Постоянное развитие отрасли сопровождается появлением принципиально нового оборудования, применение которого позволяет принимать новые схемные решения. Так, например, появление VRVсистем с водяным охлаждением внешних блоков позволило разработать и внедрить совершенно новые схемы холодоснабжения крупных бизнесцентров и высотных зданий.

Появляются новые строительные материалы, утеплители, конструкции ограждений, новые типы остекления и светопрозрачные ограждающие конструкции, позволяющие строить дома c большими площадями остекления и даже «стеклянные» здания; появилось большое разнообразие индивидуальных источников тепла и энергии, в практику входит использование альтернативных источников энергии: тепловых насосов, солнечных коллекторов, топливных элементов и т. д.

Внедряются в практику новые инженерные решения, например, приточновытяжные системы вентиляции с утилизацией тепла удаляемого воздуха для многоэтажных зданий, поквартирные системы отопления, мультизональные системы кондиционирования воздуха, системы автоматизации и диспетчеризации зданий.

Современный уровень техники и строительной индустрии позволяет архитекторам и конструкторам создавать совершенно новые, нестандартные здания и сооружения, что требует совершенно иных решений и от инженеров ОВК ( . А для этого нужны колоссальный опыт и знания множественных специалистов.

Фантазии архитекторов должны на данный момент поддерживаться нетрадиционными инженерными решениями. Например, миф о том, что окна в высотных зданиях должныбыть герметичны и не должны открываться, а вентиляция не может быть естественной, был опровергнут зданием Commerzbank во Франкфурте, а в полностью стеклянном здании Du..sseldorfer Stadttor (Городские ворота Дюссельдорфа) устройство «климатических буферов» м. двумя наружными стеклянными ограждающими конструкциями позволяет не только фактически полностью отказаться от механической вентиляции, но и обеспечить 30процентную экономию энергии на отопление, благодаря использованию тепла солнечной радиации в переходный период, и на охлаждение, благодаря использованию низкотемпературных грунтовых вод и охлаждаемых потолков ( . Подобные неординарные инженерные решения делают работу проектировщиков не менее творческой и интересной, чем архитекторов.

изучим некоторые примеры современного строительства, которые требуют новых знаний от инженера.

Пример Тепло и электроснабжение зданий
Тепло и электроснабжение зданий в нашей стране основывается на совместной выработке тепловой и электрической энергии по комбинированному циклу на ТЭЦ и передаче ее по централизованным сетям. По охвату теплофикацией СССР был на первом месте в мире.

В последние годы в тепло и электроснабжении зданий ведутся активные работы в следующих направлениях: реконструкция систем централизованного теплоснабжения на основе замены центральных тепловых пунктов на индивидуальные тепловые пункты, применение автономных источников, в том числе с совместной выработкой теплоты и электричества, использование альтернативных источников энергии, использование трубопроводов из полимерных материалов.

В свое время изза отсутствия малошумных насосов и компактных теплообменников централизованное теплоснабжение развивалось не по оптимальному пути с использованием индивидуальных тепловых пунктов, позволяющих вести подомовое регулирование и учет теплоты, а по пути использования групповых тепловых пунктов на несколько зданий (ЦТП), где размещалось оборудование для приготовления теплоносителя на отопление и горячее водоснабжение, который затем распределялся по системе трубопроводов к зданиям. Это вызывало большие затраты на трубы (а трубопроводы систем горячего водоснабжения изза интенсивной коррозии выходили из строя на 4–5й год эксплуатации), повышенные потери теплоты в окружающую среду и электроэнергии на перекачку теплоносителя, неэффективное использование энергии. При жалобах населения на плохое отопление в одном доме служба эксплуатации раскрывала регулятор в ЦТП, перегревая все остальные дома, при жалобах на недостаточную температуру горячей воды устанавливали более мощные циркуляционные насосы, что улучшало положение в одних местах, но приводило к сбою в других изза перегрузки головных участков сети и к перерасходу потребления электрической энергии.

В настоящее время появление на рынке нового оборудования позволяет перейти к более оптимальной схеме централизованного теплоснабжения – через индивидуальные тепловые пункты (ИТП) на здание. Эта схема позволяет отказаться от ненадежных внутриквартальных трубопроводов горячего водоснабжения, приблизить узел приготовления горячей воды к потребителю, снизить тем самым потери и повысить качество снабжения горячей водой, осуществить наиболее эффективную систему автоматического регулирования отопления, отвечающую потребностям данного здания, в частности, реализовать пофасадную систему с использованием солнечной энергии для отопления, организовать учет потребляемого тепла по простейшей, наиболее дешевой схеме.

