Проектирование зданий, ориентированное на производительность

This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these messages) This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Performance-based building design" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (January 2022) (Learn how and when to remove this message) The examples and perspective in this article may not represent a worldwide view of the subject. You may improve this article, discuss the issue on the talk page, or create a new article, as appropriate. (February 2022) (Learn how and when to remove this message) (Learn how and when to remove this message)

Проектирование зданий на основе производительности — это подход к проектированию зданий любой сложности, от одноквартирных домов до многоэтажных квартир и офисных зданий включительно. Здание, построенное таким образом, должно соответствовать определенным измеримым или прогнозируемым требованиям к производительности, таким как энергоэффективность или сейсмическая нагрузка, без определенного предписанного метода, с помощью которого можно достичь этих требований. Это отличается от традиционных предписанных строительных норм , которые предписывают определенные методы строительства , такие как размер стоек и расстояние между стойками в деревянном каркасном строительстве . ^[1] Такой подход обеспечивает свободу разработки инструментов и методов для оценки всего жизненного цикла процесса строительства, от деловых отношений до закупок , через строительство и оценку результатов.

Одной из первых реализаций требований к проектированию зданий на основе производительности было в Кодексе Хаммурапи (ок. 1795-1750 гг. до н. э.), где говорилось, что «дом не должен рухнуть и убить кого-либо». Эта концепция также описана в « De architectura libri decem» (« Десять книг об архитектуре ») Витрувия в первом веке до н. э. В наше время первое определение проектирования зданий на основе производительности было введено в 1965 году во Франции Блашером с системой Agrément ^[2]

Несмотря на это, процесс строительства оставался относительно обычным в течение следующих 50 лет, основываясь исключительно на опыте и кодексах, предписанных законом правилах, которые подавляли инновации и изменения. Подход по рецепту — это техническая процедура, основанная на прошлом опыте, которая заключается в сравнении предлагаемого проекта со стандартизированными кодексами, поэтому для процесса проектирования и строительства не требуются инструменты моделирования или проверки .

Новый подход начал появляться во второй половине 20-го века, когда многие местные строительные рынки начали демонстрировать, что им нужна большая гибкость в процедурах закупок для облегчения обмена строительными товарами между странами и для повышения скорости процедур и инноваций в процессе строительства. Этот инновационный подход к закупкам, проектированию, заключению контрактов, управлению и обслуживанию зданий был основан на проектировании зданий на основе производительности (PBBD).

Совсем недавно наиболее четкое определение подхода к строительству, основанного на показателях эффективности, было дано в 1982 году Комиссией CIB W60 в отчете № 64, где Гибсон заявил, что «в первую очередь подход к эффективности — это [...] практика мышления и работы с точки зрения целей, а не средств. [...] Он касается того, что должно делать здание или строительный продукт, а не предписаний о том, как его следует строить». ^[3]

Многие научно-исследовательские учреждения изучали внедрение PBBD в течение последних пятидесяти лет. ^{[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]} Большинство областей проектирования зданий остаются открытыми для инноваций.

В 1998-2001 годах Совет директоров и Программный комитет CIB инициировали Проактивную программу по строительству на основе производительности ^{[11] [12]} с целью практического внедрения технических разработок в области строительства на основе производительности. За этой программой последовало создание Проекта по строительству на основе производительности (PeBBu), который действовал с октября 2001 года по октябрь 2005 года благодаря финансированию Пятой рамочной программы Европейской комиссии (ЕК) .

Сеть PeBBu имела широкую и разнообразную программу, ряд мероприятий и подготовила множество документов, способствующих реализации такого видения.

Тематическая сеть PeBBu управлялась Генеральным секретариатом CIB (Международный совет по исследованиям и инновациям в строительстве), в частности Фондом развития CIB (CIBdf). Сеть PeBBu начала работать в 2001 году и завершила свою работу в 2005 году. В сети PeBBu 73 организации, включая CIBdf (координирующий подрядчик), BBRI (Бельгия), VTT (Финляндия), CSTB (Франция), EGM (Нидерланды), TNO (Нидерланды), BRE (Великобритания), сотрудничали в этом проекте, объединяя людей для обмена своей работой, информацией и знаниями. Целями сети были стимулирование и содействие международному распространению и внедрению Performance Based Building в строительном секторе, максимизируя вклад в это международного сообщества исследований и разработок. Результаты тематической сети PeBBu описаны и объяснены в 26 итоговых отчетах, в том числе в трех отчетах с общим охватом PBB, множестве исследовательских отчетов из доменов PeBBu, пользовательских платформ и региональных платформ, итоговом отчете по управлению и четырех практических отчетах для оказания практической поддержки фактическому применению концепции PBB в строительном секторе .

