Инженерное проектирование.
В условиях современного мира ни одно здание или сооружение не может обойтись без устройства в нем различного вида коммуникаций – сетей водоснабжения и канализации, отопления и вентиляции, газоснабжения, электроснабжения, сетей связи и других видов инженерных систем, облегчающих и делающих комфортным пребывание человека в данном сооружении. Чем выше уровень технического прогресса в мире, тем большим спросом пользуется инженерное проектирование.
Инженерное проектирование – раздел проектирования, основной целью которого является проектирование инженерных систем зданий и сооружений. Инженерное проектирование может выполняться как комплексно (все сети и системы), так и для отдельных разделов (например, водоснабжение или электроснабжение).
Основной задачей инженерного проектирование является удовлетворение потребностей человека, находящегося в условиях определенного здания или сооружения. Очень важно, чтобы проектируемые инженерные системы грамотно вписывались в концепцию здания, были безопасны и надежны при эксплуатации здания. Именно поэтому инженерное проектирование должно осуществляться совместно с архитектурно-строительным проектированием. Такое соединение двух основных разделов проектирования называют комплексным проектированием.
Само название данного вида проектирования – «Инженерное проектирование», говорит о том, что оно должно осуществляться грамотными специалистами – инженерами, имеющими образование в данной сфере деятельности и обладающими достаточным опытом для успешной реализации проекта инженерных систем.
Инженерное сфера проектирование можно условно разделить на следующие разделы:
1. По местоположению:
- наружные инженерные сети (уличные, квартальные, городские магистрали);
- внутренние инженерные сети (внутри зданий и сооружений).
2. По назначению:
- водоснабжение и водоотведение;
- Вентиляция и кондиционирование;
- отопление;
- электроснабжение;
- сети связи;
- газоснабжение;
- системы безопасности (пожаротушение, дымоудаление, сигнализация и т.п.) ;
А также другие инженерные сети и коммуникации.
Каждый раздел инженерного проектирование имеет свои нормы и правила, на практике подлежит детальной проработке и требует особых навыков и знаний от инженеров-проектировщиков.
- холодное хозяйственно-питьевое водоснабжение;
- горячее водоснабжение;
- внутренний пожарный водопровод;
- внутренние водостоки здания;
- хозяйственно-бытовая канализация;
- промышленная канализация;
- дождевая канализация;
- промышленное водоснабжение.
Основными нормативными документами, регламентирующих инженерное проектирование систем водоснабжения и канализации являются:
- СП 30.13330.2016 Внутренний водопровод и канализация зданий;
- СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения;
- СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения;
- СТО 02494733-5.2-01-2006 Внутренний водопровод и канализация зданий;
- СП 40-102-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования;
- СП 40-107-2003 Проектирование, монтаж и эксплуатация систем внутренней канализации из полипропиленовых труб;
- СП 10.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод;
- СП 8.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности;
- СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.
При проектировании трубопроводов инженерных систем водоснабжения и водоотведения применяют различные материалы. Основными являются полимерные материалы (поливинилхлорид, полипропилен, армированные пластмассы) и сталь, реже применяют асбестоцементные трубы и чугун. В зависимости типа труб подбирается арматура – водоразборная, запорно-регулирующая, смесительная. Также в инженерных системах водоснабжения применяются повысительные установки – насосы, основные и резервные.
Основными принципами при инженерном проектировании систем водоснабжения и водоотведения являются:
- определение источника водоснабжения и конечного потребителя и проектирование подводящих магистралей сетей от источника к потребителю;
- определение источника сточных вод и создание системы сетей и магистралей, переносящих сточные воды от места их выделения до ближайшего коллектора, магистрали или станции очистки сточных вод;
- при инженерном проектировании водоснабжения внутри здания, особенно многоэтажного вода распределяется системой стояков, идущих от этажа к этажу, а также системой поэтажных разводок, передающих воду от магистрали к водораспределяющему прибору;
- при инженерном проектировании систем водоотведения внутри здания, особенно многоэтажного, сточные воды собираются по поэтажным трубопроводам, собирающим стоки от места выделения до общего отводящего стояка.
Инженерное проектирование данного раздела может ограничиваться, как только наружными или внутренними сетями, так и совокупностью этих сетей.
Нормативные документы при инженерном проектировании вентиляции и кондиционирования :
- СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха;
- СП7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности;
- СП 73.13330.2012 Внутренние санитарно-технические системы зданий;
- СП 131.13330.2012 Строительная климатология;
- СП 300.1325800.2017 Системы струйной вентиляции и дымоудаления подземных и крытых автостоянок. Правила проектирования;
- СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений;
- СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.
