Проектирование инженерных систем
История становления человеческой цивилизации пестрит яркими примерами совершения новых открытий и изобретений, позволяющих человечеству существовать и развиваться в более комфортных условиях. Важнейшие из технических открытий плотно вошли в нашу жизнь, стали ее неотъемлемой частью, функционируют во благо человека и постоянно совершенствуются новыми поколениями. Такими изобретениями мы вправе считать инженерные системы зданий и сооружений – электричество, отопление, водоснабжение, канализацию и многие другие. Ни одно современное строительство не обходится без проектирования данных систем.
Инженерные системы зданий и сооружений – это сложный комплекс технологий, нацеленных на обеспечение базовых потребностей человека. Ошибки, допущенные при разработке проектов на данные системы ведут к некомфортным условиям эксплуатации, необоснованным затратам за пользование ресурсами, а также к возникновению чрезвычайных ситуаций, влияющих на жизнь и здоровье потребителей данных ресурсов. Именно поэтому так важно грамотное составление проектов по инженерным сетям и системам.
При проектировании инженерных систем требуются квалифицированные специалисты, имеющие необходимые опыт, знания и образование в соответствующей сфере, а также ориентирующиеся в действующих нормативных требованиях по проектированию и строительству, разбирающиеся в современных технологиях строительства, применяемых при этом материалах и оборудовании.
Одним из ключевых аспектов, влияющих на способ строительства той или иной инженерной системы является вид здания или сооружения, в котором она будет эксплуатироваться: жилые или общественные здания, административные здания, промышленные или производственные здания и сооружения и т.д.
Для успешной реализации проекта инженерных систем следует учитывать требования соответствующих данной отрасли ГОСТов, СНиПов, сводов правил (СП), СанПиНов, ТУ, а также характеристики и параметры закладываемых в проект материалов и оборудования.
Что же такое инженерные системы, какие они бывают и какие особенности встречаются при их проектировании рассмотрим ниже.
Перечень инженерных систем достаточно широк, для начала их следует разделить на внутренние и наружные.
Виды внутренних инженерных систем По назначению внутренние системы можно разделить на: • Водоснабжение (холодное, горячее); • Водоотведение (канализация бытовая, промышленная, система отвода стоков здания); • Отопление, вентиляция и кондиционирование (в т.ч. автоматическое дымоудаление); • Газоснабжение; • Электроснабжение (в т.ч. освещение, защитное заземление, молниезащита); • Сети связи и коммуникации (телефонная связь, интернет, локально-вычислительные сети, радиоточки); • Системы безопасности (охранно-пожарная сигнализация, системы контроля и управления доступом, видеонаблюдение, система оповещения при пожаре); • Пожаротушение (ручное – внутренний пожарный водопровод и автоматическое – водяное, пенное, газовое, порошковое).
