Получить чек-лист
Проектирование зданий: виды, этапы
26 апреля 2021

Проектирование зданий: виды, этапы

В этой статье мы расскажем:

  • История проектирования
  • Отличия зданий от сооружений
  • Процесс проектирования зданий и сооружений
  • 2 вида проектирования зданий и сооружений
  • Предпроектные работы
  • Архитектурное решение здания и сооружения
  • Конструктивное решение в проектировании зданий
  • Проектирование инженерных сетей
  • Критерии выбора проектировщиков зданий и сооружений

Проектирование зданий в России имеет богатую историю. Начало было положено в 11 веке Строительным уставом, который стал первым нормативным актом в этой сфере. С тех пор многое изменилось – все проектирование в основном осуществляется с помощью специальных компьютерных программ. 

Неизменными остаются этапы создания проекта. Все начинается с предпроектной подготовки – сбора всех необходимых данных. Далее архитектурные решения, проектирование инженерных сетей и разработка проектной документации, которая должна пройти все согласования. Вы должны понимать, что процесс этот не быстрый и не легкий, любая ошибка все замедлит. Именно поэтому к выбору квалифицированных проектировщиков нужно подойти со всей ответственностью.

История проектирования

На сегодняшний день проектированием зданий называют работу по подготовке пакета проектной документации (текстовой и графической), необходимой для последующего возведения дома, здания, сооружения, любого объекта. То есть это, собственно, процесс разработки строительных чертежей и планов.

Сейчас этот вид работ полностью компьютеризирован, и любую проектную документацию можно выполнить с помощью специальных моделирующих программ, благодаря которым проектировщики выстраивают точную цифровую модель объекта притом с учетом действующих правил и норм по проектированию зданий и сооружений.

Более того, есть программы, позволяющие проверить, как готовое здание в процессе эксплуатации будет реагировать на нагрузки. То есть можно, к примеру, задать параметры на сейсмическое испытание цифровой модели или проверить реакцию на иные факторы, возможные в реальной жизни. Сейчас это рельно, однако в прежние времена все было иначе.

В древности работу по проектированию называли «наукой архитектора» и уже тогда это был отдельный, самостоятельный процесс. Он включал в себя проведение геологических изысканий, геодезических работ, выполнение всех необходимых для строительства экономических и математических расчетов. До наших дней дошли сведения, что даже в V-IV веках до нашей эры мастера умели создавать высокотехничные рисунки и планировки, указывая в них все необходимые размеры.

История проектирования

Архитектор того времени должен был не просто уметь рисовать, но еще и иметь запас знаний из области геометрии, астрономии, разбираться в небесных законах. Плюс быть состоятельным человеком, чтобы оставлять в залог свое имущество на случай перерасходов по строительной смете.

С течением времени строительное проектирование зданий стало самостоятельным ремеслом. В задачу архитектора входила подготовка рисунка либо макета, определение объемов затрат и сроков выполнения работ (прочие расчеты и разработки выполнялись уже в процессе строительства), оценка намеченной для возведения здания площадки, подбор материалов.

Постепенно сформировались и вступили в действие и Законы Строительства. Один из самых древних – «Десять книг об архитектуре» (13 год до нашей эры). В нем собраны достижения римских и греческих мастеров-зодчих, даны описания важных вопросов из области градостроения и инженерного проектирования, приведены принципы художественного восприятия и общие правила, применяемые в строительстве.

Первым русским документом, регламентирующим технические нормы архитектурного проектирования и строительства зданий, стал «Строительный устав», изданный в XI веке и показавший свою эффективность в возведении типовых сооружений в XII веке.

И все же началом формирования современной строительной науки следует считать примерно конец XVIII – начало XIX века. Именно тогда начала формироваться строительная механика, учитывающая теорию прочности тел и важные для возведения зданий законы, такие как гипотеза о разрушении, задачи о кручении, продольном изгибе, о касательном напряжении, о зависимости между нагрузками и деформациями (прогибами), а также между изгибающим моментом и прогибом балки.

На протяжении долгого времени во всех областях, касающихся проектирования, идет активное развитие: в технике черчения, в проведении инженерных изысканий, экономических и технологических расчетах. Подготовкой чертежей и графиков занимаются уже отдельные организации (по предварительно подготовленным инженерами эскизам). Позднее всю работу по архитектурно-строительному проектированию зданий и объектов выполняют специальные проектные фирмы. А затем проектирование разделилось еще на два самостоятельных раздела, архитектурно-строительный и инженерный.

