Что такое основы проектирования

Теоретические основы проектирования в строительстве

Начиная с этой статьи, расскажем о проектировании все, что необходимо знать предпринимателям и подрядчикам, работающим в сфере строительства. А пока узнайте о том, что такое проектирование, какие бывают виды и стадии проектных работ.

Строительство любого здания или сооружения проводится по заранее разработанному и утвержденному проекту. В зависимости от назначения объекта, его расположения и пожеланий заказчика должна прорабатываться и рассчитываться проектная и рабочая документация объекта.

Что такое проектирование

Проектирование — это процесс, направленный на определение важных характеристик объекта и его составляющих путем детализации и дополнения имеющихся сведений, составления расчетов и принятия решений по оптимизации первоначальных характеристик объекта. Итогом проектирования является проект — технически обоснованная и экономически эффективная модель возведения или реконструкции объекта.

Нормативно-правовая база в проектировании зданий и сооружений.

В Российской Федерации проектирование зданий и сооружений регламентируется следующими нормативно-правовыми документами:

Виды проектирования

В связи с разнообразием строительных задач и их отраслевой спецификой существует многочисленное количество видов проектирования.

В зависимости от строительных задач выделяют:

Важно понимать, что в строительстве зачастую используется проектирование в совокупности, а не отдельные его виды. Например, при возведении здания проводится:

Состав проектной документации

Комплект документации, разрабатываемой при проектировании зданий, может содержать такие основные разделы:

Документы на проектирование содержат материалы текстовой и графической форме. Текстовая часть содержит расчеты, пояснительную записку, ссылочные и другие материалы. В графической части приводятся чертежи и схемы зданий, входящих в состав проектируемого комплекса, конструктивных элементов, инженерных коммуникаций, планы ландшафта и другие документы.

Стадии проектирования

Выше мы уже перечислили нормативные акты, регулирующие деятельность проектной организации. Согласно национальным стандартам последовательность проектирования любого объекта или системы выполняется в несколько этапов.

Основные этапы проектирования:

На стадии предпроектной работы организация, оказывающая проектные услуги, оценивает технические и экономические показатели объекта, территории, выделенной под строительство объекта, ознакамливается со всеми исходными данными, после чего разрабатывает эскизный проект. Вместе с эскизом, заказчику передаются решения по межеванию и планировке территории.

Основной стадией является составление проектной документации на базе технического задания, ее экспертиза и утверждение в государственных организациях, а также расчет финансовых затрат на реализацию проекта.

Последней стадией проектирования, предшествующей началу строительно-монтажных работ является составление рабочего проекта. В рамках рабочей документации заказчик получает все необходимые для строительства или реконструкции чертежи, расчеты и справочную информацию об оборудовании и материалах на основании которых застройщик приступает к реализации проекта.

Заказчику необходимо понимать влияние сложности проекта на сроки его выполнения и стоимость работ. Если объект проектируется в несколько стадий, то времени и средств на его реализацию потребуется больше.

Приведем простой пример. Проектной организации поручено разработать проект электроснабжения. В зависимости от того, кто выступает заказчиком, будет разниться этапность проектирования. Для частного дома такой проект будет выполнен в одну стадию, для административного здания — в две, а проектирование электроснабжения для крупного промышленного или коммерческого объекта и вовсе будет осуществляться в 3 стадии.

Источник

Что такое проектирование: методы, основы и виды

Любые сложные начинания и производственные работы требуют соблюдения участниками проекта единого разработанного плана. Без документа, в котором бы содержалась вся подробная информация графического и текстового характера об этапах производства, слаженного взаимодействия не получится. Этот закон распространяется на все виды деятельности в большей или меньшей степени. В этой статье мы расскажем о процессе проектирования: что это такое, каков его объект и каковы основы разработки.

Из чего состоит проектная работа

В первую очередь весь пакет бумаг можно разделить на чертежи и документацию.

