Инженерно-техническое оснащение строительных объектов и инфраструктуры

Понятие и состав инженерных систем

Формирование безопасной и удобной среды проживания — одна из ключевых задач современной строительной отрасли и архитектуры. Для достижения этой цели применяется комплекс специализированных технических систем. Говоря научным языком, инженерное оборудование это совокупность инженерных устройств, инфраструктурных сетей и конструкций, предназначенных для поддержания нормативных санитарных, гигиенических и благоприятных бытовых условий в жилых и общественных зданиях. Функционирование современной постройки без внедрения этих инженерных решений в принципе невозможно.

Современное инженерное оборудование зданий и сооружений включает широкий перечень систем, каждая из которых обеспечивает определённую сферу жизнедеятельности объекта. Основные группы таких подсистем следующие:

• системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха;
• сети водоотведения и канализации;
• системы холодного и горячего водоснабжения;
• теплоснабжение и отопительные контуры;
• инфраструктура газоснабжения;
• системы противопожарной безопасности и автоматического пожаротушения;
• слаботочные сети (телефония, радиофикация, интернет, сигнализация).

Финансовые затраты на внедрение таких инженерных систем весьма значительны. При строительстве современных городских объектов на устройство и прокладку внутренних, а также внешних коммуникаций уходит в среднем около 40% общей сметной стоимости здания. К тому же расходы не ограничиваются только установкой: в ходе эксплуатации сооружения необходимы регулярные работы по обслуживанию и ремонту сетей, что требует привлечения высококвалифицированного персонала. Как следствие, около половины всех годовых затрат на эксплуатацию недвижимости связано именно с содержанием инженерного оборудования и обеспечением его бесперебойной работы.

С целью снижения эксплуатационных расходов и повышения эксплуатационной надежности современных городских коммуникаций активно применяются различные решения автоматизации. Использование дистанционного управления инженерными системами дает возможность значительно уменьшить потребность в обслуживающем персонале при одновременном росте качества предоставляемых услуг.

При рассмотрении инженерного оснащения на уровне целого населенного пункта его трактовка становится более широкой. В данном контексте термин охватывает не только внутренние системы зданий, но и протяжённые магистральные линии коммуникаций, головные инфраструктурные объекты и дополнительные элементы, которые обеспечивают стабильное функционирование городской среды. В структуре бюджетных расходов на жилищное и социальное строительство муниципального уровня примерно треть средств направляется именно на развитие и поддержание технической инфраструктуры. Этот факт подчёркивает определяющую роль, которую играет инженерное оборудование зданий и сооружений в формировании эффективной и устойчивой городской инфраструктуры.

В масштабах мегаполисов формируется разветвлённая система инженерной инфраструктуры, охватывающая многочисленные объекты различного назначения. К числу ключевых звеньев относятся станции подготовки и очистки воды, сооружения для фильтрации и насосные комплексы, а также энергетические установки — такие как теплоэлектроцентрали и гидроэлектростанции, дополненные трансформаторными подстанциями. В систему входят также предприятия, занимающиеся утилизацией твёрдых бытовых отходов, крупные холодильные комплексы промышленного назначения и протяжённые коммуникационные сети, обеспечивающие доставку ресурсов (газа, тепловой энергии, воды) от источников до потребителей. В совокупности эти элементы обеспечивают создание единой технологической структуры, лежащей в основе функционирования городского пространства.

Наиболее прогрессивным способом организации инженерных сетей признаётся использование проходных коллекторов. Такой вариант прокладки позволяет техническим специалистам оперативно и беспрепятственно осматривать и обслуживать коммуникации, осуществлять текущий ремонт и плановые проверки без необходимости вскрывать грунт или вмешиваться в благоустроенные городские зоны. Подобная совмещённая конструкция обеспечивает оптимальные условия для длительной и эффективной эксплуатации инженерной инфраструктуры. В расширенном понимании к инженерному оборудованию поселений иногда относят и транспортные объекты — магистрали, тоннели, подземные переходы, так как уровень их развития тесно связан с качеством городского благоустройства и функциональностью всей территории.