Особенности проектирования внутренних инженерных систем
При проектировании инженерных систем внутри здания важно учитывать характеристики самого здания, которые могут существенно повлиять на выбор того или иного оборудования, материала, а также способ подачи ресурсов к потребителю. Такими характеристиками являются: 1. Жилое или нежилое здание. Для расчета количества потребляемых ресурсов имеет значение постоянное количество человек, находящихся в здании в час пикового потребления. При проектировании инженерных систем особенно важно просчитать среднемаксимальное значение потребления, доставляемого той или иной коммуникационной системой для расчета и подбора оборудования, обеспечивающего бесперебойную подачу поставляемого ресурса к потребителю. 2. Температура внутри здания. От температуры внутри здания зависит тот или иной вид распределения ресурса. Например, при проектировании систем автоматического пожаротушения нужно учесть, что при отрицательных температурах вода в подающих магистралях может замерзнуть, и такая система будет являться нерабочей. Поэтому в неотапливаемых помещениях (например, в автомобильных паркингах) используют так называемую сухотрубную систему разводки, где магистральный трубопровод заполнен воздухом, а при наступлении чрезвычайной ситуации система срабатывает за счет падения давления в трубопроводе (при вскрытии теплового замка оросителя), запускается автоматически (при срабатывании датчика дыма) или побуждается вручную (при срабатывании на панели диспетчера сигнала пожар). 3. Архитектурные решения здания – планировка, высота потолков, количество этажей. В зависимости от архитектурных решений выбирается разводка по зданию, подведение к потребителю. Например, при проектировании сетей водоснабжения можно выбрать: тупиковую или кольцевую схему подачи, с верхней или нижней разводкой. А от количества этажей зависит требуется ли предусмотреть монтаж повысительных установок (насосов) или достаточно напора в подающей городской сети. 4. Количество и тип потребителей (приборы, постоянно находящиеся в здании люди). Этот параметр контролирует мощность подающего ресурс оборудования. Например, при большом количестве приборов для подачи ресурса к самому дальнему прибору, чтобы не создавать лишнюю нагрузку на сеть можно использовать кабель большего сечения, трубу большего сечения. А от вида потребителя зависит тип применяемого оборудования. Например, система водоотведения предприятий общественного питания для предотвращения зарастания труб биологическими организмами и для правильной эксплуатации системы подлежит оснащению специальными приборами – жироуловителями, очищающими канализационные воды до таких параметров, которые позволят их сбросить в систему хозяйственно-бытовой канализации населенного пункта. 5. Классификация помещений по пожарной безопасности. От класса пожарной опасности помещения зависит вид применяемых в данном помещении материалов для подачи ресурса, а также требуется ли вообще подача того или иного ресурса в помещение данной категории. Например, в помещениях с «мокрыми циклами» (санузлы, моечные) не устанавливаются системы пожаротушения. В помещения с работающими электроустановками устанавливается определенный вид пожаротушения – газовое или порошковое. 6. Климатические условия местности. Учитываются при расчете теплоты подаваемого теплоносителя в системах теплоснабжения. Согласитесь, что для отопления комнаты при температуре наружного воздуха -40 ○С потребуется теплоноситель с большей температурой, чем для отопления при -2○С и больше энергии для доставки этого теплоносителя к потребителю. Это основные параметры, которые учитываются при проектировании инженерных систем внутри здания. Существуют и другие нюансы, зависящие от конкретных условий проектируемого сооружения, а также от той инженерной сети, проектирование которой ведется. Соблюдение требований норм и правил при проектировании убережет от ошибок, влияющих на качество подачи поставляемых ресурсов.
Контроль за проектированием внутренних инженерных систем
Готовый проект по внутренним инженерным сетям передается для оценки его качества в аккредитованные и лицензированные учреждения – органы экспертизы, которые проверяют правильность принятых проектных решений, соответствие его действующим нормам, безопасность проекта, а также работоспособность рассматриваемой проектом системы.После проверки в надзорном органе выдается решение – прошел или нет данный проект экспертизу, может ли он быть реализован. В случае отрицательного решения выдается список замечаний для исправления, следуя которому проектные организации должны привести свои проектные решения к соответствию и попробовать повторное прохождение экспертизы.
Для успешного прохождения экспертизы проекта необходимо неукоснительно следовать требованиям нормативных документов, действующих на территории строительства. А также очень важно рассматривать проектирование инженерных систем в комплексе, как единый механизм, каждая частица которого работает в согласии друг с другом.
Не менее важно рассматривать устройство инженерных сетей внутри здания в совокупности с наружными инженерными сетями, ведь только при корректной их совместной работе возможно грамотное распределение подаваемого ресурса для потребителя.
Наружные инженерные системы.
Наружные инженерные системы представляют собой промежуточное звено между снабжающей организацией и потребителем ресурса. Это такие системы, которые расположены вне зданий и сооружений, и непосредственно проходят по земельной территории муниципалитета подземным или наземным способом. Они обладают большей мощностью, по сравнению с внутренними сетями, т.к. несут большее количество ресурса для передачи нескольким потребителям (нескольким зданиям, целому кварталу, району или городу), они объединяют несколько потребителей в одну взаимосвязанную цепочку.