Вентиляционные системы в инженерном проектировании могут классифицироваться по следующим признакам:
1. По назначению: приточные и вытяжные инженерные системы. Приточные инженерные системы вентиляции подают воздух в помещение, а с помощью вытяжных инженерных систем загрязненный воздух удаляется из помещения.
2. По способу организации воздухообмена в помещении - общеобменная, местная, комбинированная и аварийная инженерные системы вентиляции.
Общеобменная - для создания одинаковых параметров воздушной во всем объеме помещения или в рабочей зоне при наличии рассредоточенных источников вредных выделений.
Местная система вентиляции обеспечивает местные, отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям, условия воздушной среды, отличные от условий в остальном помещении. Местные инженерные системы вентиляции могут быть вытяжными и приточными. С помощью вытяжных местных систем вентиляции загрязненный воздух удаляется за пределы помещения непосредственно от источника вредностей. Они могут быть как с механической вытяжкой, так и с естественной (например, вытяжные шкафы, простые зонты, зонты-козырьки, бортовые отсосы, отсасывающие панели, кожухи и т.д.).
На современных промышленных предприятиях применяют комбинированные инженерные системы вентиляции – они представляют собой различные комбинации общеобменной вентиляции с местной.
Аварийная инженерная система вентиляции предусматривается в помещениях, в которых возможно внезапное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих предельно допустимые концентрации. Аварийная вытяжка всегда механическая. Как правило, применяют осевые вентиляторы, располагаемые в проемах стен без воздуховодов. Могут использоваться и центробежные вентиляторы, с помощью которых загрязненный воздух удаляется через специальные каналы. В большинстве случаев аварийная инженерная вентиляция включается автоматически.
3. По способу побуждения движения воздуха инженерные системы вентиляции подразделяют на механические и естественные.
Механические инженерные системы вентиляции осуществляют подачу и удаление воздуха из помещения с помощью вентилятора или эжектора. Воздух, подаваемый в помещение, может быть специально обработан, т.е. может быть нагрет, охлажден, осушен, очищен от пыли.
В естественных инженерных вентиляционных системах (гравитационных) перемещение воздуха осуществляется за счет давления, обусловленного разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха, а также за счет ветрового давления. Естественная вентиляция бывает неорганизованная и организованная. Неорганизованная вентиляция осуществляется через неплотности в строительных конструкциях, а также при открывании форточек, дверей. При организованной естественной вентиляции воздухообмен происходит через специально устроенные в наружных ограждениях фрамуги, степень открытия которых с каждой стороны здания регулируется (аэрация) или через специально устроенные каналы.
4. По устройству: на канальные и бесканальные. В канальных системах подача и удаление воздуха осуществляется через разветвленную сеть каналов (воздуховодов). Канальные и бесканальные инженерные системы вентиляции могут быть как механическими, так и естественными.
Инженерное проектирование вентиляции и кондиционирования можно подразделить на несколько этапов:
1. Подготовка данных для расчёта нагрузки на оборудование по каждому помещению: Выбираются расчётные параметры внутреннего и наружного воздуха, составляется тепловой баланс помещения, определяется минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещения, выбирается схема организации воздухообмена, место установки кондиционеров и радиаторов отопления.
2. Определяются следующие показатели: нагрузка по холоду и теплоте на систему кондиционирования воздуха и нагрузка по теплоте на калориферы вентиляционных установок. Определяется тип систем (VRF, чиллер и проч).
3. Подбор инженерного оборудования.
4. Конструирование системы, расчёт.
По типу теплоносителя и способу его нагрева системы отопления делятся на:
- воздушная – в качестве теплоносителя используется воздух;
- электрическая – представляет собой несколько автономных источников тепла (масляные радиаторы, батареи инфракрасного обогрева, тепловые вентиляторы и т. д);
- открытая – обычно представлена в виде каминов или печей, растапливаемых дровами, коксом или углем;
- с жидкостным теплоносителем (традиционная) – такая система состоит из трубопроводной системы доставки теплоносителя к приборам отопления и источника теплоснабжения.
Воздушная система отопления является самой безопасной. Воздух нагнетается извне, затем нагревается до определенной температуры и при помощи воздуховодов распределяется по всем помещениям. Ее минусом является – высокая стоимость монтажа, большое сечение трубопроводов, шум возникающий при движении воздуха по трубам, сложность обслуживания теплогенерирующей установки, низкий КПД по сравнению с другими способами передачи тепла.
Самой простой в обслуживании и эксплуатации является система электрического нагрева помещения. К негативным сторонам ее эксплуатации относят: зависимость от стабильной подачи электроэнергии и, естественно, дороговизна оплаты за ее потребление.
