Всем известно, что рынок программного обеспечения очень активно развивается. Даже узкоспециализированный софт постоянно претерпевает изменения, улучшается и обретает новые версии. Конечно, на этом рынке для расчета кровли едва ли найдется и 50 наименований, а многофункциональных программных комплексов и того меньше. Чтобы лучше понять ситуацию с рынком кровельного софта, мы обратились к первоисточнику – разработчикам одной из ведущих российских «кровельных» программ «Кровля Профи». Западные разработки в нашем обзоре представлены немецкой программой SDS Profi Dachplaner, ведь именно немцы славятся своим вниманием к деталям. Кроме того, поговорив с профессиональной командой расчетчиков, использующих самые разные программные комплексы, мы попытались ответить на вопрос – что важнее, навороченная программа или профессиональный опыт?
«Кровля Профи» – русская изобретательность
Рынок российского софта по расчету кровельного материала представлен такими продуктами, как «Кровля Профи», Roof Builder, Roof , OndulineRoof, программа кровельного расчета компании БРААС, множество online-калькуляторов, представленных на сайтах фирм- продавцов кровельного материала, и др. Первые три названные программы являются наиболее известными, наиболее универсальными и, можно сказать, наиболее пригодными к профессиональному использованию. Остальные программы представляют собой узкоспециализированные калькуляторы, предназначенные для очень приблизительных экспресс-расчетов потребности материала. Чтобы поближе познакомиться с продуктом из серии профессиональных, мы обратились к разработчикам компьютерной программы «Кровля Профи».
По словам одного из авторов программы, сама идея разработки появилась в конце 1990-х годов, когда стремительно развивающийся строительный рынок подготовил базу для создания универсальной «кровельной» программы. В то время наиболее известные программы RoofCalk и Roofmaster распространялись поставщиками финской металлочерепицы Rannila со встроенной базой данных по материалам и не могли быть использованы для металлочерепицы сторонних производителей. Возникла необходимость в программе, которая позволила бы рассчитывать расход металлочерепицы любых размеров.
Написанная «с нуля», «Кровля Профи» имеет в своей основе авторские разработки алгоритмов, которые зарегистрированы в Российском агентстве по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Это, безусловно, говорит о серьезности программы и высоких показателях надежности. Программа предназначена для расчета потребности кровельного, а последние версии программы и фасадного, материала типа сайдинг на кровлю различной конфигурации с представлением схемы укладки листов на каждом скате. Расчет возможен для любых материалов прямоугольной формы, укладывающихся рядами (не в шахматном порядке): металлочерепица, профнастил, фальцевая кровля, шифер, ондулин, сайдинг и т.д. На основе многочисленных консультаций с расчетчиками, менеджерами, кровельщиками ведущих кровельных фирм авторами разработан специальный алгоритм расчета укладки и раскроя кровельного материала на кровлю заданной конфигурации и размеров.
В итоге программа рассчитывает схему укладки листов исходя из следующих предпосылок:
• Скат представляется в виде плоской многогранной геометрической фигуры с возможными вырезами так же в виде многогранников;
• Листы материала укладываются снизу вверх и слева направо или справа налево;
• Учитываются полная и полезная ширина листа (горизонтальный нахлест), а также величины замкового перекрытия (вертикальный нахлест), конькового перекрытия и капельника (карнизный свес). При расчете металлочерепицы учитывается необходимость совмещения черепичного рисунка на соседних листах, а также так называемые невыполнимые размеры, т.е. диапазоны расчетных длин листов, которые не могут быть выполнены по технологическим причинам;
• Изначально программа укладывает первый и последующие ряды листов, исходя из длины ската (высоты элемента кровли) и максимальной длины листа. Точкой отсчета является крайняя нижняя левая или правая точка элемента кровли. Точка отсчета может быть смещена вверх или вниз вручную;
• В соответствии с конфигурацией ската и имеющимися в нем вырезами определяются расчетные длины листов, которые обеспечивают гарантированное накрытие материалом площади элемента кровли, за вычетом площади вырезов;
• Каждая грань многоугольника, представляющего скат или вырез, имеет наименование, соответствующее типу доборного элемента или комплекта доборных элементов. Пользователь имеет возможность самостоятельно составлять комплекты из доборных элементов и присваивать им наименования. Программа суммирует длины граней по всей кровле (в том числе и в вырезах) отдельно по каждому наименованию. Суммарные длины граней, являющихся сопряжениями двух плоскостей, делятся пополам (опция задается пользователем). В итоге программа рассчитывает количество доборных элементов поскатно и общее количество на всю кровлю. Длину деталей и величину нахлеста задает пользователь. В случае если необходимо исключить из расчета какую-либо грань, ее задают специальным наименованием;
• Программа по заданным критериям расхода автоматически рассчитывает требуемое количество штук и упаковок двух типов саморезов для доборных элементов и двух типов саморезов для кровельного материала.
