3D-моделирование систем пожарной безопасности: что важно учесть архитектору

Трехмерная модель здания давно перестала быть только визуализацией для заказчика. В ней координируют архитектуру, конструкции и инженерные системы, проверяют пересечения и выпускают спецификации. Пожарная безопасность – одна из областей, где модель дает особенно много: ошибки в узлах пересечения воздуховодов с противопожарными стенами или в размещении клапанов дорого обходятся на стройке и при сдаче объекта.

Для работы в модели нужны объекты оборудования с реальными размерами и параметрами, и их все чаще публикуют сами производители. Так, у производителя, чей каталог огнезадерживающих клапанов размещен по адресу sl-laser.ru/catalog/klapany-protivopozharnye-ognezaderzhivayushchie/, на сайте есть раздел BIM-моделей: противопожарный и противодымный клапаны, решетка, инструкция по работе с моделями, скрипт маркировки и шаблон спецификации для Revit.

Ниже – что архитектору важно учесть, когда система пожарной безопасности ведется в 3D-модели: от противопожарных преград до спецификаций и координации разделов.

Почему пожарную безопасность проектируют в модели

В двухмерных чертежах противопожарная стена на плане архитектора и воздуховод на плане вентиляции живут отдельно. Пересечение между ними видно, только если специалист сознательно сопоставит листы. В модели это пересечение существует как геометрический факт, и его можно найти автоматически.

Есть и формальная причина. Постановление Правительства РФ от 05.03.2021 № 331 обязывает формировать и вести информационную модель объекта капитального строительства, если договор на подготовку проектной документации для объекта с бюджетным финансированием заключен после 1 января 2022 года. На таких объектах система пожарной безопасности оказывается в модели в любом случае, и вопрос только в том, насколько качественно она там описана.

Что входит в модель пожарной безопасности

• Противопожарные преграды – стены, перегородки, перекрытия с нормируемым пределом огнестойкости.
• Границы пожарных отсеков.
• Пути эвакуации, лестничные клетки, лифтовые шахты, тамбур-шлюзы.
• Системы вентиляции с огнезадерживающими клапанами на пересечениях преград.
• Системы противодымной вентиляции: шахты, клапаны дымоудаления, вентиляторы, приточные системы.
• Противопожарные двери, ворота и люки.
• Оборудование пожарной сигнализации, оповещения и пожаротушения.

1. Противопожарные преграды как параметры

Стена в модели должна «знать», что она противопожарная. Предел огнестойкости задается как параметр элемента, и тогда модель позволяет отфильтровать все преграды, увидеть их на трехмерном виде и найти все пересекающие их инженерные системы. Если противопожарная стена нарисована как обычная, проверки не сработают.

Архитектору стоит согласовать с разделами ОВ и ВК, по какому параметру преграды будут распознаваться при проверке коллизий, и придерживаться этого правила во всей модели.

2. Клапан на каждом пересечении

Каждый воздуховод общеобменной вентиляции, который пересекает противопожарную преграду, должен иметь огнезадерживающий клапан с пределом огнестойкости, соответствующим преграде. В модели это превращается в проверку: найти все пересечения воздуховодов с преградами и убедиться, что на каждом стоит клапан нужного класса. Пропущенный клапан, найденный в модели, стоит несколько минут работы проектировщика. Тот же клапан, найденный при приемке, – это вскрытие потолков.

3. Реальные габариты клапанов и приводов

Упрощенный «параллелепипед» вместо клапана не показывает главного: привод выступает за корпус, у канальных клапанов заслонка при открытии может выходить за пределы корпуса, к приводу и механизму нужен доступ для обслуживания. Производители выпускают клапаны с вылетом заслонки и без него, в том числе исполнения для лифтовых шахт.

Модели производителя с реальной геометрией позволяют увидеть, помещается ли клапан вместе с приводом в запотолочном пространстве, не упирается ли в балку или лоток, и оставить зону обслуживания. Под зону обслуживания в модели резервируют место и предусматривают ревизионные люки в подвесных потолках.