Любой объект в строительстве, макет разрабатываемого продукта, например, детали автомобиля или план по реконструкции жилого участка содержит схематические изображения. В ряде случаев они остаются на примитивном уровне – местоположение объектов, линии пересечения коммуникаций или расположение глаз в конструкции игрушечной куклы.

Но чаще используются многослойные планы, которые содержат ряд файлов для специализаций – в случае согласованной работы разных отделов или технически трудного выполнения изделий. Такая работа проводится на компьютере в специализированных программах – САПРах. Это позволяет оперативно обмениваться информацией, вносить коррективы по ходу производства и выполнять точные расчеты.

Документация представлена в проектах рядом актов, требований, норм и отчетов. Сюда же могут входить сметы по стоимости израсходованных материалов, рекомендации по работе конкретных специалистов, договоры и запротоколированные условия сделки – сроки изготовления и реализации объекта. Чтобы точно определить, что включает в себя проектирование, важно знать сферу, в которой оно происходит. В зависимости от нее будут добавлены или убраны из перечня чертежей и сопутствующих бумаг специализированные пункты.

Для кого предназначены проектные работы

Они используются во всех сферах производственных работ:

При этом к плану обращаются на всех этапах деятельности специалисты разных профилей.

Рассмотрим на примере конструирования и реализации любого продукта. Чтобы запустить в продажу новую модель изделия, необходимо:

Так работа с объектом проектирования – это многоступенчатая задача разных отделов и цехов. Оперативный документооборот при помощи компьютерных программ позволяет задействовать следующие стороны:

При усложнении задачи проектирования становится шире круг лиц, которые имеют доступ к проекту. Могут входить сторонние эксперты, рабочие разных сфер, многочисленные управляющие разными процессами люди. Чтобы точнее определить состав объектов и субъектов, имеющих отношение к процессу, обратимся к классификации.

Виды проектирования

По типу конечного результата:

По подходу к решению задачи:

Чем сложнее и больше задача, тем труднее вид проекта. Вместе с увеличением требований повышается многоплановость работы: появляются не только общие чертежи, но слоями накладываются планы с разных сторон, с учетом других характеристик предмета, материала. Добавляются объекты в форме 3D, так как большое значение уделено внешнему виду предмета, и без визуализации теперь никуда. И пакет документации стремительно становится шире. Теперь инженеры и производители не представляют себе возможным создать многогранный проект без специализированного программного обеспечения.

Что является объектом проектирования

Объективизация – это расположение составных частей в пространстве относительно друг друга и в зависимости от внешних обстоятельств. Согласно классификации проектируемых предметов можно выделить:

Способы работы

Основные методы проектирования – это действия, которые выполняются инженером для достижения целей. Есть следующие разновидности:

Источник

Проектирование

Существует несколько определений термина «проектирование». В основном они характеризуют его с двух сторон, как общераспространенное понятие и с научно-технической позиции [1] :

Проектирование — деятельность человека или организации (ий) по созданию проекта, то есть прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния; комплекта документации, предназначенной для создания определённого объекта, его эксплуатации, ремонта и ликвидации, а также для проверки или воспроизведения промежуточных и конечных решений, на основе которых был разработан данный объект.

От специфического для машиностроения, строительства и других отраслей науки и техники понятия «проект» (англ. design) в значении «проектная документация» следует отличать используемое в области деятельности управление проектами в контексте менеджмента понятие «проект» (англ. project, от лат. projectus — брошенный вперёд, выступающий) в значении «некоторая задача с определёнными исходными данными и требуемыми результатами (целями), обусловливающими способ её решения», «программа», «комплекс работ» и т. п.

Проектирование может включать несколько этапов от подготовки технического задания до испытания опытных образцов. Объектом проектирования является проект материального предмета.

Понятие «проектирование» не включает в себя стадию реализации проекта.

Проектирование обладает своей методологией, которая включает структуру деятельности, принципы и нормы деятельности, субъектов, объект и его модели, методы и др.

