Изучите наиболее важные нормы и стандарты для промышленных объектов.

Информация о кодексах и стандартах

• Инженеры ориентируются в быстро развивающихся нормах, сочетая установленные стандарты с проектированием, ориентированным на производительность, и тесно координируя свои действия с компетентными органами.
• Энергетические и экологические нормы стимулируют более раннее планирование с большим упором на энергетическое моделирование, эффективное ОВиК и долгосрочную гибкость для будущих изменений норм.

Респонденты:

• Джаррон Гасс, PE, CFPS, директор, руководитель отдела противопожарной защиты, CDM Smith, Питтсбург
• Мэтью Р. Мерли, PE, директор по обслуживанию клиентов, Fitzemeyer & Tocci Associates Inc., Воберн, Массачусетс
• Даррен Рогге, директор Jordan & Skala Engineers Inc., Норкросс, Джорджия
• Майкл П. Уолш, PE, LEED AP, старший директор по производству, IMEG, Цинциннати

Инженер-консультант июль/август Круглый стол MEP по промышленным объектам. С разрешения: Инженер-консультант

Опишите некоторые коды, стандарты и рекомендации, которые вы обычно используете в процессе разработки проекта. О каких кодексах и стандартах инженерам следует знать больше всего?

Майкл Уолш: Инженеры полагаются на сочетание основных строительных и системных норм, а также отраслевых стандартов, в зависимости от производственного процесса. Общие базовые коды включают Международный совет по нормам и правилам, включая Международный строительный кодекс (IBC) и связанные с ним нормы, стандарты ASHRAE для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и энергетики, а также кодексы Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), включая NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс (NEC) для электрических систем.

Помимо этого, многие проекты требуют специализированных стандартов, таких как U.S. Food & Текущие руководящие принципы надлежащей производственной практики Управления по лекарственным средствам для фармацевтических предприятий, стандарты NFPA для легковоспламеняющихся жидкостей и опасных материалов, а также экологические нормы, регулирующие выбросы в атмосферу, предотвращение разливов и сброс сточных вод. Понимание того, как взаимодействуют эти уровни, имеет решающее значение для создания безопасных, соответствующих требованиям и функциональных объектов.

Мэтью Мерли: Для всех работ всегда существуют стандартные типы, такие как IBC, Международный механический кодекс (IMC), Международный кодекс по энергосбережению (IECC), NEC, NFPA и ASHRAE. Что касается механической части, мы, похоже, часто используем Справочник по промышленной вентиляции, особенно для промышленных клиентов.

Джаррон Гасс: Инженеры обычно ссылаются на IBC, IMC, Международный пожарный кодекс (IFC) и NFPA 70 как на основополагающие документы. Для противопожарной защиты необходимы NFPA 13: Стандарт установки спринклерных систем, NFPA 72: Национальный кодекс пожарной сигнализации и сигнализации и NFPA 101: Кодекс безопасности жизнедеятельности. Проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и энергопотребления часто основывается на Стандарте ASHRAE 90.1: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий, и Руководстве по промышленной вентиляции. Инженеры должны уделять приоритетное внимание этим вопросам, а также местным поправкам, требованиям Управления по охране труда и технике безопасности и стандартам, специфичным для процессов (например, NFPA 30: Кодекс по легковоспламеняющимся и горючим жидкостям). Крайне важно оставаться в курсе выпусков 2024–2026 годов, поскольку кодексы развиваются в сторону большей энергоэффективности и устойчивости, а также устраняют возникающие опасности, такие как проблемы с электромобилями или литий-ионными батареями.

Даррен Рогге: Обычно наиболее влиятельным кодом дизайна является энергетический код. Группе разработчиков необходимо оценить различия между IECC и ASHRAE, если оба они приняты компетентным органом (AHJ), и определить, какой из них лучше всего соответствует целям проекта.

Как кодексы, стандарты или рекомендации по энергоэффективности влияют на проектирование промышленных и производственных объектов?

Джаррон Гасс: В соответствии с комплексной экспертизой крайне важно взвешивать каждый проект с его собственными достоинствами и учитывать потенциальные непредвиденные последствия, которые могут возникнуть в процессе достижения энергоэффективности, особенно на существующих объектах. Повышение эффективности в одной области может потребовать модернизации в других, таких как добавление структурных элементов для поддержки новых фотоэлектрических систем или замена всей системы пожарной сигнализации, которую невозможно расширить для проведения ремонта.