4. Шахты дымоудаления и проемы

Шахта дымоудаления проходит через все этажи, и на каждом этаже в ней есть проем с клапаном дымоудаления. Для архитектора это конструктивный элемент: шахта занимает место в планировке, проемы должны совпадать с коридорами и не попадать на двери, колонны или несущие элементы. Клапаны дымоудаления бывают стеновыми, которые монтируются непосредственно в проем шахты, и канальными, которые встраиваются в воздуховод.

В модели проемы шахт и клапаны удобно проверять на сечениях по этажам и на трехмерном виде шахты целиком.

5. Выброс дыма и воздухозаборы

На кровле встречаются вентиляторы дымоудаления, воздухозаборы приточной противодымной вентиляции, общеобменные установки. Свод правил СП 7.13130.2013 требует размещать выброс продуктов горения не ближе 5 м от воздухозаборных устройств систем приточной противодымной вентиляции, а над кровлей из горючих материалов – на высоте не менее 2 м. В трехмерной модели кровли такие расстояния проверяются измерением или автоматическими правилами.

6. Параметры и маркировка для спецификаций

Модель ценна геометрией и данными в равной мере. Каждый противопожарный клапан должен нести в параметрах тип (нормально открытый или нормально закрытый), предел огнестойкости, размер, тип привода, напряжение питания, маркировку. Тогда спецификация оборудования формируется из модели без ручного пересчета, а изменения в проекте автоматически попадают в документацию.

Для этого полезны скрипты автоматической маркировки и шаблоны спецификаций. Некоторые производители прикладывают их к своим BIM-моделям вместе с инструкцией.

7. Координация разделов

Пожарная безопасность затрагивает все разделы проекта. Архитектура задает преграды и пути эвакуации, отопление и вентиляция – воздуховоды и клапаны, электрика – питание приводов и вентиляторов, слаботочные системы – пожарную сигнализацию и управление клапанами, водопровод – пожаротушение. Регулярные проверки коллизий и совместные просмотры модели выявляют проблемы на стыках: клапан без питания, привод без сигнала от автоматики, спринклер под воздуховодом.

Визуализация и расчеты

Трехмерная модель помогает объяснить решения заказчику и эксперту: наглядно показать пожарные отсеки, пути эвакуации, работу системы дымоудаления. Расчеты пожарного риска и моделирование распространения дыма выполняют специалисты по действующим методикам, и геометрия из информационной модели служит для них исходными данными. Чем точнее модель, тем меньше времени уходит на подготовку расчетной схемы.

Элементы модели и проверки

Чек-лист архитектора

1. Задать противопожарным преградам параметр предела огнестойкости.
2. Обозначить в модели границы пожарных отсеков и пути эвакуации.
3. Согласовать с разделом ОВ правила проверки пересечений воздуховодов с преградами.
4. Использовать модели клапанов с реальными габаритами приводов и заслонок.
5. Зарезервировать зоны обслуживания и предусмотреть ревизионные люки.
6. Проверить проемы шахт дымоудаления на каждом этаже.
7. Проверить расстояния между выбросами дыма и воздухозаборами на кровле.
8. Заполнить параметры оборудования для автоматических спецификаций.
9. Проводить регулярные проверки коллизий со всеми разделами.

3D-моделирование делает систему пожарной безопасности проверяемой: преграды становятся параметризованными элементами, пересечения находятся автоматически, габариты оборудования видны до монтажа, а спецификации формируются из модели. Для архитектора главное – с самого начала описывать преграды и отсеки так, чтобы по ним можно было проверять инженерные системы, и использовать модели оборудования с реальной геометрией и параметрами.

Такой подход экономит время на стройке и при сдаче объекта: большинство ошибок в узлах пожарной безопасности обнаруживается еще в модели, до выхода на объект.