Содержание

История

Понятие конструирования

Внутри процесса проектирования, наряду с расчетными этапами и экспериментальными исследованиями, часто выделяют процесс конструирования.
Конструирование — деятельность по созданию материального образа разрабатываемого объекта, ему свойственна работа с натурными моделями и их графическими изображениями (чертежи, эскизы, компьютерные модели). Эти модели и изображения, а также некоторые виды изделий называют конструкциями.

Например, конструирование форм одежды, конструирование интерьеров, разработка конструкции машины, конструктивные и объёмно-планировочные решения объекта капитального строительства, металлоконструкция, строительные конструкции.

Слово «конструкция» часто употребляется в значении «структура», «устройство», например, конструкция предложения в лингвистике или организация эстетического материала в искусстве.

Конструирование может осуществляться:

Виды проектирования

По отраслям деятельности

По видам разрабатываемых объектов выделяют следующие виды проектной деятельности:

По подходу к проектированию

Функциональное проектирование

Любой объект служит лишь материальным носителем функции, то есть функция — первична, объект — вторичен и создается по причине невозможности иными, нематериальными средствами удовлетворить потребности людей. Так, автомобиль нужен для перевозки грузов и людей (функция — перемещать в пространстве, создан вследствие нереальности перемещения предметов только усилием мысли), назначение ручки — писать, а книги — хранить информацию и т. д.
Наряду со словом «функция» часто используется слово «назначение», особенно при рассмотрении не технических объектов.

Функциональное проектирование нацелено, прежде всего, на создание эффективно работающего объекта. Выполнение требуемой функции — главная цель и основа разработки объекта. Во внимание принимаются, прежде всего, функциональные показатели качества и показатели надёжности.

Функциональное проектирование лежало в основе массового проектирования разнообразных объектов, особенно в эпоху СССР. При индивидуальном проектировании (отдельных зданий, предметов потребления и т. д.) разработчик стремился учитывать пожелания и особенности заказчика.

Правильный выбор функции и приоритетов сильно влияли на конечный результат. Например, известна следующая шутка времён 80-х годов:

Если считать, что назначение автомобиля — езда по дорогам, то его главной частью является двигатель. Тогда разработку автомобиля начинаем с двигателя, а в оставшееся место помещаем пассажиров. Если считать, что назначение автомобиля — перевозить пассажиров, то разработку автомобиля начинаем с салона, а в оставшееся место помещаем двигатель. В итоге, в первом случае получаем «Запорожец ЗАЗ-965», во втором — «Фольксваген Жук».

Оптимальное проектирование

Процесс проектирования всегда подчинён необходимости учёта интересов двух групп людей: производителей и потребителей продукции (товаров, работ, услуг). Каждая из групп стремится к удовлетворению своих требований к продукции, часть из которых может быть взаимоисключающей. Также, процесс решения практической задачи всегда многовариантен, и перед разработчиком встаёт проблема аргументированного выбора окончательного варианта.

Например, автомобиль должен не только обладать высокой скоростью и мощностью двигателя, но и низкой стоимостью, комфортабельностью, экологичностью, быть выгодным для производителя и т. д.

Проектирование, целью которого является не только поиск функционально эффективных решений, но и удовлетворение разных, порой противоречивых потребностей людей, обоснованный выбор окончательного варианта, стали называть оптимальным проектированием (критериальным проектированием, вариантным проектированием). Активно оно начало применяться со второй половины 20 века благодаря достижениям теории принятия решений и теории исследования операций и широкому распространению вычислительной техники, позволившим разработать соответствующие методы, в обозримые сроки просчитывать многочисленные варианты и решать сложные математические задачи.

Большое значение в оптимальном проектировании отводится подготовке на этапе технического задания полного перечня требований к разрабатываемому объекту, выделению среди них показателей качества и преобразованию наиболее важных из них в критерии оптимизации. Показателен в этой связи девиз одной японской фирмы — «Мы не создаем технику, мы создаем человека».

