Россия
Переход от традиционного управления активом на этапе эксплуатации к использованию технологии информационного моделирования открывает как новые возможности, так и проблемы, требующие детального изучения. Эффективное применение цифровых двойников может оптимизировать распределение ресурсов и упростить методы технического обслуживания. В данной статье проведен анализ тонкостей при эксплуатации зданий непроизводственного назначения с применением информационных моделей на основе изучения нормативно-технической и законодательной базы. Посредством тщательного обзора существующих строительных стандартов и правил предпринята попытка критически оценить текущее состояние требований к технической эксплуатационной документации с учетом применения технологии информационного моделирования. В ходе исследования были определены основные законодательные акты, требования которых необходимо выполнять на протяжении всего этапа эксплуатации здания непроизводственного назначения, а также выявлены особенности ведения и заполнения технической эксплуатационной документации для многофункциональных торговых комплексов. Автором была проведена работа, в результате которой определены несоответствия в нормативных актах на этапе эксплуатации многофункционального торгового комплекса стандартными методами и с использованием информационных моделей. Также были определены перспективы дальнейшей разработки темы.
эксплуатация, многофункциональные торговые комплексы, цифровая информационная модель, системный анализ, нормативно-техническая и законодательная база
Введение
Согласно СП 255.1325800.2016. «Свод правил. Здания и сооружения. Правила эксплуатации. Основные положения» под эксплуатацией зданий (сооружений) понимается комплекс мероприятий по содержанию, обслуживанию и ремонту зданий (сооружений), обеспечивающих их безопасное функционирование и санитарное состояние в соответствии с их функциональным назначением. Наряду с этим в Федеральном законе «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 №384-ФЗ приводится определение нормальных условий эксплуатации. Это заданное при проектировании состояние здания, при котором отсутствуют любые факторы, препятствующие нормальному осуществлению функциональных процессов.
Для зданий непроизводственного назначения на этапе эксплуатации объединяются сложности обеспечения структурной целостности, оптимизации ресурсов, удовлетворенности потребителей (людей, использующих здание/сооружение) и экологической устойчивости. Поэтому в современных условиях этап эксплуатации является одним из наиболее сложных и ответственных на протяжении всего жизненного цикла здания. В этот период становится важно не просто грамотное управление инфраструктурой, но и соблюдение требований к эксплуатационной безопасности объекта.
До недавнего времени управление активом на этапе эксплуатации осуществлялось посредством традиционных методов - осмотров и обследований зданий, контрольных проверок, а также мониторинга состояния оснований, строительных конструкций, различных систем и сетей, в том числе с помощью локальной автоматизации (датчики, системы мониторинга) [1]. Но сегодня, в век цифровых технологий, происходит смена парадигмы. Теперь основа любого процесса - структурированные и машиночитаемые данные. Поэтому всё большую ценность приобретает технология информационного моделирования (ТИМ). Модель объекта, выполненная по ТИМ, применяется для сбора и управления информацией о здании в течение всего его жизненного цикла, т.е. мы получаем цифровой двойник здания, который на этапе эксплуатации, помимо наличия всей информации об объекте, позволяет планировать ремонтные работы, производить мониторинг различных параметров и характеристик здания, а также прогнозировать затраты на весь эксплуатационный срок [2].
По мере реализации цифровой трансформации строительной отрасли возникает вопрос: насколько хорошо нынешняя нормативно-техническая и законодательная база учитывает тонкости эксплуатационных процессов для здания в контексте применения ТИМ? Центральное место в этом исследовании занимает выявление недостатков и несоответствий процессов эксплуатации зданий непроизводственного назначения с использованием технологии информационного моделирования и без неё.
Тематика, связанная с эксплуатацией различного рода сооружений, актуальна, так как этот этап является самым продолжительным в жизненном цикле объекта, а расходы на безопасное содержание в период эксплуатации составляют в среднем 75% от общих затрат (рис.1) [2, 3].
