Современные высокотехнологичные энергоэффективные системы отопления и вентиляции являются результатом поиска людьми ответов на вопросы о том, как согреть воздух в помещении, как его проветрить и как его охладить.

В старые времена для отопления использовали печи и камины, а для вентиляции – проделанное в кровле отверстие, входные двери, дымоходы и форточки.

В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл первую водную систему с естественной циркуляцией. Ее основные принципы применяются для отопления жилых зданий до сих пор. Первый в мире прототип калорифера был представлен российским военным инженером Николаем Аммосовым. А чуть позже российский промышленник Франц Карлович Сан-Галли создал принципиально новое обогревательное устройство — радиатор водяного отопления. В 20-м веке насосы стали электрическими, а системы отопления – с принудительной циркуляцией, в которой обеспечивается постоянное перемещение воды по замкнутому контуру. Большой путь развития прошла вентиляционная техника.

В 1763 г. величайший русский ученый М. В. Ломоносов разработал теорию естественного движения воздуха в каналах (трубах). Еще в то время он доказал, что воздух движется в каналах (трубах) под действием разности веса столбов холодного и теплого воздуха и что при этом скорость движения воздуха прямо пропорциональна разности объемных весов наружного и нагретого воздуха и высоте канала. Современные методы расчета каналов (воздуховодов) систем вентиляции и воздушного отопления продолжают базироваться на этом положении.

Сегодня системы отопления и вентиляции (ОВ) направлены на учет и снижение потерь, использование энергосберегающих технологий. Например, в современных многоквартирных жилых домах все чаще применяется горизонтальная разводка трубопроводов отопления, установка индивидуальных счетчиков тепла и терморегуляторов в каждой квартире, которые позволяют экономить тепловую энергию.

Высокая стоимость энергоэффективного оборудования, наличие большого количества элементов сетей и трудоемкие инженерные расчеты делают работу проектировщика сложной, длительной и требует высокой квалификации. Но САПР в XXI веке предложил новый подход, удовлетворяющий концепции сокращения используемых ресурсов, минимизации ошибок, точной оценки времени и стоимости строительства. Наступила эра технологии информационного моделирования – BIM-технологии.

Исходными данными для проектирования систем ОВ объекта является следующая информация:
• Географическое расположение объекта и ориентация здания по сторонам света;
• Функциональное назначение объекта, характеристика здания, как архитектурно-строительного сооружения, режим работы, возможные вредные выбросы объекта;
• Вид и параметры теплоносителя, способ теплоснабжения.

Расчет и проектирование систем ОВ выполняется согласно СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003» и включает следующие этапы:
• Теплотехнический расчет ограждающих конструкций;
• Расчет основных и дополнительных теплопотерь и теплопоступлений;
• Определение трассировки и принципиальной схемы систем ОВ;
• Расчеты систем ОВ;
• Подбор оборудования систем ОВ (например, для отопления – диаметров труб, запорно-регулирующей арматуры, выбор и расчет требуемого количества нагревательных приборов).

Вся необходимая техническая документация, передаваемая заказчику, может быть выполнена в Autodesk REVIT MEP:
а) Планы этажей зданий (по необходимости – разрезы, фрагменты) с системами ОВ;
б) Аксонометрические схемы систем ОВ;
в) Спецификация основного оборудования систем ОВ.

В начале проектирования размещаются пространства и создаются зоны, в Revit они определяются на основании требований к системам в проекте. Зоны состоят из одного или нескольких пространств, в которых с помощью соответствующего оборудования поддерживаются одни и те же условия окружающей среды (температура, влажность и т. п.). В одну и ту же зону могут входить пространства, находящиеся в разных уровнях. Информация каждой зоны содержит сведения о температуре отопления и/или охлаждения и о наружном воздухе.

