Особенности промышленного строительства: от проектирования к эксплуатации

Поговорим о том, чем проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию промышленных объектов отличается от реализации гражданских и инфраструктурных.

Что такое промышленное строительство

Промышленное строительство подразумевает возведение новых объектов, связанных с производством, хранением сырья и готовой продукции, а также реконструкцию, техническое перевооружение, расширение и модернизацию уже действующих промышленных предприятий. Реконструкция или техперевооружение — более сложная и дорогостоящая процедура по сравнению со строительством с нуля. Помимо капитального ремонта она может потребовать изменения характеристик здания (этажности, инженерных систем, коммуникаций и др.), конструктивных элементов и технологического оборудования.

Промышленные объекты вне зависимости от отрасли подразделяют на четыре основные группы:

1. Производственные
2. Энергетические
   
3. Здания транспортно-складского хозяйства
   
4. Вспомогательные здания/помещения
   

К каждому объекту требуется индивидуальный подход. Строительство включает множество этапов и предполагает взаимодействие специалистов различных областей, в том числе зарубежных представителей для шеф-монтажных и пусконаладочных работ (если поставляется импортное оборудование).

Специфика промышленных объектов

Все здания и сооружения промышленного предприятия обязаны соответствовать действующим стандартам, требованиям и нормам строительного законодательства, энергоэффективности и экологии, обладать высокими технико-экономическими показателями, быть безопасными и надежными во время длительной эксплуатации.

При выборе территории для строительства нужно учитывать нюансы грунта, рельефа, расположение сточных вод и другие факторы. Анализ местности на этапе подготовки исходно-разрешительной документации и планирования работ особенно важен, если в процессе производства образуются вредные вещества и опасные отходы, которые необходимо утилизировать.

Отличительные особенности промышленного строительства:

• широкое разнообразие конструкторских и планировочных решений
  
• повышенные требования к качеству железобетонных конструкций, к проектированию, изготовлению и монтажу технологического оборудования
  
• трудоемкость и высокая стоимость строительно-монтажных и пуско-наладочных работ
  
• адаптация к специфике производства
  

Проектирование промышленных объектов

При проектировании промышленных объектов, в отличие от гражданских и инфраструктурных, необходимо учитывать множество дополнительных факторов: планировку производственного процесса, площади под технологическое оборудование, склады, грузоподъемные механизмы, подъездные пути, пандусы для грузовой техники и другие инженерные коммуникации.

Конструкцию рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить безопасность работников на производстве, противопожарную защиту, возможность технической модернизации и перевооружения, а также соответствие нормам экологии и защиты окружающей среды. При этом здание должно быть не только функциональным и технологичным, но и эстетичным с точки зрения архитектуры, чтобы формировать правильное впечатление о бренде.

Проектная документация:

• определяет функциональность, безопасность, технические характеристики и эргономику здания
• учитывает требования к технологическому оборудованию
  
• включает требования базового и детального инжиниринга
  
• описывает комплекс строительно-монтажных и пусконаладочных работ
  
• отражает интересы и цели заказчика
  

Специалисты компании, проектирующей промышленные здания, должны обладать высокой квалификацией: разбираться и в инженерных системах, и в технологических процессах, и в современном оборудовании.

Строительство промышленных объектов

Особенности и методы строительства

Промышленный объект — это комплекс связанных между собой помещений, куда, в отличие от гражданских зданий,  входят производственные линии и сложные элементы технологического производства.  Промышленные здания строят по четырем конструктивным схемам: стеновой, каркасной, монолитной или объемно-блочной.

Для новых промышленных объектов чаще используется каркасная технология — с несущей системой колонн, стоек, балок и диафрагм. Внутри устанавливаются легкие перегородки для обустройства помещений. На завершающем этапе возводятся стены и крыша. 

В каркасном методе используются сборные железобетонные изделия, металлические конструкции и облицовочные сэндвич-панели, которые придают зданию прочность, долговечность и превосходные эксплуатационные характеристики. Все это позволяет значительно сэкономить на стоимости материалов, уменьшает трудоемкость работ и увеличивает скорость реализации проекта в сравнении с современным гражданским строительством, в котором здания преимущественно монолитные, каркасно-панельные или крупнопанельные, кирпичные и из блоков. При этом в жилом здании часто требуется создание объемной подземной части с парковкой и кладовками, разнообразные виды отделки и благоустройство придомовой территории с элементами ландшафтного дизайна.

