АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАРУЖНЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Использование автоматизированного проектирования в строительстве и при реконструкции объектов в настоящее время является мощным средством для решения таких важных задач как поиск рациональных параметров и структур несущих систем [1-3], а также параметров инженерных коммуникаций [4-5]. При этом могут быть применены эволюционные алгоритмы [1-2], методы триангуляции [3], твердотельное моделирование [4] и использование баз данных [5].

В данной статье приводится описание проектирования наружных сетей электроснабжения в системе автоматизированного проектирования GeoniCS. Детально описываются инструменты трассировки рассматриваемых сетей, построения проектных профилей, средства проектирования узловых соединений, сопутствующих инженерных сооружений.

Методика автоматизированного проектирования наружных сетей электроснабжения может быть представлена в виде последовательности следующих этапов:

1.              Прокладка трассы сетей.

2.               Построение и корректировка профилей по участкам сетей.

3.              Детализация коммуникаций, проектирование вспомогательных сооружений, узлов соединений и других элементов на сетях.

Прокладка трасс сетей. Инженерные сети целесообразно проектировать с учетом построенных ранее цифровых моделей существующего и проектируемого рельефа. Следует учесть, что если цифровых моделей не создано, то все отметки для каждой из опорных точек трассы сети необходимо вводить вручную после предварительных вычислений. Это представляется весьма трудоемким. Для изображенного на (рис. 1) фрагмента застройки считаем, что подключение сетей (S1) электроосвещения зданий выполнено от щитков освещения, расположенных в помещениях электрощитовых, и имеющих подключение к вводно- распределительным устройствам. Проектируемая сеть электроснабжения (W2) имеет точку подключения в существующем колодце и выполнена в виде кабелей подземной прокладки, подключаемых во вводно- распределительные устройства соответствующих зданий. Наружные сети заземления не рассматриваем.

Топология сети S1 формируется линейными отрезками, в крайних точках которых располагаются вершины следующих типов: «Опора электроосвещения», «Подключение к сооружению», «Вершина сети», «Выпуск из здания». Для создания трассы сети W2 применяются аналогичные элементы с тем отличием, что вместо вершины типа «Опора электроосвещения»  используется      вершина «Колодец». Тип «Вершина сети» используется для учета  возможности перелома профиля  сети как в плане, так и по высоте. Результаты построения трассы показаны на рис. 2,а, где с помощью маркировок ПГ1-ПГ5 обозначены опоры электроосвещения с четырехрожковыми светильниками, а маркировками 6, 7 обозначены опоры со светильниками паркового типа. Трасса сети W2 на участке от колодца 1 до первого ответвления имеет два кабеля, каждый из которых подходит к зданиям 1 и 2 (рис. 2,б). GeoniCS автоматически на плане не отображает число кабелей на участке, поэтому обозначим его в ручную двойной засечкой.

Построение и корректировка профилей сетей S1 и W2. Профили строятся автоматизировано с применением редактора профиля, в котором при необходимости выполняется корректировка высотных отметок или уклонов сетей. Первоначальный профиль-развертка участка 1-ВЫП1 сети W2 содержит неточности, связанные с тем, что при трассировке не всегда учитывается подключение к элементам сети (рис. 3,а). Выполняем операцию подключения сети к элементам путем выбора команд     «Редактировать     топологию»     - «Автоматическое подключение к сетям». Результат корректировки профиля показан на рис. 3,б.

Рассматриваем участок А-ВЫП2 сети W2. На пересечении с дорогой введем футляр в виде металлической трубы, защищающей кабель. На профиле видно, что с обеих сторон дорожного полотна введены две дополнительные вершины сети, расположенные на расстоянии 9,61 м друг от друга. Выполняем понижение отметки правой вершины участка для того чтобы защитный футляр не пересекал канаву для сброса воды. Результат корректировки профиля представлен на рис. 4,б.

Строим профили сети S1. Для участка ВЫП1-7 (см. рис. 2) профиль представлен на рис. 5. Начальное заглубление принято 1 м. В точках 6 и 7  электрический кабель должен вертикально выходить на поверхность для подключения к опорам освещения. При этом длина вертикального кабеля и распределительные коробки не учитываются автоматизировано, эти элементы нужно учесть путем ручного добавления позиций в спецификацию.



В результате построения для участка ПГ5-ВЫП2 (см. рис. 2) профиля обнаружена необходимость его корректировки.

Выполняем изменения уклонов сети S1 на участке между вершинами 2-3 и 3-4. Результат корректировки профиля показан на рис. 6.

Деталировка сетей. Для сетей электроснабжения деталировка сводится к заданию свойств участков сетей. Обязательным является указание количества жил в кабеле, тип изоляции и наличие канала. Колодцы электрических сетей в  GeoniCS проектируются из железобетонных или других элементов с помощью элемента «Редактор схемы узлов колодцев». После проектирования структуры кабелей выполняем горизонтальную планировку сетей путем привязки ее вершин к строительной сетке. План сетей S1 и W2 показан на рис. 7. В данном примере построение траншей с помощью автоматизированных средств GeoniCS не удалось. После формирования чертежей сетей можно приступать к автоматизированному оформлению листов проектной документации. 

Заключение

Рассмотренная методика автоматизированного проектирования наружных сетей электроснабжения позволяет сократить трудоемкость работ по подготовке проектной документации. Примеры проектирования участков сетей показывают работоспособность предлагаемых процедур в рамках реализованных в системе GeoniCS программных средств.

Список литературы

1.        Серпик И.Н., Лелетко А.А., Алексейцев А.В. // Эволюционный синтез металических плоских рам  в  случае  оценки  несущей  способности по  методу предельного  равновесия:  Известия высших учебных заведений. Строительство. – Новосибирск, 2007. - № 8. - С. 4-9.

2.        Алексейцев А.В., Курченко Н.С. // Поиск рациональных параметров стержневых металлоконструкций на основе адаптивной эволюционной модели: Строительная механика инженерных конструкций и сооружений.- Москва, 2011. -№ 3. - С. 7-14.

3.        Алексейцев А.В., Серпик И.Н. // Оптимизация плоских ферм на основе генетического поиска и итеративной процедуры триангуляции: Строительство и реконструкция. – Орел, 2011. -№ 2.-С. 3-8.

4.      Алексейцев А.В., Рожнов В.С., Курченко Н.С. // Применение твердотельного моделирования в инженерном благоустройстве территорий. В сборнике: Современные строительные  материалы, технологии и конструкции Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО «ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова». Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова. - Грозный2015. - С. 625-630.

4.        Курченко Н.С., Рожнов В.С., Алексейцев А.В., Соболева Г.Н. // Об автоматизированном  проектировании наружных инженерных сетей водоснабжения и водоотведения. В сборнике: Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах материалы 4-й международной научно-практической конференции, посвященной 55-летию строительного факультета и 85-летию БГИТУ. – Брянск, 2015. С. 96-100.