВМ обширные каталоги с описанием чертежных символов всех элементов жилого дома, многие из которых представлены к тому же разными вариантами размеров и форм. ЭВМ в итоге оказывает только сервисные услуги: отыскивает символ заданного элемента в каталоге и вычерчивает его на плане, разрезе или на фасаде. Если нужно, она может его заменить, передвинуть, увеличить, уменьшить и т.п., откорректировать чертеж в связи с изменениями.

Программное обеспечение в этом случае представляет собой комплекс самостоятельных подпрограмм, каждая из которых обрабатывает одну конкретную операцию. Их можно использовать отдельно по мере надобности, повторять нужное число раз и в любом наборе.

В методике, предложенной Киев-ЗНИИЭП, присутствует автоматизированная комбинаторика, благодаря чему ЭВМ сама генерирует часть решений.

Еще большую автоматизацию комбинаторной работы дает использование таких каталогов, которые включают не просто набор элементов и их первичные сочетания. В таком случае ЭВМ способна генерировать множество компоновочных вариантов.

Наилучшие результаты в проектировании жилых зданий может дать сочетание обеих методик: автоматизации чертежных операций и автоматизированной комбинаторики.