Рис. 1. Усредненные затраты на протяжении жизненного цикла здания
Материалы и методы
Данное исследование было проведено на основе анализа литературы, научных статей и нормативных документов.
Согласно Градостроительному кодексу Российской Федерации от 29.12.2004 №90-ФЗ (ред. от 04.08.2023) в процессе эксплуатации для обеспечения безопасности зданий должны проводиться техническое обслуживание зданий, эксплуатационный контроль, а также текущий ремонт. Эти мероприятия необходимы в целях оценки состояния всего здания и его отдельных частей, а также для установления соответствия или несоответствия характеристик и параметров здания требованиям регламентов, проектной и исполнительной документации. Пунктом 13 статьи 55.24 Градостроительного кодекса допускается включение данных и материалов по эксплуатации здания (о техническом обслуживании, текущем ремонте, эксплуатационном контроле) в информационную модель только в случае, если формирование и ведение цифрового двойника здания являются обязательными в рамках требований Кодекса, то есть для всех объектов, для которых договор о подготовке проектной документации для строительства или реконструкции, финансируемых из бюджета РФ, заключен после 1 января 2022 года (исключение – объекты обороны и безопасности).
Правовые основы системы организации эксплуатации определены Федеральным законом «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 №384-ФЗ. В данный нормативно-правовой акт устанавливает минимально необходимые требования к зданиям и сооружениям любого назначения, к сетям и системам инженерно-технического обеспечения для всех этапов жизненного цикла, в том числе и для этапа эксплуатации.
В соответствии со статьей 5 Технического регламента о безопасности зданий и сооружений на этапе эксплуатации должно происходить поддержание на требуемом уровне проектных значений параметров и характеристик, установленных в соответствии с требованиями безопасности. Определенный уровень параметров и характеристик должен поддерживаться техническим обслуживанием здания и подтверждаться оценкой соответствия требованиям Федерального закона и проектной документации. Мероприятия по оценке соответствия зданий и сооружений разделяют на добровольные и обязательные. К добровольной оценке относятся обследование объектов, состояний их оснований, конструкций, сетей и систем. Обязательная оценка соответствия осуществляется посредством: эксплуатационного контроля и государственного контроля (надзора). В данном Регламенте и в описанных процессах и процедурах полностью отсутствуют упоминания возможностей применения информационных моделей зданий.
В свою очередь основным нормативным документом, регламентирующим состав и содержание проектной документации, является Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 №87 «О составе разделов проектной документации и требованиям к их содержанию». Все требования к обеспечению безопасной эксплуатации зданий непроизводственного назначения описываются в 10 разделе проектной документации. В текстовой части этого раздела для здания непроизводственного назначения необходимо указывать следующие сведения:
- требования к способам проведения мероприятий по техническому обслуживанию;
- сведения о минимальной периодичности проведения мероприятий на этапе эксплуатации для обеспечения безопасности зданий (проверки, осмотры, обследования и мониторинг состояния здания и его частей);
- сведения о допустимых значениях эксплуатационных нагрузок на здание и его части;
- описание организационно-технических мероприятия по обеспечению пожарной безопасности здания;
- сведения о сроках эксплуатации здания и условиях их продления;
- сведения о нормативной периодичности выполнения работ по капитальному ремонту;
- меры безопасности при эксплуатации подъемно-транспортного оборудования (при наличии);
- перечень требований энергетической эффективности и сроки, в течение которых должно быть обеспечено их выполнение;
- сведения о размещении скрытых устройств (электрических проводок, трубопроводов и пр.);
- описание технических средств и обоснование проектных решений, направленных на обнаружение взрывных устройств, оружия и боеприпасов.
Графическая часть Раздела 10 проектной документации должна содержать схему расположения технических средств и устройств, направленных на обнаружение взрывных устройств, оружия и боеприпасов. Пунктом 3 Постановления предусмотрено представление данных проектной документации в форме информационной модели.