Концептуальная структура для внедрения рынка PBB была определена в ходе обзора различных точек зрения во время составления 2-го Международного отчета о состоянии дел в области технологий для тематической сети PeBBu (Беккер и Фолиенте, 2005 г.). Здание представляет собой многокомпонентную систему с, как правило, очень длительным жизненным циклом. Повестка дня проектирования системы в целом и более конкретные цели проектирования ее частей исходят из соответствующих требований пользователя. Эти требования развиваются в комплексный набор требований к производительности, которые должны быть установлены большим количеством заинтересованных сторон (пользователи, предприниматель/владелец, нормативная база, проектная группа и производители).

Основными этапами процесса проектирования зданий на основе эксплуатационных характеристик являются:

1. определение и формулирование соответствующих требований пользователя
2. преобразование определенных 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

В подходе, основанном на производительности, все решения сосредоточены на требуемой производительности в использовании и на оценках и тестировании активов здания. Строительство на основе производительности (PBB) сосредоточено на производительности, требуемой в использовании для бизнес-процессов и потребностей пользователей, а затем на оценках и проверке результатов активов здания. Подход на основе производительности может использоваться независимо от того, касается ли процесс существующих или новых активов. Он применим к закупке построенных активов и к любой фазе всего жизненного цикла процесса строительства, такой как стратегическое планирование , управление активами , инструктаж/программирование, проектирование и строительство, эксплуатация и обслуживание, управление и использование, реновации и изменения, кодексы, правила и стандарты. Он включает в себя множество тем и критериев, которые можно классифицировать как физические, функциональные, экологические, финансовые, экономические, психологические, социальные, объекты и другие. Эти критерии связаны с отдельным проектом в зависимости от контекста и ситуации.

Концепция производительности основана на двух ключевых характеристиках:

• использование двух языков: одного для требований клиентов/пользователей и другого для предоставления услуг
• необходимость проверки и верификации результатов по отношению к целевым показателям производительности

Концепция производительности требует двух языков: языка требований спроса и языка требуемой производительности, которая должна иметь возможность удовлетворить спрос. Важно признать, что эти языки различны. 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 или производительном языке (FC — функциональная концепция), сопоставленным с решением (SC — концепция решения) на более техническом языке, и сопоставлением, верификацией / валидацией, которые должны произойти между ними».

В недавней статье Ang, Groosman и Scholten (2005) объясняют, что функциональная концепция представляет собой набор неколичественных целей и областей, которые должны быть удовлетворены решениями поставки, связанными с требованиями к производительности. Концепция решения представляет собой техническую реализацию, которая удовлетворяет по крайней мере требуемой производительности. Решение о проектировании является развитием концепции решения.

Оценка эффективности здания — это процесс систематического сравнения и сопоставления эффективности использования активов здания с явно документированными или неявными критериями их ожидаемой эффективности. В подходе PBB существенно сопоставление и сравнение спроса и предложения. Это можно сделать с помощью метода проверки , измерения, расчета или тестирования. Инструменты и методы используются для того, чтобы разрешить некоторую форму измерения тестирования требований и связанного измерения способности активов выполнять функции.

Существует множество типов 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 приборов. Оценки и обзоры являются неотъемлемой частью управления активами и портфелем, проектирования, строительства, 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 оценку использования или оценку способности результата продукта выполнять ожидаемые функциональные требования. Такие оценки могут использоваться в любое время в течение жизненного цикла актива. Оценки PBB должны проводиться в обычном порядке, на самом деле оценки часто проводятся только в рамках ввода в эксплуатацию или вскоре после этого, или при возникновении проблемы.