Отличия зданий и сооружений

Во избежание неувязок и путаницы в ряде законодательных актов конкретно разъясняется, что именно следует считать зданием, а что – сооружением. Так, действует ГОСТ Р 58033-2017 «Здания и сооружения», которым руководствуются в своей работе проектные организации.

Отличия зданий и сооружений

Зданием считается строение, имеющее внутренне пространство и используемое людьми для всевозможных нужд либо для постоянного пребывания (проживания) в них. И небольшой одноэтажный дачный дом, и многоэтажная высотка – это все здания.

Здание может быть предназначено и для проживания, и для общественных нужд, иметь производственное либо сельскохозяйственное назначение (к примеру, склады, хранилища, ангары).

Для зданий существует этажная квалификация. Здание высотой 1-3 этажа считается малоэтажным, если в нем 4-9 этажей – оно средней высоты, 10-16 этажей – многоэтажное, 17-25 – повышенной этажности, выше 25 этажей – высотное.

Кроме того, здания делятся на две большие группы в зависимости от своего назначения. Это гражданские здания (в них люди живут либо используют для неких своих бытовых, культурных, общественных нужд) и промышленные (в них организовывается производство, они защищают сотрудников и оборудование от внешних природных воздействий, позволяют создать нормальные условия для труда).

При проектировании следует учитывать, что гражданские здания в свою очередь бывают жилыми и общественными. Жилые – это дома для проживания, общежития, интернаты и т. д. А к общественным относятся образовательные, лечебно-профилактические, зрелищные, коммунальные объекты, здания научного назначения и прочее.

В процессе проектирования промышленных зданий выделяют четыре их разновидности:

  • Производственные помещения с цехами (для изготовления полуфабрикатов или готовых товаров).
  • Вспомогательные здания для размещения контор, медпунктов, столовых, хозяйственно-бытовых служб и т. д.
  • Здания энергетического назначения (для обустройства котельных, компрессорных, трансформаторных и электроподстанций, иного оборудования, дающего предприятию тепло и энергию).
  • Транспортно-складские здания. Это склады, гаражи, пожарные депо, специальные стоянки для промышленных машин и т. д.

Отличия зданий и сооружений

Сооружением называют предназначенную для выполнения всевозможных процессов сложную строительную систему, в состав которой входит надземная, подземная части и строительные конструкции различного назначения (несущие и ограждающие).

Различают три группы сооружений:

  • Линейные (к ним относятся дороги, мосты, трубопроводы, линии электропередач).
  • Сооружения площадочного типа (стадионы, спортивные залы, аэродромы).
  • Сооружения подземного и глубинного типа (метрополитены, скважины, расположенные под землей хранилища, колодцы и проч.).

Кроме того, сооружениями считаются заборы, ограды, опоры, вышки, столбы, мосты, тоннели, плотины, каналы, шахты, обелиски, статуи и т. д.

Сооружения, как правило, возводятся с целью осуществления каких-либо технических функций, являются завершенными или незавершенными строениями и бывают предназначены для длительного или временного использования. При этом они могут конструироваться как самостоятельный объект даже не в том месте, где предполагается их последующая эксплуатация. Более того, каждый объект может представлять собой полноценное сооружение с действующими инженерно-техническими коммуникациями.

Процесс проектирования зданий и сооружений

Процесс проектирования зданий и сооружений достаточно сложен и делится на определенные этапы. В первую очередь определяется, насколько необходимо здание или сооружение, целесообразно ли его возведение, и если да, то какого типа будет объект. Во главе угла при этом стоят экономические обоснования.

Результаты выкладок собираются в технико-экономическом обосновании (ТЭО). В первую очередь тут предстоит выяснить, каковы будут расходы, затем – результаты проекта (составить прогноз) и предположительно в какие сроки окупятся инвестиции. По данным ТЭО можно понять, есть ли смысл вкладывать в объект намеченные объемы средств, и как он будет работать после определенных качественных или количественных преобразований.

При составлении ТЭО следует учитывать целый ряд факторов, под прямым или косвенным воздействием которых может улучшаться либо ухудшаться работа предприятия. ТЭО обязательно составляется по ГОСТ 24.202-80, касательно его содержания требования гласят: «Документ «Технико-экономическое обоснование создания АСУ» (ТЭО АСУ) предназначен для обоснования производственно-хозяйственной необходимости и технико-экономической целесообразности создания или развития АСУ…».

