Коробка цеха или склада — это только оболочка. Работать в ней можно лишь тогда, когда к зданию подведены электроэнергия, тепло и вода, налажен воздухообмен, смонтированы пожарная защита и связь. Именно инженерные системы превращают металлокаркас в производственный объект, и стоят они соответственно: по разным оценкам, на инженерное обеспечение приходится от 30 до 50% бюджета строительства промышленного здания.
Ошибки в составе сетей обходятся еще дороже. Недостаточная мощность подстанции не даст запустить новую линию, неправильно рассчитанная вентиляция приведет к предписаниям надзорных органов, а забытые на стадии проекта сети сжатого воздуха придется тянуть по уже готовому цеху. Разберем, какие инженерные системы промышленных зданий и складов бывают, из чего они состоят и чем отличаются требования к производству и складу.
Что такое инженерные системы здания
Законодательное определение дает Федеральный закон № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». В статье 2 закон разводит два близких понятия.
Система инженерно-технического обеспечения — одна из систем здания, которая выполняет функции водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, газоснабжения, электроснабжения, связи, информатизации, диспетчеризации, мусороудаления, вертикального транспорта или обеспечения безопасности.
Сеть инженерно-технического обеспечения — совокупность трубопроводов, коммуникаций и других сооружений, предназначенных для инженерно-технического обеспечения зданий и сооружений.
Если упростить: система отвечает за функцию (греть, охлаждать, освещать, тушить), а сеть доставляет ресурс от источника к потребителю (кабели, трубопроводы, воздуховоды). Система отопления, например, включает котельную или тепловой пункт, насосы, автоматику и отопительные приборы, а тепловая сеть — только трубопроводы, по которым идет теплоноситель. В обиходе оба термина используют как синонимы, как и выражение «инженерные коммуникации на производстве». Но при составлении технического задания на проектирование разницу полезно понимать: от нее зависит, что именно войдет в объем работ подрядчика.
Внешние и внутренние инженерные сети
Все инженерные сети промышленных зданий делятся на две большие группы по месту прокладки.
Внешние (наружные) сети подводят ресурсы от источника к зданию. Это кабельные линии и ЛЭП от питающей подстанции, водовод от городского водопровода или собственной скважины, теплотрасса, газопровод, наружная хозяйственно-бытовая и ливневая канализация, кабели связи. На крупной промплощадке к ним добавляются межцеховые сети: эстакады с трубопроводами, кабельные каналы и туннели между корпусами.
Внутренние сети распределяют ресурсы внутри здания до конечных потребителей: станков, светильников, санитарных приборов, вентиляционных установок. Сюда входят внутренние электрощиты и кабельные трассы, стояки и разводка водопровода, воздуховоды, внутренние трубопроводы отопления.
Граница между внешними и внутренними сетями обычно проходит по вводу в здание, а граница ответственности между владельцем объекта и ресурсоснабжающей организацией — по акту разграничения балансовой принадлежности. Подключение начинается с технических условий: в них сетевая компания указывает точку присоединения, разрешенную мощность или расход и требования к узлам учета. Без ТУ проектировать наружные сети бессмысленно, поэтому их запрашивают одними из первых.
Состав инженерных систем промышленного здания
Универсального перечня нет: состав систем определяют технология производства, категория помещений по пожарной и взрывопожарной опасности, численность персонала и климат региона. Механический цех, покрасочное производство и пищевой комбинат будут оснащены по-разному. Тем не менее базовый набор у всех промышленных объектов один.
Электроснабжение, заземление и молниезащита
Система электроснабжения предприятия — главная из инженерных систем: без нее не работает ни оборудование, ни остальные сети. Ее проектирование начинается с определения категории надежности по ПУЭ:
- I категория — перерыв в питании опасен для жизни людей, грозит значительным ущербом или нарушением сложного технологического процесса. Нужны два независимых взаимно резервирующих источника, перерыв допускается только на время автоматического включения резерва.
- II категория — перерыв приводит к массовому недоотпуску продукции и простою рабочих и механизмов. Также два источника, но допускается перерыв на время ручного переключения.
- III категория — все остальные потребители. Достаточно одного источника, перерыв допускается на срок до одних суток.
Типовая схема выглядит так: питающая линия 6(10) кВ приходит на комплектную трансформаторную подстанцию (КТП), оттуда напряжение 0,4 кВ подается на главный распределительный щит (ГРЩ) или вводно-распределительное устройство (ВРУ), затем через распределительные пункты — к станкам, линиям, вентиляции и освещению. Отдельно выполняют рабочее и аварийное освещение, сети питания кран-балок и подъемного оборудования. Кабели прокладывают в лотках, трубах или кабельных каналах — способ выбирают по условиям среды и механическим нагрузкам. Весь этот объем закрывает промышленный электромонтаж, и выполнять его стоит по готовому проекту, а не по месту.