Завершив подготовительные работы, можно переходить к определению требований к системам проекта и провести расчет отопительных и холодильных нагрузок. Расчет отопительных и холодильных нагрузок проводится для определения потребностей моделируемого здания в отоплении и охлаждении. Для просмотра в Revit результатов выполненного расчета можно выбрать один из трех уровней отчета: упрощенный, стандартный или подробный.

Рисование системы вентиляции может выполняться в различных последовательностях. По наиболее простой из них необходимо сначала расставить воздухораспределители и оборудование, затем развести основные воздуховоды, и далее подключить их к оборудованию. Можно сначала проложить магистральные воздуховоды и установить оборудование, затем расставить воздухораспределители, и далее подключить их к магистралям.

Перед построением системы вентиляции в Revit необходимо настроить параметры системы воздуховодов. Это логические объекты, облегчающие расчет расхода и размеров воздуховодов. По умолчанию имеется три типа системы воздуховодов: “Приточный воздух”, “Рециркулирующий воздух” и “Отработанный воздух”. Для проверки, все ли компоненты назначены системе воздуховодов, используется Диспетчер инженерных систем.

В Revit автоматически рассчитываются требуемые размеры воздуховодов и выполняется выбор воздуховодов. Размеры воздуховодов рассчитываются с учетом плотности, динамической вязкости и расхода воздуха. В Revit поддерживается четыре стандартных способа определения размеров воздуховодов: по трению, по скорости, по уравниванию потерь на трение и по восстановлению статического давления.

Revit поддерживает создание только двухтрубных систем отопления. С учетом результатов предварительных расчетов – теплотехнического, теплопотерь и теплового приборов отопления, нужно расставить необходимое количество приборов с требуемым числом секций. Расставить запорную арматуру на каждом приборе. Проложить подающие и обратные трубопроводы с заданием необходимых диаметров и смещения. Подключить отопительные приборы к системе подающих и обратных трубопроводов.

В результате 3D модель наглядно демонстрирует расположение всех трубопроводов и воздуховодов. Это помогает избежать ошибок при согласовании и увязывании разделов документации между собой. У проектировщика есть возможность быстро редактировать трассу со всеми ее элементами.

После окончания моделирования необходимо создать схемы систем, которые являются обязательной частью готовой рабочей документации. Revit дает возможность автоматизированного формирования требуемых схем внутренних инженерных сетей, где соблюдены чертежные масштабы и все элементы отображены в соответствии с условно-графическими обозначениями (УГО). В REVIT MEP вопрос создания косоугольной фронтальной изометрии, т.е. аксонометрии, пока не решен, но согласно актуальному ГОСТ 21.602-2016 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации систем отопления, вентиляции и кондиционирования» допускается выполнять схемы в прямоугольной изометрической проекции. Изометрические схемы систем ОВ создаются на основе 3D видов. Для этого необходимо повернуть 3D вид в нужной ориентации с помощью ViewCube, сохранить его положение и заблокировать на панели управления видом. Затем можно переходить к добавлению марок аннотаций к объектам модели.

Когда информационная модель создана и схемы сформированы, инженеры переходят к подсчету количества используемых в проекте изделий, оборудования и материалов. Для точного вычисления всех элементов систем в REVIT MEP существует инструмент «Спецификации». Он автоматически собирает информацию с объектов модели и формирует по ним требуемую проектировщику таблицу по ГОСТ 21.110-2013. Спецификация непосредственно связана с 3D моделью и переписывается при любом ее изменении, значительно экономя время пользователя и сводя к нулю возможность ошибки. Все объекты создаваемой модели инженерной системы имеют информацию как о геометрических параметрах, так и сведения о расходе, материале, производителе, технических характеристиках для дальнейшего расчета и анализа. Эти данные используются Revit при создании спецификаций.

Последним этапом работы над проектом системы ОВ является оформление чертежей. Разработанные шаблоны позволяют проектировщику очень быстро и грамотно производить оформление чертежных листов системы ОВ согласно ГОСТ Р 21.1101-2013 «Система проектной документации для строительства (СПДС)».