Создаваясь, изначально, для расчета кровельного покрытия, «Кровля Профи» обросла многими другими полезными функциями. Например, вы можете создать свою базу данных по кровельным материалам, а также персоналу и клиентам фирмы. В дополнение к этому, для упрощения ведения бизнеса, можно задать любую денежную единицу (рубль, гривна и т.п.) и ее курс к условной единице для учета стоимости материалов и расчета суммы заказа. Широкие возможности редактирования и большое количество настроек позволяют свести к минимуму повторение однообразных действий при работе с программой, а многочисленные настраиваемые параметры сделают ваши расчеты более точными. Что неудивительно, программа с такими особенностями оказалась наиболее востребованной в секторе фирм-продавцов кровельного материала.
Вырисовывается довольно масштабная картина многофункционального программного комплекса, управление которым подвластно только высококвалифицированному специалисту. Однако авторы заявляют следующее: «За десять лет деятельности мы приобрели около полутора тысяч зарегистрированных пользователей. За это время было всего три обращения с просьбой организовать обучение для работы с программой. Это говорит о том, что интуитивно понятный интерфейс и дополнительные справочные материалы, поставляемые в комплекте с программой, обеспечивают доступность в понимании логики и приемов работы с программой». Сфера применения программы так же широка, как и количество людей, которые могут управляться с ней самостоятельно при наличии необходимых знаний. Везде, где требуется расчет укладки, раскроя и потребности кровельного материала (индивидуальное строительство, производство и продажа кровельного материала, проектирование и строительство объектов «под ключ» и т.д.), «Кровля Профи» может использоваться как главный инструмент расчетов.
Конечно, как любая компьютерная программа, моделирующая реальный процесс, эта программа также имеет ряд теоретических допущений и ограничений. Существуют ограничения по размерам скатов, по количеству листов кровельного материала, есть и другие ограничения. Но для практического решения задачи по расчету укладки, раскроя материала, отображению схемы укладки на распечатке или на изображении – программа вполне соответствует своему предназначению.
Поскольку конкурентный рынок требует постоянной работы над программой, в ближайшее время авторы обещают пользователям новую функцию: дополнительный тип расчета – «Фасадная плитка». Рассматривается возможность задания параметров кровли и просмотр ее изображения в 3D. Также делается упор на еще большее упрощение интерфейса и доработку программы с учетом замечаний и предложений со стороны специалистов- кровельщиков.
Итак, заканчивая разговор о программе «Кровля Профи», мы можем выделить несколько факторов, которые сделали данный продукт успешным: интуитивно понятный интерфейс, понятная логика расчетов и корректность результатов. Отнесем сюда и универсальность – программа может считать большинство типов кровельных (фасадных) материалов, при этом параметры любого материала задаются и редактируются пользователем. Кроме того, для удобства пользователей существует два вида лицензирования: коробочная версия в постоянное пользование и интернет-версия, когда оплачивается определенный период пользования. Для тех, кто не уверен в необходимости покупки и хочет протестировать программу, существует полнофункциональная триал- версия на месяц. Так что выбор остается за вами.
SDS Profi Dachplaner – немецкая дотошность
А какими программными продуктами пользуются наши коллеги-кровельщики за рубежом? Заинтересовавшись этим вопросом, мы решили ознакомиться с немецкой программой SDS Profi Dachplaner.
Данный комплекс позволяет составить проект, в котором будут указаны материалы, необходимые для изготовления кровли, их количество и цена, а также затраты времени и стоимость монтажных работ. В результате проектирования программа предоставляет исполнителю работ следующие данные:
• план кровли;
• раскрой кровельного материала по отдельным скатам кровли;
• линейные размеры всех деталей и частей кровли в графическом виде (например, длина, ширина, высотная отметка карниза в любой части кровли);
• план расположения выбранных для кровли мансардных окон;
• расположение солнечных батарей (если таковые применяются);
• материалы, применяемые для изготовления слоев кровли, и их количество.