Обязательная часть электроснабжения — контур заземления, система уравнивания потенциалов и молниезащита здания. Для учета электроэнергии на предприятиях все чаще ставят автоматизированные системы (АСКУЭ, АИИС КУЭ): они позволяют видеть потребление по цехам и линиям и снижать затраты на энергоресурсы.
Отопление, вентиляция и кондиционирование
Для высоких цехов радиаторное отопление неэффективно: теплый воздух уходит под кровлю. Поэтому на производстве чаще применяют воздушное отопление (воздушно-отопительные агрегаты, совмещение с приточной вентиляцией) и лучистое — газовые или электрические инфракрасные излучатели, которые нагревают рабочие зоны, а не весь объем помещения. Над воротами устанавливают воздушно-тепловые завесы, чтобы при открывании не выстужать цех.
Промышленная вентиляция решает две задачи. Общеобменная поддерживает нормативный воздухообмен во всем помещении. Местная вытяжная удаляет вредности прямо от источника: аспирация от деревообрабатывающих и шлифовальных станков, отсосы от сварочных постов, вытяжные зонты над печами и гальваническими ваннами. Чтобы не выбрасывать тепло на улицу, в приточно-вытяжных установках применяют рекуперацию.
Кондиционирование на производстве требуется точечно: в чистых помещениях, лабораториях, серверных, помещениях с прецизионным оборудованием, а также там, где технология требует стабильной температуры и влажности.
Водоснабжение и водоотведение
На промышленном объекте обычно работает несколько систем водопровода. Хозяйственно-питьевой обслуживает санузлы, душевые и столовую. Производственный подает воду на технологические нужды: охлаждение оборудования, мойку, приготовление растворов. Противопожарный водопровод питает пожарные краны и установки пожаротушения. Если производству нужно много воды для охлаждения, устраивают оборотное водоснабжение: вода проходит через градирни или охладители и возвращается в цикл, что заметно снижает расход и платежи.
Водоотведение тоже разделяют по видам стоков. Бытовая канализация отводит хозяйственные стоки, производственная — загрязненные технологические, ливневая — дождевую и талую воду с кровли и территории. Производственные и ливневые стоки нередко содержат нефтепродукты, взвеси или химию, поэтому перед сбросом их пропускают через локальные очистные сооружения: жироуловители, нефтеуловители, пескоуловители, установки нейтрализации.
Технологические сети
Это сети, которых нет в жилых и общественных зданиях и о которых чаще всего вспоминают слишком поздно. Набор зависит от производства:
- сжатый воздух — компрессорная станция, ресиверы, осушители и магистрали к пневмоинструменту, пневмоприводам и покрасочным камерам;
- газоснабжение — для печей, сушильных камер, газовых горелок и инфракрасного отопления;
- пар и конденсат — на пищевых, химических производствах и в пропарочных камерах;
- технические газы — кислород, азот, аргон, углекислота для сварки и резки;
- технологические трубопроводы — подача смазочно-охлаждающих жидкостей, масел, сырья в жидком виде.
Трассы технологических сетей нужно закладывать в проект одновременно с расстановкой оборудования: они определяют, где пройдут эстакады, где нужны проемы в перекрытиях и сколько электроэнергии заберет та же компрессорная.
Системы пожарной безопасности
Требования к противопожарной защите задает 123-ФЗ и своды правил МЧС, а конкретный набор систем зависит от категории помещений и площади. В типовой состав входят:
- автоматическая пожарная сигнализация (АПС) — дымовые, тепловые и линейные извещатели, приемно-контрольные приборы;
- система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) — от звуковых сирен до речевого оповещения и световых табло;
- автоматическое пожаротушение — водяное спринклерное или дренчерное, пенное, газовое для электрощитовых и серверных;
- противодымная вентиляция — вытяжка дыма из помещений и подпор воздуха в пути эвакуации;
- внутренний противопожарный водопровод с пожарными кранами.
Все эти системы связаны между собой: при срабатывании АПС автоматически запускается оповещение, отключается общеобменная вентиляция, открываются клапаны дымоудаления.
Слаботочные системы, автоматизация и диспетчеризация
К слаботочным системам относят все сети с низким напряжением, которые передают сигналы, а не питают оборудование: структурированную кабельную систему (СКС) и локальную вычислительную сеть, телефонию, видеонаблюдение, систему контроля и управления доступом (СКУД), охранную сигнализацию.