Виды наружных инженерных систем В зависимости от распределяющей организации могут быть: квартальные, городские, районные. В зависимости от вида собственности могут быть частные и муниципальные. Но наиболее логично их делить по виду распределяемого ресурса:
1. Водоснабжение.
2. Канализация (в т.ч. ливневая).
3. Газоснабжение.
4. Электроснабжение.
5. Освещение.
6. Сети связи.
7. Отопление.
Все вышеперечисленные сети имеют собственника, который в свою очередь может иметь различную форму собственности – АО, ОАО, ООО, МБУ, МУП, ПАО и многие другие. Собственники могут быть разными в разных регионах и могут иметь различные названия, например – водоканал, горгаз, горсвет, горсеть, горэнерго и т.п.
Особенности проектирования наружных инженерных систем
При проектировании наружных инженерных систем очень много особенностей, о которых важно знать, чтобы обеспечить распределение ресурсов по потребителям рационально, грамотно и бесперебойно.
1. Прежде всего нужно учитывать потребности конечных потребителей. От количества потребителей и мощности, заложенной на конкретное здание или сооружение, зависит количество поставляемого ресурса и способ его распределения. При подключении здания к существующим сетям требуется расчет нагрузки на сеть, сможет ли конкретная магистраль обеспечить бесперебойную подачу своего ресурса к новому потребителю, не снижая качество подачи существующим потребителям. При проектировании новой распределительной сети к конкретному потребителю мощность потребителя также учитывается, но в дополнении требуется использование так называемого «метода прогнозирования» - определяется будут ли еще возможные потребители по данной магистрали в будущем и не нужно ли заложить более высокую мощность данной ветки.
2. Отдельное внимание следует уделить климатическим условиям местности. При проектировании той или иной наружной инженерной системы требуется учитывать температуру окружающего воздуха в определенное время года для данной местности, чтобы параметры используемых материалов соответствовали этому температурному режиму и не выходили из строя. Также, при подземной прокладке наружных сетей учитывается глубина промерзания грунта для данного региона, игнорирование данного параметра может привести к частым авариям на сетях.
3. Не стоит пренебрегать геологическими и гидрологическими условиями местности. Несоответствие фактических грунтов грунтам, представленных в проекте может привести к удорожанию строительных работ при реализации проекта (например, разработка скального грунта более трудоемкий и дорогостоящий процесс, чем разработка глины, суглинка или насыпного грунта), а также к чрезвычайным ситуациям при строительстве или эксплуатации объекта (пучинистые грунты имеют свойство внезапно осыпаться и нарушать целостность уложенных коммуникаций). А обнаружение в зоне производства работ подземных вод может привести к невозможности реализации всего проекта наружных инженерных сетей.
Эти и многие другие параметры должны быть учтены при составлении проектной документации по наружным инженерным сетям. Для соблюдения всех параметров требуется неукоснительно следовать рекомендациям нормативных документов.
Контроль за проектированием наружных инженерных систем
Ключевым отличием проектирования наружных инженерных сетей от внутренних является получение разрешений на строительство данных систем от собственников данных ресурсов.
Проектирование наружных инженерных сетей для подключения вновь строящегося здания или сооружения начинается после составления проекта по внутренним системам здания, либо параллельно с ним.
Для начала следует обратиться в ресурсораспределяющую организацию для получения технических условий на подключение (возможно ли подключение в данной точке, существуют ли сети, к которым можно подключиться).
Также требуется провести инженерно-геологические изыскания – выемка грунта, для определения пород грунтов, представляющих место прокладки трассы сети.
В дальнейшем проводятся инженерно-геодезические изыскания, с целью закрепления координат прокладываемой магистрали на местности.