Этапы строительства промышленного объекта

Строительство промышленного объекта включает определенные этапы:

• подготовка строительной площадки в соответствии с проектом организации строительства/проектом организации работ (ПОС/ПОР)
• производство земляных работ и устройство котлована
  
• разметка свайных и железобетонных фундаментов
  
• устройство фундаментов и оснований
  
• устройство гидроизоляции
  
• изготовление элементов металлических конструкций каркасов с их грунтовкой и защитой от коррозии
  
• монтажные работы по возведению каркаса здания и конструктивных элементов
  
• проведение монтажных работ по устройству стеновых ограждений, фасада и кровли
  
• монтаж направляющих рельс, технологического грузоподъемного оборудования и прочих элементов инженерных коммуникаций (наружных и внутренних)
  
• устройство железобетонных оснований полов и напольных покрытий
  
• устройство внутренних стен и перегородок производственных помещений, установка дверей, окон и монтаж ворот
  
• производство отделочных работ, огнезащита и окраска технологических инженерных коммуникаций
  
• монтаж основного и вспомогательного технологического и специализированного оборудования
  
• проведение индивидуальных испытаний и комплексных пуско-наладочных работ производственного и технологического оборудования
  

Материалы

Для промышленных объектов необходимы качественные, надежные и долговечные материалы, которые способны выдерживать большие нагрузки и агрессивные среды производства (химические реактивы, токсичные материалы и т.п.).

Все строительные материалы должны соответствовать нормам конкретного производственного и промышленного объекта. То есть важно учесть параметры и условия, в которых будут проводиться какие-либо работы или храниться готовая продукция, материалы, вещества. Например, если в здании планируется размещение массивного оборудования, соответствующие конструкции выполняются из более «тяжелых» бетонов с повышенными прочностными характеристиками. А для усиления противопожарной защиты применяются более огнестойкие материалы и составы покрытий.

Системы инженерного обеспечения

Помимо стандартных инженерных систем обеспечения (отопление, вентиляция, кондиционирование, электроснабжение) на промышленных объектах, как правило, необходимы высокоэффективные и более сложные инженерные системы и технологические трубопроводы для разных сред (водо- и воздухоснабжения, газоснабжения, масло- и кислотопроводов), высокопроизводительные системы вентиляции и охладителей, высоковольтные установки электроснабжения, а также сложные автоматизированные системы управления и контроля технологических процессов.

Эти системы должны быть смонтированы, установлены и настроены на соответствующем уровне, чтобы обеспечить заданные параметры и эффективную работу. Отсюда — необходимость в высокой квалификации производственных рабочих и обслуживающего персонала.

Последовательность и продолжительность строительства

Основная особенность возведения промышленных зданий заключается в сложном комбинировании собственно строительства с монтажом технологического и инженерного оборудования и коммуникаций. В связи с чем разработка организационно-технологической документации (проект производства работ, технологические карты) и детализация календарных планов и линейных производственных графиков имеют свою специфику. 

Продолжительность строительства промышленных сооружений не должна превышать нормативную согласно СНиП 1.04.03-85. То есть нормы строго определяют максимально допустимую продолжительность строительства для новых и расширения действующих предприятий. Для жилых зданий определены общие методические положения и расчетные показатели по нормированию продолжительности строительства согласно МДС 12–43.2008, а также директивные (плановые) сроки, установленные заказчиком (инвестором).

Сроки строительства промышленных объектов зависят в основном от сложности и объемов монтажа технологического оборудования и его пусконаладочных работ, а жилых — от особенностей архитектуры, технико-экономических показателей и отделочных изысков проекта.

Уже на стадии проектирования промышленного здания следует предусматривать такую технологию возведения объекта и его частей, чтобы сроки реализации всего проекта были минимальны. Необходимо учесть условия строительства, уровень унификации, типизации и стандартизации проектных решений. В первую очередь строят технологические цеха, каркасы и пролеты с устройством фундаментов под монтаж самого сложного оборудования.

Для этого используются поточные методы организации работ, которые позволяют представить рабочий процесс в виде последовательных специализированных потоков. При этом объекты делятся на монтажные и производственные участки, и технологические узлы. Монтажный участок — часть здания с площадками складирования и укрупнения, в ее пределах бригада полностью осуществляет комплексный строительный процесс. Монтажный участок может быть разделен на захватки, в которых используются одинаковые методы и процессы, происходит выполнение строительных и монтажных операций. 