Над всеми инженерными системами строят уровень автоматизации и диспетчеризации. Контроллеры управляют вентиляцией, насосами и освещением по заданным алгоритмам, а данные выводятся на единый диспетчерский пульт. На современных предприятиях диспетчеризацию инженерных систем объединяют с АСУ ТП — так энергетик видит одновременно состояние сетей и загрузку оборудования.
Инженерные системы складских зданий: что учесть
Инженерные системы склада строятся по тому же принципу, но акценты другие. Технологических сетей почти нет, зато на первый план выходят пожарная безопасность, логистика и климат.
Пожаротушение. Склад — это большой объем горючих грузов на стеллажах высотой 10–12 метров и больше. Для таких объектов обычно применяют спринклерное пожаротушение, а для высокостеллажного хранения — спринклеры раннего подавления ESFR, которые рассчитаны на тушение пожара в самом начале развития. Часто дополнительно ставят внутристеллажные оросители. Под систему нужны насосная станция и резервуары запаса воды.
Доковое оборудование. Зона разгрузки — узкое место любого склада. Секционные ворота, доклевеллеры (уравнительные платформы), герметизаторы проемов и воздушно-тепловые завесы позволяют разгружать фуры без потерь тепла и с безопасной стыковкой кузова. Все это оборудование требует подвода электропитания и учитывается в нагрузках.
Температурный режим. Отапливаемый склад общего назначения обычно держит температуру в пределах +16…+22 °C, холодный склад не отапливается вовсе, а для пищевой и фармацевтической продукции нужны холодильные камеры (от 0 до +8 °C) или низкотемпературные (−18 °C и ниже). От режима зависят толщина утеплителя, мощность холодильного оборудования и, как следствие, требования к электроснабжению.
Освещение и электрика. Проходы между стеллажами освещают светодиодными светильниками с датчиками движения: свет включается только там, где работает техника. Для электропогрузчиков устраивают зарядную с отдельной вентиляцией, потому что при зарядке тяговых аккумуляторов выделяется водород.
Безопасность и учет. Видеонаблюдение по периметру и внутри, СКУД, а также СКС для работы системы управления складом (WMS), терминалов сбора данных и сканеров.
Если вы планируете новый объект, инженерные системы складского комплекса лучше закладывать еще на стадии проекта здания. Мы выполняем строительство складов из металлоконструкций с учетом всех будущих сетей.
Сравнение: инженерные сети производства и склада
| Система | Производственное здание | Складское здание |
|---|---|---|
| Электроснабжение | Высокие силовые нагрузки, часто I–II категория надежности, своя КТП | Нагрузки ниже, основные потребители — освещение, ворота, зарядная погрузчиков |
| Отопление | Воздушное или лучистое, учитываются тепловыделения от оборудования | Зависит от режима: от отсутствия отопления до поддержания +16…+22 °C |
| Вентиляция | Общеобменная плюс местные отсосы, аспирация | Преимущественно общеобменная, отдельная вытяжка в зарядной |
| Водоснабжение | Хозяйственно-питьевое, производственное, часто оборотное | В основном хозяйственно-питьевое и противопожарное |
| Канализация | Бытовая, производственная, ливневая, локальные очистные | Бытовая и ливневая |
| Пожаротушение | По категории помещений: водяное, пенное, газовое | Спринклерное, ESFR, внутристеллажные оросители |
| Технологические сети | Сжатый воздух, газ, пар, технические газы | Как правило, отсутствуют |
| Слаботочные сети | СКС, видеонаблюдение, СКУД, связь с АСУ ТП | СКС под WMS, видеонаблюдение, СКУД |
Главное различие в том, что производство «съедает» больше энергии и требует технологических сетей, а склад — более мощной противопожарной защиты и продуманной логистики разгрузки.
Нормативы, по которым проектируют инженерные сети
Основные документы, на которые опираются проектировщики и монтажники:
- 384-ФЗ — общие требования безопасности зданий и определения инженерных систем и сетей;
- 123-ФЗ — технический регламент о требованиях пожарной безопасности;
- Постановление Правительства РФ № 87 — состав разделов проектной документации, в том числе раздела о сетях инженерно-технического обеспечения;
- СП 56.13330.2021 «Производственные здания» — объемно-планировочные и инженерные требования к промышленным объектам;
- СП 60.13330.2020 — отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха;
- СП 30.13330.2020 — внутренний водопровод и канализация;
- СП 52.13330.2016 — естественное и искусственное освещение;
- ПУЭ — правила устройства электроустановок, включая категории надежности электроснабжения;
- СП 484.1311500.2020 — системы пожарной сигнализации;
- СП 485.1311500.2020 — установки автоматического пожаротушения;
- СП 7.13130.2013 — противодымная защита;
- СП 10.13130.2020 — внутренний противопожарный водопровод.
