Любое строительство зданий и сооружений начинается с проектирования. Проект является детальным описанием будущего объекта со всеми необходимыми расчетами и дополнениями.
Проектирование инженерных сетей, без которых невозможно представить современное здание, является очень важной частью общего проекта, потому что допущенные при проектировании ошибки дорого обойдутся заказчику.
Сети всякие нужны
Сегодня инженерные сети делятся на внутренние и внешние. К проектированию внутренних сетей относятся:
- Отопительная система, водоснабжения и канализация с очисткой стоков.
- Вентиляционная система здания и кондиционирование его помещений.
- Электроснабжение и осветительная система.
- Слаботочные системы - сигнализация, видеонаблюдение, диспетчеризация инженерных системы, системы “Умный дом” и так далее.
Для строящихся крупных предприятий, к примеру, сложность проектирования этих систем заключается в рациональном использовании внутреннего пространства, которое должно приносить собственнику максимальную прибыль, но при этом отвечать всем требованиям безопасности.
Первым делом отопление
Проектирование внутренних инженерных сетей для строительных объектов начинается с отопления, потому что в любом строительстве на территории России из-за особенностей климата расходы на отопление - самая затратная статья.
В промышленном строительстве проектирование отопительной системы более сложное, чем для жилых и общественных зданий, потому что площадь объектов большая, энергоемкость оборудования высокая, стандартные системы применить невозможно. При этом проектировщики должны обеспечить высокую надежность системы, потому что авария может вывести из строя оборудование, причинить вред здоровью персонала и привести к длительной остановке производства. Обязательным условием является полная или частичная автоматизаций управление системой.
Вода и канализация
Далее по степени значимости начинается проектирование систем водоснабжения и канализации, которая тоже имеет свою специфику для строительства промышленных сооружений. Здесь, в частности, важным становится проектирование очистных сооружений, конструкция которых должна быть безопасной, надежной, равномерно расходовать электроэнергию и приводить к увеличению производительности.
Также в проект нужно внести водозаборный узел и станцию подготовки питьевой воды, которая должна соответствовать санитарным требованиям. Для промышленных объектов может понадобиться система замкнутого водооборота. Проектирование систем водоснабжения, отопления и канализации обычно идет одновременно, чтобы избежать ошибок и свести к минимуму финансовые издержки по их устранению.
Вентиляция и кондиционирование
Третьим по важности в проектировании современных инженерных сетей являются системы вентиляции и кондиционирования, которые сейчас широко применяются в производственных и жилых зданиях. Это обусловлено развитием новых производств, которым нужна постоянная температура, а также появлением дорогостоящего оборудования, которое работает только при определенной температуре и влажности. Еще одним фактором стало строительство крупных общественных объектов, которые одновременно посещает большое количество людей.
В современных зданиях уже на стадии строительства проектируются и внедряются системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции и установка кондиционеров. Также широко применяются системы холодоснабжения, где помещения обслуживают холодильные машины, а температура регулируются зонально.
Все зависит от электричества
Проектирование инженерных сетей продолжают электрические сети, без которых невозможно нормальное функционирование систем отопления, водоснабжения и водоотведения, а также вентиляции, не говоря уж об оборудовании. Электросети должны соответствовать следующим требованиям:
- Бесперебойная и стабильная подача электроэнергии.
- Безопасность сетей для пользователей.
- Соответствие электросистем всем действующим нормам и стандартам.
- Безопасность электросетей при их регулярном обслуживании.
Проектировщики также должны предусмотреть возможности увеличения нагрузки электросистемы, ее автоматизацию и минимизацию расходов на эксплуатацию сетей.
Освещение
Система освещения в здание тоже важно, особенно на предприятиях, где для работы необходима идеальная видимость. Проектирование системы освещения обязательно учитывает естественное освещение. Искусственное освещение требует расчета мощности и подбора аппаратов защиты. На промышленных, общественных и коммерческих объектах помимо рабочего, нужно спроектировать аварийное, дежурное и охранное освещение.
Также нужно рассчитать все способы управления освещением и заложить в проект возможность его дальнейшей модернизации. А прежде, чем начинать расчеты освещенности, нужно знать виды отделки стен и потолков.
