Design Model As a Means of Thinking in Architectural Practice and Theory of Renaissance

Состояние проблемы. Реконструкция исторической эволюции архитектурного проектирования сегодня становится актуальной необходимостью. Причины, условия, процессы формирования базовых представлений и методов, легших в основу проектного типа мышления и действия, до сих пор довольно мало изучены, особенно в критическом аспекте. Между тем немалая часть сегодняшних проблем и затруднений, как становится понятно, берет начало в эпохе зарождения профессионального проектного метода, в событиях Нового времени. Центром этого метода стало моделирование, вопросы эволюции которого рассмотрены в настоящей работе. Результаты. Рассмотрен этап становления проектирования в архитектурной деятельности в Ренессансе, прежде всего методологический вклад Л. Б. Альберти. Показана трансформация традиционного модельного способа зодческой работы в Раннем Возрождении, связанная с обособлением креативных действий, персонализацией замысла, изменениями в цеховых коммуникациях. Ремесленный способ работы зодчего вступает в профессиональную эру, что ведет к кардинальному изменению характера и места архитектурных моделей. Выводы. Требуется переосмысление, даже переоценка значения моделирования в эволюции проектирования: на место привычной картины безоблачного прогресса должна прийти критическая и проблематизирующая теория, дающая основания для инструментального отношения к моделированию как одному из методов, не лишенному недостатков. Statement of the problem. Reconstruction of the historical evolution of architectural designing is becoming an urgent need today. The reasons, conditions, processes for the formation of basic ideas and methods that formed the basis of the designing type of thinking and action are still quite poorly understood, especially in a critical aspect. Meanwhile, a considerable part of today's problems and difficulties, as it becomes clear, originates in the era of the emergence of the professional method of designing, in the events of the Modernity. The center of this method is modeling, the evolution of which is considered in this work. Result. The stage of development of design in architectural activity in the Renaissance is considered, most importantly, the methodological contribution of L. B. Alberti. The transformation of the traditional model method of architectural work in the Early Renaissance is shown associated with the isolation of creative actions, personalization of the concept, changes in craft's communications. The craftsman's way of working enters the professional era, which results in a radical change in the nature and place of architectural models. Conclusions. Rethinking, even a reassessment of the importance of modeling in the evolution of designing is required instead of the usual picture of cloudless progress, a critical and problematizing theory should come providing foundations for an instrumental attitude to modeling as one of the methods that is not devoid of shortcomings.

Highways Design Taking into Account Climatic Features in the Route Area

Постановка задачи. Для получения оптимальных проектных решений, удовлетворяющих условиям безопасности движения в сложных погодных условиях, необходимо сравнение вариантов автомобильных дорог по условиям снегонезаносимости. Такие расчеты должны стать составной частью системы автоматизированного проектирования САПР-АД. Результаты. Предложен системный поход к решению задачи, определен перечень информации, необходимой для проведения расчетов. Выполнен анализ результатов исследований по снегозаносимости дорог, проводимых в России и за рубежом. Предложены расчетные схемы и модели для оценки вариантов продольного профиля и земляного полотна автомобильной дороги по снегозаносимости. Предложены решения для оценки вариантов плана трассы с использованием карт с расчетными параметрами метелей. Выводы. Реализация предложенной методики проведения расчетов позволит на стадии проектирования оценить варианты автомобильной дороги по условиям снегозаносимости. Statement of the problem. In order to obtain optimal design solutions that meet the conditions of safety traffic in difficult weather conditions, it is necessary to compare the options of highways according to the snow tolerance conditions. Such calculations should become an integral part of the CAD-AD computer-aided design system. Results. A systematic approach to solving the problem is set forth, a list of information necessary for calculations is identified. The results analysis of studies on the snow-bearing capacity of roads conducted in Russia and abroad is carried out. Calculation schemes and models are suggested to evaluate options for the longitudinal profile and the roadbed for the snow-bearing capacity. Solutions for evaluating variants of the route plan using maps with calculated parameters of snowstorms are proposed. Conclusions. The implementation of the proposed calculation methodology will make it possible at the design stage to evaluate the options of the highway according to the conditions of the snow-bearing capacity.

