Проектирование зданий, основанное на характеристиках

Функционально-ориентированное проектирование зданий — это подход к проектированию зданий любой сложности, от частных домов до высотных квартир и офисных зданий. Здание, построенное таким образом, должно отвечать определенным измеримым или прогнозируемым требованиям к производительности, таким как энергоэффективность или сейсмическая нагрузка, без специального предписанного метода достижения этих требований. Это контрастирует с традиционными предписанными строительными нормами и правилами , которые предписывают конкретные строительные методы, такие как размер стоек и расстояние между стойками в конструкции деревянного каркаса . Такой подход обеспечивает свободу разработки инструментов и методов для оценки всего жизненного цикла строительного процесса, от деловых сделок до закупок , строительства и оценки результатов.

Фон

Одна из первых реализаций требований к проектированию зданий, основанных на характеристиках, была в Кодексе Хаммурапи (около 1795–1750 гг. До н.э.), где говорится, что «дом не должен обрушиться и кого-либо убить». Эта концепция также описана в ( Витрувия «De Architura libri decem» « Десять книг по архитектуре ») в первом веке до нашей эры. В наше время первое определение проектирования зданий, основанного на характеристиках, было представлено в 1965 году во Франции Блашером. с системой Agrément

Несмотря на это, процесс строительства оставался относительно традиционным в течение следующих 50 лет, основанным исключительно на опыте и кодексах, правилах, предписанных законом, которые подавляли инновации и изменения. Рецептурный подход — это техническая процедура, основанная на прошлом опыте, которая заключается в сравнении предлагаемого проекта со стандартными нормами, поэтому моделирования или проверки для процесса проектирования и строительства не требуются инструменты .

Новый подход начал появляться во второй половине 20-го века, когда многие местные строительные рынки начали демонстрировать, что им необходима большая гибкость в процедурах закупок, чтобы облегчить обмен строительными товарами между странами и повысить скорость процедур и инноваций. в процессе строительства. Этот инновационный подход к закупкам, проектированию, заключению контрактов, управлению и обслуживанию зданий представлял собой проектирование зданий, основанное на характеристиках (PBBD).

Совсем недавно самое четкое определение подхода к построению, основанному на производительности, было дано в 1982 году Комиссией CIB W60 в отчете № 64, где Гибсон заявил, что «в первую очередь, подход, основанный на производительности, - это [...] практика мышления и работы». с точки зрения целей, а не средств.[…] Речь идет о том, что должно делать здание или строительный продукт, а не о том, как его следует строить».

Многие исследовательские учреждения изучали внедрение PBBD в течение последних пятидесяти лет. Большинство областей строительного проектирования остаются открытыми для инноваций.

В 1998-2001 годах Совет директоров и Программный комитет CIB инициировали Проактивную программу по построению, основанному на результатах. с целью практической реализации технических разработок экономичного строительства. За этой программой последовало создание здания, основанного на результатах деятельности (PeBBu), которое действовало с октября 2001 по октябрь 2005 года благодаря средствам Пятой рамочной программы Европейской комиссии (ЕК) .

Сеть PeBBu имела широкую и разнообразную программу, комплекс мероприятий и подготовила множество документов, призванных помочь в реализации такого видения.

Тематическая сеть PeBBu

Тематическая сеть PeBBu управлялась Генеральным секретариатом CIB (Международным советом по исследованиям и инновациям в строительстве зданий), в частности Фондом развития CIB (CIBdf). Сеть PeBBu начала работу в 2001 году и завершила свою работу в 2005 году. В сеть PeBBu вошли 73 организации, включая CIBdf (подрядчик-координатор), BBRI (Бельгия), VTT (Финляндия), CSTB (Франция), EGM (Нидерланды), TNO (Нидерланды). , BRE (Великобритания) участвовала в этом проекте, объединяя людей, чтобы поделиться своей работой, информацией и знаниями. Целью Сети было стимулирование и содействие международному распространению и внедрению строительства, основанного на результатах, в строительном секторе, максимизируя вклад в это международного сообщества исследований и разработок. Результаты Тематической сети PeBBu описаны и объяснены в 26 итоговых отчетах, которые включают в себя три отчета с общим охватом PBB, множество исследовательских отчетов из доменов PeBBu, пользовательских платформ и региональных платформ, окончательный отчет руководства и четыре практических отчета для предоставления практических поддержка фактического применения концепции ПБД в строительстве и строительный сектор.

