Детальная информация

Работа посвящена разработке и апробации параметрической методики подбора материалов при проектировании многослойной кровельной конструкции. В исследовании рассматривается задача выбора рационального состава кровельного «пирога» с учётом нормативных, конструктивных, технологических и проектных ограничений, а также системы критериев эффективности. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Проанализировать существующие подходы к проектированию и подбору материалов многослойных конструкций, а также современные методы поддержки принятия решений, многокритериальной оценки и оптимизации в строительстве. 2. Разработать параметрическую методику подбора материалов многослойной кровельной конструкции, включающую структуру входных данных, систему ограничений, критерии эффективности, алгоритм формирования альтернатив и порядок их многокритериального сравнения. 3. Провести апробацию разработанной методики на расчётном примере, сравнить альтернативные решения многослойной кровельной конструкции, выделить допустимые и Парето-эффективные варианты и сформулировать выводы по результатам их выбора. В первой главе рассмотрены практические и методические проблемы выбора материалов для многослойных кровельных конструкций, проанализированы нормативно-технические и инженерные рамки выбора, а также современные подходы к поддержке принятия решений и многокритериальной оптимизации в строительстве. Во второй главе разработана методика многокритериального выбора материалов кровельной конструкции. В рамках методики определена структура входных данных, предложена форма карточки материала, описаны проектные переменные, система ограничений, критерии эффективности и порядок формирования множества допустимых решений. В третьей главе выполнена апробация разработанной методики на расчётном примере. С использованием средств Python было сформировано 135 проектных альтернатив, полученных на основе сочетания материалов теплоизоляционного слоя, значений толщины теплоизоляции и материалов гидроизоляционного слоя. После проверки нормативных, конструктивных, технологических и проектных ограничений в множество допустимых решений вошло 25 вариантов. По результатам многокритериального анализа было выделено 6 Парето-эффективных вариантов: №57, №62, №117, №122, №127 и №132. Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие информационные технологии: Python, Microsoft Excel, Microsoft Word. В результате работы разработана методика, позволяющая формировать множество возможных вариантов кровельного «пирога», исключать решения, не удовлетворяющие заданным ограничениям, и выполнять сравнительную оценку допустимых альтернатив по системе критериев. Полученные результаты могут быть использованы проектировщиками, подрядными организациями и техническими заказчиками при выборе рационального состава многослойной кровельной конструкции и подготовке обоснований замены материалов.

The work is devoted to the development and testing of a parametric methodology for selecting materials in the design of a multilayer roofing structure. The research considers the problem of choosing a rational composition of a roofing system, taking into account regulatory, structural, technological and project constraints, as well as a system of efficiency criteria. The tasks solved in the course of the research were as follows: 1. To analyze existing approaches to the design and selection of materials for multilayer structures, as well as modern methods of decision support, multi-criteria assessment and optimization in construction. 2. To develop a parametric methodology for selecting materials for a multilayer roofing structure, including the structure of input data, a system of constraints, efficiency criteria, an algorithm for generating alternatives and the procedure for their multi-criteria comparison. 3. To test the developed methodology on a calculation example, compare alternative solutions for a multilayer roofing structure, identify feasible and Pareto-efficient variants, and formulate conclusions based on the selection results. The first chapter considers practical and methodological problems of selecting materials for multilayer roofing structures, analyzes regulatory, technical and engineering frameworks for selection, as well as modern approaches to decision support and multi-criteria optimization in construction. The second chapter develops a methodology for the multi-criteria selection of roofing structure materials. Within the methodology, the structure of input data is defined, a material data card is proposed, and design variables, a system of constraints, efficiency criteria and the procedure for forming a set of feasible solutions are described. The third chapter presents the testing of the developed methodology on a calculation example. Using Python tools, 135 design alternatives were generated based on combinations of thermal insulation materials, insulation thickness values and waterproofing materials. After checking regulatory, structural, technological and project constraints, 25 variants were included in the set of feasible solutions. As a result of the multi-criteria analysis, 6 Pareto-efficient variants were identified: №. 57, №. 62, №. 117, №. 122, №. 127 and №. 132. The following information technologies were used to achieve these results: Python, Microsoft Excel, Microsoft Word. As a result of the work, a methodology was developed that makes it possible to generate a set of possible roofing system variants, exclude solutions that do not satisfy the specified constraints, and compare feasible alternatives according to a system of criteria. The obtained results can be used by designers, contractors and technical customers when selecting a rational composition of a multilayer roofing structure and preparing justifications for material replacement.