но такое прогрессивное решение, нашедшее подтверждение в СНиП и представленное в Своде правил по проектированию тепловых пунктов, в разработке которого принимало участие НП «», тормозится эксплуатационными службами и отдельными проектировщиками, привыкшими работать по накатанной схеме и реально не заинтересованными в снижении капитальных затрат и экономичности тепловой энергии. Задача специалистов, работающих в этой области, – правильно расставить приоритеты и найти способ стимулирования реализации энергоэффективных решений.

Это только одна из проблем совершенствования системы теплоснабжения. К другим, не менее важным, следует отнести выбор альтернативных источников энергии (как правило, автономных установок) и их адаптацию с централизованными системами энергоснабжения, организацию совместной работы всех источников теплоснабжения на единую сеть города, что резко повышает устойчивость и надежность системы централизованного теплоснабжения в на данный моментшних условиях прогрессирующего старения трубопроводов и оборудования и систематического отставания в их перекладке и замене. И, наконец, повышение эфф. автоматического регулирования подачи тепла на отопление – самого массового потребителя тепла, повышение теплозащиты зданий, что дает принцип. возможность расширения производственных мощностей, и осуществление нового строительства жилья без создания дополнительных источников тепловой энергии.

Пример Естественная приточновытяжная вентиляция жилых зданий
Уникальная ситуация сложилась на данный момент в проектировании естественной приточновытяжной вентиляции жилых зданий. С одной стороны, появилось множество факторов, затрудняющих или исключающих естественную вентиляцию квартир: низкая воздухопроницаемость ограждающих конструкций и, главным образом, использование окон высокой герметичности, кондиционирование комнат, неблагоприятная аэродинамика разноуровневых зданий, близкое расположение мало и многоэтажных зданий, свободная планировка квартир и отсутствие технического обслуживания вентиляционных систем. Новые проблемы проектирования естественной вентиляции возникли в связи с требованиями по энергосбережению в зданиях, в соответствии с которым необходимо существенное, в дватри раза, увеличение теплозащиты наружных ограждающих конструкций, так что в отопительный период расход теплоты на вентиляцию, превышает теплопотери через ограждающие конструкции.

Неожиданные проблемы возникают при совмещении в одном здании, например в коттедже, естественной и механической систем вентиляции, и при работе камина и встроенного ИТП.

С другой стороны, появились новые технологии и методики проектирования, новое оборудование, в том числе эжекционные системы, вентиляционные и дымовые дефлекторы, приточные устройства и приточные дефлекторы, ограничители расхода и другие элементы систем естественной вентиляции.

Вряд ли найдется в стране проектная организация, в которой бы не искали сейчас пути выхода из кризиса. Многие удачные проектные решения проходят экспериментальную проверку, результаты активно обсуждаются специалистами.

Естественная вентиляция жилых зданий была и, вероятно, останется надолго наиболее распространенной, надежной и экономичной системой вентиляции, но от нас зависит, насколько быстро она действительно станет таковой для всех климатических районов страны.

Пример Многофункциональные высотные здания и комплексы
В настоящее время в Москве ведется активное строительство высотных зданий ( . Уже сдан в эксплуатацию ряд жилых комплексов выше 30 этажей, проектируются сверхвысотные многофункциональные комплексы на территории «МоскваСити», принята программа строительства более 60 высотных зданий «Новое Кольцо».

Проектирование систем климатизации высотных зданий имеет существенные отличия по сравнению с обычными многоэтажными зданиями (высотой до 75 м), т. к. для высотных зданий влияние наружных климатических воздействий и внутренние перемещения потоков массы и энергии являются по своей значимости экстремальными. Кроме того, в высотных зданиях имеется огромный дефицит места для прокладки вертикальных коммуникаций, и поэтому традиционные центральные системы не могут найти применение. С другой стороны, большая высота зданий создает высокое давление в трубопроводных системах и выдвигает требование зонирования этих систем. Изза значительной длины используемой трубопроводной системы в многоэтажных зданиях весьма важна стратегия балансировки воды. В многоэтажных зданиях должна быть щепетильно рассчитана степень теплового расширения и сжатия вертикальных стояков для охлажденной или горячей воды.