Возможности программы довольно обширны:
• графическое изготовление проекта;
• представление данных в готовом для применения в производстве виде;
• необходимые для работы расчеты (встроенный калькулятор);
• расчет потребности кровельных материалов;
• расчет затрат времени на монтаж;
• работа с различными слоями крыши;
• необходимые для проекта установочные данные;
• стоимость материалов в режиме online;
• установка проекта и исходных данных;
• оптимальное сведение данных в единый проект.
Встроенные видео и демонстрационный проект позволяют ознакомиться с работой программы заранее. SDS Profi Dachplaner позволяет проводить расчеты различных видов кровельных покрытий. Представлены металлические покрытия, цементно-песчаная черепица, сланец и керамическая черепица. Имеется возможность выбора одной из фирм- изготовителей. В зависимости от выбранной фирмы и типа кровли появляются новые данные, например, цвет черепицы или тип крепежа. Для удобства совместной работы можно присвоить проекту номер, а также задать данные руководителя, архитектора и адрес объекта. Присутствует и отдельное окно для указаний и рекомендаций.
При начале работы необходимо выбрать основополагающий тип проекта – новое строительство или ремонт, от этого зависит количество видов работ и расчет стоимости. Далее начинаются действия с техническими характеристиками кровли, первой из которых является соответствие угла наклона кровли уклону, предписанному изготовителем выбранного кровельного материала. Для каждого слоя и места кровли имеется возможность определить тип материала согласно спецификации (установленной изготовителем). Но некоторые позиции все же придется определить вручную. Например, оборудование строительной площадки: необходимость строительных лесов и организация строительства. Также можно внести данные о составе строительного подразделения для дальнейшего определения заработной платы (например, мастер, кровельщик, помощник). Выбранные опции переносятся в проект. Занеся все необходимые данные, появляется возможность подойти непосредственно к самой кровле, определив ее слои.
На выбор предлагаются следующие варианты:
• сплошной настил из доски;
• гидроизоляция;
• непроницаемая нижняя кровля;
• контробрешетка;
• обрешетка;
• кровельное покрытие;
• водосток;
• дополнительные слои.
При добавлении слоя кровли программа автоматически добавляет появившиеся возможности (например, цвет покрытия). Можно изменить порядок слоев, добавить новые и сохранить для последующего использования – при расчете другого проекта программа будет использовать выбранные установки уже автоматически. При этом всегда есть возможность удалить выбранный вариант.
Артем Михайлов, коммерческий директор компании «Мир Кровли»
Мы используем программу собственной разработки, она только для внутреннего пользования и поэтому не имеет названия. Главный плюс программы – ускорение времени расчетов, и, соответственно, времени составления коммерческого предложения. Использование программы существенно облегчает работу менеджеров. Минусы – тратится довольно много времени на вбивание информации, данных. Не все материалы можно рассчитать корректно, как и в любой программе, получается довольно грубый расчет, так как в каждом проекте клиентов довольно много индивидуальных нюансов.
При проектировании кровли существует возможность использования предоставленных программой вариантов стандартных форм крыши. Для этого необходимо указать длину и ширину здания, величину наклона каждого ската кровли, ширину карнизных и фронтонных свесов и высоту карниза. Также можно дополнительно встроить в выбранный вами шаблон кровли другую кровлю. Например, в шаблон двухскатной кровли встроить кровлю башни. Программа также предоставляет возможность выбора типа слухового окна, каминной трубы, мансардного окна, а ассистент- планировщик предлагает выбрать окна как для жилых помещений, так и для нежилых, исходя из вида помещения и типа материала оклада и рамы. Помимо этого, указывается площадь помещения и процент его освещенности с учетом света от дополнительных окон. Можно установить способ открытия окна и различные аксессуары (например, шторы), при этом на все виды окон и аксессуаров имеется спецификация. То есть, как мы видим, дополнительные настройки очень тщательно продуманы.
После завершения проектирования существует несколько вариантов дальнейших действий:
• просмотреть проект в виде двухмерной проекции или в трехмерном виде;
• проверить еще раз правильность всех данных;
• более детально рассмотреть проект.
