Проектирование зданий и сооружений.
Проектирование зданий и сооружений – это основной этап строительства любого объекта. Прежде всего это разработка проектно-сметной документации для проведения строительно-монтажных работ. Ни одно строительство не может обойтись без проектной документации. Проектирование зданий и сооружений необходимо для обеспечения их безопасной и надежной эксплуатации. При разработке проектной документации в проектном бюро работает большое количество узких специалистов, для обеспечения соответствия всем принятым нормам и стандартам, которые позволяют начать строительство. К проектированию зданий и сооружений относится фактически любой строительный проект. Здания и сооружения могут быть как гражданские так и промышленные. Не смотря на то, что слова здание сооружения фактически являются синонимами, их значение различное. Ниже рассмотрим необходимость разработки проектной документации зданий и сооружений, этапы разработки проектной документации и чем отличаются здания от сооружения.
История проектирования: В современном мире под словом проектирование мы понимаем совокупность проектной документации, выраженной в текстовой и графической информации. Это процедура создания планов и чертежей по возведению зданий, домов и сооружений. Сегодня разработка проектной документации в проектном бюро - это компьютеризованный процесс, где проектировщик, использует специализированные программы по разработке проектной документации. Программы по полному моделированию зданий и сооружений, помогают проектировщику в проектном бюро, не только создать полную цифровую модель самого здания и сооружения, но и соблюсти все правила и нормы проектирования при разработке проектной документации. Отдельные программы, применяемые проектном бюро позволяют проверить модель на различные нагрузки. Цифровую модель можно подвергнуть сейсмическим испытаниям, или другим факторам которые могут воздействовать на сооружение. По этому современное проектирование зданий и сооружений дает полную картину будущего здания. Однако так было не всегда. Процесс проектирования уже в древности был обособленным и назывался «наука архитектора». В ходе проектирования осуществлялись геологические изыскания, геодезические работы, экономические и математические расчеты площадей и объемов. Согласно историческим данным, в V–IV вв. до н. э. техника рисунка была высока, планировка зданий была четкой и выполнялась с указанием размеров. К архитекторам древнейших проектных бюро предъявлялись высокие требования (умение рисовать, знание геометрии, астрономии и небесных законов). Архитектор должен был иметь состояние, поступающее в залог в обеспечение перерасхода средств сверх сметы. Постепенно проектирование выделилось в самостоятельное ремесло. Архитектор готовил рисунок или макет, определял стоимость и сроки строительства, высказывал соображения по выбору площадки для строительства, источников получения материалов. Детальные расчеты и разработка проектной документации велись по ходу строительства. С развитием строительство стали появляться и Законы Строительства. Еще в 13 г. до нашей эры был написан трактат «Десять книг об архитектуре». В трактате изложен опыт греческого и римского зодчества, комплекс сопутствующих градостроительных, инженерно-технических вопросов, практических правил строительного искусства и принципов художественного восприятия. В России в XI в. был издан “Строительный устав”, его можно считать первым русским нормативно-техническим документом по технике и технологии строительства, разработке проектной документации, высокий уровень которого отразился в применении в XII в. по типовым конструкциям. Однако строительная наука в современном ее понимании родилась только в конце XVIII — начале XIX в. Создавалась строительная механика, которая опиралась на теории прочности тел, закон пропорциональности нагрузки и деформации, гипотеза о разрушении, пропорциональность изгибающего момента и прогиба балки, задачи по продольному изгибу, нагрузки и прогибы, касательные напряжения и задача о кручении и т.д. Развивается техника черчения, инженерные изыскания, технологические и экономические расчеты становятся неотъемлемой частью проектной документации. Появляются специализированные проектные бюро для выполнения чертежно-графических работ по заданиям и эскизам инженеров,созданию проектной документации, затем создаются проектные бюро для всего комплекса работ по архитектурно-строительному проектированию объектов. Со временем произошли и разделения в проектировании и создании проектной документации на архитектурно-строительные разделы и инженерные разделы. Которые рассмотрим ниже.
Отличия здания от сооружения: В связи с возникновением путаницы в названии объектов, из-за схожести слов - «здания и сооружения», в ряде норм законов вышли разъяснения, что является зданием, а что является сооружением. Для проектных бюро существует ГОСТ Р 58033-2017 «Здания и сооружения», который разъясняет, что является зданием, сооружением, помещением и т.п.