Нормы регулярно актуализируются, поэтому при проектировании нужно проверять действующую редакцию каждого документа.
Как создаются инженерные системы: от проекта до эксплуатации
Путь от идеи до работающих сетей состоит из нескольких этапов.
- Технические условия. Заказчик получает у ресурсоснабжающих организаций ТУ на подключение электроэнергии, воды, тепла, газа.
- Проектирование. Разрабатывается раздел «Сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно-технического обеспечения» (ИОС) с подразделами по каждой системе, а затем рабочая документация. Если основная нагрузка на объекте электрическая, начинать стоит с этого раздела — профессиональное проектирование систем электроснабжения задает мощность и схему питания для всех остальных систем.
- Монтаж. Прокладка наружных и внутренних сетей, установка оборудования, щитов, вентиляционных установок.
- Пусконаладка и испытания. Проверка изоляции и защит, гидравлические испытания трубопроводов, балансировка вентиляции, настройка автоматики. Подробнее об этом этапе — на странице пусконаладочных работ.
- Ввод в эксплуатацию. Оформление исполнительной документации, актов и разрешений.
- Техническое обслуживание. Плановые осмотры, замеры, ремонт — без них даже качественно смонтированные сети быстро теряют надежность.
Когда проект, монтаж и пусконаладку выполняет один подрядчик, заказчик избавляется от споров «проектировщик ошибся или монтажники отступили от проекта». Ответственность за результат несет одна компания, а сроки сокращаются за счет того, что этапы частично идут параллельно.
Заключение
Инженерные системы промышленных и складских зданий — это электроснабжение, отопление, вентиляция, водопровод и канализация, пожарная защита, слаботочные и технологические сети. Производству нужны мощная электрика и технологические коммуникации, складу — серьезное пожаротушение и оснащение зоны разгрузки. Состав сетей закладывается на стадии проекта, и именно тогда его дешевле всего сделать правильно.
Компания «ЭнергоСтандарт» больше 15 лет занимается проектированием и монтажом систем электроснабжения, промышленным электромонтажом, строительством производственных зданий и складов, пусконаладкой оборудования. Работаем по всей России, базовый офис — в Набережных Челнах. Оставьте заявку на сайте или позвоните нам — инженер оценит объект и предложит решение под вашу задачу.
Часто задаваемые вопросы
Какие инженерные системы обязательны для склада?
Минимальный набор — электроснабжение с рабочим и аварийным освещением, пожарная сигнализация и система оповещения, хозяйственно-питьевой водопровод и канализация для бытовых помещений, ливневая канализация. Нужны ли отопление и автоматическое пожаротушение, зависит от температурного режима, площади, высоты стеллажей и категории пожарной опасности хранимых грузов — это определяется расчетом на стадии проекта.
Чем инженерная система отличается от инженерной сети?
По 384-ФЗ система инженерно-технического обеспечения — это часть здания, которая выполняет определенную функцию: отопление, водоснабжение, электроснабжение. Сеть — это совокупность трубопроводов и коммуникаций, по которым ресурс доставляется к потребителю. Проще говоря, сеть — транспортная часть системы, а система включает еще источник, оборудование и автоматику.
Что относится к слаботочным сетям на производстве?
К слаботочным относят сети передачи сигналов и данных: СКС и локальную сеть, телефонию, видеонаблюдение, СКУД, охранную и пожарную сигнализацию, системы оповещения, диспетчеризацию и автоматику инженерных систем. На производстве к ним часто добавляются сети АСУ ТП и системы учета энергоресурсов.
Какая категория надежности электроснабжения нужна предприятию?
Категорию определяют не для предприятия в целом, а для отдельных групп электроприемников. Аварийное освещение, пожарные насосы, системы дымоудаления, оборудование, остановка которого опасна для людей или разрушает технологический процесс, относят к I категории. Основное технологическое оборудование, простой которого ведет к недовыпуску продукции, обычно относится ко II категории. Вспомогательные потребители — к III. Итоговую схему питания выбирают на этапе проекта по требованиям ПУЭ.
Можно ли модернизировать инженерные сети без остановки производства?
В большинстве случаев да. Работы разбивают на этапы: новые сети прокладывают параллельно существующим, переключение потребителей выполняют поочередно в выходные, ночные смены или во время плановых ремонтов. Для этого нужен проект производства работ с графиком отключений, согласованный с технологами и энергетиком предприятия.