Например, технико-экономическое обоснование в соответствии с ГОСТ 24.202-80 может быть структурировано следующим образом:

  • вводная часть;
  • даты начала и завершения работ;
  • источники инвестиций, их объемы и порядок поступления;
  • описание объекта и системы управления;
  • общие данные по объекту;
  • прогнозы по возможным производственным потерям;
  • перечень целей создания объекта (производственных, хозяйственных, экономических, научно-технических) и критериев по формированию АСУ;
  • функциональное назначение АСУ;
  • прогнозы по техническим и экономическим результатом от внедрения АСУ;
  • перечисление позиций, по которым создание АСУ принесет явную экономическую эффективность и т. д.

2 вида проектирования зданий и сооружений

  • Одностадийное проектирование

Процесс проектирования зданий и сооружений

Это процесс, в ходе которого одновременно принимаются и проектные решения, и формируется рабочая документация по объекту строительства. Результатом становится готовый «Рабочий проект». И общие, и частные вопросы решаются параллельно. Лишь особо важные моменты требуют обязательного согласования и утверждения в экспертных организациях. Причем еще до того, как вынесена положительная экспертная оценка, уже начинается составление рабочих чертежей.

Одностадийное проектирование зданий и сооружений позволяет в 1,5-2 раза быстрее подготовить проектную документацию и на 40-50 % сократить расходы на эту часть работы. Однако не факт, что чертежи в итоге не придется еще дорабатывать. Специалисты рекомендуют использовать одностадийную схему для типовых зданий, строящихся не впервые, либо очень простых. Для проектов капитального ремонта данный подход тоже вполне приемлем.

  • Двухстадийное проектирование

Двухстадийное проектирование зданий и строительных конструкций состоит из двух последовательных этапов: стадии «П» (проект) и стадии «Р» (рабочая документация). Сначала разрабатывается проект (в процессе решаются вопросы и общей, и первостепенной значимости), а затем по нему начинается подготовка рабочей документации. Далее проект проходит экспертизу (в государственной либо частной фирме), и по обнаруженным недочетам вносятся исправления.

Когда проект согласован, можно приступать к разработке рабочих чертежей, по которым, собственно, и будет осуществляться строительство. Если речь идет о проектировании технически сложных зданий, то сначала формируется предпроектное предложение (с эскизами, передающими общую концепцию). Большой плюс двухстадийной схемы состоит в том, что рабочие чертежи не приходится по нескольку раз переделывать, и в целом проект получается качественным, с соблюдением действующих норм и заявленных в техзадании требований.

Предпроектные работы

Предпроектные работы

Предпроектные работы – это:

  • Создание эскизов, в которых будет отражен замысел инвесторов и представлена общая структура будущего объекта. Тут показывается, как он расположится на местности, какое займет пространство, и как будут выглядеть его конструктивные составляющие. Здесь же высчитываются нагрузки на коммуникации (водные, тепловые и электрические сети).
  • Формируется пакет исходно-разрешительной документации (ИРД), в которой излагаются результаты предпроектной подготовки. Разрешение на осуществление градостроительной деятельности выдается именно на основании ИРД, которая в свою очередь готовится при условии, что у разработчика есть градостроительное обоснование объекта или уже прошедшая утверждение градостроительная документация.
  • На данном этапе проектирования зданий и сооружений проводятся инженерные изыскания. Это специальные технические и экономические исследования местности, выделенной под строительство (забор проб почв, получение сведений о подземных водах и грунтовых слоях, о климатической обстановке, об имеющихся поблизости водоемах и т. д.). По итогам инженерных изысканий делаются выводы о том, можно ли вообще в данном районе строить. По данным о почвах и грунтах определяется тип фундамента и материалы для него. А от климатических условий зависит расчет теплотехнических показателей, плюс становится ясно, каким нагрузкам будет подвергаться готовое здание (сильные ветры, обилие снега и проч.).
  • Подготовка иной документации, содержащей исходные показатели, необходимые для продолжения работы над проектом.