Как правило, в новых проектах проще включить различные уровни эффективности и получить сертификат «Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании» (LEED) или другие аккредитационные статусы. Хотя окупаемость инвестиций (ROI), как правило, короче для новых зданий, чем для реконструкции, окупаемость инвестиций, как правило, все равно существует.

Даррен Рогге: Производители оборудования столкнулись с некоторыми проблемами при производстве обновленного энергоэффективного оборудования, отвечающего жестким графикам строительства. Закупка оборудования может повлиять на график проекта. Группу разработчиков могут попросить оценить альтернативное оборудование, имеющее более выгодную дату поставки. Иногда это приводит к компромиссу в проектировании, что может повлиять на стоимость жизненного цикла объекта.

Мэтью Мерли: Использование энергетического моделирования становится все более стандартизированным, что важно не только для механических, электрических и водопроводных (MEP) систем, но и для технологических нагрузок. В некоторых случаях технологические нагрузки здания могут составлять 90% или более от общей нагрузки, поэтому работа с клиентами над их моделированием важна как никогда.

Майкл Уолш: Кодексы и стандарты энергоэффективности все больше влияют на проектирование промышленных объектов, превращая то, что когда-то было передовой практикой, в базовые требования. Проектные группы уделяют больше внимания раннему энергетическому моделированию для оценки характеристик ограждающих конструкций зданий, особенно для объектов с частичным кондиционированием или значительными технологическими нагрузками на отопление.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха разрабатываются с учетом эффективности и производительности, часто отделяя технологическую вентиляцию от систем комфорта для оптимизации обеих. Дизайн освещения также претерпел изменения, уделив особое внимание элементам управления, удельной мощности и дневному освещению в пространствах с высокими пролетами. Кроме того, на объектах используются передовые системы управления и мониторинга энергопотребления для управления пиковым спросом и адаптации к меняющимся правилам и ценовому давлению на электроэнергию.

Как развивающиеся экологические нормы влияют на выбор системы и долгосрочное планирование объекта?

Даррен Рогге: Внедрение хладагентов A2L привело к проблемам с выбором оборудования или необходимостью использования другого типа системы HVAC для обслуживания определенных зон с целью ограничения количества хладагента. Существуют определенные пороговые значения, превышение которых требует дополнительных расчетов и затрат.

Мэтью Мерли: В нашем мире инженерных систем MEP мы работаем над новой фазой хладагентов. В последнее время наступили интересные времена: R-410A и другие виды топлива постепенно выводятся из обращения и становятся менее доступными. Некоторое время отрасль испытывала трудности с обеспечением оборудования новыми хладагентами, например R-32, но, похоже, мы преодолели этот барьер. С новыми хладагентами появляются новые критерии проектирования, такие как воспламеняемость.

Джаррон Гасс: Правила в отношении хладагентов и выбросов смещают выбор в сторону альтернатив с низким потенциалом глобального потепления, натуральных хладагентов и тепловых насосов. Ограничения на использование воды и правила по очистке сточных вод способствуют замкнутому контуру охлаждения, повторному использованию сточных вод и повышению эффективности технологических трубопроводов. Долгосрочное планирование включает в себя готовность к более жестким ограничениям в будущем с помощью модульных систем и мониторинга.

Стандарт ASHRAE 15: Стандарт безопасности для холодильных систем, Стандарт ASHRAE 34: Назначение и классификация безопасности хладагентов, а также местные экологические правила определяют соблюдение требований. Это влияет на выбор чиллера и систем отопления, вентиляции и кондиционирования, часто увеличивая первоначальные затраты, но снижая выбросы и риски в течение жизненного цикла. Ключевое значение имеет ранняя координация с владельцами корпоративных экологических, социальных и управленческих целей.

В чем коды отстают от новых производственных технологий и как инженеры устраняют эти пробелы в проектировании?

Майкл Уолш: Коды часто отстают от новых производственных технологий из-за темпов инноваций по сравнению с типичными циклами разработки кода. Области, где это наиболее очевидно, включают совместную робототехнику и автономные мобильные системы, где традиционные стандарты безопасности предполагают фиксированное оборудование и четко определенные рабочие зоны.

Инженеры также устраняют пробелы, связанные с технологиями литий-ионных аккумуляторов и аддитивным производством, где рекомендации по противопожарной защите, обращению с опасными материалами и реагированию на чрезвычайные ситуации все еще развиваются. Чтобы решить эти проблемы, команды тесно сотрудничают с юрисдикционными органами (AHJ), применяя подходы к проектированию, основанные на характеристиках, и используя лучшие отраслевые практики для разработки решений, которые отдают приоритет безопасности, одновременно внедряя передовые производственные процессы.