Здание – это строения с внутренним пространством, предназначенные для временного или постоянного пребывания людей и удовлетворения их различных нужд. Здания могут быть различной этажности, от небольших коттеджей и дач до высоких небоскребов. Здания используются не только для проживания людей, но и для сельскохозяйственной, производственной деятельности, различных общественных нужд, например, в качестве хранилища или склада. В зависимости от этажности здания классифицируются на: малоэтажные (1–3 этажа); средней высоты (от 4 до 9 этажей); многоэтажные (от 10 до 16 этажей); повышенной этажности (число этажей 17–25); высотными (имеющими более 25 этаже). Исходя из назначения, здания также делятся на две группы: гражданские, предназначенные для проживания людей и обеспечения их общественных, бытовых и культурных потребностей; промышленные, обеспечивающие нормальные условия производственных процессов, служащие для защиты рабочих и оборудования от атмосферных влияний и обеспечивающие необходимые комфортные условия работы трудящихся. Гражданские здания также разделены на две подгруппы: это жилые здания - дома, интернаты, общежития и т.д. И общественные здания - учебно-воспитательные, лечебно-профилактические, научные, зрелищные, коммунальные и иные учреждения. Промышленные здания также делятся на четыре подгруппы: Производственные здания где расположены цеха, выпускающие полуфабрикаты или готовую продукцию. Вспомогательные здания, где размещены административно-конторские помещения, бытовые помещения и устройства, медпункты и пункты питания. Энергетические здания, которые снабжают промышленные предприятия электричеством и теплом, трансформаторные и электрические подстанции, котельные, компрессорные и др. Здания транспортно-складского хозяйства. В эту группу входят стоянки промышленного транспорта, гаражи, пожарные депо, склады готовой продукции и т. д.
Сооружение — это строительная система, имеющая подземную или надземную части, состоящую из несущих и ограждающих строительных конструкций и предназначена для выполнения различных процессов. Сооружения делятся на три группы: Линейные сооружения (линии электропередач, трубопроводы, дороги, мосты); Площадочные сооружения (стадионы, спортзалы и аэродромы); Глубинные и подземные и сооружения (хранилища, скважины, метрополитены, колодцы и др.). К сооружениям также относятся: ограждения, заборы, вышки, подпорные опоры, столбы, плотины, тоннели, мосты, шахты, подземные каналы, статуи, памятники и т.п. По целевому назначению сооружения это объекты, которые выполняют техническую функцию. Сооружение может быть возведено в качестве самостоятельного объекта независимо от места его будущего размещения на земельном участке. Любой объект сооружения, взятый в отдельности, может составлять одно общее полное сооружение, которое содержит всю инженерно-техническую инфраструктуру. По назначению они могут быть временного или длительного назначения и представлять собой либо завершённое строение, либо незавершенное.
Процесс проектирования зданий и сооружений: Проектирование зданий и сооружений в проектном бюро это длительный процесс имеющий этапы. Вначале решается вопрос о типе здания или сооружения, его необходимости и целесообразности строительства. Определяющим фактором в решении вопроса о строительстве является экономическая обоснованность. Данные решения выражаются в технико-экономическом обосновании. Основная задача при разработке проектным бюро проектной документации технико-экономического обоснования заключается в оценке расходов на реализацию инвестиционного проекта, прогнозирование результатов, определение сроков окупаемости вложений. ТЭО отвечает на вопрос, стоит ли вкладывать в проект средства в конкретном объеме, помогает оценить ситуацию, которая сложится на предприятии после того, как будут внесены качественные или количественные изменения в его работу. Составляя проектную документацию ТЭО в проектном бюро принимают во внимание множество разнообразных факторов, которые могут прямо или косвенно повлиять на предприятие и показать, как сильно изменятся результаты деятельности фирмы. Прежде всего данный документ в составе проектной документации должен соответствовать ГОСТ 24.202-80 Требования к содержанию документа «технико-экономическое обоснование создания АСУ»: «Документ «Технико-экономическое обоснование создания АСУ» (ТЭО АСУ) предназначен для обоснования производственно-хозяйственной необходимости и технико-экономической целесообразности создания или развития АСУ …». Пример структуры проектной документации Технико-экономического обоснования (по ГОСТ 24.202-80): Введение; Сроки начала и окончания работ; Источники, объемы, порядок финансирования работ; Характеристика объекта и существующей системы управления; Общая характеристика объекта; Оценку производственных потерь; Формулировку производственно-хозяйственных, научно-технических и экономических целей и критериев создания АСУ; Функции и задачи создаваемой АСУ; Ожидаемые технико-экономические результаты создания АСУ; Перечень основных источников экономической эффективности получаемых в результате создания АСУ и т.д.