Архитектурное решение здания и сооружения

Это процесс визуализации будущего строения с учетом количества этажей и планируемых конструктивных элементов. Когда речь идет о жилом доме, офисном или ином бытовом объекте, то при разработке архитектурного решения на первом месте стоит дизайнерское и художественное исполнение. Здание должно смотреться эстетично, хорошо вписываться в облик города, легко увязываться с действующими инженерными сетями (тем более, что часто такое строительство ведется на месте старых домов, определенных под снос).

Архитектурное решение здания и сооружения

А вот при проектировании производственных знаний в первую очередь важно соблюдение действующих законодательных правил и норм. От типа здания будет зависеть выбор строительных материалов, размеры самого объекта и его внутренних помещений. Во многом общий архитектурный вид таких зданий зависит от дополняющих их инженерных коммуникаций и сетей специального назначения.

Вопрос этажности и высоты потолков для промышленного здания часто определяется типом промышленности, для которой оно возводится. Существуют требования (по проектированию зданий и сооружений), согласно которым, например, объект должен быть непременно одноэтажным.

Когда планируется возведение крупного промышленного объекта, то речь, как правило, идет о проектировании и строительстве целого комплекса зданий и сооружений (часто даже более 10). Тогда задача архитектора – разработать архитектурно-пространственное решение территории всего предприятия. Оно содержит подробное архитектурное описание промышленного объекта и включает в себя:

  • поэтажные планы строений;
  • виды фасадов (в том числе цветовое оформление);
  • план кровли;
  • маркировочные планы этажей;
  • чертежи вентканалов и водостоков;
  • спецификации для окон и дверей;
  • ведомость по отделочным материалам;
  • экспликация для полов.

Готовое архитектурное решение дает полную картину того, какой вид в итоге будет иметь планируемое к возведению здание либо сооружение.

Конструктивное решение в проектировании зданий

Конструктивное решение необходимо строителям для непосредственного выполнения строительных и монтажных работ. По содержанию конструктивное решение – это в основном чертежи и графики, однако формируются они на основании действующих в строительстве законов и практических наработок.

Именно в данном разделе проектирования содержатся сведения о том, сколько материалов понадобится для строительства здания и отделки его помещений (с указанием характеристик этих материалов). Конструктивное решение разрабатывается на основании действующих норм, ГОСТов, и включает в себя описание и порядок проведения буквально всех работ (и рытье котлована, и сооружение кровли, и проч.). Плюс рассчитываются нагрузки на материалы, тепловые факторы, возможные прогибы, растяжения и т. д.

Конструктивное решение в проектировании зданий

При формировании конструктивной схемы обязательно учитываются данные по будущим нагрузкам и воздействиям на строящийся объект. Кроме того, здание должно соответствовать своему функциональному и экономическому назначению и выглядеть эстетично. По ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» требуется наличие в здании нужного числа входов и выходов (в том числе эвакуационных) и отвечающая правилам пожарной безопасности отделка помещений.

Конструктивное решение в обязательном порядке отправляется на государственную экспертизу, все изложенные в нем решения тщательно проверяются. Нарушение действующих норм и правил проектирования может стать причиной разрушения здания. Таких примеров на практике (когда из-за ошибок в проектах или неправильного подбора материалов рушились крыши, стены, целые дома) множество.

Проектирование инженерных сетей

Инженерные системы – неотъемлемая часть современных зданий и сооружений. Имеются в виду сети электроснабжения, водоснабжения (и водоотведения), газоснабжения, системы вентканалов, различные слаботочные системы. Это, собственно, еще не меньше 10 самостоятельных разделов в проекте.

Правила проектирования сетей водоснабжения и водоотведения регламентируются ГОСТом 21.601-2011. Сети труб и места установки сантехнического оборудования отображаются на чертежах. Диаметр труб, материал изготовления и необходимый уровень давления в них указываются в прилагаемых к чертежам расчетах.

В проектировании систем газоснабжения для жилых зданий первостепенным является вопрос обеспечения безопасности в процессе эксплуатации этих систем. Подбирается подходящее для использования оборудование, а также места в помещениях для его расположения в соответствии с действующими нормами. На чертежах отображаются схемы прокладки труб, определяются меры для их защиты.

Еще одна важная система снабжения – электросети. Их проектированием должны заниматься узкие специалисты, достаточно опытные в данной сфере. Первоочередная задача здесь – обеспечение бесперебойной подачи электроэнергии в здание с принятием всех необходимых противопожарных мер. Обязательны к выполнению правила ПУЭ (правила устройства электроустановок), наличие заземления, защиты от молний, соблюдение норм по уровню освещенности и т. д.

