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 раздел проектной 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.