Предпроектные работы: Предпроектные работы - включают в себя: Разработку проектной документации эскизов заданий и сооружений, которая формализует инвестиционный замысел и определяет структуру объекта. Проектным бюро определяется посадка объекта на местности, его объемно-пространственное решение, конструктивная схема. Также на данной стадии проектным бюро подсчитываются основные инженерные нагрузки по воде, теплу и электроэнергии, в том числе расчет нагрузок. Проектным бюро подготавливается исходно-разрешительная документация. Исходная разрешительная документация при разработке проектной документации - комплект документов, оформляющий результаты предпроектной подготовки. ИРД является основанием для оформления разрешения на осуществление градостроительной деятельности. Исходно-разрешительная документация при разработке проектной документации подготавливается проектным бюро в соответствии с утвержденной градостроительной документацией либо при наличии градостроительного обоснования размещения объекта. Проектным бюро производятся инженерно- изыскательные работы. Изыскательские работы представляют собой комплекс технических и экономических исследований района строительства, а также сведения о состоянии почвы и грунта, подземных слоев участка, данных о природных и климатических условиях данной территории, места размещения водоемов и подземных водных источников. Именно инженерно-изыскательные работы прежде всего определяют возможность строительства на предполагаемом участке. Почва и грунты определяют вид будущего фундамента. Климатические условия местности влияют на оказываемую нагрузку на здание (такие как ветровые и снеговые нагрузки), так и на теплотехнические расчеты при разработке проектной документации. И комплект другой проектной документации являющейся исходными данными для последующего проектирования.
Архитектурное решение здания и сооружения. На данном этапе проектным бюро решается вопрос визуализации здания или сооружения, этажность и конструктивность. При разработке проектной документации архитектурных решений жилых, офисных и других зданий бытового значения, архитектор руководствуется, прежде всего, дизайнерской и художественной точкой зрения. Данные здания строятся в черте города, а зачастую возводятся на месте старых снесенных зданий. Поэтому облик этих зданий очень важен. В проектной документации необходимо учесть эргономичность и эстетичность, а также связь проектной документации с имеющимися инженерными коммуникациями. При проектировании промышленных зданий, архитектор исходит из строгих норм и правил закона, тип промышленного здания влияет на используемые материалы при строительстве, размеры здания и помещений в нем. Существенное влияние на архитектурный облик промышленного здания оказывают и инженерные сети и инженерные сооружения специального назначения. Следует также отметить, что тип промышленности определяет и этажность промышленного здания, а также высоту потолков разработке проектной документации. Очень часто требования по проектированию промышленных зданий указывают на одноэтажность проектируемого объекта. При разработке проектной документации больших промышленных объектов, архитекторы проектных бюро разрабатывают комплекс зданий и сооружений. Порой это более десятка зданий и сооружений. Производится Архитектурно-пространственное решение территории промышленных предприятий. В архитектурном решении в проектной документации детально описывается архитектурная часть всего объекта, а именно: Поэтажные планы; План кровли; Фасады и цветовое решение; Маркировочные планы; Спецификации заполнения оконных и дверных проемов; Дымовентиляционные каналы и водосточная система; Ведомость отделки помещений; Экспликация полов. После разработки проектной документации архитектурных решений, имеется полное понимание, как будет выглядеть будущее здание или сооружение.