Quantitative Assessment of the Kinetics of Damage Accumulation in the Polymer Matrix Structure Under Full-Scale Climatic Factors and Tensile Loads

Постановка задачи. Изучено изменение упруго-прочностных показателей и кинетики накопления повреждений в эпоксидных полимерах под действием растягивающих нагрузок в контрольном состоянии и после натурного климатического воздействия в течение одного календарного года. Расчет кинетики накопления повреждений осуществлялся на основе авторской методики, основанной на использовании методов фрактального анализа кривых деформирования образцов полимерных материалов при растяжении. Результаты. Предложен удельный показатель θ, позволяющий количественно оценивать суммарное число повреждений на единицу прочности, накопление которого приводит к разрушению полимеров. Получены аппроксимирующие зависимости, описывающие взаимосвязь между удельным показателем θ и пределом прочности эпоксидных полимеров при растяжении. Выводы. Установлено, что наибольшей стабильностью свойств под действием натурного климатического воздействия обладает полимер на основе эпоксидной смолы «Этал-247». Statement of the problem. In the current study we look at the change in the elastic-strength performance and kinetics of damage accumulation in epoxy polymers under tensile loads in the control state and after full-scale climatic exposure during one calendar year were studied. Damage accumulation kinetics was calculated based on the author's method using methods of fractal analysis of deformation curves for polymer materials samples under tension. Results. We proposed specific index θ to quantify the total number of damages per unit of strength where its accumulation leads to the destruction of polymers. The dependences have been obtained that describe the relationship between specific index θ and tensile strength of epoxy polymers. Consclusion. The study has shown that the Etal-247 epoxy resin-based polymer cured with Etal-1440 amine hardener has the most stable properties under the full-scale climatic exposure.

Town Regulation of Negative Consequences in Areas of Flooding and Partial Flooding

Постановка задачи. Градорегулирование в зонах затопления, подтопления является одной из самых актуальных проблем для российских регионов. Цель данной работы - дать понятие градостроительного регулирования в зонах затопления, подтопления, рассмотреть правовой режим этих зон, раскрыть существующие проблемы градорегулирования в зонах затопления, подтопления и дать предложения по их устранению, а также совершенствованию действующего законодательства. Результаты. Установлено, что градорегулирование является эффективным методом по предотвращению и устранению негативных последствий в зонах затопления, подтопления. Выявлен ряд проблем в градорегулировании, устранение которых позволит повысить эффективность предотвращения и устранения негативных последствий в зонах затопления, подтопления. Предложены пути решения обозначенных проблем градорегулирования. Выводы. Современные методы снижения ущерба от опасных гидрологических явлений, включая наводнения, требуют перехода от стратегии индивидуальной защиты объектов к комплексной системе мер, которая включает в себя прежде всего нормативно-правовое регулирование данного вопроса и ответственность за несоблюдение установленных норм и правил. Именно такой подход является необходимым элементом обеспечения стабильного экономического развития Российской Федерации, безопасности жизнедеятельности граждан и создания комфортных условий проживания. Statement of the problem. Urban regulation in areas of flooding is one of the most pressing problems for Russian regions. The purpose of this work is to give the concept of urban planning regulation in areas of flooding, flooding, to consider the legal regime of zones of flooding, flooding, to reveal the existing problems of urban regulation in areas of flooding and partial flooding, and to give guidelines for their elimination and improvement of the current legislation. Results. It is established that city regulation in areas of flooding and partial flooding is an effective method for preventing and eliminating negative consequences in areas of flooding and partial flooding. A number of problems has been identified in urban regulation in areas of flooding and partial flooding, the elimination of which will increase the effectiveness of prevention and elimination of negative consequences in areas of flooding and partial flooding. The ways of solving the indicated problems of urban regulation are set forth. Conclusions. Modern methods of reducing damage from hazardous hydrological phenomena, including floods, require a transition from a strategy of individual protection of facilities to a comprehensive system of measures, which includes, most importantly, a legal regulation of this issue and responsibility for non-compliance with established norms and rules. It is this approach that is a necessary element of ensuring the stable economic development of the Russian Federation, the safety of citizens' and the creation of comfortable living conditions.