ПББ: Концептуальная основа

Концептуальная основа для создания рынка ПБД была определена при рассмотрении различных точек зрения в ходе составления 2-го международного отчета о современном состоянии тематической сети по ПББ (Беккер и Фолиенте, 2005). Объект здания представляет собой многокомпонентную систему с, как правило, очень длительным жизненным циклом. Программа проектирования системы в целом и более конкретные цели проектирования ее частей вытекают из соответствующих требований пользователя. Эти требования превращаются в комплексный набор требований к производительности, который должен быть установлен большим количеством заинтересованных сторон (пользователей, предпринимателя/владельца, нормативной базы, группы разработчиков и производителей).

Основными этапами процесса проектирования здания, основанного на характеристиках, являются:

1. определение и формулирование соответствующих Требований пользователей
2. преобразование выявленных требований пользователя в требования к производительности и количественные критерии производительности
3. использование надежных инструментов проектирования и оценки для оценки того, соответствуют ли предлагаемые решения заявленным критериям на удовлетворительном уровне.

Концепция производительности

При подходе, основанном на производительности, все решения сосредоточены на требуемых эксплуатационных характеристиках, а также на оценке и тестировании активов здания. Построение, основанное на производительности (PBB), ориентировано на производительность, необходимую для использования в бизнес-процессах и нуждах пользователей, а затем на оценке и проверке результатов создания активов. Подход «Производительность» можно использовать независимо от того, касается ли процесс существующих или новых активов. Он применим к закупкам построенных активов и к любому этапу всего жизненного цикла строительного процесса, например, к стратегическому планированию , управлению активами , инструктажу/программированию, проектированию и строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию, управлению и использованию, реконструкции и изменениям, нормам. , правила и стандарты. Он включает в себя множество тем и критериев, которые можно разделить на физические, функциональные, экологические, финансовые, экономические, психологические, социальные, объекты и другие. Эти критерии относятся к отдельному проекту в зависимости от контекста и ситуации.

Две ключевые характеристики концепции производительности

Концепция производительности основана на двух ключевых характеристиках:

• использование двух языков: одного для требований клиентов/пользователей, а другого для обеспечения производительности.
• необходимость проверки и проверки результатов на соответствие целевым показателям производительности

Два языка

Концепция производительности требует двух языков: языка требований спроса и языка требуемой производительности, которая должна иметь возможность удовлетворить спрос. Важно признать, что эти языки разные. Сигети и Дэвис (Performance Based Building: Conceptual Framework, 2005) объясняют, что «диалог между клиентом и поставщиком можно описать как две половинки «булочки для гамбургера» с изложением требования на функциональном языке или языке производительности (FC – функциональный язык). концепция), сопоставленная с решением (SC — концепция решения), выражаясь более техническим языком, и сопоставление, проверка/валидация, которые должны происходить между ними».

В недавней статье Анг, Грусман и Шолтен (2005) объясняют, что функциональная концепция представляет собой набор неизмеренных целей и объемов, которые должны быть удовлетворены решениями по поставкам, связанными с требованиями к производительности. Концепция решения представляет собой техническую реализацию, которая удовлетворяет как минимум требуемой производительности. Проектное решение – это разработка концепции решения.

Оценка результата – сопоставьте и сравните

Оценка эффективности здания – это процесс систематического сравнения и сопоставления эффективности использования строительных активов с явно документированными или неявными критериями их ожидаемой эффективности. В подходе PBB важно сопоставлять и сравнивать спрос и предложение. Это можно сделать с помощью метода проверки , измерения, расчета или тестирования. Инструменты и методы используются для обеспечения той или иной формы измерения тестирования требований и соответствующего измерения работоспособности активов.