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

Инновационные методологии поддержки принятия решений применяются в строительном секторе. 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 проверяемым. Одной из методологий, которые можно использовать, является анализ разрывов, основанный на калиброванных шкалах, которые измеряют как уровни требований, так и возможности актива, который уже используется, или проектируется, или предлагается для покупки, или сдается в аренду. Такая методология является стандартом ASTM и Американским национальным (ANSI) и в настоящее время рассматривается как стандарт ISO. Она особенно полезна, когда информация о «разрыве», 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 заявления о требованиях, чтобы иметь возможность сравнивать с ожидаемой производительностью. Чтобы оценить результат строительного актива в соответствии с ожидаемыми требованиями к производительности, необходимо зафиксировать некоторые инструменты, используемые в процессе. Эти инструменты являются эталоном всего жизненного цикла строительного процесса, поэтому организации используют «ключевые показатели эффективности (KPI)», чтобы доказать, что они достигают целей, установленных высшим руководством. В то же время измерение производительности (PM) становится центральным для управления организациями, их операциями и логистической поддержкой. Эти методологии включают в себя цикл обратной связи, который связывает используемый объект с требованиями и возможностями, которые сравниваются и сопоставляются всякий раз, когда необходимы решения.

Предписывающий подход описывает способ, которым должен быть построен строительный актив, а не конечный результат процесса строительства, и связан с типом и качеством используемых материалов, методом строительства и мастерством. Этот тип подхода строго предписан сочетанием закона, кодексов, стандартов и правил и основан на прошлом опыте и консолидированном ноу-хау. Содержание предписывающих кодексов и стандартов обычно является следствием несчастного случая, вызывающего травму или смерть, который требует средства правовой защиты, чтобы избежать повторения, как следствие какой-то опасной ситуации или как следствие какой-то признанной социальной потребности. Во многих странах, как в государственном, так и в частном секторе, проводятся исследования в отношении другого набора кодексов, методов и инструментов, основанных на критериях эффективности, чтобы дополнить традиционные предписывающие кодексы. В 1970-х годах этот поиск привел к созданию «скандинавской модели» (NKB 1978), которая составила эталонную модель следующих кодексов, основанных на эффективности. Эта модель легко связана с одной из ключевых характеристик подхода к эффективности, диалогом между почему, что и как.

Использование подхода, основанного на производительности, не исключает использования предписывающих спецификаций. Хотя преимущества принятия подхода PBBD значительны, признается, что применение подхода, основанного на производительности, на любом этапе процесса строительства является более сложным и дорогим, чем использование более простого предписывающего пути. Таким образом, применение этого подхода не следует рассматривать как самоцель. Когда речь идет о простом строительстве или использовании хорошо зарекомендовавших себя технологий, использование предписывающих кодов приводит к более эффективному, действенному, быстрому или менее затратному результату, поэтому предписывающие спецификации будут по-прежнему полезны во многих ситуациях.

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

Маловероятно, что объект будет планироваться, закупаться, поставляться, обслуживаться, использоваться и ремонтироваться исключительно с использованием документов, основанных на производительности, на каждом этапе пути, вниз по цепочке поставок, к закупке продуктов и материалов, поскольку пока еще недостаточно опыта с подходом Performance Based Building. В то же время предписывающий подход может привести к подавлению изменений и инноваций, поэтому лучшим способом организации процесса строительства является смешивание обоих подходов.

Заявления о требованиях представляют собой справочную информацию для управления всем жизненным циклом объектов, они являются ядром концептуальной структуры, разработанной тематической сетью PeBBu. Они представляют собой ключ к внедрению PBB в строительном секторе.

SoRs — это документ, подготовленный клиентами или в устных заявлениях, переданных 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 является существенным для клиента. SoRs будут принимать разные формы в зависимости от типа клиента и того, что закупается, на какой фазе жизненного цикла или где в цепочке поставок используется документ. SoRs должны быть динамическими, а не статическими, и должны включать все больше и больше деталей по мере продвижения проектов. Этот документ должен быть подготовлен на разных уровнях детализации, насколько подробной будет документация на каждом этапе, зависит от сложности проекта и от выбранного для проекта пути закупки.