Открытые системы применяются только для обогрева маленьких домиков или отдельных комнат. Обладает очень низкой эффективностью.
Система отопления с жидким теплоносителем, как правило, самый оптимальный вариант. Такая система надежна, не требует больших затрат на сервисное обслуживание и не требует постоянного внимания и контроля в процессе эксплуатации.
Проектирование инженерной системы отопления в любом помещении (жилые, общественные, производственные) необходимо для точного подбора оборудования и построения всех элементов системы в единую сеть, которая будет работать качественно и надежно. Проект выполняется на основании технического задания заказчика и в соответствии с действующими ГОСТами и СНИПами РФ:
- СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха;
- СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности;
- СП 73.13330.2012 Внутренние санитарно-технические системы зданий;
- СП 131.13330.2012 Строительная климатология;
- СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений;
- СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях;
- СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий;
- СП 124.13330.2012 Тепловые сети.
При проектировании отопления особо следует обратить внимание на гидравлический расчет. Для гидравлической балансировки системы отопления и стабилизации работы, необходимо правильно подобрать трубопроводную арматуру (термостаты для оборудования, балансировочные клапаны, запорно-присоединительные клапаны, шаровые краны и др.). При гидравлической увязке приборов отопления в одну систему идет распределение потока теплоносителя (воды) с учетом остывания и снижения скорости воды.
Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длину отопительного прибора следует определять расчетом и принимать не менее 75% от длины светового проема (окна) в больницах, детских дошкольных учреждениях, школах, домах для престарелых и инвалидов, и 50% - в жилых и общественных зданиях.
Порядок разработки проекта отопления:
- выбор инженерной схемы отопления;
- теплотехнический расчёт потерь тепла через ограждающие конструкции;
- подбор современных отопительных приборов индивидуально для каждого помещения, не нарушая общий дизайн (приборы отопления подбираются с нижним подключением – в кабинетах, или с боковым подключением – на лестничных клетках, настенные или на ножках);
- гидравлический расчёт с подбором трубопроводной арматуры;
- оформленные чертежей (поэтажные планы отопления с разводкой трубопроводов);
- создание аксонометрических схем;
- составление спецификации оборудования и материалов.
Инженерное проектирование электроснабжения подразделяется на наружное и внутреннее. Наружное электроснабжение может охватывать, как и систему подачи электроресурсов к зданию или сооружению, так и систему подачи электричества для внешних осветительных приборов. Внутреннее электроснабжение включает в себя систему подачи и распределения электрического ресурса внутри здания.
Основными нормативными документами в инженерном проектировании электроснабжения являются:
- СП 118.13330.2012. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009»;
- СП 31-110-2003. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»;
- СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95;
- СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства;
- СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений;
- «Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание».
В состав любого инженерного проекта электроснабжения входят текстовая и графическая части.
Текстовая часть в инженерном проекте должна содержать следующую информацию: характеристика источников электроснабжения; обоснование принятой схемы электроснабжения; данные о количестве электроприемников; установленная и расчетная мощность электроприемников; требования к надежности электроснабжения и качеству электроэнергии; решения по обеспечению электроэнергией электроприемников в рабочем и аварийном режимах; проектные решения по компенсации реактивной мощности, релейной защите, управлению, автоматизации и диспетчеризации системы электроснабжения; список мероприятий по экономии электроэнергии; данные о мощности сетевых и трансформаторных объектов; список мероприятий по заземлению (занулению) и молниезащите; данные о проводах и осветительной арматуре; описание системы рабочего и аварийного освещения; описание дополнительных и резервных источников электроэнергии; список мероприятий по резервированию электроэнергии.
В графическую часть инженерного проекта входят: принципиальные схемы электроснабжения электроприемников от основного, дополнительного и резервного источников электроснабжения; принципиальная схема сети освещения; принципиальная схема сети аварийного освещения; схемы заземлений (занулений) и молниезащиты; план сетей электроснабжения; схема размещения электрооборудования.
- телекоммуникационные линии, в том числе информационные (телевидение эфирное и спутниковое, радио, телефония, интернет и Ethernet);
- слаботочные сети автоматизации и диспетчеризации;
- сети систем безопасности, в том числе систем контроля доступа (СКД) и универсальных систем контроля и управления доступом (СКУД);
- сети систем охранно-пожарной сигнализации, оповещения о пожаре и автоматики пожаротушения;
- локальные вычислительные сети (ЛВС);
- структурированные кабельные сети (СКС).