Необходимо также произвести запрос в архитектурный отдел органов местного самоуправления (администрации) для выявления пересекаемых коммуникаций и их собственников для нанесения на генеральный план в проекте и учета при дальнейшем строительстве.
После проект согласовывается с распределяющей компанией, а также со всеми собственниками пересекаемых коммуникаций во избежание повреждения их сетей и может быть передан Заказчику или монтажной организации для непосредственного проведения строительно-монтажных работ.
Стадии проектирования инженерных систем
Проектирование инженерных систем - это сложный и трудоемкий процесс, требующий тщательной проработки со всех сторон. Проектным изысканиям подлежат как для вновь строящиеся объекты, так и реконструируемые инженерные системы, сети. Для более детальной проработки проекта используется так называемая стадийность при проектировании.
Существуют следующие стадии проектирования инженерных систем – эскизный проект, проект, рабочий проект, рабочая документация.
Эскизный проект
Данная стадия самая минимальная по трудоемкости для проектировщика и содержит минимальное количество страниц и проектных решений. Это предварительная стадия проектирования. Она требуется для презентации выбранных проектных решений заказчику, для получения согласований (разрешений на строительство) у надзорных органов, определения финансовых затрат на реализацию проекта.
Эскизный проект включает в себя пояснительную записку и графическую часть – структурную схему системы, фотоколлажи. Конечной целью разработки стадии эскизного проекта является получение исходно-разрешительной документации (разрешение на строительство, технические условия распределительной организации, техзадание заказчика и т.п.).
Проект
Стадия «Проект» содержит принятые и согласованные в эскизном проекте решения. По содержанию лаконична, в четкой форме, без лишней детализации. Ее объем должен быть достаточен для обоснования принятых решений, объемов строительных работ, а также содержать информацию о потребности в оборудовании и материалах.
Рабочий проект
Это основополагающая стадия при проектировании инженерных систем. Разрабатывается с учетом всех действующих нормативных документов, а также на основе задания на проектирование. В данной стадии проектируемая инженерная система очень подробно описывается, рассчитывается и изображается в графических чертежах и схемах.
Состав проектной документации регламентируется Постановлением Правительства РФ №87 от 16.02.2008 г. «О составе разделов проектной документации и требования к их содержанию».
Стадия «Рабочий проект» для инженерных систем содержит, как правило:
1. Титульный лист.
2. Пояснительная записка со всеми расчетами.
3. Графическая часть – структурные схемы, планы, выкопировки, деталировки и т.п.
4. Спецификация оборудования и материалов.
Отдельно стоит упомянуть, что к организации, осуществляющей проектирование инженерных систем, предъявляются особые требования: она должна иметь в своем штате специалистов, способных осуществлять данный вид деятельности (имеющих профильное образование), что подтверждается лицензией, выданной на организацию и разрешающей данной организации вести подобную деятельность. О наличии такой лицензии обязательно нужно указывать в проектной документации, а также прилагать к проекту ее копии.
Рабочая документация
Это завершающий этап проектирования конкретной инженерной сети. Рабочий проект – стадия, требующая максимальной проработки, но, в целом, она повторяет решения стадии «рабочий проект». Данная стадия необходима для произведения строительно-монтажных работ. На ее основании производится строительство. Она содержит следующие разделы:
1. Пояснительная записка.
2. Графическая часть – структурные схемы, планы, выкопировки, деталировки и т.п.
3. Спецификация оборудования и материалов.
В заключении хочется добавить, что проектирование инженерных систем – это важный раздел строительного проектирования, который тесно связан с другими разделами при проектировании объектов различного назначения. От грамотного подхода к данному виду проектирования зависит жизнь и здоровье человека в целом, а также его комфортное пребывание в окружающем его мире. Поэтому очень важно подходить к этому разделу с особой внимательностью и ответственностью, а также соблюдать все действующие нормы, стандарты и правила, следовать рекомендациям контролирующих органов и служб и учитывать взаимодействие данных систем друг с другом и со всеми системами общественно-бытового назначения.