Существует множество видов углубленных специализированных технических оценок и аудитов. Эти проверки обычно требуют времени, значительных усилий со стороны группы клиентов и высокого уровня финансирования. Обычно наиболее ценными методами и инструментами являются комплексные сканирования, основанные на производительности и включающие показатели, которые можно легко измерить без лабораторных инструментов. Оценки и обзоры являются неотъемлемой частью управления активами и портфелем, проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию. Оценки могут использоваться для разных целей, в зависимости от рассматриваемых требований, например, они могут использоваться для поддержки решений о финансировании, они могут включать оценку состояния, чтобы гарантировать, что уровень деградации или устаревания известен, они могут включать оценка использования или оценка способности результата продукта выполнять ожидаемые функциональные требования. Такие оценки могут использоваться в любой момент жизненного цикла актива. Оценки PBB должны проводиться на регулярной основе, на самом деле оценки часто проводятся только в рамках ввода в эксплуатацию или вскоре после этого, или при возникновении проблемы.

Существует два различных вида проверки производительности. Оценки производительности оценивают физический актив в соответствии с набором существующих критериев и показателей возможностей и сопоставляют результаты с требуемыми уровнями производительности. Опросы удовлетворенности жильцов фиксируют восприятие пользователей, обычно с помощью шкалы измерения удовлетворенности. Оба типа оценок дополняют друг друга.

Инструменты

В строительном секторе применяются инновационные методологии поддержки принятия решений. Существуют некоторые инструменты, явно основанные на концепциях спроса и предложения, а также другие, которые используют стандартизированные показатели производительности, которые впервые связывают состояние объекта с функциональными требованиями организаций и их клиентов. Проекты можно планировать, расставлять приоритеты и составлять бюджет с использованием многокритериального подхода, который является прозрачным, всеобъемлющим и поддающимся проверке. Одной из методологий, которую можно использовать, является анализ пробелов, основанный на калиброванных шкалах, которые измеряют как уровни требований, так и возможности актива, который либо уже используется, либо проектируется, либо предлагается для покупки или аренды. Такая методология является стандартом ASTM и Американским национальным стандартом (ANSI) и в настоящее время рассматривается как стандарт ISO. Это особенно полезно, когда информация о «дефиците», если таковой имеется, может быть представлена ​​в поддержку решений и действий по финансированию.

Существует большое количество методологий проверки (например, POE, CRE-FM), и все они должны ссылаться на явные формулировки требований, чтобы иметь возможность сравнить ожидаемые характеристики. Чтобы оценить результат использования строительного актива в соответствии с ожидаемыми требованиями к производительности, необходимо исправить некоторые инструменты, используемые в процессе. Эти инструменты являются эталоном процесса построения всего жизненного цикла, поэтому организации используют «ключевые показатели эффективности (KPI)», чтобы доказать, что они достигают целей, установленных высшим руководством. В то же время измерение эффективности (PM) становится центральным элементом управления организациями, их деятельностью и логистической поддержкой. Эти методологии включают в себя петлю обратной связи, которая связывает используемый объект с требованиями и возможностями, которые сравниваются и сопоставляются всякий раз, когда необходимы решения.

Подход к производительности и предписывающий подход

Предписывающий подход описывает способ строительства объекта строительства, а не конечный результат строительного процесса, и связан с типом и качеством используемых материалов, методом строительства и качеством изготовления. Этот тип подхода строго предусмотрен сочетанием законов, кодексов, стандартов и правил и основан на прошлом опыте и консолидированных ноу-хау. Содержание предписывающих кодексов и стандартов обычно является следствием несчастного случая, повлекшего за собой телесные повреждения или смерть, требующего принятия мер во избежание повторения, вследствие какой-либо опасной ситуации или вследствие какой-либо признанной социальной потребности. Во многих странах, как в государственном, так и в частном секторе, проводятся исследования различных наборов кодексов, методов и инструментов, основанных на критериях эффективности и дополняющих традиционные предписывающие кодексы. В 1970-х годах в результате этого поиска была создана «Северная модель» (NKB 1978), которая представляла собой эталонную модель следующих кодов, основанных на характеристиках. Эта модель легко связана с одной из ключевых характеристик подхода «Производительность» — диалогом между «почему», «что» и «как».