Переходя непосредственно к регламентации процессов, документов и данных на этапе эксплуатации здания непроизводственного назначения необходимо отметить СП 255.1325800.2016 «Свод правил. Здания и сооружения. Правила эксплуатации. Основные положения». Свод правил устанавливает общие эксплуатационные требования к зданиям в условиях нормальной эксплуатации (исключение – особо опасные, технически сложные и линейные объекты). В данном документе приводятся основные термины и определения, виды эксплуатационной безопасности и классы заданий по типам эксплуатационных режимов, организационные основы мероприятий в рамках эксплуатации и требования к составу, ведению и хранению технической эксплуатационной документации, а также нормативные ссылки на документы, регулирующие более узкие области (пожарную безопасность, энергосбережение, эксплуатацию инженерно-технических систем и пр.).
Согласно пункту 5.11 СП 255.1325800.2016 основными эксплуатационными характеристиками здания являются:
- функциональная пригодность – способность здания сохранять свои функции в течение всего срока эксплуатации;
- безопасность (механическая, пожарная, для пользователей здания, уровень воздействия на окружающую среду, энергетическая эффективность);
- надежность – способность здания и его отдельных частей выполнять требуемые проектные функции на протяжении всего расчетного срока эксплуатации;
- ремонтопригодность – свойство здания или его части, характеризующее их приспособленность к предупреждению и устранению неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов;
- долговечность – способность здания сохранять прочностные, физические и другие свойства, устанавливаемые при проектировании и обеспечивающие его нормальную функциональность в течение всего срока эксплуатации.
Именно качественные и (или) количественные значения перечисленных параметров необходимо поддерживать на требуемом законодательством уровне для обеспечения нормальных условий эксплуатации. Фиксирование значений производится в технической документации, которая согласно разделу 18 СП 255.1325800.2016 разделяется на два типа: длительного хранения и заменяемой в связи с истечением срока ее действия.
Документами с длительным сроком хранения являются:
- техническая документация здания (генеральный и ситуационный планы, акты приемки здания в эксплуатацию, исполнительная документация, заключения по итогам общего мониторинга состояния здания, паспорт здания и участка);
- сведения об ограничениях функционирования здания;
- эксплуатационный паспорт;
- энергетический паспорт;
- санитарный паспорт;
- паспорт безопасности (в определенных законодательством случаях);
- паспорт систем инженерно-технического обеспечения и системы мониторинга состояния несущих конструкций здания;
- журнал эксплуатации здания.
Документацию этого типа рекомендовано корректировать по мере необходимости (переоценка основных фондов, изменения технического состояния и пр.).
К документации, заменяемой в связи с истечением срока её действия, относят:
- отчеты об осмотрах здания, обходные листы;
- планы материально-технического обеспечения мероприятий по эксплуатации;
- сведения о работах по эксплуатации;
- ведомости затрат на техническое обслуживание, ремонт, содержание здания, коммунальные услуги;
- сведения о текущем и капитальном ремонтах (проекты, сметы, ведомости, акты приемки работ);
- протоколы различных измерений параметров систем инженерно-технического обеспечения и оборудования здания;
- инструкции по проведению работ технического обслуживания зданий, их элементов и систем;
- инструкции о мероприятиях по обеспечению антитеррористической безопасности;
- инструкции по охране труда для персонала, осуществляющего эксплуатацию;
- изменения и дополнения к документации;
- прочее.
В рамках данной статьи остановимся подробнее на изучении условий, требований и составе документации, оформление которой необходимо в процессе эксплуатации многофункциональных торговых комплексов (МТК). Этот выбор обусловлен масштабностью подобных сооружений, а также значимостью МТК для девелопмента и комплексного развития территорий [4, 5].
