Система генеративного проектирования для ИЖС
генеративное проектирование индивидуальное жилое строительство архитектура алгоритмический дизайн параметрическое проектирование
Основная цель работ - разработать и протестировать прототип системы алгоритмов генеративного проектирования для индивидуальных жилых зданий. 
Данная цель, включает в себя следующие задачи: 
- Разработка алгоритмов трехмерной модели дома общей площадью от 50 до 500 кв. метров; 
- Разработка алгоритмов формирования благоустройства участка с дополнительными постройками на нем: гаражом, баней, беседкой и бассейном; 
- Разработка алгоритмов теплотехнического расчета фундаментной плиты/стен ниже уровня земли и кровли; 
- Разработка алгоритмов формирования различных типов фундаментов: монолитная плита, буро-набивной, ленточный, мелко-заглубленный; 
- Разработка алгоритмов формирования армопояса для монолитного перекрытия кровли;
- Разработка алгоритма формирования подвального помещения высотой в чистоте не менее 2,4 метра; 
- Разработка алгоритма формирования эксплуатируемой кровли с лестницей на крышу; 
- Разработка алгоритма анализа исходных данных и подбор колористического решения для интерьера и экстерьера здания;
- Разработка алгоритма формирования перемычек оконных и дверных проемов, колонн и балок для большепролетных конструкций; 
- Интеграция алгоритмов в прототип. Тестирование прототипа.
В результате выполнения работ была разработана система алгоритмов, формирующая трехмерную модель индивидуального жилого здания. Был разработан комплекс алгоритмов, формирующих все основные архитектурные решения здания: наружные и внутренние стены, фундамент здания, кровля, окна, двери. Также были разработаны дополнительные элементы здания: в виде входной группы, террас, крыльца, водосточной системы.
В ходе разработки алгоритма создания планировочных решений, были протестированы различные планировочные решения от 55 м2 (Спальня, кухня, гостиная, тамбур, прихожая, тех. помещение и санузел – минимальный набор помещений) до 328 м2 (максимальный набор помещений- включающий в себя прихожую с тамбуром, тех. помещение, гараж, 5 спален, кухню, гостиную, столовую, библиотеку, мастерскую, кабинет, сан. узлы и набор подсобных помещений для данной конфигурации комнат). Создание трехмерной модели здания алгоритмом занимает в среднем занимает 5-15 минут в зависимости от выбранных помещений и дополнительных опций.
Результатом работ алгоритма по созданию благоустройства является формирование трехмерных моделей: бани, гаража, бассейна, беседки, автомобильных и пешеходных дорожек на участке. 
Создание трехмерных моделей объектов благоустройства на этапе разработки алгоритмов формирования архитектурных решений нужен для того, чтобы алгоритм мог грамотно разделить участок на зоны, расположить и спроектировать жилое здание на нем, а также для того, чтобы предоставить будущим заказчикам более комплексную проектную документацию.
В ходе работ был разработан алгоритм теплотехнического расчета фундаментной плиты/стен ниже уровня земли и алгоритм теплотехнического расчета кровли на основе ранее разработанного алгоритма сбора климатических данных и теплотехнического расчета стен. Была использована методология теплотехнического расчета ограждающих конструкций, описанная в СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». На текущем этапе ограждающие конструкции ограничены различными видами монолитных фундаментов и монолитного перекрытия кровли. Алгоритм подсчитывает значение R0 норм. , (м ·°С)/Вт для заданного географического расположения здания и климатических параметров, далее создает до 9 предварительных вариантов состава ограждающих конструкций (внутренняя отделка, несущий слой, утеплитель, наружная отделка) и подсчитывает их сопротивление теплопередачи R0 тр. , (м ·°С)/Вт, сравнивает с R0 норм. , (м ·°С)/Вт и выбирает наиболее близкое значение, которое удовлетворяет требованием R0 тр. < R0 норм. (по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003»). Выбранное значение аффилировано с вариантом состава ограждающей конструкции, которое далее используется в архитектурном решение здания. Решение данной задачи позволяет разрабатывать более точные проектные решения в области ограждающих конструкций здания. Дополнительно алгоритм подсчитывает необходимый объем утеплителя, а также толщины его слоев.
Результатом работы по задачи по созданию различных типов фундамента является формирование трехмерных моделей данных проектного решения по фундаменту здания. Разработанные виды фундаментов: монолитная плита, буро-набивной, ленточный и мелко-заглубленный фундамент. 
Алгоритм формирует фундаменты по планировочной структуре здания. Его размеры динамически зависимы от климатических и грунтовых условий на участке проектирования, а также от вышележащих конструкций здания. На текущий момент выбор типа фундамента сделан в виде ручного переключателя. 
Результат работ по пятой задаче – это алгоритм формирования армопоясов для монолитного перекрытия кровли. Армопояс – конструкция, служащая для перераспределения нагрузки от монолитного перекрытия кровли на несущие стены, в виде монолитной балки по периметру плиты перекрытия. Для ее формирования был разработан алгоритм, который по периметру стен создает балку с параметрами, прямо зависящими от параметров наружных стен. Армопояс имеет две основные характеристики: ширину и высоту. Его высота задается равной высоте блока стен. Ширина в зависимости от ширины стены применяется равной ширине стены при условии ее толщины <300мм. При условии ее толщины >300мм принимается равной 200мм (т.к. при стене толщиной 400мм пространство делится на армопояс в 200мм и стеновой блок в 200, 300 или 400мм по периметру армопояса) Использование данных зависимостей позволяет обеспечить выполнение двух условий: опирание монолитной плиты не менее 200мм и размерность относительно стеновых блоков, подобранных на этапе тепло-технического расчета. 