К типовым требованиям к научно-технической продукции относят требования функциональные (показатели назначения), надёжности, технологичности, стандартизации и унификации, ограничения вредных воздействий (эргономичность и экологичность), эстетичность, экономичность, патентно-правовые. Требования к другим видам продукции во многом совпадают с перечисленными.

Системное проектирование

К концу 20 века не только существенно возросла сложность проектируемых объектов, но и их воздействие на общество и окружающую среду, тяжкость последствий аварий из-за ошибок разработки и эксплуатации, высокие требования к качеству и цене, сокращению сроков выпуска новой продукции. Необходимость учёта этих обстоятельств заставляла вносить изменения в традиционный характер и методологию проектной деятельности.

При создании объектов их уже необходимо было рассматривать в виде систем, то есть комплекса взаимосвязанных внутренних элементов с определенной структурой, широким набором свойств и разнообразными внутренними и внешними связями. Сформировалась новая проектная идеология, получившая название системного проектирования.

Системное проектирование комплексно решает поставленные задачи, принимает во внимание взаимодействие и взаимосвязь отдельных объектов-систем и их частей как между собой, так и с внешней средой, учитывает социально-экономические и экологические последствия их функционирования. Системное проектирование основывается на тщательном совместном рассмотрении объекта проектирования и процесса проектирования, которые в свою очередь включают ещё ряд важных частей, показанных на рисунке 1.

Принципы системного проектирования

Системное проектирование должно базироваться на системном подходе. На сегодняшний день нельзя утверждать, что известен его полный состав и содержание применительно к проектной деятельности, однако можно сформулировать наиболее важные из них:

Нисходящее и восходящее проектирование

Ведение разработки объекта последовательно от общих черт к детальным называется нисходящим проектированием. Его результатом будут требования к отдельным частям и узлам. Возможен ход разработки от частного к общему, что образует процесс восходящего проектирования. Такое проектирование встречается, если одна или несколько частей уже являются готовыми (покупными или уже разработанными) изделиями.

Нисходящее и восходящее проектирование обладают своими достоинствами и недостатками. Так, при нисходящем проектировании возможно появление требований, впоследствии оказывающихся нереализуемыми по технологическим, экологическим или иным соображениям. При восходящем проектировании возможно получение объекта, не соответствующего заданным требованиям. В реальной жизни, вследствие итерационного характера проектирования, оба его вида взаимосвязаны.

Например, разрабатывая при нисходящем проектировании автомобиль (от общей схемы к его частям, например, — к мотору), необходимо увязать общую компоновку с размерами и мощностью уже выпускаемых двигателей. В противном случае придётся разрабатывать применительно к данной компоновке новый двигатель, либо изменять первоначальные варианты его расположения или схему компоновки всего автомобиля.

Структура проектирования

Проектирование, как осознанная целенаправленная деятельность, обладает определённой структурой, то есть последовательностью и составом стадий и этапов разработки проекта, совокупностью процедур и привлекаемых технических средств, взаимодействием участников процесса.

В настоящее время существуют два представления структуры проектирования, подобные по форме, но различные по целям и подходам к деятельности. Это — структура в виде стадий разработки проектной документации (стадий проектирования) и структура процесса проектирования.

Стадии проектирования

Стадии проектирования регламентированы стандартами ГОСТ 2.103-68 [5] и ГОСТ Р 15.201-2000. [6] Последовательность выполнения всех стадий образует официальную структуру процесса разработки проектной документации, которая, как правило, используется при официальных взаимоотношениях между заказчиком и исполнителем или между соисполнителями работ. Сама документация необходима для отчета перед заказчиком о проделанной работе, возможности проверки или повторения разработок другими исполнителями, подготовки производства и обслуживания изделия в период эксплуатации.
Стадии создания других систем регламентируются своими стандартами, например, для автоматизированных систем — ГОСТ 34.601-90. [7]

Структура устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ внутри каждой стадии, то есть состав документации и виды работ, что помогает ответить на вопрос «Что нужно делать?» в процессе проектирования. Основные стадии структуры показаны на рисунке 2 и включают:

В процессе разработки проектной документации в зависимости от сложности решаемой задачи допускается объединять между собой ряд этапов. Этапы постановки ТЗ и технического проектирования могут входить в цикл научно-исследовательских работ (НИР), а этапы технического предложения и эскизного проектирования — образовывать цикл опытно-конструкторских работ (ОКР).