Далее составляется общая спецификация/перечень работ, рассчитываются затраты времени и необходимое количество материалов. Кроме того, определяются варианты для вентилируемого конька и ребер в соответствующих всплывающих меню. Для каждой позиции проекта существует возможность при необходимости изменить данные. Расчеты для позиций проекта производятся с учетом коэффициента сложности, указанного в соответствующем поле. В подразделе «Сроки» можно сделать выбор между затратами времени на строительной площадке и затратами времени в цехе или на производстве. Для актуализации информации существует возможность запросить цены на необходимые материалы online. Следуя правилам хорошего тона, разработчиками предоставляется возможность в течение 20 дней ознакомиться и поработать с программой бесплатно. Что можно сказать о данной программе? По-немецки выверенная, с большим количеством скрупулезных уточнений и десятками параметров для каждого шага, она производит впечатление надежного и точного расчетного комплекса для кровли. Однако в России она почти не используется, так как программа существует только на языке оригинала, т.е. немецком.
«Хекса» – профессиональный опыт
После обзора двух программных продуктов мы решили обратиться в компанию «Хекса», известную своим профессионализмом и фундаментальным подходом к работе. Данная компания занимается решением широкого спектра задач проектирования уникальных и специальных конструкций любой сложности, численного моделирования физических процессов и расчета деталей и элементов конструкций. Безусловно, для расчетов компания должна использовать самые различные пакеты программ. И поскольку «Хекса» на рынке уже более 10 лет, мы решили узнать об «эволюции» программного обеспечения внутри компании. И получили весьма неожиданный ответ.
Стоит сказать, что фирма открывалась во время дефолта, и поэтому большая часть работы проходила на аутсорсинге и, в основном, для немецких компаний. Специалисты сумели обратить это себе во благо, «впитав» европейскую, и в частности немецкую, культуру инженерии – то, чему не учили в институтах и вообще нигде в России. Основная специализация сотрудников компании – сопромат, т.е. это команда профессиональных расчетчиков, которая пришла на строительный рынок довольно громко. Неизвестная, никогда не проводившая расчетов в строительной отрасли, компания из другой сферы сделала расчет сложнейшего объекта (Конькобежный центр в Коломне) и спасла его от разрушения. Именно эта работа смогла открыть им двери почти во все инстанции строительной отрасли.
Какие же программы используют профессионалы такого класса? Ответ генерального директора «Хексы» Александра Голубятникова был вполне однозначен – абсолютно неважно, в чем считать. «Если обратиться к истории, мы видим множество старых проектов – мосты, соборы, которые построены в XVIII–XIX вв., которые, естественно, делались без программных пакетов. Когда смотришь на них – захватывает дух! Например, купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, внутри представлен на всеобщее обозрение макет конструкции данного купола – он впечатляет, мы с инженером стояли и удивлялись – насколько грамотно все спроектировано. Таких примеров из истории архитектуры можно привести множество, самое обидное, что в нашей стране за последние 15 лет ничего подобного не построили. Весь архитектурный и строительный мир нашей страны находится под так называемым синдромом обрушений и катастроф (их количество можно увидеть на сайте http://toist.ru/board/). Это накладывает большой отпечаток на оригинальность и уникальность строительных конструкций. А упадок промышленного производства, который в последние десять лет только усугублялся, привел к тому, что ничего нормального красивого мы, к сожалению, не можем изготовить. Доказательство этому – многие спортивные объекты, строящиеся у нас в стране. Один только стадион «Зенит» в Санкт-Петербурге хорошее тому подтверждение. Это просто образец нашей беспомощности. То, что нам спроектировал покойный архитектор Кисё Курокава, и то, что все-таки когда-нибудь будет построено, на случайно оставшиеся деньги, наглядно покажет плачевное состояние нашей строительной отрасли. Поэтому говорить о программном продукте – это странно, и говорить об этом не нужно. Программный продукт – это инструмент, а у хорошего мастера всегда самый лучший инструмент, и выбирает он его самостоятельно. Что нужно, так это пользоваться инженерными знаниями, но редко где встретишь инженеров высокого уровня. А программы, они ведь создавались для облегчения работы. И, тем более, многие программы в строительстве заточены под типовое строение, такие как ЛИРА, SCAD, MicroFE. Грамотные инженеры, как правило, сами выбирают программный продукт. При решении большого круга задач это могут быть различные пакеты, и выбор нужного пакета ложится на плечи расчетчика. Но то, что можно и без программ сделать качественные вещи, доказано многими старинными строениями», – констатирует Александр Голубятников.