Особенность проектирования и эксплуатации систем инженерного оборудования современных многофункциональных высотных жилых зданий и комплексов, по сравнению с проектированием и эксплуатацией «старых высотных зданий», заключается в следующем:

• Современные многофункциональные высотные жилые комплексы характеризуются развитой инфраструктурой: помимо жилых квартир, в зданиях расположены подземные гаражиавтостоянки, спортивные залы с теннисными кортами, аквапарки, боулинги и пр. На прилегающих территориях находятся зоны отдыха, детские площадки, футбольные поля с беговыми дорожками и даже яхтклубы. Отдельные здания объединяются крытыми переходами. Такая многофункциональность современных комплексов ведет к большому разнообразию оборудования и схемных решений и высокому уровню насыщенности инженерным оборудованием.

• Высокие требования к микроклимату помещений потребовали организации центральной приточновытяжной механической вентиляции (в «старых высотных зданиях» – либо естественная, либо только механическая вытяжка), системы кондиционирования воздуха (раньше не было совсем) или индивидуальной (в пределах отдельной квартиры) приточной установки, сплитсистемы.

• Опыт эксплуатации и внедрение автоматизированной учетнобиллинговой системы для расчетов с владельцами квартир за фактически потребленную электроэнергию, горячую и холодную воду повлияли на внедрение принципиально иных систем отопления и водоснабжения: поквартирные горизонтальные системы отопления с возможностью регулирования температуры воздуха в помещении посредством термостатов и индивидуального учета потребленного тепла, и холодной и горячей воды. Стали широко применяться долговечные и удобные для монтажа трубы из полимерных материалов.

• Большое количество бытовой техники и радиоаппаратуры повлияло на принципиально иной уровень энергопотребления: не снижая зимней нагрузки, максимум потребления электроэнергии стал смещаться на теплый период. Компьютеризация, автоматизация, интернетизация, кабельное телевидение «насытили» помещения слаботочными системами, которых раньше практически не было.

• Требование по бесперебойности электроснабжения, теплоснабжения, горячего водоснабжения, противопожарные требования, высокие потребительские требования к зданию – все это потребовало внедрения системы автоматизации и диспетчеризации систем тепло и холодоснабжения, горячего и холодного водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха, противодымной вентиляции. Эта система позволяет контролировать точность поддержания заданных параметров, обеспечивает оптимальное управление оборудованием, позволяет своевременно обнаружить аварийную ситуацию. Особое внимание уделяется автоматизации ЦТП и насосных станций.

Каждое высотное здание является уникальным произведением архитектурноинженерного искусства, и применяемые в нем решения для другого здания требуют серьезного переосмысления и глубоких дополнительных исследований, включающих методы физического и математического моделирования.

Пример Интеллектуальные здания
В последние годы существенно повысились требования к оптимизации работы инженерного оборудования зданий, к качеству и надежности среды обитания и безопасности самого здания и находящихся в нем людей. Решение перечисленных требований находится в области «интеллектуализации зданий», т. е. в области использования автоматизированных систем управления.

Несмотря на то, что автоматизированные системы получили широкое применение в мире, рынок интеллектуальных зданий в России все так же находится в стадии формирования. Одним из главных препятствий при внедрении концепции «интеллектуального здания» является нехватка нормативнометодического обеспечения, регламентирующего использование технологий и подходов при строительстве «интеллектуальных зданий», и недостаток в информации об опыте строительства конкретных объектов «интеллектуальных зданий» как в России, так и за рубежом.

В этой ситуации носителями передового опыта стали специалисты ведущих компанийпроизводителей современного инженерного оборудования и оборудования автоматизации зданий, и компанийинтеграторов и инсталляторов этого оборудования, которые объединились в комитет НП «» «Интеллектуальные здания и информационноуправляющие системы» для создания необходимой нормативной базы и уже разработали ряд стандартов по инженерным системам зданий и системам автоматизации на базе передового международного и отечественного опыта.

Развитие автоматизации и управления здания как вида деятельности подошло в своем развитии к объединению всех инженерных подсистем в виде единой технически согласованной системы. Вся информация, необходимая для того, чтобы здание функционировало как единое целое, концентрируется в системах BACS. Возросшая функциональность, взаимозависимость и тесная интеграция различных систем здания требуют экстраординарных знаний специалистов в области BACS. Их компетенция становится все более и более важным фактором, если даже не сказать главным, в круглосуточной конкурентной борьбе.

Пример Энергоэффективные здания
В мировом строительстве появилось большое количество зданий, микрорайонов и даже архитектурностроительных зон, которые были запроектированы и построены на основе различных концепций энергетически эффективных и экологически чистых технологий. Эти концепции определялись собственными наименованиями.