Предварительно собираются данные по предполагаемым объемам потребления электроэнергии. Плюс выявляется необходимость обогрева и дополнительной вентиляции здания в процессе эксплуатации (в зависимости от климата в регионе).

Проектирование инженерных сетей

Если речь идет о проектировании жилого или общественного здания, то здесь достаточно естественной вентиляции, а тип отопления может быть любым (водяным, электрическим или газовым). В случае с промышленными зданиями применяется иной подход. К примеру, для обогрева больших площадей лучше подойдет воздушная система отопления и принудительно-механическая вентиляция, обеспечиваемая промышленными кондиционерами или вентиляторами.

Проектирование инженерных систем включает в себя разработку и систем связи (Интернет), и сигнализаций (охранной и пожарной), и других необходимых систем. При этом для работы над каждым из разделов сетей привлекаются инженеры-специалисты узкого профиля.

Критерии выбора проектировщиков зданий и сооружений

Разумеется, любой заказчик заинтересован в сотрудничестве с грамотными и добросовестными проектировщиками. Вот на что следует ориентироваться при выборе подрядчиков:

  • Еще до начала расчетов и проектировочных работ специалисты должны изучить и принять во внимание целый ряд обстоятельств: градостроительные особенности и схему инфраструктуры района будущей застройки, данные экологических, геологических и иных изысканий, требования по проведению инженерных коммуникаций, по подбору стройматериалов. Вы можете потребовать отчеты по всем этим пунктам и убедиться в правильности действий специалистов.
  • Применение технологий 3-D моделирования. На объемном проекте хорошо видно все до мелочей. К сожалению, многие компании в России привыкли действовать по старинке, то есть выполнять лишь плоскостные чертежи объектов, что становится причиной ряда ошибок в проектах. Причем известно о них становится уже в процессе строительных работ, которые приходится останавливать и снова тратить время и средства на повторное моделирование.
  • Создание визуального макета. Именно по нему становится понятно, как в итоге будет выглядеть объект. И если проектированием здания занимается опытная организация, то для заказчика непременно подготовят наглядную демонстрацию, чтобы не упустить ни одного из его пожеланий. К тому же очень многие современные проектировочные программы имеют возможность выводить создаваемые объекты на 3D-принтер и печатать трехмерные модели (и отдельно воссоздавать некие особо сложные узлы или участки).
  • Согласованность всех действий. У специалистов должен быть доступ к управлению подрядчиком и возможность оперативно отправлять документацию на утверждение в нужные инстанции. Если этого нет, то промедлений и задержек в работе будет не избежать.
  • Сотрудничество с фрилансерами. Да, это хорошая возможность сэкономить, однако не факт, что работа будет выполнена достаточно грамотно. Поэтому если речь идет о крупном проекте, то фрилансеров лучше нанимать на узкие участки работ по одному конкретному профилю (к примеру, поручить спроектировать кровлю).
  • Электронная передача данных посредством современных САПР-систем. Они работают с файлами очень разных форматов и дают возможность открывать их на любых, даже мобильных устройствах. Кроме того, большинство версий CAD позволяют делать электронную подпись, что значительно упрощает процессы взаимодействия (не нужно тратить время на встречи или ждать, пока придут бумажные письма с подписями).

Критерии выбора проектировщиков зданий и сооружений

Все эти моменты не вызовут никаких сложностей, если в работе задействовано хорошее современное программное обеспечение. Уточните у фирмы-проектировщика, какое именно установлено у них.

Перечисленные выше разделы документации (в основном текстово-графической) по проектированию зданий – это всего лишь самые основные позиции. Вообще документов требуется гораздо больше. Нужны сметы, проекты по организации стройплощадки и выполнению работ, выбор технологий по строительству и монтажу, список требований к показателям качества. Кроме того, необходимо указание сроков начала и окончания работ, принятие мер по безопасности и охране труда, пожарной безопасности, охране окружающей среды, санитарным правилам и нормам и многое другое.

На проектировщиков возлагаются огромный объем работ и очень большая ответственность. И без достаточного объема знаний и практического опыта здесь не обойтись. Без грамотно подготовленного проекта сейчас невозможно возведение современного здания либо сооружения. Для организации строительства какого бы то ни было объекта всегда в первую очередь необходим качественный, выполненный специалистами, проект.

Возврат к списку