Безусловно, программы упрощают различные действия. Специалисты компании для своих расчетов отдают предпочтение известным мировым брендам LS-DYNA, Abaqus, Ansys CFX и др. Это бренды мирового уровня, которые позволяют решать настолько широкий спектр задач, что их можно использовать и в медицине, и в автотранспорте, и в космической отрасли. Они дорогие и созданы для решения множества сложных задач.
На Западе с 1960-х годов постепенно был взят курс на глобальную разработку расчетных комплексов. Позже они превратились в активно развивающиеся компании, создавали свои пакеты, начиняли их численными методами, на основе которых строились различные алгоритмы и модели. Пользователи также принимали активное участие в разработке программ, присылая свои наработанные процедуры, модули – и в таком интерактивном режиме включались в тестирование. Это были общие расчетные пакеты, которые потом явились брендами на мировом рынке. Сейчас это крупные компании, торгующие софтом, один диск которых продается за сотни тысяч долларов. Они вобрали в себя колоссальный объем математики, алгоритмов, методов и т.д. И пользоваться ими должны только грамотные инженеры. У нас, в России, такой фундаментальной школы разработки узкоспециализированного программного обеспечения не было. И сейчас мы видим последствия этого – недостаток мощного российского программного обеспечения и попытки взять многие российские разработки под государственный контроль.
Недавно правительство обратилось к компании с просьбой откорректировать и написать часть закона о сертификации программных средств в строительстве. Приведем ниже мнение специалистов компании относительно этого вопроса.
Основное, что может повысить безопасность уникальных объектов – это повышение ответственности надзорных и экспертных органов. Сертификация программных средств (далее – ПС) – дополнительное препятствие на пути к улучшению качества проектной продукции для строительства, получаемой с использованием этих самых ПС. В распоряжении Госстроя РФ от 15.04.1999 № 3 «О сертификации программных средств» выделены следующие цели сертификации ПС:
1. Улучшение качества проектной продукции для строительства, получаемой с использованием ПС.
2. Защита рынка ПС.
Улучшение качества проектной продукции для строительства, получаемой с использованием ПС
Разработчики ПС, как правило, не гарантируют, что их продукт будет соответствовать требованиям «Пользователя», действовать в комбинации, выбранной «Пользователем», без прерываний и ошибок, давать результаты, ожидаемые «Пользователем». Таким образом, сертификация ПС не может быть полной (а скорее, даже частичной) гарантией качества полученной проектной продукции, так как достоверность самого результата проверки ПС сертифицирующим органом обусловлена выбором конкретной тестовой задачи. При этом самих тестовых задач может быть бесконечное множество. Следовательно, сертификация ПС не способна повлиять на улучшение или ухудшение качества проектной продукции, получаемой с использованием сертифицируемого ПС. Сертификацией можно лишь условно (с некоторой достоверностью, оговоренной разработчиком ПС) подтвердить возможность сертифицируемого ПС выдавать правильное, заранее известное решение выбранных тестовых задач.
Андрей Мыслинский, зам. коммерческого директора компании «Браас»
Программа, которую мы используем для расчета кровли – это внутренняя разработка компании, ее рабочее название «Комплектация кровли». Плюсы программы: она считает кровлю по введенным геометрическим размерам – площадь, коньки и прочее. Не нужно рисовать крышу, необходимо просто ввести данные, после чего программа сама делает расчеты всех кровельных материалов. Одним нажатием кнопки она рассчитывает все виды кровли – всех профилей и цветов, после этого нам всего лишь нужно выбрать нужный для данного проекта материал, из уже рассчитанных. Продавая свой кровельный материал, мы можем делать расчеты и по нему. Таким образом, мы мгновенно может оценить, сравнить, насколько мы конкурентоспособны относительно материалов других фирм, так как видим сразу все результаты. Периодически мы добавляем материалы в базу программы или убираем старые. Таким образом, мы всегда в курсе как своих материалов, так и продукции конкурентов. Также в программе можно считать и водосливы. Минусы программы: как и в почти любой другой программе, все обновления базы данных необходимо производить вручную.