Противопожарные системы
Проектирование пожарной сигнализации и противодымной вентиляции тоже является ответственным этапом. Эти инженерно-технические решения позволят предотвратить задымление помещений и спасти жизни людей с помощью целого комплекса оборудования - датчиков дыма, пламени, тепла, оповещателей, системы автоматического тушения пожара и противодымной защиты. Противопожарная система обязательно должна взаимодействовать с другими инженерными сетями.
Все противопожарные системы еще на этапе проектирования должны полностью соответствовать существующим нормам, в противном случае расходы заказчика в будущем значительно возрастут на уплату штрафов и устранение недостатков, выявленных контролирующими органами.
Телекоммуникации
В последнюю очередь проектируются такие системы, как интернет, радиофикация, телефония, автоматизированный контроль за электричеством и тому подобное. Телекоммуникационные сети сегодня тоже являются необходимостью, потому что без них уже невозможно представить себе современное предприятие или офисное здание.
Для проектирования телекоммуникаций проектировщикам необходимо знать размер будущей сети, интенсивность информационных потоков, возможность подключения к глобальным сетям, технические характеристики оборудования, а также обеспечить возможность обслуживания телекоммуникационной системы в дальнейшем.
Новые сети
Также относительно недавно появились новшества, которые тоже относятся к проектированию внутренних инженерных сетей:
- Системы солнечных батарей на крышах зданий.
- Тепловые насосы, работающие за счет низкопотенциального тепла земли.
- Естественная вентиляция и ее схемы.
- Энергосберегающие осветительные приборы.
Проектирование подобных внутренних инженерных систем требует опытных специалистов и индивидуального подхода, но алгоритмы у этого процесса похожи на те, которые используются при проектировании других видов внутренних инженерных сетей. Проект тоже включает текстовые и графические документы, которые должны быть согласованы по всем нормам и требованиям.
Проекту особое внимание
В целом же проектирование инженерных сетей устанавливает очередность выполнения работ и ее последовательность. По этому проекту будут работать строители и монтажники, при этом проект позволит избежать ситуации, когда работа одной бригады вдруг накладывается на работу другой. Точный проект сокращает время строительства, снижает затраты и увеличивает прибыль заказчика.
Обычно проектированию внутренних инженерных систем в строительстве уделяют особое внимание, потому что без него невозможно подключение к внешним инженерным сетям, которые тоже проектируются и являются неотъемлемой частью строительства. Внешние инженерные сети подключаются к коммунальным или автономным источникам.
Начнем сначала
Также, как и со внутренними инженерными системами, проектирование внешних систем начинается с изучения особенностей земельного участка, параметров строительного объекта, коммуникаций, которые проложены по подземной и наземной части участка.
Далее нужно получить тех. условия, которые будут определять точки врезки и лимиты мощностей, решить вопрос подведения трубопроводов по участку к строящемуся зданию и только после этого изготовить и согласовать проектную документацию. Причем для нового здания проектирование инженерных систем является обязательным условием. Для нежилых помещений требования по инженерным сетям не такие жесткие, как в жилищном строительстве, но все они регламентируются стандартами ГОСТ и СНиП.
Внешние сети
Внешние инженерные сети, так же, как и внутренние, подразделяются на:
- Тепловые сети - коммунальные или от автономного источника отопления.
- Электрические сети, внешнее освещение и сети связи.
- Тоннели и коллекторы.
Распределение этих внешних инженерных сетей в проекте зависит от потребностей объекта, а также наличия на участке уже существующих коммуникаций и других зданий. Качественное проектирование наружных инженерных систем значительно повышает эффективность их будущего использования, так как предлагает самые оптимальные схемы подвода и подключения к существующим коммуникациям.
Сложности проектирования
Однако у проектирования внешних инженерных сетей есть свои сложности. Одной из основных проблем проектирования внешних сетей стала почти повсеместная потеря данных о том, где и какие подземные коммуникации проходят или отсутствуют. В условиях плотной городской застройки это значительно затрудняет проектирование.
Ранее эти сведения, фиксирующие подземные коммуникации с точностью до метра, собирала и обобщала отдельная организация, но потом с разрушением советской системы часть старых данных были утеряны, а новые фиксировались не все. Поэтому современная база данных в городах не соответствует действительности. В итоге подземные коммуникации могут не учитываться в проектировании, что приводит к конфликту интересов заказчика и владельца коммуникаций.