Наибольшую известность получили энергоэффективные здания, т. е. здания, в которых эффективное использование энергоресурсов достигается за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, и приемлемы с экологической и социальной точек зрения и не изменяют привычного образа жизни. К энергоэффективным зданиям могут быть отнесены здания с низким энергопотреблением и здания с нулевым энергопотреблением.

Разрыв м. практикой строительства энергоэффективных зданий и научными основами их создания и проектирования стал совершенно нетерпимым в наши дни, а порой он даже носит спекулятивный характер. Часто энергоэффективное здание представляется как несколько независимых инновационных энергосберегающих решений. При этом оказывается невыявленным то обстоятельство, что эти независимые решения могут взаимно снижать их первоначальную эффективность, а в некоторых случаях даже приводить к отрицательному эффекту.

В наше время техника и технология меняются настолько быстро, что опыт просто не успевает накапливаться, а «здравый смысл» легко может обмануть, если он не опирается на научный метод поиска наилучшего решения. В современной науке методом поиска наилучшего решения является «системный анализ» – это дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решения в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы. Очевидно, что «системный анализ» должен явиться основой методологии современного проектирования энергоэффективных зданий, и необходимо донести до широкого круга специалистов мировые достижения методики проектирования энергоэффективных зданий.

Мастеркласс
Все вышеперечисленные примеры показывают необходимость новых знаний как при проектировании, так и при эксплуатации зданий. Инженер по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха при современном уровне строительства кроме своей специальности должен знать: термодинамику, теплопередачу и строительную теплотехнику, теплообменные аппараты, тепло и массоперенос, аэродинамику, гидравлику и гидравлические машины, холодильную технику, теплоснабжение, водоснабжение и канализацию, автоматику.

Очевидно, что самостоятельно выучить все перечисленные дисциплины, выделив именно те моменты, которые нужны в первую очередь, практически невозможно, особенно если учесть состояние с учебной литературой.

Чтобы грамотно выполнить проект отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, необходимо знать технологические особенности обслуживаемых зданий и отдельных помещений, например, только в ресторане есть горячие цеха с разной технологией, холодный, рыбный, мясной и овощные цеха, мойки, цех выпечки и другие помещения. А как проектировать больницу, вычислительный центр, типографию, супермаркет или табачную фабрику? Изучить все это можно только методом проб и ошибок, которые могут быть весьма болезненными как для специалиста, так и для его компании. И здесь, конечно, не обойтись без помощи тех, кто уже «набил шишки» и знает, что и как надо делать.

на данный момент только отдельные специалисты являются носителями уникальных знаний, в силу того, что одни, будучи, например, научными сотрудниками или разработчиками нормативных документов, получали заказ на проектирование уникальных объектов, другие, в силу своих личных качеств, брали на себя смелость выполнять проекты сложных объектов, ниразу до этого не реализовывавшихся в отечественной практике, и делали это с успехом, набирались опыта и совершенствовались в этом направлении.

НП «» стремится собрать весь этот бесценный опыт и сделать его достоянием заинтересованных специалистов, используя все доступные способы: публикации, стандарты, конференции, семинары и техническую учебу. Живое общение специалистов из разных регионов страны, обмен опытом и обсуждение новых проектных решений, в том числе зарубежных проектных организаций, дает быстрый и конкретный результат. Поэтому следующим шагом работы НП «» стала организация на базе накопленного практического опыта специальных занятий – «Мастерклассов » – для широкого круга специалистов в области архитектуры, строительства и инженерного оборудования зданий.

Целью этих занятий является обновление теоретических и практических знаний специалистов в связи с повышением требований к уровню квалификации и необходимостью освоения современных методов решения профессиональных задач. На этих занятиях специалисты смогут получить необходимую информацию, которая отсутствует в современных нормативных документах и учебных программах, но необходима при проектировании современных зданий и сооружений.

Кому нужен мастеркласс?
Всем! И молодым специалистам, и преподавателям, и опытным и грамотным инженерам.

Представьте, что в порт заходит океанский лайнер, за штурвалом которого стоит старый морской волк, но на борт судна поднимается лоцман. Означает ли это, что на лайнере плохой капитан? Конечно, нет! Это означает только одно: лоцман лучше знает фарватер данной гавани.

Так и весьма опытный и грамотный проектировщик может столкнуться с задачей, для решения которой ему весьма нужна помощь и совет специалиста, более тонко разбирающегося в данном вопросе, имеющего больший положительный и даже отрицательный опыт, т. к. иногда весьма важно знать не только как делать, но и как делать никак нельзя.