Для зданий выбранного типа функционального назначения утверждены специальные эксплуатационные требования, описанные в СП 306.1325800.2017 «Свод правил. Многофункциональные торговые комплексы. Правила эксплуатации». Свод правил предназначен для применения службами, осуществляющими эксплуатацию, ремонт и контроль технического состояния и условий эксплуатации здания и его частей, а также проектными организациями при разработке Раздела 10 проектной документации. Требования и правила, описанные и установленные СП 306.1325800.2017, разработаны с учетом следующих особенностей использования и функционирования МТК:
- массовое пребывание людей;
- сложность объемно-планировочных решений;
- многообразие организаций, арендующих помещения;
- наличие, складирование и перемещение больших объемов товаров;
- различие функционального назначения отдельных частей здания.
В связи с этим, разделом 11 СП 306.1325800.2017 определены дополнительные условия для состава и содержания технической эксплуатационной документации МТК. Среди основных отличий от базовых требований к разработке Раздела 10 проектной документации можно выделить следующие: обязательные приложения к паспорту на здание (схемы планов, разрезов и фасадами, перечень требований по обеспечению нормальной эксплуатации здания), а также установленный перечень документов для поддержания уровня пожарной безопасности (различные положения и инструкции). Помимо этого, в приложениях к своду правил приведены перечни основных работ, периодичность и максимальные сроки по текущему и капитальному ремонту МТК, а также формы технического журнала, эксплуатационного паспорта и акта приемки.
Тем не менее, в СП 306.1325800.2017 нет упоминаний про использование информационной модели здания в процессе эксплуатации. В то же время в крайней редакции СП 255.1325800.2016 от 19.05.2023 пункт 5.14 определяет два нормативных документа (СП 333.1325800.2020, ГОСТ Р 57311-2016), требованиям которых должна удовлетворять информационная модель объекта при эксплуатации здания.
Одним из двух упомянутых актов является ГОСТ 57311 - 2016 «Моделирование информационное в строительстве. Требования к эксплуатационной документации объектов завершенного строительства». Национальный стандарт РФ устанавливает верхнеуровневые требования к эксплуатационной модели здания (ЭИМ) и к организации процесса управления информацией об объекте. Согласно п. 4.1. В состав эксплуатационной модели любого объекта должны выходить:
- исполнительная 3D модель (включая атрибуты);
- проектная и рабочая документация;
- исполнительная документация;
- эксплуатационная документация.
Более детальная информация для реализации информационных моделей представлена во втором из ранее упомянутых документов - в СП 333.1325800.2020 «Свод правил. Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла». Важным уточнением является то, что данный свод правил распространяется только на объекты, цифровые двойники которых подлежат размещению в различных государственных информационных системах обеспечения градостроительной деятельности (ГИС ОГД). Свод правил дополняет понятие информационной модели задания до цифровой информационной модели объекта капитального строительства (ЦИМ ОКС), устанавливает уровни их проработки и состав для каждого этапа жизненного цикла, а также определяет требования к атрибутивному составу и геометрической детализации отдельных элементов ЦИМ.
В соответствии с пунктом 5.2 свода правил эксплуатационная информационная модель (ЭИМ) содержит взаимосвязанные графические и атрибутивные данные, которые обеспечивают выполнение работ по эксплуатации здания (архитектурные, технические и технологические параметры объекта, включая регламенты и технологические карты технического обслуживания). Уровень проработки ЦИМ на любом этапе жизненного цикла, в т.ч. и на этапе эксплуатации, устанавливает соответствие требованиям к атрибутивному составу и геометрической детализации (9 и 10 разделы).
В приложении Г дана детальная информация по атрибутивному составу. А именно: приведены классы элементов (например, архитектурно-конструктивные решения) и типы элементов (например, фасад), а также установлено соответствие между типами элементов и группами атрибутов (например, тип элемента - здание; группа атрибутов - характеристики здания). В Приложении Д эта информация расширяется и дополняется описанием атрибутов с привязкой к уровню детализации цифрового двойника в зависимости от этапа жизненного цикла объекта.