Research of the Influence of Geometric Parameters of Rooms for Sound Insulation of Lightweight Partitions

Состояние проблемы. Звукоизоляция легких перегородок значительно зависит от места их установки в здании. Необходимы исследования структуры звукового поля в несоразмерных помещениях и анализ его влияния на звукоизоляцию легких ограждений. Результаты. Проведены натурные и лабораторные экспериментальные исследования звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки, установленной в коридоре. Для случая соразмерного помещения получена хорошая сходимость результатов. Теоретически исследована структура звукового поля при зеркальном отражении звука (с использованием метода прослеживания лучей). Выполнены расчеты с получением распределений долей осевых, касательных и косых лучей в помещениях, расчеты уровней интенсивности звуковых волн, падающих на боковые стены и потолок коридора. Учитывалось положение источника шума относительно перегородки и других ограждений. Выводы. Пропорции помещений влияют на звукоизоляцию легких ограждений. В диапазоне ниже граничной частоты диффузности несоразмерного помещения с источником шума структура звукового поля неоднородная, звуковые лучи падают на ограждение неравномерно с различных направлений. Это приводит к уменьшению совпадений мод колебаний в воздухе и в ограждающей конструкции, частотная характеристика звукоизоляции ограждения имеет пикообразный вид. Statement of the problem. Sound insulation of lightweight partitions depends significantly on the place of installation in the building. It is necessary to study the structure of the sound field in disproportionate rooms and analyze its effect on the sound insulation of light enclosures. Results. Natural and laboratory experimental studies of the sound insulation of the frame partitions installed in the corridor were carried out. For the case of a commensurate room, good convergence of the results was obtained. The structure of the sound field with mirror reflection of sound has been theoretically investigated using the method of tracing of sound rays. Calculations were performed to obtain the distributions of the proportions of axial sound rays, tangential sound rays, oblique sound rays in the premises, and the calculations of the intensity levels of sound waves incident on the lightweight partition and other enclosures of the corridor. The position of the noise source relative to the lightweight partition and other enclosures of the corridor was taken into account. Conclusions. The proportions of the rooms affect the sound insulation of lightweight enclosures. The structure of the sound field of a disproportionate room with a noise source is non-uniform in the range below the boundary frequency of diffuse sound field. Sound rays fall on the lightweight partition unevenly from different directions. This leads to a decrease in the coincidence of wave modes in the air and wave modes in the lightweight partition. The frequency characteristic of the sound insulation of the lightweight partition has a peak-like appearance.

Impact of Urban Planning Activities on the Environmental Status of Human Settlements and Finding Ways to Improve It by Means of Urban Development Measures

Постановка задачи. Исследуется влияние мероприятий по градостроительству, планировке населенных мест на экологическое состояние поселений, а также пути улучшения экологии мерами градостроительства. Результаты. Методом экстраполяции исследована динамика сельского и городского населения, осуществлен прогноз на перспективу. Определено гигиеническое значение планировки территории. Рассмотрены истоки возникновения и причины развития наиболее общих экологических проблем урбанизированной территории. Раскрыты такие наиболее актуальные проблемы крупных городов, как несанкционированные свалки, точечная застройка, высокая плотность населения, сокращение площади зеленых насаждений и др.; предложены мероприятия по их решению (снижению негативного влияния) на законодательном и исполнительном уровнях. Выводы. Результаты исследования позволяют сделать вывод о существенном положительном влиянии своевременных градостроительных мер на экологическую ситуацию в городах. Statement of the problem. The problem of identifying the impact of urban planning activities on the environmental status of human settlements and finding ways to improve it by urban development measures is considered. Results. The dynamics of rural and urban populations has been investigated by means of the extrapolation method and the projections have been made. The hygienic requirements to the territorial planning have been determined. Causes and origins of the most common environmental problems of urban areas have been examined. The most urgent problems of cities, such as illegal dumps, infill development, high population density, reduction of urban green spaces, etc. were revealed. The activities for reducing the negative impact were proposed at both the legislative as well as executive levels. Conclusions. The findings of the study suggest that there is a significant positive impact of timely well-grounded urban planning measures on the ecological situation in cities.