Защита рынка ПС
Если допустить, что сертификация ПС не способна повлиять на «улучшение» или «ухудшение» качества проектной продукции, то необходимость защиты рынка ПС от чего-либо полностью отпадает. Таким образом, все ПС уравниваются в смысле получения с их использованием проектной документации «улучшенного качества». Ситуация с изначально равноправными участниками свободного рынка вообще характерна для современной рыночной экономики, эффективность которой с точки зрения «улучшения качества» производимого продукта доказана временем.
О сертификатах соответствия требованиям нормативных документов
Из распоряжения Госстроя РФ от 15.04.1999 № 3 «О сертификации программных средств»: «…Рекомендовать организациям, выполняющим проектно-изыскательские работы для строительства… использовать программные продукты… имеющие сертификаты соответствия требованиям нормативных документов, действующих на территории РФ…».
Проанализировав список «сертифицированных» на настоящий момент программных продуктов, можно сделать вывод, что под соответствием требованиям нормативных документов, действующих на территории РФ, по сути, подразумевается относительное удобство (благодаря программной встроенности в ПС) использования методик проектирования, описанных в указанных нормативах. Это не гарантирует правильность применения методик в каждом конкретном случае. Ответственность за результат, полученный на основе той или иной методики (например, методики расчета), в конечном счете, лежит на инженере-проектировщике (организации- исполнителе проекта).
Проектная документация для строительства большинства особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, на которых в последние годы происходили аварии, зачастую сопровождавшиеся или, по счастливой случайности, не сопровождавшиеся человеческими жертвами, выполнена с использованием сертифицированных ПС. Однако в большинстве заключений по расследованиям указанных аварий в качестве причины происшедшего указываются ошибки проектировщиков. Можно констатировать, что любой набор сертифицированных ПС получения проектной продукции не позволяет проектировщику гарантировать надежность и безопасность объекта проектирования. Причины, по которым происходит подобное, нужно искать среди систематических недоработок и ошибок в существующих методиках подготовки и контроля проектной продукции для строительства и, не в последнюю очередь, в ограничении сертифицирующими организациями выбора инструментария для проектировщиков. Рассмотренное распоряжение Госстроя РФ от 15.04.1999 № 3 «О сертификации программных средств» адресовано организациям, выполняющим проектно- изыскательские работы, и разработчикам ПС и носит рекомендательный характер. «Необязательность» указанного распоряжения полностью объяснима вышесказанным.
Расчеты конструктивных и технологических решений, используемых в проектной документации особо опасных, технически сложных и уникальных объектов
Расчеты конструктивных и технологических решений являются важнейшей частью проектной документации, особенно при проектировании особо опасных, технически сложных и уникальных объектов. Подходы к расчету таких объектов фактически стали неотличимы от проведения научных исследований и разработок только применительно к объекту строительства. Таким образом, очевидным является повышение наукоемкости области проектирования указанных объектов, которое сказывается в первую очередь на повышении требований к методикам проектирования, а именно к методикам проведения расчетов.
Используемые в настоящее время методики расчетов конструктивных и технологических решений объектов строительства (строительные методики расчетов) могут гарантировать надежность и безопасность лишь для типовых сооружений. Расчеты особо опасных, технически сложных и уникальных объектов требуют применения современных методик расчетов, таких, например, как методики расчетов объектов машиностроения и авиастроения. Для строительных расчетов характерно существенное упрощение элементов конструкции с сохранением основных поведенческих свойств исходной конструкции в виде эквивалентных (приведенных) характеристик, что для особо опасных, технически сложных и уникальных объектов просто недопустимо.
Сложившаяся ситуация с расчетными методиками строительных объектов усложняется существующими на данный момент функциональными возможностями Государственной экспертизы проектной документации объектов капитального строительства. Она рассматривает и выдает заключение по проекту любой сложности на так называемой стадии П, стадия же рабочей документации на экспертизу проектировщиками не подается. Такая схема одобрения проектов увеличивает скорость проведения процедуры экспертизы и положительно сказывается на темпах возведения строительных объектов, но при экспертизе проектов особо опасных, технически сложных и уникальных объектов подобный подход недопустим.