Конструктивное решение – данные проектные работы при разработке проектной документации необходимы для строителей. Именно этот раздел в проектировании зданий и сооружений, необходим для производства всех строительно-монтажных работ. Несмотря на то, что разделпроектной документации конструктивные решения состоит в большей части из графических решений, основывается он на строительной науке и практике. Прежде всего из данного раздела можно увидеть полный объем необходимых материалов для строительства. Кроме объёмов используемого материала, проектным бюро предоставляется его полные характеристики и порядок производства работ. Всё строительство, начиная от котлована и заканчивая крышей продиктовано конструктивным решением. Которое базируется на строительных нормах и правилах, а также установленных гостах. Происходят расчеты не только нагрузок на используемые материалы, но и расчеты на тепловые факторы, изгибы и растяжения и прочие физические свойства. Выбор конструктивной схемы при разработке проектной документации осуществляют с учетом конкретных нагрузок и воздействий на здание, а также в соответствии с функциональными, экономическими и эстетическими требованиями. Также при разработке проектной документации решаются вопросы о пожарной безопасности регламентированные ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Это количество входов и выходов, отделка помещений, эвакуационные выходы и т.п. Данный раздел проходит обязательную государственную экспертизу, где все принятые решения подлежат проверке. Ведь при малейшей ошибки проектного бюро возводимое здание и сооружения, может разрушиться. Известно немало случаев, когда ошибки в проектировании и неправильный выбор материалов приводили к обрушению крыш, перекрытий и стен.
Инженерные сети: Современные здания и сооружения не могут обойтись без инженерных систем. К инженерным системам относится электроснабжение, газоснабжение, водоснабжение, водоотведение, вентиляция, всевозможные слаботочные системы. По факту это десяток различных разделов проектирования. При проектировании систем водоснабжения и водоотведения принятые должны соответствовать строго регламентируемым правилам ГОСТ 21.601-2011. Чертежи указывают на прокладку труб и установку сантехнического оборудования. Прилагаемые расчеты указывают на необходимое давления в данных трубах, диаметр этих труб и материал. При разработке проектной документации систем газоснабжения, прежде всего, учитываются меры безопасности по использованию газа. В проектной документации определяется оборудование по его использованию и нормативные требования к помещениям по расположению этого оборудования. Также разрабатываются чертежи по прокладке труб и их защите. Электроснабжение одна из важных и сложных инженерных систем. Проектные работы по электроснабжению зданий и сооружений требуют специализированных и обширных познаний. Прежде всего перед проектировщиком стоят задачи по обеспечению здания или сооружения бесперебойным питанием электрических сетей их безопасностью с соблюдением правил пожарной безопасности. Ряд норм и правил подлежат обязательному соблюдению таких как ПУЭ (правила устройства электроустановок), нормы освещенности, молниезащита, заземление и т.д. Перед началом работ происходит сбор всей необходимой информации по необходимой потребности электроэнергии. Также для нормальной эксплуатации зданий и сооружений, с учетом климатических условий регионов, необходимо учесть обогрев и вентиляцию. Для жилого здания выбирается водяное, электрическое или газовое отопление с естественной вентиляцией. Для производственных зданий необходим выбор другого типа. К примеру, отопление в производственных сооружениях может быть воздушным (для быстрого обогрева больших площадей), а вентиляция принудительно-механической (с использованием специальных вентиляторов или промышленных кондиционеров). Так же в разделе инженерных систем решаются вопросы с пожарной и охранной сигнализацией. С прокладкой систем связи, таких как интернет и т.п. Разработка данных разделов является узкоспециализированной, по этому по каждому разделу работают инженеры-проектировщики соответствующих инженерных систем.
Выше мы рассмотрели основные разделы проектных работ по проектированию зданий и сооружений, которые в большинстве случаев являются тексто-графическими документами. Однако данный перечень проектной документации не является исчерпывающим, а лишь основным. Необходимы также сметы; проект производства работ; решения по организации строительной площадки; технологии выполнения строительно-монтажных работ; требования к качеству выполняемых работ; календарные сроки производства работ; безопасность и охрана труда; пожарная безопасность; охрана окружающей среды, санитарные норма и правила и т.д. За строительством зданий и сооружений стоит колоссальный труд проектировщиков, сочетающийся со знаниями и опытом. Стоит отметить, что ни одно современное здание и сооружение не строится без надлежащего проекта. Другими словами при отсутствии проекта на здания и сооружения строительства не будет.