Использование подхода, основанного на производительности, не исключает использования предписывающих спецификаций. Хотя преимущества от принятия подхода PBBD значительны, признается, что использование подхода, основанного на характеристиках, на любом этапе строительного процесса является более сложным и дорогостоящим, чем использование более простого предписывающего маршрута. Таким образом, применение данного подхода не следует рассматривать как самоцель. Когда речь идет о простом строительстве или использовании хорошо зарекомендовавших себя технологий, использование предписывающих норм приводит к повышению эффективности, результативности, скорости или меньших затрат, поэтому предписывающие спецификации будут по-прежнему полезны во многих ситуациях.

В то же время для сложных проектов использование маршрута, основанного на характеристиках, на каждом этапе является обязательным, особенно на этапах проектирования и оценки.

Маловероятно, что объект будет планироваться, закупаться, доставляться, обслуживаться, использоваться и ремонтироваться с использованием исключительно документов, основанных на результатах деятельности, на каждом этапе пути, по всей цепочке поставок, вплоть до закупки продуктов и материалов, поскольку еще не существует достаточный опыт применения подхода построения, основанного на результатах. В то же время предписывающий подход может привести к подавлению изменений и инноваций, поэтому лучший способ наладить процесс строительства – это сочетание обоих разных подходов.

Заявления о требованиях (SoR)

Заявления о требованиях представляют собой справочник по управлению объектами на протяжении всего жизненного цикла, они являются ядром концептуальной основы, разработанной Тематической сетью PeBBu. Они представляют собой ключ к реализации ПБД в строительном секторе.

SoRs — это документ, подготовленный клиентами или в устных заявлениях, передаваемых поставщикам, он основан на функциональных потребностях пользователя. Эти требования пользователя преобразуются в требования к производительности, которые могут быть явными или неявными. Такой документ должен включать информацию о том, что важно для клиента. SoR будут принимать разные формы в зависимости от типа клиента и того, что закупается, на каком этапе жизненного цикла или в каком месте цепочки поставок используется документ. SoR должны быть динамичными, а не статичными и должны включать все больше и больше деталей по мере реализации проектов. Этот документ должен быть подготовлен с разной степенью детализации, степень детализации документации на каждом этапе зависит от сложности проекта и выбранного для проекта маршрута закупок.

SoR представляют собой очень важную часть непрерывного процесса коммуникации между клиентами (спрос) и их проектной командой (предложение). Они будут обновляться и управляться с использованием компьютеризированных инструментов и будут содержать все требования на протяжении всего срока службы объекта. Этот процесс называется «брифинг» на английском языке Великобритании и Содружества, а также «программирование» на американском английском. SoR обычно готовится для любого проекта, независимо от того, является ли это проектом PBB или нет. Составление такого документа обычно приводит к более точному согласованию потребностей клиентов и пользователей и построенных активов. Заявления о требованиях должны быть сформулированы очень тщательно, чтобы можно было легко проверить, что предлагаемое решение может удовлетворить этим требованиям.

Изложение требований высокого уровня должно сочетаться с показателями возможностей, чтобы можно было оценить проектные решения до их реализации и избежать ошибок. В SoR важно принять во внимание некоторые аспекты проектирования, такие как показатели гибкости, поскольку построенные активы требуют изменений в течение их жизненного цикла, их использование и деятельность могут меняться очень быстро, поэтому важно протестировать различные способы использования помещений. в соответствии с ожидаемыми изменениями. SoR, как это понимается в ISO 9000, включает не только то, что клиент требует и за что готов платить, но также процесс и индикаторы, которые обеспечат средства для проверки и подтверждения того, что поставляемый продукт или услуга соответствует указанным требованиям.

В рамках всемирного движения по внедрению подхода PBB и разработке инструментов, которые облегчат переход к PBB, Международный альянс за функциональную совместимость (IAI) разработал проекты по картированию процессов, которые являются частью управления полным жизненным циклом как портфеля. и «Управление активами: производительность (PAMPeR) и ранний дизайн» (ED). Усилия IAI дополняются многими другими усилиями по созданию стандартов для сбора и анализа информации для проверки эффективности использования.