В случае обращения организации в Госэкспертизу с проектом, например, уникального сооружения часть проекта, в которой приводятся результаты расчетов конструктивных и технологических решений, направляется на рассмотрение в стороннюю организацию (например, ЦНИИСК или МГСУ) с целью получения от последней заключения непосредственно по расчетной составляющей проекта. Это связано с тем, что Госэкспертиза не в состоянии (в ее обязанности это и не входит) провести подобную работу (например, оценить надежность пространственной работы уникальных узлов соединения элементов конструкции и т.п.).
Таким образом, задача экспертизы сложных и уникальных сооружений в настоящий момент решена путем привлечения Госэкспертизой сторонних организаций (в данный момент исключительно государственных) с целью проверки (т.е. выполнения повторно своими методиками и инструментами) расчетов конструктивных и технологических решений.
В связи с вышесказанным, а также с учетом предложения об отмене сертификации ПС, необходимым видится введение дополнительных (дублирующих) проверочных расчетов конструктивных и технологических решений проектов особо опасных, технически сложных и уникальных объектов с целью получения разносторонней оценки. Дополнительные расчеты необходимо осуществлять аккредитованным на право проведения подобных мероприятий негосударственным организациям (негосударственным расчетным центрам – НРЦ), как минимум при помощи различных ПС (что, кстати, реализует исходную цель № 1 сертификации ПС), а лучше – при помощи различных методик расчета.
«В строительстве, в том числе и в образовательной сфере, присутствует стойкий шлейф старины и типовых проектов. Многие нынешние специалисты являются представителями той, старой школы типовых проектов, проектирования и расчетов. И этот большой «монстр» под крышей Госстроя очень долго «осаждал» российскую строительную отрасль. И только с перестройкой, с попыткой молодых архитекторов выйти из этого кольца банального строительства («хрущевок», панельных домов), начались неуверенные попытки проявить оригинальность инженерной мысли и новых технологий. Как мы видим на примере многих катастроф – довольно неудачно. На Западе же старая и новая школы переплетаются, иногда даже профессионал не сразу может понять, как именно построен объект, но он восхищает как чудо инженерной мысли.
А что у нас? Уникальные строения были у Нодара Канчели, но, как мы знаем, все окончилось трагедией, так как его проект опережал время. Ему мешало то самое наследие, включая Госстрой со своими законами о сертификации ПС. Оно, правда, затуманило не только Канчели. Мы считаем, что случившееся, например, с «Трансваалем» – это результат упрощения расчетной методики, применение программ и методов анализа, обычных для типовых строений. Перенося же стандартные методики на такой сложный объект, как «Трансвааль», мы получили то, что случилось. Хотя, конечно, об этом еще будут много спорить. Мы проводили расчетный анализ причин обрушения и видели, как стандартные методы расчета не смогли определить критические стадии работы конструкции», – рассказывает Александр Голубятников.
Компания «Хекса» подходит к своим расчетам с немецкой дотошностью. Для проверки результатов расчетов была организована специальная система проверки, так как нет полного доверия к программам. Эта технология повышает надежность расчетов и снижает риск ошибки. «Проверку нужно делать обязательно, ведь как программа может быть с ошибкой, так и человек может устать, появляется фактор невнимания. И если не контролировать это и не организовывать независимые технологии проверки – невозможно доверять результатам. Наш принцип в расчетах – максимально приблизиться к реальности физических процессов. Создавая модель, мы охватываем все спектры и доводим до максимальной инженерной точности», – утверждает Александр Голубятников.
Компания разработала технологию проверки результатов – алгоритмы и методики, внутренние правила компании для инженеров. Перед тем как сдать работу, инженеры должны расписаться в документе, который гарантирует, что они выполнили определенные пункты в работе и несут персональную ответственность за это. Также эта методика имеет отличный от человеческого фактора аспект, который сам может выявить ошибку. Даже если расчетчики пройдут все эти стадии, но будут нечестны, это можно выявить данным алгоритмом. Это внутренние наработки компании, которые сформировались за счет колоссального опыта, и пришли от немцев, для которых очень важно делать все максимально качественно.
Чтобы не быть голословными, приведем краткую характеристику работы над расчетами причин катастрофы в «Трансвааль-парке».