Согласовано примеру из Приложения Ж СП 333.1325800.2020 задачами применения ТИМ при эксплуатации здания могут являться:
- планирование технического обслуживания и ремонта, мониторинг эксплуатационных характеристик, а также управление эксплуатацией на основе использования атрибутивных и геометрических данных из ЦИМ в различных автоматизированных системах;
- моделирование чрезвычайных ситуаций.
Наиболее полным нормативно-техническим актом, описывающим детальные требования к созданию цифровых двойников, на данный момент является разработанная Департаментом строительства города Москвы «Методика формирования требований к цифровой информационной модели (ЦИМ) объекта капитального строительства». Документ устанавливает требования к объему и составу атрибутивной информации ЦИМ ОКС и её элементов, а также определяет минимальный и расширенный наборы целей для формирования и ведения информационных моделей на каждом этапе жизненного цикла объекта.
В рамках этого исследования среди целей формирования ЦИМ ОКС можно выделить – эксплуатацию и обслуживание, а также мониторинг технического состояния и планирование обслуживания объекта капитального строительства [6, 7]. Согласно методики, использование ЦИМ позволит упростить управление объектом на этих этапах жизненного цикла путем автоматического формирования графиков ремонта, техобслуживания, инвентаризации и пр.
В приложениях Методики описаны атрибуты цифровых информационных моделей по разделам проектной документации (архитектурные решения, конструктивные решения, инженерное оборудование и сети).
Результаты
Результат данного исследования представлен в табличной форме. Таблица 1 была создана с целью подтверждения или опровержения идеи о том достаточно ли информации содержится в цифровом двойнике, чтобы грамотно управлять зданием на этапе эксплуатации. Разработанная таблица указывает на наличие или отсутствие атрибутов, необходимых для заполнения одного из важнейших документов на этапе эксплуатации - эксплуатационного паспорта. В рамках данной статьи представлен сокращенный набор параметров. За основу источника данных о цифровой информационной модели здания были выбраны описанные выше СП 333.1325800.2020 и Методика Департамента строительства (ДС) города Москвы.
Таблица 1
Соответствие атрибутивных составов эксплуатационного паспорта МТК и ЦИМ ОКС
|
Атрибуты |
Тип данных |
Наличие по СП 333 |
Наличие по Методике ДС |
Примечание |
|---|---|---|---|---|
|
||||
|
Габаритные размеры в плане: |
||||
|
В осях |
Текст |
Нет |
Нет |
|
|
Длина |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Ширина |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Размеры пролетов: |
||||
|
В осях |
Текст |
Нет |
Нет |
|
|
Значение |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Шаг колонн |
||||
|
В осях |
Текст |
Нет |
Нет |
|
|
Значение |
Число |
Да, Г.1 |
Нет |
Расчётная величина |
|
Сведения по этажам |
||||
|
Номер этажа |
Число |
Да, т.Д.131 |
Нет |
|
|
Наименование |
Текст |
Да, т.Д.131 |
Нет |
|
|
Отметка |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Высота этажа |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Помещения на этаже |
||||
|
Номер |
Число |
Да, т. Д.1 |
Да, А.1 |
|
|
Высота помещения |
Число |
Нет |
Да, А.1 |
|
|
Примечание |
Текст |
Нет |
Нет |
|
|
Площадь здания |
Число |
Да, т.Д.120 |
Нет |
Расчётная величина |
|
Площадь застройки |
Число |
Да, т.Д.120 |
Нет |
Расчётная величина |
|
Строительный объем здания |
||||
|
Общий |
Число |
Да, т.Д.120 |
Нет |
Расчётная величина |
|
Подземной части |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Общая площадь помещений с санитарно-техническим оборудованием |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Площади помещений различного назначения |
||||
|