Требования к производительности (PR)

Требования к производительности переводят требования пользователя в более точные количественные, измеримые и технические термины, обычно для конкретной цели.

Команда снабжения готовит документ, который включает в себя цели и задачи, требования и критерии эффективности. Важно включать «показатели эффективности» таким образом, чтобы результаты можно было измерить в соответствии с явными требованиями, качественными или количественными. Показатели эффективности должны быть легко понятны пользователям и оценщикам. Для проверки показателей и проверки достижения требуемых эксплуатационных характеристик необходимо использовать соответствующие методы и инструменты. Уровни требований к производительности могут быть указаны в рамках подготовки SoR, в рамках проектных программ или в рамках запросов предложений и контрактов на закупки. Предпочтительно использовать гибкий подход к выражению и сравнению уровней производительности, чтобы требуемая и достигнутая производительность могла быть выражена не в виде отдельных значений, а в виде диапазонов между верхним и нижним пределами. Следовательно, с точки зрения эффективности критерии могут быть выражены в виде градуированных шкал, разделенных на широкие диапазоны.

Коды, основанные на производительности

В строительной отрасли до 25–30 лет предписывающие кодексы, правила и стандарты затрудняли и дорогостоящи внедрение инноваций и изменений, а также создавали технические ограничения для торговли. Эти опасения стали основными движущими силами к использованию подхода, основанного на характеристиках, к кодексам, правилам и стандартам. Строительные нормы, основанные на характеристиках, были внедрены или разрабатываются во многих странах, но они еще не достигли своего полного потенциала. Частично это можно объяснить тем, что общая система регулирования еще не полностью продумана и существуют пробелы в нескольких ключевых областях. Объединение регулятивной и нерегулятивной моделей вместе, вероятно, является лучшим способом работы. Это показано на диаграмме «Модели системы общей производительности» (Мичем и др., 2002), которая отображает поток принятия решений от целей общества и бизнеса к строительным решениям.

Разница между нормативной и ненормативной частями моделей системы с общей производительностью заключается в том, что первая из них регулируется кодексами и правилами, основанными на законе, в то время как другие функциональные требования, включенные в Заявки о требованиях, являются неотъемлемой частью того, что клиент требует и готов платить.

Последствия, связанные с процедурой

Для закупок в государственном секторе и для публичных корпораций важно, чтобы решения и выбор были прозрачными и ясными, независимо от конкретного маршрута закупок. Все процессы закупок могут быть либо предписывающими, либо основанными на результатах. Проектирование-строительство, государственно-частное партнерство (ГЧП), частная финансовая инициатива (PFI) и аналогичные процедуры закупок особенно подходят для использования мощного приложения для строительства, ориентированного на производительность. Если ожидаемые результаты не указаны явно и поддающимся проверке, то эти методы закупок, скорее всего, будут более подвержены разочарованиям и юридическим проблемам. Чтобы получить выгоду от этих подходов к закупкам, важно организовать услуги цепочки поставок, чтобы получить инновационные, менее затратные или лучшие решения, передав решения о том, «как» интегрированной команде.