Организация систем водоотведения

Одним из основополагающих звеньев систем жизнеобеспечения зданий выступает система канализации. В профессиональной инженерной сфере под канализацией подразумевается целостный комплекс технических средств, сооружений и инженерных коммуникаций, предназначенных для сбора, транспортировки и последующей очистки всех видов сточных вод. Ключевым при проектировании канализационной инфраструктуры считается выбор оптимальной схемы отвода стоков, которые классифицируются в зависимости от источника возникновения и степени загрязнения.

В системе водоотведения применяют две базовые схемы: общесплавную и раздельную. Общесплавная организация предполагает прокладку единой сети канализационных труб и коллекторов, по которым одновременно поступают все категории сточных вод — от бытовых отходов и производственных выбросов до поверхностных дождевых и талых вод. Все указанные стоки направляются общим потоком на городские очистные сооружения для дальнейшей обработки.

В отличие от общесплавной, раздельная система водоотведения предполагает наличие отдельных, независимых сетей, каждая из которых обслуживает определённый тип стоков. Так, одна линия используется для отвода дождевых и условно чистых производственных вод, которые не нуждаются в полноценной биологической очистке, а другая магистраль переносит наиболее загрязнённые бытовые и промышленные стоки на специализированные станции обработки. Такое устройство инженерного оборудования способствует равномерному распределению нагрузки между очистными комплексами и значительно повышает эффективность всей системы.

Классификация сетей водоотведения по назначению:

• Ливневая (дождевая) канализация - служит для сбора поверхностных вод, образующихся в результате выпадения осадков или таяния снега.
• Производственно-дождевая сеть - используется в тех случаях, когда в ливневый коллектор допускается сброс условно чистых стоков с промышленных площадок.
• Бытовая сеть - предназначена исключительно для отведения хозяйственно-фекальных вод от жилых и административных зданий.
• Производственная канализация - специализируется на отводе специфических загрязненных вод технологического цикла предприятий.

Сведение бытовых и промышленных стоков в один коллектор допускается лишь при условии, что химический состав производственных вод не вызовет сбоев в функционировании биологических очистных сооружений и не приведёт к повреждению трубопроводных материалов.

Вентиляционные системы и создание микроклимата

Одной из ключевых составляющих, формирующих инженерное оборудование зданий и сооружений, выступает вентиляционная система. Под вентиляцией понимается организованный процесс контролируемого воздухообмена внутри помещений, основная функция которого заключается в поддержании качества и параметров воздуха на установленном санитарными нормами уровне.

Современное развитие климатических технологий существенно опережает уровень обычного проветривания помещений. Инновационные вентиляционные системы, входящие в состав инженерного оборудования, предназначены для комплексной подготовки подаваемого воздуха: они реализуют его многоуровневую очистку, регулировку влажности, а также позволяют нагревать приточные потоки зимой и эффективно охлаждать их в теплое время года, обеспечивая стабильные и комфортные микроклиматические параметры.

Организация эффективного воздухообмена в помещениях обусловлена тем, что внутри замкнутых пространств накапливаются различные загрязняющие вещества. К числу основных источников вредных примесей относятся не только естественные физиологические процессы человека, но и испарения от пластиковой и текстильной отделки, мебели, бытовой техники, а также продукты использования хозяйственной химии. Для того чтобы концентрация вредных соединений оставалась на допустимом уровне, а содержание кислорода соответствовало санитарным требованиям, системы вентиляции проектируются с учетом строгих расчетов и регламентов, изложенных в профильных стандартах и строительных нормах (СНиП, СП, ГОСТ).

Классификация вентиляционных систем производится по ряду ключевых признаков:

1. По способу побуждения движения воздуха:
   • естественная (гравитационная) - работает за счет разности температур и давления;
   • механическая (искусственная) - использует вентиляторы и эжекторы.
2. По функциональному назначению:
   • приточная - обеспечивает подачу свежего воздуха;
   • вытяжная - удаляет загрязненный воздух;
   • приточно-вытяжная - комбинированная система.
3. По зоне обслуживания:
   • общеобменная - работает на весь объем помещения;
   • местная - удаляет вредности непосредственно от источника их образования или подает чистый воздух в конкретную зону (например, воздушный душ).
4. По конструктивному исполнению:
   • моноблочные - все элементы собраны в одном шумоизолированном корпусе;
   • наборные - система собирается из отдельных компонентов (вентилятор, фильтр, калорифер), соединенных воздуховодами.