Особенности дизайн – проектирования модульной энергоэффективной теплицы с использованием адаптивных излучательных установок

Работа посвящена разработке системе дизайн-проектирования энергоэффективных объектов на примере тепличного комплекса для круглогодичного выращивания культур в экстремальных условиях.

Реферат…………………………………………………………………………………………………… 11
Определения, обозначения и сокращения………………………………………………… 15
Введение ………………………………………………………………………………………………… 16
1 Анализ теоретико-методологического материала …………………………………. 19
1 .1 Соответствие проекта современному направлению развития общества и
технологий ……………………………………………………………………………………………… 19
1.1.1 Анализ и исследование существующих методов дизайн-
проектирования ………………………………………………………………………………………. 20
1.2 Определение проблемы традиционных методов для проектирования
объектов серийного производства …………………………………………………………… 24
1.3 Патентно-литературный обзор …………………………………………………………… 25
1.4 Исходные данные проектирования …………………………………………………….. 31
1.5 Анализ рынка потребителя ………………………………………………………………… 33
1.6 Поиск и анализ существующих решений……………………………………………. 34
2 Научно-исследовательская часть ………………………………………………………….. 37
2.1 Формирование входных данных ………………………………………………………… 37
2.2 Методы формообразования ……………………………………………………………….. 39
2.3 Особенности дизайн-проектирования модульной энергоэффективной
теплицы ………………………………………………………………………………………………….. 40
3 Проектная часть …………………………………………………………………………………… 45
3.1 Сравнительная характеристика материалов ……………………………………….. 45
3.1.1 Алюминиевые трубы ………………………………………………………………………. 45
3.1.2 Нержавеющая сталь ………………………………………………………………………… 46
3.1.3 Сотовый поликарбонат …………………………………………………………………… 47
3.1.4 Сэндвич-панель ………………………………………………………………………………. 48
3.1.5 Оргстекло ……………………………………………………………………………………….. 49
3.1.6 ETFE-мембраны ……………………………………………………………………………… 50
3.1.7 Определение наилучших материалов и технологий изготовления
тепличного комплекса …………………………………………………………………………….. 51
3.2 Поиск форм, разработка концепций эскизных вариантов……………………. 53
3.2 Разработка конструкции модулей теплицы ………………………………………… 56
3.3 Внутренние составные части и комплектующие ………………………………… 61
3.4 Основные способы и технологии изготовления работающего прототипа64
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение . 66
4.1 Предпроектный анализ………………………………………………………………………. 66
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………….. 66
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………….. 68
4.1.3 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………. 70
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………. 73
4.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ………………………………………………………………………………………….. 75
4.2 Инициация проекта……………………………………………………………………………. 76
4.2.1 Цели и результат проекта………………………………………………………………… 76
4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………………….. 77
4.2.3 Ограничения и допущения проекта …………………………………………………. 78
4.3.1 Бюджет научного исследования………………………………………………………. 80
4.3.2 Реестр рисков проекта …………………………………………………………………….. 84
4.4 Оценка сравнительной эффективности исследования…………………………. 85
5 Социальная ответственность ………………………………………………………………… 89
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …….. 90
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ……………. 90
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ……….. 90
5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………… 91
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований………………………………………….. 91
5.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов ………………………………………………………………….. 93
5.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………………. 101
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ………. 102
5.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду …….. 103
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 104
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ………………………………………………………………………………………… 104
5.5 Выводы по разделу ………………………………………………………………………….. 106
Заключение …………………………………………………………………………………………… 108
Список литературы ……………………………………………………………………………….. 109
Приложение А Раздел ВКР на иностранном языке ………………………………… 120
Приложение Б Жизненный цикл проекта ………………………………………………. 138
Приложение В Сведение о патенте 111638…………………………………………….. 139
Приложение Г Сведение о патенте 109154 …………………………………………….. 140
Приложение Д Сведение о патенте 103652 ……………………………………………. 141
Приложение Е Сравнительная таблица тепличных конструкций ……………. 142
Приложение Ж Система дизайн-проектирования для энергоэффективных
объектов ……………………………………………………………………………………………….. 143
Приложение З Таблица теплопроводности материалов ………………………….. 144
Приложение И Группировка затрат по статьям ……………………………………… 145
Приложение К Планшет………………………………………………………………………… 146
Приложение Л Планшет………………………………………………………………………… 147
Определения, обозначения и сокращения
Метод – (от греч. Méthodos — путь исследования или познания)
совокупность приёмов или операций практического, или теоретического
освоения действительности, подчинённых решению конкретной задачи.
Жизненный цикл объекта – время с момента появления замысла
продукта (о продукте) до его полной утилизации, включая аспекты
разработки, запуска, появления на рынке, использования, переработки.
Дизайн-исследование – целостная система теоретических и
эмпирических процедур, способствующих получению нового знания об
исследуемом объекте для решения задач и проблем его использования,
создания (проектирования), производства (организации процессов запуска),
поддержания жизненного цикла, утилизации, позиционирования.
«Пятый вид топлива» – энергосбережение, энергоэффективность,
энергопродуктивность, энергоизобретательность, то есть более разумное
потребление энергии. Независимо от названия это качественный ресурс в
условиях роста доходов, большей мобильности и увеличения численности
населения.

В рамках диссертационной работы были исследованы методы
формообразования и создана система дизайн-проектирования
энергоэффективных объектов на примере модульной теплицы с
использованием адаптивных излучательных установок. При выполнении
выпускной квалификационной работы были выполнены этапы:
аналитическая часть, практическая часть, выполнена визуализация модели
тепличного комплекса и исследовательская часть, с которой появилась
возможность сокращения ресурсов на создание энергоэффективных
объектов.
Первоначально, был проведен аналитический обзор, в ходе которого
была выявлена проблема, связанная с этапом дизайн-проектирования.
Постановка проблемы позволила провести анализ и создать альтернативную
систему, которая способна решить эту проблему.
Предложенная система дизайн-проектирования основывается на
акцентировании внимания дизайнера к визуальному образу конечного
продукта, что позволит избежать правок формы объекта на последующих
этапах создания. Система дает возможность сэкономить средства, время,
ресурсы на разработку, определение материалов и изготовление
энергоэффективных теплиц за счет системы дизайн-проектирования, а также
определить наилучшие характеристики формы и конструкции
энергоэффективного модуля теплицы и системы расстановки модулей.
В результате создания модульного тепличного комплекса были
рассмотрены различные материалы изготовления, применены корректировки
по разработке модуля, а также в дальнейшем будет выявлена минимальная
ценовая характеристика стоимости проекта, составлена бизнес-модель и
инвест-план, что даст возможность выхода проекта на стартап площадку и
реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичных
производств по постановлению Правительства РФ №218.