Ссылки нормативные

• ISO 6240:1980, Стандарты эксплуатации в строительстве. Содержание и представление.
• ISO 6241:1984, Стандарты эксплуатации в строительстве. Принципы их подготовки и факторы, которые необходимо учитывать.
• ISO 6242:1992, Строительство зданий. Выражение требований пользователя. Часть 1. Тепловые требования.
• ISO 6242:1992, Строительство зданий. Выражение требований пользователя. Часть 2. Требования к чистоте воздуха.
• ISO 6242:1992, Строительство зданий. Выражение требований пользователя. Часть 3. Акустические требования.
• ISO 6243:1997, Климатические данные для проектирования зданий: предлагаемые системы обозначений.
• ISO 7162:1992, Стандарты эффективности в строительстве. Содержание и формат стандартов для оценки эффективности.
• ISO 19208:2016, Основы определения характеристик зданий.
• ISO 9836:1992, Стандарты эксплуатации в строительстве. Определение и расчет показателей площади и пространства.
• ISO 9000-00:2000a, Система менеджмента качества. Основы и словарь.
• ISO 9001-00:2000b, Система менеджмента качества. Требования.
• ЦЕН (2002). EN 12152:2002 Навесные стены. Воздухопроницаемость. Требования к эксплуатационным характеристикам и классификация. CEN, Европейская комиссия по стандартизации, Брюссель.
• CEN (2002–2007 гг.). Структурные Еврокоды (EN 1990 — Еврокод: Основы проектирования конструкций. EN 1991 — Еврокод 1: Воздействия на конструкции. EN 1992 — Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций. EN 1993 — Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. EN 1994 — Еврокод 4 : Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций. EN 1995 — Еврокод 5: Проектирование деревянных конструкций. EN 1996 — Еврокод 6: Проектирование каменных конструкций. EN 1997 — Еврокод 7: Геотехническое проектирование. сейсмостойкость EN 1999 — Еврокод 9: Проектирование алюминиевых конструкций). CEN, Европейская комиссия по стандартизации, Брюссель.
• ЦЕН (2004). EN 13779:2004 — Вентиляция нежилых зданий. Требования к характеристикам систем вентиляции и кондиционирования помещений. CEN, Европейский комитет по стандартизации, Брюссель
• UNI 8290 – 1:1981 + A122:1983, Жилой дом. Строительные элементы. Классификация и терминология
• UNI 8290 – 2: 1983, Жилой дом. Строительные элементы. Анализ требований
• UNI 8290 – 3: 1987, Жилой дом. Строительные элементы. Список агентов
• UNI 8289: 1981, Строительство. Функциональные требования конечных пользователей. Классификация
• UNI 10838: 1999, Строительство. Терминология для пользователей, характеристик, качества и процесса сборки.

См. также

• Дизайн, основанный на фактических данных
• Цикл обратной связи
• Оценка после заселения

Ссылки

• БАКЕНС В., Окончательная доработка PeBBu, новостная статья CIB, январь 2006 г.
• БЕККЕР Р., «Основы проектирования зданий с учетом эксплуатационных характеристик», факультет гражданского и экологического строительства Техниона – Израильский технологический институт, Хайфа, ноябрь 2008 г.
• ФОЛЬЕНТЕ Г., УЭВИЛА П., АНГ Г., СПЕККИНК Д., БЭКЕНС В., Дорожная карта исследований и разработок в области строительства, ориентированного на производительность, Итоговый отчет PeBBu, CIBdf, Роттердам, 2005 г.
• СЦИГЕТИ Ф., Исследование PeBBuCo: Сборник заявлений о требованиях, основанных на характеристиках (PB), (SoR), Международный центр объектов (ICF), Оттава, 2005 г.
• СЦИГЕТИ Ф., ДЭВИС Г., Построение, ориентированное на производительность: концептуальная основа, Итоговый отчет PeBBu, CIBdf, Роттердам, октябрь 2005 г.

Дальнейшее чтение

• БЕККЕР Р., ФОЛЬЕНТЕ Дж., Международное состояние дел, основанное на характеристиках, Второй международный отчет SotA PeBBu, CIBdf, Роттердам, 2005 г.
• БЛАШЕР Г., Общее рассмотрение стандартов, соглашений и оценка пригодности к использованию, Доклад, представленный на 3-м Конгрессе CIB «На пути к промышленному строительству», состоявшемся в Копенгагене, Дания, 1965 г.
• БЛАШЕР Г., Принципы строительства, Комиссия Европейских сообществ, промышленные процессы, строительство и гражданское строительство, Генеральный директорат по внутреннему рынку и промышленным вопросам, EUR 11320 EN, 1987 г.
• ГИБСОН Э.Дж., Работа с подходом к повышению эффективности в строительстве, Публикация отчета CIB № 64, Роттердам, 1982 г.
• ГРОСС Дж., Развитие применения концепции эффективности в строительстве, Материалы 3-го симпозиума CIB-ASTM-ISO-RILEM, Национальный институт строительных исследований, Израиль, 1996 г.

Внешние ссылки

• BRE – Строительный научно-исследовательский институт
• CIB - Международный совет по исследованиям и инновациям в строительстве
• ЦТББ – Научно-технический строительный центр
• IAI – Международный альянс по совместимости