SoR представляют собой очень важную часть непрерывного процесса коммуникации между клиентами (спрос) и их проектной группой (поставка), они будут обновляться и управляться с помощью компьютерных инструментов и будут содержать все требования на протяжении всего срока службы объекта. Этот процесс называется «брифинг» в британском и английском языках Содружества и «программирование» в американском английском. SoR обычно готовится для любого проекта, независимо от того, является ли он проектом PBB или нет. Составление такого документа обычно приводит к более подходящему соответствию между потребностями клиентов и пользователей и построенными активами. Заявления о требованиях должны быть очень тщательно сформулированы, чтобы было легко проверить, что предлагаемое решение может удовлетворить эти требования.

Высокоуровневое изложение требований должно быть сопряжено с показателями возможностей, чтобы проектные решения можно было оценить до их реализации, чтобы избежать ошибок. В SoR важно учитывать некоторые аспекты проектирования, такие как показатели гибкости, поскольку построенные активы нуждаются в изменении в течение своего жизненного цикла, использования и виды деятельности могут меняться очень быстро, поэтому важно тестировать различные решения, чтобы пространства могли использоваться в соответствии с ожидаемыми изменениями. SoR, как понимается в ISO 9000, включают не только то, что клиент требует и за что готов платить, но также процесс и показатели, которые предоставят средства для проверки и подтверждения того, что поставляемый продукт или услуга соответствуют этим заявленным требованиям.

В рамках всемирного движения по внедрению подхода PBB и разработке инструментов, которые облегчат переход на PBB, Международный альянс по совместимости (IAI) запустил проекты по отображению процессов, являющихся частью управления жизненным циклом, как управление портфелем и активами: производительность (PAMPeR) и раннее проектирование (ED). Усилия IAI дополняются многими другими усилиями по созданию стандартов для информации, которая должна собираться и анализироваться для проверки производительности при использовании.

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

Группа по поставкам готовит документ, который включает в себя цели и задачи, требования к производительности и критерии. Важно включить «показатели производительности» таким образом, чтобы можно было измерить результаты по явным требованиям, качественным или количественным. Показатели производительности должны быть легко понятны пользователям и оценщикам. Для проверки показателей и подтверждения того, что требуемая производительность в использовании была достигнута, необходимо использовать соответствующие методы и инструменты. Уровни требований к производительности могут быть указаны как часть подготовки SoR, как часть проектных программ или как часть запросов на предложения и контрактов на закупку. Предпочтительно принять гибкий подход к выражению и сравнению уровней производительности, поэтому требуемая и достигнутая производительность может быть выражена не как отдельные значения, а как диапазоны между верхним и нижним пределами. Следовательно, в терминах производительности критерии могут быть выражены как градуированные шкалы, разделенные на широкие диапазоны.

В строительной отрасли до 25–30 лет предписывающие кодексы, правила и стандарты делали инновации и изменения сложными и дорогостоящими для внедрения и создавали технические ограничения для торговли. Эти проблемы были основными движущими силами использования подхода, основанного на производительности, к кодексам, правилам и стандартам. Строительные нормы, основанные на производительности, были внедрены или разрабатываются во многих странах, но они еще не достигли своего полного потенциала. Отчасти это можно объяснить тем фактом, что общая система регулирования еще не полностью решена, и в нескольких ключевых областях существуют пробелы. Объединение регулирующих и нерегулирующих моделей, вероятно, является наилучшим способом работы. Это показано на диаграмме «Модели общей системы производительности» (Meacham, et al. 2002), которая отображает поток принятия решений от общественных и деловых целей до строительных решений.

Разница между нормативной и ненормативной частями моделей систем комплексной производительности заключается в том, что первая часть предписана кодексами и правилами, основанными на законе, в то время как другие функциональные требования, включенные в заявления о требованиях, являются неотъемлемой частью того, что клиент требует и за что готов платить.

Для закупок в государственном секторе и для публичных корпораций важно, чтобы решения и выбор были прозрачными и явными, независимо от конкретного пути закупок. Все процессы закупок могут быть либо предписывающими, либо основанными на результатах. Проектирование-строительство, государственно-частное партнерство (ГЧП), частная финансовая инициатива (ЧФИ) и аналогичные процедуры закупок особенно подходят для использования сильного приложения Performance Based Building. Если ожидаемые результаты не указаны явно и не поддаются 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, переложив решения о том, «как» на интегрированную команду.