При выборе поточной схемы монтажа оборудования и трубопроводов следует отдавать предпочтение такому направлению, при котором создаются условия для достижения технической готовности в короткие сроки (для производства автономного испытания и наладки в пределах одного технологического узла, единицы оборудования, установки и т.п.). Узел – конструктивно и технологически обособленная часть возводимого промышленного объекта. Техническая готовность узла после завершения строительно-монтажных работ позволяет произвести пусконаладочные работы и опробование агрегатов, механизмов и устройств.

Читайте также наши статьи о Применение циклограмм и сетевых диаграмм в строительстве.

Особенности планирования работ

В промышленном и технически сложном строительстве (и реконструкции) обычно применяется узловой метод организации планирования и управления. Он подразумевает возведение зданий в виде конструктивно и технологически обособленных узлов, связанных между собой общей технологической схемой заводского производства.

В настоящее время все чаще используется «пакетно-узловой метод» (ПУМ), или Advanced Work Packaging (AWP, «прогрессивное пакетирование работ»), основанный на декомпозиции работ на «пакеты» («узлы»). «Пакет» — это строительные работы, которые полностью обеспечены документацией, разрешениями, материалами, механизмами, инструментом и оснасткой и запланированы для выполнения в течение одного отчетного периода. Применение ПУМ создает основу для повышения производительности и снижения сроков реализации проекта.

Для крупных промышленных комплексов характерно наличие доостановочного, остановочного и послеостановочного периодов. Это важно учитывать при реконструкции и техперевооружении в условиях действующего производства.

Отдельно стоит принимать во внимание продолжительность остановочного периода. Остановочный период — часть основного периода строительства или реконструкции, которая определяется минимально возможным временем, необходимым для замены технологического оборудования и для выполнения связанных с этим строительных, монтажных и специальных работ. При таких обстоятельствах уровень детализации линейного графика может доходить до операций, а их длительность — измеряться в сутках или даже в часах.

Ввод в эксплуатацию производственного объекта

Застройщик получает разрешение на ввод в эксплуатацию производственного объекта по общей установленной законом процедуре. Но некоторые особенности все же имеются. 

В Градостроительном кодексе нет определения промышленных сооружений. При этом в сводах правил прописан их главный признак — наличие функции по переработке, созданию и хранению новой продукции (заводы, фабрики, склады).

В Правилах землепользования и застройки территории указано, что размещение промышленных строений допускается в промышленных территориальных зонах. Их официальное наименование: «объекты (1–5) класса опасности по СанПин» (где классы 1–3 – наиболее опасные, а 4 и 5 – менее). В градостроительном регламенте каждой территориальной зоны определено, какие именно классы могут располагаться на выбранном участке.

Документы

Для ввода промышленного объекта в эксплуатацию необходим, во-первых, стандартный пакет документов: расписка на обработку данных; копия паспорта; схема, отображающая расположение на земельном участке; письма о выполнении технических условий и акты от подрядной организации; выписка ЕГРН на участок. 

Во-вторых, в дополнение к нему нужно предоставить специализированную документацию:

• Технические планы не только на производственный объект, но и на технологические сооружения (к примеру, большие насосы, генераторные, конвейеры, шлакопроводы, отстойники и т.п.)
  
• Заключение Госстройнадзора региона о соответствии проектной документации и требованиям техрегламента. Если до этого не направлялись извещения о начале строительства и об окончании отдельных этапов, то ввод в эксплуатацию может быть затруднен
  
• Разрешения Ростехнадзора на допуск в эксплуатацию энергопринимающих установок потребителей электроэнергии, объектов по производству электроэнергии и электросетевого хозяйства, объектов теплоснабжения и теплопотребляющих установок
  
• Заключение Ростехнадзора о соответствии регламентам и требованиям промбезопасности. Агентство контролирует деятельность опасных производственных объектов. Если завод (или его части) попадает в этот список, его внесут в специальный реестр и с проверкой приедет инспектор. Без этого во вводе в эксплуатацию будет отказано
  

Промышленное строительство – одно из наиболее сложных направлений строительной деятельности в целом, а темпы его роста являются важным условием успешного развития государства. Создание новых заводов и фабрик определяет, насколько экономически развитой и независимой будет страна в будущем.