Thermosetting Binder for Fibrous Insulating Materials

Постановка задачи. Модернизация систем изоляции инженерных сооружений, в том числе и трубопроводов и промышленных объектов, направлена как на решение общих задач энергоэффективности, так и частных задач теплосбережения и экологической безопасности. В связи с этим разработка и применение связующего, отверждаемого при значительно меньших температурах и не содержащего фенолы, является актуальной задачей. Результаты. Эксперимент, проведенный для оценки влияния на адгезию к различным поверхностям комплексного связующего, отверждаемого в температурном интервале от 80 до 140 С, позволил определить оптимальные расходы латентного компонента и модификатора, которые составили соответственно 3,6-4,0 % и (2,6 ± 0,1) % по массе связующего при оптимальной температуре тепловой обработки 100 С. Расчетом установлено, что при переходе от тепловой обработки при 250 С к тепловой обработке при 100 С прямые затраты тепла снижаются на 60 %, а энергетические затраты на изготовление минераловатных цилиндров на 20-30 %. Выводы. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность применения эпоксидного клея на латентных отвердителях в качестве связующего для высокопористых систем с распределением и отверждением этого связующего на тонких минеральных волокнах. Определены характеристические параметры процесса отверждения, длительность которого уменьшается с повышением температуры и содержания латентного отвердителя. Statement of the problem. The modernization of insulation systems of engineering structures, including pipelines and industrial facilities, is aimed both at solving general problems of energy efficiency, as well as the particular tasks of heat saving and environmental safety. Therefore the development and use of a binder that cures at much lower temperatures and does not contain phenols is an urgent task. Results. An experiment conducted to assess the effect on adhesion to various surfaces of a complex binder cured in the temperature range from 80 to 140 °C allowed us to determine the optimal flow rate of the latent component and modifier, which were 3.6-4.0 % and (2.6 ± 0.1) % respectively by the weight of a binder at an optimal heat treatment temperature of 100 °C. The calculation suggests that when switching from heat treatment at 250 °C to heat treatment at 100 °C, direct heat costs are reduced by 60 %, and energy costs for the manufacture of mineral wool cylinders by 20-30 %. Conclusion. The possibility of using epoxy glue on latent hardeners as a binder for highly porous systems with the distribution and curing of this binder on thin mineral fibers has been justified theoretically and confirmed experimentally. The characteristic parameters of the curing process have been identified whose duration decreases as temperature and the content of latent hardener increase.

Engineering Method for Calculating the Temperature on the Inner Surface of the Outer Corner of a Building

Постановка задачи. Температура на внутренней поверхности наружного угла всегда меньше, чем по глади наружной стены, что при низких температурах наружного воздуха может приводить к образованию конденсата на внутренней поверхности стены. В связи с этим актуальным является проблема разработки инженерного метода расчета температуры в наружном углу для исключения возможности конденсатообразования на внутренней поверхности угла на стадии проектирования стеновых конструкций. Результаты. Для решения этой задачи на основе решения уравнения теплового баланса, учета амплитуды колебания температуры воздуха в помещении и теплопоглощения внутренних поверхностей стен, междуэтажных перекрытий (поверхности потолка и пола), перегородок, окон получена формула для вычисления температуры на внутренней поверхности наружного угла. Также в ходе исследования проведены натурные испытания стеновой конструкции с наружным углом и получены значения температур на внутренней и наружной поверхностях. Выводы. Сопоставление результатов расчетов по разработанной методике и экспериментальных данных показало, что значения температур на внутренней поверхности наружного угла практически совпадают. Это дает основание использовать предложенный инженерный метод расчета температуры на внутренней поверхности угла наружной стены при проектировании ограждающих конструкций зданий для создания благоприятных комфортных и санитарно-гигиенических условий в помещении. Statement of the problem. The temperature on the inner surface of the outer corner is always lower than on the inner surface of the outer wall. This temperature difference might lead to the formation of condensation on the inner surface of the wall at low outdoor temperatures. Therefore the problem of developing an engineering method for calculating the temperature in the outer corner to exclude the possibility of condensation on the inner surface in the design process of the outer wall structures is extremely relevant. Results. To address this problem, based on solving the heat balance equation, taking into account the amplitude of air temperature fluctuations in the room and heat absorption of the inner surfaces of walls, intermediate bottoms (ceiling and floor surfaces), parting walls, a formula was obtained to calculate the temperature on the inner surface of the outer corner. Also, through the course of the study, natural tests of the wall structure with an outer corner were carried out and the temperatures on the inner and outer surfaces were obtained. Conclusions. Comparison of the calculation results using the developed engineering calculation method and experimental data showed that the temperatures on the inner surface of the outer corner almost coincided. This makes it possible to use the suggested engineering method for calculating the temperature on the inner surface of the outer wall corner in the design of enclosing structures to exclude condensation.