Общая |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Вид помещения |
Текст |
Да, т.Д.1 |
Да, т.А.1 |
|
|
Площадь |
Число |
Нет |
Да, т.А.1 |
Расчётная величина |
|
Расположение |
Текст или число |
Нет |
Да, т.А.1 |
|
|
Водоотвод с покрытия здания |
Текст |
Да, Г.1 |
Нет |
|
|
Абсолютная отметка условного нуля |
Число |
Нет |
Нет |
|
|
VI. Площади помещений с различными характеристиками эксплуатационной среды. |
||||
|
Площади помещений, отличающихся по характеру требований к температурному режиму |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
|
Номера осей |
Текст |
Нет |
Нет |
|
|
Этаж |
Номер |
Да, т.Д.131 |
Да, т.А.1 |
|
|
Наименование помещения или его номер по экспликации на схеме |
Число или текст |
Да, т.Д.1 |
Да, т.А.1 |
|
|
Вид помещения по характеру требований к температурному режиму |
Текст |
Да, т.Д.1 |
Нет |
|
|
Площадь обслуживания |
Число |
Нет |
Нет |
Расчётная величина |
Выводы
В ходе исследования был проведен детальный обзор нормативно-технической и законодательной базы при эксплуатации зданий непроизводственного назначения как стандартными методами, так и с использованием технологии информационного проектирования.
Проведенная работа позволила сделать следующий вывод: на данный момент обязательный документ на этапе эксплуатации - эксплуатационный паспорт – не может быть полностью заполнен данными из цифровой информационной модели. Это указывает на недостаточность атрибутивного состава ЦИМ ОКС и обуславливает необходимость совершенствования нормативных документов в части соответствия требований между стандартными методами эксплуатации и с учетом применения ТИМ.
Дальнейшая проработка вопроса связана с анализом оставшейся документации, процессов и участников для формирования методики управления информацией на этапе эксплуатации с применением ТИМ.
1. Король. Е.А. Развитие методологии формирования нормативной базы в области эксплуатации зданий и сооружений и модернизация образовательных программ // Вестник МГСУ. - 2017. - Т.12, Вып. 10 (109). - С. 1082-1089. doi:https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.10.1082-1089.
2. Адамия Д.Д., Иванов В.В., Панов А.В., Рябова Е.А. Информационная модель объекта строительства на этапах проектирования, строительства и эксплуатации // Студент года 2021 : матер. междун. уч.-исслед. конк., Петрозаводск 19 мая 2021 г./ ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет». - Петрозаводск: МЦНП «Новая наука», 2021 - С. 81-85. doi:https://doi.org/10.46916/02062021-7-978-5-00174-249-4.
3. Травуш В.И., Гурьев В.В., Дмитриев А.Н., Дорофеев В.М., Волков Ю.С. О концепции развития нормативно-технической базы строительных объектов в период их эксплуатации // Academia. Архитектура и строительство. - 2021. - Т.1. - С.121-133. doihttps://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-1-121-133.
4. Трусунбаева Т.Ж., Трибельская Е.Г. Многофункциональные общественные пространства в современных торговых комплексах // Системные технологии. - 2020. - №1 (34). - С. 116-122.
5. Кулимова А.Д., Власова М.Ф. Многофункциональные комплексы как новая тенденция развития торговых центров // Российские регионы в фокусе перемен : матер. XIV междун. конф., Екатеринбург 14-16 ноября 2019 г./ ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». - Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2020. - С. 115-116.
6. Пученков И.С., Евтушенко С.И. Создание информационной модели здания в среде общих данных // Строительство и архитектура. - 2021. - Т. 9, Вып. 1 (30). - С. 46-50. doi:https://doi.org/10.29039/2308-0191-2021-9-1-46-50
7. Евтушенко С.И., Осташев Р.А. Разработка IFC маппинга для выгрузки информационных моделей архитектурных решений // Строительство и архитектура. - 2022. - Т. 10, Вып. 2 (35). - С. 91-110. doi:https://doi.org/10.29039/2308-0191-2022-10-2-91-110