Результатом работ по разработке алгоритма формирования подвального помещения является возможность создавать алгоритмом подвальные помещения в проекте здания. На полученной дополнительной площади алгоритм способен разместить вспомогательные помещения для увеличения функциональных возможностей здания без увеличения площади застройки здания. 
В результате работ по разработке алгоритма формирования эксплуатируемой кровли с лестницей на крышу было создано решение формирующего два типа наружных лестниц, обеспечивающих доступ на плоскую кровлю здания. Это решение позволяет создавать оптимальный вариант доступа на кровлю и расширяет полезное пространство здания для его будущих жильцов;
Основным результатом работы алгоритма по подбору колористических решений интерьера и экстерьера здания является создание оптимально подобранных цветовых решения для проектируемых зданий. Алгоритм создает наборы гармоничных сочетающихся между собой и окружающей дом средой цветов. Дополнительная особенность этого алгоритма – это то, что проектируемые цветовые решения даже для близко расположенных домов создаются отличающимися друг от друга, что сделает будущую застройку домами спроектированной данной системой не только архитектурно выразительной, но и колористически разнообразной. 
Результатом разработки алгоритма формирования перемычек оконных и дверных проемов, колонн и балок для большепролетных конструкций является создание в проекте объемно-пространственных решений конструкций здания, которые влияют на общее планировочное решение и детализацию проекта.  
Завершающим задачей проведения работ является интеграция алгоритмов в прототип и его тестирование. Ранее созданные алгоритмы были объедены и интегрированы в одну общую генеративную систему. Была проведена проверка и тестирование работы системы на нескольких участках с разными условиями. Были выявлены и исправлены системные ошибки возникающие в ходе работы системы. Основным результатом является стабильная работа алгоритма и его соответствие заявленным характеристикам.
Все ранее запланированные работы завершены успешно. Их выполнение, позволяет создавать более качественные проектные решения при помощи генеративных алгоритмов. 
Разработка алгоритмов по формированию фундаментов дала основу для добавления в общую систему вариантов домов с подвальными помещениями. Теплотехнический расчет кровли и фундаментов, позволил более подробно определять геометрические размеры конструкций и в следующем этапе разработать различные варианты крыш для проектируемого здания. Алгоритмы формирования армопоясов, колонн и балок позволяют создавать общие конструктивные решения здания и повышают его детализацию. Добавление в генеративную систему возможности формировать эксплуатируемую кровлю и формировать лестницу на нее делают проектное решение более функциональным для будущих владельцев домов, спроектированных системой. Колористические решения для интерьера и экстерьера позволяют создавать неповторимый облик спроектированных домов. Разработка алгоритма формирования перемычек, колонн и балок позволяет создавать алгоритмом более конструктивно продуманные проектные решения. Проведение интеграции алгоритмов и их тестирование позволило создать систему, которая не просто создает различные проектные решения, но делает это комплексно и стабильно.  
В целом, проведение работ дало возможность развить первоначальную систему генеративного проектирования, улучшить ее качество, увеличить количество проектных решений и создавать при ее помощи более детальные архитектурные и конструктивные решения здания. Проведение данного НИОКРа позволило создать прототип системы, при помощи которого стало возможно начать этап внедрения разработки в архитектурный процесс и проводить тестирование с уже реальными зданиями и заказчиками и улучшать проект на основе обратной связи с клиентами.
Архитектурное проектирование индивидуальных жилых зданий
Дмитрий
Федчун
Олегович
Генеральный директор
Доктор наук
Отсутствует
-
-
-
РОССИЯ
Дмитрий
Федчун
Олегович
Генеральный директор
РОССИЯ
67.23.13
Методология и технология проектных работ
02.01.FA
CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY
Дмитрий
Федчун
Олегович
Разработка алгоритмов трехмерной модели дома общей площадью от 50 до 500 кв. метров. Разработка алгоритмов формирования различных типов фундаментов: монолитная плита, буро-набивной, ленточный, мелко-заглубленный. Интеграция алгоритмов в прототип. Тестирование прототипа
РОССИЯ
Ирина
Зарецкая
Васильевна
Разработка алгоритма формирования подвального помещения высотой в чистоте не менее 2,4 метра. Разработка алгоритма анализа исходных данных и подбор колористического решения для интерьера и экстерьера здания.
РОССИЯ
Евгений
Тхоржевский
Владиславович
Разработка алгоритмов формирования благоустройства участка с дополнительными постройками на нем: гаражом, баней, беседкой и бассейном. Разработка алгоритма формирования эксплуатируемой кровли с лестницей на крышу.
РОССИЯ
Жанна
Елькина
Леонидовна
Разработка алгоритмов теплотехнического расчета фундаментной плиты/стен ниже уровня земли и кровли. Разработка алгоритмов формирования армопояса для монолитного перекрытия кровли
РОССИЯ
Виктор
Баранов
Александрович
Разработка алгоритма формирования перемычек оконных и дверных проемов, колонн и балок для большепролетных конструкций
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
ООО "СХЕМАТА"
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СХЕМАТА"
1202500014441
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Общества с ограниченной ответственностью