Качество проектирования
То же самое происходит с геологическими и геодезическими изысканиями, которые являются частью проектирования инженерных коммуникаций. В геодезии, например, собственник участка мог демонтировать репер с координатами, потому что не знал, что это и какую представляет ценность. А в итоге все это ухудшает качество проектирования.
Кроме того, на качество влияет повсеместное использование проектировщиками нелицензионных специализированных программ или даже их еще более дешевых аналогов. Бывает, что проектирование делается вообще, не выезжая на объект, и тогда заказчику не позавидуешь.
Что повышает стоимость подвода
Помимо расстояния до ближайшей точки подключения и особенностей подвода коммуникаций, существует еще и окончательная стоимость подвода коммуникаций к объекту. Точка вреза и особенности прокладки коммуникаций на объект подсчитываются проектировщиками после получения технических условий.
Но бывает ситуация, когда стоимость прокладки превышает стоимость самого объекта. Например, при строительстве большого ТРЦ выясняется, что централизованная водопроводная сеть располагается далеко, а скважину бурить не позволит Департамент природных ресурсов. По оценкам экспертов, увеличение стоимости строительства из-за стоимости подводки может составлять до 100%.
Технология BIM
В помощь проектировщикам сегодня предлагается технологии BIM, базирующиеся не на стандартной двухмерной модели, использующей планы и чертежи, а на виртуальной трехмерной модели с реальными физическими свойствами, к которой уже стали добавлять такие измерения, как время и стоимость. Например, можно заменить какое-то оборудование и его стоимость, что сразу же автоматически отобразиться в технических данных.
В результате появляется возможность рассчитать и определить параметры процессов строительства до начала строительных работ на объекте, а также сократить сроки реализации проекта и упростить дальнейшую эксплуатацию объекта.
Достоинства BIM
Внедрение BIM технологии в проектировании инженерных систем имеет много достоинств:
- 3D модель позволяет быстро вносить изменения в проектные решения и сразу видеть результат.
- BIM-подходы в проектировании сокращают сроки изготовления проектной документации.
- уменьшает вероятность ошибок и нестыковок в инженерных системах.
- облегчает коммуникации с заказчиком, экспертизой и строителями.
Обобщая, можно сказать, что BIM является общим ресурсом знаний об объекте. Информационная модель служит основой для принятия решений, начиная от разработки концепции строительства до сноса здания. После внедрения BIM технологии процесс строительства намного упростился.
4D-моделирование
Но мир виртуальной реальности не имеет границ, и сегодня проектировщики уже используют 4D-моделирование, то есть применяют четыре измерения в проектировании объекта и инженерных сетей. Проще говоря, 4D-модель связывает трехмерную BIM-модель с графиком строительства.
4D-модели, как и BIM-модели используют в проектировании и строительстве, но в большей степени они служат для наглядности строительного процесса и разницы между плановыми и реальными сроками строительства, а также для прогнозирования. Ее также можно синхронизировать с правилами безопасности для предотвращения несчастных случаев.
Данные без модели
Но самым продвинутым вариантом может стать не 4D-модели, и даже не 5D-модели, которые уже тоже появились, а "чистые” данные, а не сама модель. Данные в формате BIM, как выяснилось, очень удобно использовать не только во время проектирования, но и в будущем для управления, например, графиком ремонтных работ или техобслуживания.
Программное обеспечение 3D-моделирования со временем устаревает, исходные файлы могут не открыться. Но множество полезных данных BIM можно извлечь в виде табличных списков, а новые технологии инструменты упростили процесс просмотра “чистых” табличных данных, оставив за скобками саму 3D-модель.
Наше будущее
Что касается цифрового будущего инфраструктуры, то оно представлено в отраслевом отчете ведущей международной инфраструктурной группы Balfour Beatty, эксперты которой не видят на стройплощадках 2050 года людей-строителей. Вместо них будут бригады роботов и дроны, сканирующие стройплощадки сверху для проверки, сбора данных и передачи инструкций роботам и автономной строительной технике. Человеческое вмешательство сведется лишь к дистанционному управлению проектами.