Нормативно-правовая база на проектирование инженерных сетей связи складывается из:
- ВСН 116-93 Инструкции по проектированию линейно-кабельных сооружений связи c 01.01.96 г.;
- ВСН 332-93 Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи, проводного вещания, радиовещания и телевидения с 01.01.94 г.;
- СП 134.13330.2012 Системы электросвязи зданий и сооружений. Основные положения проектирования;
- СП 256.1325800.2016 Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа;
- отраслевые стандарты.
Результаты инженерного проектирования сетей связи оформляются в виде графической части и пояснительной записки (текстовой части).
Текстовая часть инженерного проекта должна содержать сведения о: разрешенной и расчетной емкости проектной сети связи, присоединяемой к сетям связи общего пользования; составе, структуре сетей связи; технических, информационных, а также экономических условиях подсоединения проектной сети связи к сетям связи общего пользования; местах, способах подсоединения к сетям связи общего пользования, основных параметрах подключений; мероприятиях, оборудовании, устройствах по учету трафика; мероприятиях по взаимодействию управления и обслуживания проектных сетей связи и сетей связи общего пользования; мероприятиях по обеспечению стабильности сетей связи, в том числе при форс мажорных ситуациях; мероприятиях, оборудовании, устройствах и приборах, обеспечивающих защиту информации, если это затребовано заказчиком в Техническом Задании; характеристиках и параметрах технологических сетей связи для промышленных объектов; характеристиках и параметрах сетей систем внутренней связи; коммутационном оборудовании, обеспечивающем учет трафика на разных уровнях; воздушных и подземных участках линий связи, трассе до присоединения к сетям связи общего пользования, в том числе охранных зонах линий связи и их границах.
В графической части инженерного проекта даются принципиальные схемы всех используемых на объекте слаботочных линий, планы сетей связи и оконечного оборудования. А также составляется спецификация с подробным указанием применяемых материалов и оборудования и их количества.
Проектирование инженерных сетей газоснабжения начинается с проведения инженерных изысканий, сбора планов зданий или помещений, где будет располагаться газоиспользующее оборудование. Проектируется как схема газоснабжения, обеспечивающая подвод природного топлива от наружного газопровода к объекту, так и внутренняя схема разводки сети. По способу прокладки подводящие сети газоснабжения могут быть подземные, открытые или комбинированные.
Внутренняя система газоснабжения проектируется с учетом количества и характера потребителей, их местоположения, наличия и местоположения вентиляции в помещении.
Разработанный инженерный проект системы газоснабжения должен содержать:
- ТУ на подключение к сети газораспределения;
- пояснительную записку с обстоятельным обоснованием приводимых в проекте инженерных решений и расчетов;
- чертежи, демонстрирующие расположение газопроводов, вентиляционных и дымовых каналов, выбранного инженерного оборудования;
- паспорта и сертификаты, характеризующие выбранное инженерное оборудование (газовый счетчик, котел и пр.).
Нормативные документы в инженерном проектировании газоснабжения:
- СП 62.13330.2011* Газораспределительные системы;
- СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб;
- СП 402.1325800.2018 Здания жилые. Правила проектирования систем газопотребления.
- автоматическое пожаротушение (АПТ);
- автоматическая пожарная сигнализация (АПС);
- автоматическое дымоудаление (АДУ);
- Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре (СОУЭ).
Основными документами, действующими при инженерном проектировании данных систем являются:
- СП 3.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре;
- СП 6.13130.2013 Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности;
- СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования;
- СП 8.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности.
Проектирование инженерных систем автоматического пожаротушения подразумевает устройство специальных оросителей – спринклерных или дренчерных, к которым по системе трубопровода подведено огнетушащее вещество – вода, пена, порошок, газ. При подъеме температуры в помещении до определенной отметки, тепловой замок в оросителе ломается, вызывает падение давления в трубопроводе, побуждает к работе насосные установки и начинается распыление огнетушащего вещества.
Инженерное проектирование систем автоматической пожарной сигнализации состоит из проектирования в помещениях определенных датчиков – дыма, тепла и т.п., которые при наступлении неблагоприятных условий в помещении передают сигнал на центральный диспетчерский пульт. Одновременно с этим может быть запроектирован запуск систем автоматического пожаротушения и системы оповещения о пожаре.
Проектирование инженерных систем автоматического дымоудаления заключается в обеспечении в случае чрезвычайное ситуации воздухообмена в помещении – дымный воздух вытягивается наружу, чистый воздух заходит в помещение.
Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре состоит из системы пожарных извещателей (громкоговорителей), сигнализирующих о наступлении пожара и системы световых табло, направляющих в ближайшему эвакуационному выходу. Может запускаться как автоматически, так и вручную.