Cross-Section Configuration Coefficient in the Zhurkov’S Generalized Equation

Постановка проблемы. Исследование долговечности строительных материалов с термофлуктуационной позиции является наиболее сложным, но и в тоже время наиболее адекватным методом. Ввиду того, что данная концепция является нечувствительной к изменениям физической структуры, возникает необходимость учета не только материала, но и конфигурации конструкции. Необходимо провести сравнение механизма разрушения при различных вариантах сечения для двух структурно отличающихся элементов - поливинилхлорида (ПВХ) и древесины. Результаты. Для элементов ПВХ и дерева составного сечения в два слоя без специальных связей получен одинаковый коэффициент k = 2. Для элементов составного сечения в три слоя без специальных связей получен коэффициент с интервалом k = 3,5…5,5, что требует дальнейшего уточнения. Выводы. На основе проведенного исследования теоретически обоснованы и экспериментально выявлены закономерности деформирования и разрушения ПВХ-элементов цельного сечения и составного сечения без специального соединения в два и три слоя. Определение термофлуктуационных зависимостей позволяет приблизить теоретические представления о работоспособности строительного материала в конструкции к реальным условиям. Statement of the problem. Studying the durability of construction materials in the aspect of thermal fluctuations is the most complicated, yet the most appropriate method. Considering that this concept does not take into account the changes of the physical structure, it becomes necessary to consider not the material alone but also the configuration of the structure. Therefore it is necessary to make a comparison of two structurally different elements - PVC and wood. Results. The coefficient of the 2-layer composite cross-section (no special connection) is the same for the PVC and wood elements: k = 2. The derived coefficient of the 3-layer composite cross-section (no special connection) is within the following range: k = 3,5…5,5, which requires a more precise definition. Conclusions. Based on the above experiment, we have theoretically established and experimentally confirmed the regularities of deformation and destruction of PVC elements of the 2 and 3-layer solid and composite cross-section without a special connection. Determining the thermal fluctuation relations allows us to bring theoretical concepts of the capacity of the construction material in a structure closer to actual conditions.

Fresh Properties and Mix Design for 3D-Printable Decorative Concrete

Постановка задачи. Рассмотрение закономерностей влияния вида цемента и модификаторов вязкости на технологические свойства смесей для 3D-печати определяется необходимостью одновременного обеспечения показателей пластичности и формоустойчивости смесей и декоративности композитов на их основе. Результаты. Представлены результтаты экспериментальных исследований основных реологических характеристик декоративного бетона для строительной 3D-печати. Выявлено влияние состава бетона на подвижность и формоустойчивость смеси. Установлено, что вид используемого цемента изменяет пластичность смеси и формоустойчивость под весом вышележащих слоев. Смеси с оптимальным компонентным составом декоративного бетона для строительной 3D-печати имеют следующие реологические характеристики: предел текучести K @ 1,0-2,2 кПа, структурная прочность s = 1,5-4,5 кПа, относительные пластические деформации Δ = 0,03-0,07 мм/мм. Данные характеристики определяют способность смеси к пластическому деформированию без разрушения структуры при течении, а также способность сохранять форму при печати слоя и нагружении вышележащими слоями. Выводы. Оптимальные диапазоны свойств смесей для 3D-печати могут быть изменены в 2-3 раза за счет использования цементов с различным гранулометрическим составом. Регулирование подвижности и формоустойчивости смесей с различными видами цемента главным образом обеспечивается применяемым модификатором вязкости. Statement of the problem. This paper present the rheological properties of 3D-printable decorative concrete. The effects of the mix proportion on its plasticity and shape stability are presented together. It has been established that a kind of cement changes the plasticity of fresh mixtures and its resistance to load during printing. Results. The fresh mixtures of 3D-printable decorative concrete with effective mix design had plastic yield value K @ 1.0-2.2 kPa, structural strength s = 1.5-4.5 kPa, value of plastic deformations Δ = 0.03-0.07 mm/mm. That has defined the ability of these mixes to plastically deform without any structure destruction and hold its shape, resist the deformation under compressions load during multi-layer casting. Conclusions. Shape stability of 3D-printable mix can be changed by 2-3 times by using cement with an efficient ranging of a particle size. The plasticity and shape stability of fresh mixes can be regulated using viscosity modifiers whose type depends on the type of cement.