Джаррон Гасс: Коды иногда отстают в таких областях, как производство аккумуляторов, водородные технологии, удельная мощность робототехники и современные процессы чистых помещений. Обновления NFPA и IBC отслеживают быстрые изменения в технологиях хранения энергии или специализированных опасностях. Инженеры устраняют пробелы посредством проектирования, основанного на характеристиках, оценки рисков, переговоров AHJ и ссылки на отраслевые рекомендации (например, NFPA 2: Кодекс водородных технологий и ASHRAE для вентиляции). Мы часто превышаем минимальные требования по безопасности или страховке и можем использовать вычислительное гидродинамическое моделирование или индивидуальные/полномасштабные испытания на огнестойкость для проверки решений. Проактивное участие в разработке кода и запросы на отклонения помогают ответственно устранять пробелы.

Даррен Рогге: Существуют проблемы с расчетом электрических нагрузок в автоматизированном здании. Оборудование автоматизации и робототехники имеет чрезвычайно высокую величину подключенной нагрузки, но работа оборудования обычно имеет более низкое значение потребляемой мощности. NEC не дает конкретных указаний по диверсификации этих типов нагрузки. Обычно мы работаем с командой эксплуатации объекта и разрабатываем профиль нагрузки, чтобы помочь определить приемлемый коэффициент спроса, который следует применить. Это позволяет спроектировать систему распределения электроэнергии так, чтобы она отражала фактическую потребительскую нагрузку, а не завышение размеров оборудования, чтобы соответствовать значениям подключенной нагрузки и сэкономить ненужные затраты.

Каковы некоторые из самых больших проблем при рассмотрении соответствия нормам и проектировании или работе с существующими зданиями?

Джаррон Гасс: Проблемы включают устаревшую инфраструктуру, не отвечающую текущим требованиям IBC/NFPA/ASHRAE, ограниченное пространство для модернизации и необходимость полной модернизации при модификации систем. Существующие здания могут содержать устаревшие опасные материалы или процессы, противоречащие новым энергетическим или пожарным нормам. Решения включают поэтапный подход, демонстрацию эквивалентности и тщательное документирование. Ранняя координация с AHJ и использование альтернатив, основанных на производительности (где это разрешено), снижают затраты и сбои. Информационное моделирование зданий (BIM) и технологии лазерного сканирования помогают точно оценить существующие условия и определить ограничения строительства.

Даррен Рогге: Существующие здания бывают разных форм и размеров. Кроме того, этим зданиям может быть несколько десятков лет, и они были построены в соответствии со старыми и менее строгими нормами. Одной из проблем, связанных с этими старыми зданиями, является изменение оболочки здания в соответствии с потребностями текущего проекта. Это может включать дополнительную изоляцию крыши, изоляцию стен и изолированные двери дока. Модернизация ограждающих конструкций здания для соответствия текущим требованиям норм может потребовать значительных затрат.

Кроме того, в зависимости от возраста систем здания ожидаемый срок службы оборудования может потребовать замены оборудования MEP-системы. Учитывая высокие потребности в электричестве для поддержки систем автоматизации, существующих электрических систем, как правило, недостаточно, и эти данные передаются наверх электроэнергетической компании, чтобы определить, способна ли их инфраструктура выдерживать новые нагрузки. Модернизация электроэнергетической инфраструктуры может оказаться длительным и дорогостоящим процессом и может задержать реализацию проекта.

Майкл Уолш: Одной из самых больших проблем при работе с существующими промышленными объектами является отсутствие полной или точной документации, что затрудняет полное понимание существующих условий и возможностей системы. Многие объекты также включают устаревшие системы, которые были разработаны с использованием старых кодов или были модифицированы с течением времени, что создает разрыв между текущими требованиями и существующей инфраструктурой.

Ограниченность пространства и текущие операции еще больше усложняют соблюдение требований, поскольку обновления часто необходимо проводить поэтапно, не прерывая производство. Инженеры должны тесно сотрудничать с владельцами и AHJ для разработки практичных, соответствующих нормам решений, которые сочетают в себе безопасность, стоимость и непрерывность работы.

Публикация «Изучите наиболее важные нормы и стандарты для промышленных объектов»