Для расчета причин обрушения конструкции и покрытия «Трансвааля» специалисты «Хекса» в качестве основного инструмента для определения напряженно- деформированного состояния (НДС) и динамических характеристик конструкции при различных видах воздействия использовали численный метод конечных элементов, реализованный в различных ПС: ЛИРА, SCAD, ANSYS, СТАДИО. При определении НДС конструкции покрытия с системой опорных колонн использовались конечно- элементные (КЭ) модели, сформированные из балочных и оболочечных элементов. Для моделирования железобетонной оболочки покрытия задавались приведенные жесткостные характеристики армированного бетона. Размерность КЭ моделей составляла от нескольких десятков до ста тысяч элементов. Для более корректного определения локальных особенностей было решено: создать КЭ модель покрытия с моделированием объемными элементами опорного контура и прилегающих к опорному контуру зон оболочки, имеющих переменную толщину; задать балочными элементами всю арматуру, установленную в объеме бетона, в соответствии с чертежами; «тонкую» часть оболочки (толщина – 70 мм) и подкрепляющие ребра задать двумерными оболочечными элементами; арматуру ребер задать балочными элементами; для бетона учесть нелинейное поведение материала с различными характеристиками на сжатие и растяжение; конструкцию опорных колонн со связями моделировать оболочечными элементами с подробной проработкой соединений и опорных узлов. В результате была получена расчетная модель, размерность которой составила порядка 2 млн элементов, что превзошло детализацию конструкции в 20 раз по сравнению с представленными ранее моделями в расчетах экспертных организаций. В модели число узлов – 1 851 000, число элементов – 1 894 000. Такой совместный метод моделирования бетона и арматуры в исследовании конструкции аквапарка был применен впервые компанией ООО «Хекса», все предыдущие расчетные экспертизы использовали упрощенную модель кровли. Здание аквапарка – уникальное, сложное по конструкции сооружение. Применение стандартных методик для оценки прочности и несущей способности давало весьма приближенный, поверхностный результат. На стадии проектирования таких уникальных сооружений недостаточно проверять несущую способность конструкции только традиционными методами. Необходимо использовать современные ПС в сочетании с мощными вычислительными комплексами. Экспертные организации, и в частности экспертиза г. Москвы, обязаны гораздо ответственней подходить к оценке уникальных проектов. При замене в проекте светопрозрачной, легкой конструкции кровли на достаточно массивную железобетонную конструкцию необходимо было провести тщательную проверку нового проектного решения, выполнить детальные поверочные расчеты, а не поверхностные прикидки прочности, которые, к сожалению, практикуются и по сей день. Если бы анализ прочности конструкции, подобный описанному выше, был проведен на стадии проектирования и принятия окончательных решений, то с большой вероятностью можно утверждать, что все ошибки проектирования были бы обнаружены. И данное сооружение не было бы построено или проект претерпел бы серьезные доработки. А самое главное – можно было бы избежать трагедии, унесшей жизни ни в чем не повинных людей.
Компания специально получила патент на свой торговый знак, чтобы доказать – это знак качества. Он ставится на всех расчетах компании и служит гарантией точности расчетов. Хочется, чтобы все компании стремились к такому и создавали конкурентную среду, и может тогда наш строительный (и не только) рынок выйдет на должный уровень.
Завершая этот небольшой обзор, хочется отметить, что в наш век технологий уже нельзя концентрироваться на чем-то одном. Использование программ без инженерного и другого профильного опыта может нести самые различные, зачастую непоправимые, последствия. Давно известно, что даже одна ошибка в проектировочных расчетах здания может унести жизни десятков людей, оказавшихся в ненужном месте в ненужное время. С другой стороны, профессиональный опыт без приложения его к современным программным комплексам не позволяет в полной мере раскрыть потенциал проекта, наглядно показать все плюсы и минусы. Кроме того, использование качественного софта в разы ускоряет и облегчает сам процесс обработки данных, что позволяет быть более мобильными и повышает конкурентоспособность. Предсказанный еще давно «союз человека и машины» становится все более крепким, и уже сложно представить, как наши предшественники смогли возвести прекрасные сооружения, которые радуют нас веками, практически во всех смыслах вручную. Но, как оказывается, и сейчас нам есть чему поучиться у инженеров прошлого. Главное – быть профессионалом, а программы помогут в этом.
Дарья Евпакова