• ISO 6240: 1980, Стандарты производительности в строительстве – Содержание и представление
• ISO 6241: 1984, Стандарты производительности в строительстве. Принципы их разработки и факторы, которые следует 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 символов
• ISO 7162: 1992, Стандарты производительности в строительстве. Содержание и формат стандартов для оценки производительности
• ISO 19208: 2016, Структура для определения эксплуатационных характеристик зданий ^[13]
• ISO 9836: 1992, Стандарты производительности 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
• CEN (2002). EN 12152:2002 Навесные фасады — Воздухопроницаемость — Требования к эксплуатационным характеристикам и классификация. CEN, Европейская комиссия по стандартизации, Брюссель.
• CEN (2002 − 2007). Еврокоды по конструкциям (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 сталежелезобетонных конструкций. EN 1995 — Еврокод 5: Проектирование деревянных конструкций. EN 1996 — Еврокод 6: Проектирование каменных конструкций. EN 1997 — Еврокод 7: Геотехническое проектирование. EN 1998 — Еврокод 8: Проектирование конструкций для обеспечения сейсмостойкости. EN 1999 — Еврокод 9: Проектирование алюминиевых конструкций). CEN, Европейская комиссия по стандартизации, Брюссель.
• CEN (2004). EN 13779:2004 — Вентиляция нежилых зданий — Требования к эксплуатационным характеристикам систем вентиляции и кондиционирования помещений. CEN, Европейский комитет по стандартизации, Брюссель
• UNI 8290 – 1: 1981 + A122: 1983, Жилое здание. Элементы здания. Классификация и терминология
• UNI 8290 – 2: 1983, Жилое здание. Элементы здания. Анализ требований
• UNI 8290 – 3: 1987, Жилое здание. Элементы здания. Список агентов
• UNI 8289: 1981, Строительство. Функциональные требования конечных пользователей. Классификация
• UNI 10838: 1999, Строительство. Терминология для пользователей, производительности, качества и процесса строительства.

• Дизайн, основанный на фактических данных
• Обратная связь
• Оценка после заселения

• БАКЕНС В., PeBBu Завершено, Статья новостей CIB, январь 2006 г.
• БЕККЕР Р., Основы проектирования зданий на основе эксплуатационных характеристик, Факультет гражданского и экологического строительства Технион – Израильский технологический институт, Хайфа, ноябрь 2008 г.
• FOLIENTE G., HUEVILA P., ANG G., SPEKKINK D., BACKENS W., Дорожная карта НИОКР в области зданий, основанных на характеристиках, Заключительный отчет PeBBu, CIBdf, Роттердам, 2005 г.
• SZIGETI F., Исследование PeBBuCo: Компендиум заявлений о требованиях к производительности (PB), Международный центр по объектам (ICF), Оттава, 2005 г.
• SZIGETI F., DAVIS G., Performance Based Building: Conceptual Framework, PeBBu Final Report, CIBdf, Роттердам, октябрь 2005 г.

• БЕККЕР Р., ФОЛИЕНТЕ Г., Международный уровень развития, основанный на результатах, PeBBu 2-й Международный отчет SotA, CIBdf, Роттердам, 2005 г.
• БЛАХЕР Г., Общее рассмотрение стандартов, согласование и оценка пригодности к использованию, Доклад, представленный на 3-м Конгрессе CIB по теме «На пути к индустриальному строительству», состоявшемся в Копенгагене, Дания, 1965 г.
• БЛАШЕР Г., Строительные принципы, Комиссия Европейских сообществ, Промышленные процессы, Строительство и гражданское строительство, Генеральный директорат, Внутренний рынок и промышленные вопросы, EUR 11320 EN, 1987
• ГИБСОН Э.Дж., Работа с подходом к производительности в строительстве, публикация отчета CIB № 64, Роттердам, 1982 г.
• ГРОСС Дж. Г., Развитие применения концепции производительности в строительстве, Труды 3-го симпозиума CIB-ASTM-ISO-RILEM, Национальный институт строительных исследований, Израиль, 1996 г.

• BRE – Научно-исследовательский институт строительства
• CIB — Международный совет по исследованиям и инновациям в строительстве
• CSTB – Научно-технический центр Батимент
• IAI – Международный альянс по совместимости