Структура процесса проектирования

Проектирование — это ещё и целенаправленная деятельность, которая обладает последовательностью процедур, ведущих к достижению эффективных решений. Соответственно, должна быть структура процесса решения задачи проектирования, которая помогает ответить на вопрос «Как это делать?». В настоящее время предложен ряд структур и алгоритмов проектирования, совпадающих в основных чертах и различающихся только в содержании или названии отдельных этапов. На рисунке 3 представлена обобщённая такая структура.

Решение любой задачи начинается с её осмысления и уточнения исходных данных. Те (технические) требования (ТТ), которые выдаются заказчиком, формулируются на языке потребителя-неспециалиста и не всегда бывают технически чёткими и исчерпывающими. Перевести требования на язык предметной области, сформулировать задачу максимально полно и грамотно, обосновать необходимость её решения, то есть сформулировать техническое задание (ТЗ), — первый и обязательный этап работы. Исполнитель выполняет его в тесном контакте с заказчиком.
В машиностроении этот этап иногда называют внешним проектированием. Этим подчеркивают, что разработка объекта уже начинается с постановки задачи (ТТ) и формирования ТЗ и активно ведётся совместно с заказчиком. Важным результатом этапа является согласование целей разработки и назначения проектируемого объекта (его функций), системы показателей качества.

Следующие этапы образуют внутреннее проектирование. Они нацелены на поиск решения задачи и выполняются разработчиком. Сюда входят этапы синтеза принципа действия, структуры и параметров проектируемого объекта:

Вследствие неполноты начальных знаний о задаче процесс проектирования — итерационен, что на рисунке 3 отражается стрелками обратных движений. С каждым циклом итерации цели проектирования всё более уточняются, появляется необходимость в дополнительных функциях и, как следствие, — потребность в разработке дополнительных частей и узлов. Решение частных проектных задач, дополняющих основное решение, также проводится в соответствии с представленной последовательностью.

На каждом этапе внутреннего проектирования выполняются следующие процедуры:

Замечено, что эффективность проектируемого объекта определяется: в первую очередь — выбранным принципом действия, во вторую — предложенной структурой и в третью — соотношением параметров.

Методы проектирования

Участники (субъекты) проектных работ

Проектирование — это один из видов работ, результатом которых является продукция-проект. Поэтому участников этих работ можно разделить на потребителей (заказчиков проектных работ) и поставщиков (исполнителей этих работ). Исполнителя-специалиста по разработке проекта обобщенно называют проектировщиком или разработчиком. Если продукция создается для собственного потребления, то возможно соединение в одном лице заказчика и исполнителя.

Поставщиком, как и потребителем, продукции, может быть организация (юридическое лицо) или конкретный человек (физическое лицо). Работы по созданию такой продукции в соответствии с Гражданским кодексом относятся к подрядным. В этой ситуации исполнитель называется подрядчиком, то есть стороной по договору подряда, которая обязуется выполнить по заданию другой стороны (заказчика) определенную работу и сдать её результат заказчику, а заказчик обязуется принять результат работы и оплатить его. Подрядчик рассматривается как первая сторона в коммерческой деятельности. Субподрядчик — организация, представляющая продукцию поставщику.

Существует ещё один участник этих работ — государство, которым создана система мер по защите потребителя посредством контроля, лицензирования, выпуска нормативной документации, регламентирующей в том числе проектную деятельность.

Источник