Перспективы перехода строительной отрасли на нормы, основанные на параметрическом методе нормирования

Пустовгар А.П., Научный руководитель НИИ СМиТ НИУ МГСУ,
Руководитель комитета РСС по науке и инновационному
развитию строительной отрасли

В настоящее время в строительной отрасли ведется активная работа по переходу на строительные нормы, основанные на параметрическом методе нормирования, что предоставит свободу архитекторам, инженерам, проектировщикам зданий, разработчикам и строителям для создания и реализации инновационных строительных решений. Такой подход обеспечивает гибкость в решении проблем проектирования, использование альтернативных подходов к проектированию и строительству, а также адаптацию к масштабам и темпам технологических изменений, которые нормативное регулирование не может оперативно учесть.

Цели нормирования

Строительные нормы и правила являются инструментом технического регулирования, который направлен на обеспечение безопасности и качества строительства, учет экологических и социальных стандартов, а также на содействие устойчивому развитию отрасли.

Основными целями применения строительных норм и правил являются:

1. Обеспечение безопасности: нормы и правила устанавливают требования по защите жизни и здоровья людей, животных и растений, а также предотвращению разрушения и обрушения строительных конструкций.
Они определяют стандарты для проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений, чтобы минимизировать риски и предотвратить возникновение аварийных ситуаций.
2. Создание условий для комфортного пребывания: нормы и правила устанавливают требования по обеспечению комфортных условий пребывания людей в зданиях и сооружениях. Они регулируют технические условия эксплуатации, такие как системы вентиляции, отопления и охлаждения, шумоизоляция, освещение и т. д.
3. Сохранение окружающей среды: нормы и правила устанавливают требования по использованию экологически безопасных материалов и технологий строительства, а также по сохранению природных ресурсов. Они способствуют минимизации негативного воздействия строительства на окружающую среду.
4. Обеспечение устойчивого развития: нормы и правила учитывают принципы устойчивого развития, направленные на снижение потребления энергии и ресурсов, повышение энергоэффективности зданий и сооружений, использование возобновляемых источников энергии и т. д.
Они стимулируют применение экологически и экономически эффективных решений в строительстве.

В зависимости от уровня социально-экономического и технологического развития государства, могут устанавливаться требования для достижения как всех целей нормирования, так и отдельных составляющих этих целей. Например, государство с низким уровнем социально-экономического и технологического развития, может позволить себе установить только требования к предотвращению разрушения и обрушения строительных конструкций, так как строительная отрасль данной страны, вряд ли в настоящий момент сможет обеспечить население жилыми зданиями с комфортным уровнем  пребывания, современными системами кондиционирования, вентиляции, отопления, шумоизоляции и освещения, как в странах  с высоким уровнем социально-экономического и технологического развития.

В зависимости от уровня социально-экономического и технологического развития страны определяется эффективность выбора предписывающего или параметрического метода нормирования.

Обоснование и применение методов нормирования в строительстве

В странах в зависимости от уровня социально-экономического и технологического развития существуют разные подходы и методы нормирования, которые основываются на мировом опыте и передовых практиках. Основной тенденцией применения лучших мировых практик нормирования является использование стандартов Европейского комитета по стандартизации (European Committee for Standardization — CEN) и Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO). Эти международные стандарты позволяют гарантировать высокое качество и безопасность в строительной отрасли.
Системы нормирования, основанные на мировом опыте и передовых практиках, и их применение помогает минимизировать риски и повысить эффективность строительных проектов. В развитых странах существуют национальные государственные структуры, обеспечивающие единый подход в вопросах нормирования.

1. США:
В США нормирование в строительстве осуществляется через агентство по стандартам и  технологиям (National Institute of Standards and Technology — NIST), которое разрабатывает и обновляет технические стандарты для строительной индустрии.
Они являются обязательными для всех строительных проектов. Например, NIST разрабатывает стандарты для безопасности зданий, материалов и конструкций.

2. ФРГ:
В ФРГ государственное агентство по техническому регулированию и метрологии (Deutsches Institut für Normung — DIN) отвечает за нормирование в строительстве, разрабатывает технические правила и нормы, которые являются обязательными для применения в строительных проектах. Например, DIN устанавливает нормы для проектирования и строительства зданий, качества материалов и оборудования.

3. Япония:
В Японии нормирование в строительстве осуществляется через Японский институт стандартов (Japanese Industrial Standards — JIS), который разрабатывает и утверждает стандарты для строительной и промышленной отраслей, включая нормы для качества строительных материалов, проектирования и строительства. Нормы JIS являются обязательными для применения в строительных проектах в Японии.

4. Великобритания:
В Великобритании нормирование в строительстве осуществляется через Британский институт стандартов (British Standards Institution — BSI), который разрабатывает и утверждает стандарты для строительной отрасли, включая правила и нормы для проектирования, строительства и безопасности.
Стандарты BSI являются рекомендательными, однако их соблюдение часто требуется в строительных проектах.

5. Франция:
Во Франции нормирование в строительстве осуществляется через несколько организаций, ответственных за разработку и утверждение стандартов. Одной из таких организаций является Французский институт по нормам (French Standardization Institute — AFNOR), который разрабатывает и утверждает технические стандарты для строительства, качества материалов и безопасности. Эти стандарты определяют требования к проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений. Одной из важных составляющих нормирования во французском строительстве является «Règles de Construction» (Правила строительства).
Это набор правил, разработанных AFNOR и другими организациями, которые устанавливают минимальные требования к безопасности, устойчивости, эффективности использования энергии и уровню комфорта при строительстве зданий и сооружений.

Отдельно следует рассмотреть систему нормирования в строительстве в КНР, где нормирование в строительстве осуществляется через несколько организаций, ответственных за разработку и утверждение стандартов.
Одной из таких организаций является Национальное управление по стандартизации КНР (Standardization Administration of China — SAC), которое разрабатывает и утверждает стандарты в различных отраслях, включая строительство, определяет требования к качеству строительных материалов, конструкций, проектированию и выполнению строительных работ. Кроме того, в КНР действует Государственное управление по контролю за качеством, проверке и карантину (General Administration of Quality Supervision, Inspection, and Quarantine — AQSIQ),  отвечающее за контроль и надзор за качеством строительства, включая соответствие нормам и стандартам.
В КНР активно применяются и международные стандарты, такие как стандарты Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO) и других международных организаций. КНР активно участвует в процессе разработки и обновления данных стандартов, чтобы соответствовать мировым требованиям и стандартам в строительной отрасли.

Для стран с высоким уровнем развития характерно применение параметрического метода нормирования, если уровень социально-экономического и/или технологического развития страны не достиг определенного уровня, то как правило применяется предписывающий метод нормирования. Такое деление достаточно условно, но, тем не менее, позволяет выделить определенные зависимости при определении эффективности применения, того или иного метода нормирования.

Метод предписывающего нормирования   заключается в установлении четких и конкретных требований, которым должны соответствовать объекты или процессы. Такие нормы подробно описывают требуемые характеристики, параметры и методы выполнения, задавая единственный допустимый путь достижения цели.
Примером предписывающей нормы может быть требование использования определенного количества и типа арматуры при возведении железобетонной конструкции, четкое регламентирование минимальной высоты потолков в жилых помещениях и т.д.
Нормы базирующиеся на предписывающем методе нормирования являются эффективными и привлекательными для развивающихся стран, так как в них определено пошаговое описание пути при котором гарантируется создание объекта недвижимости, который не разрушится и сохранит целостность при конкретных нагрузках и воздействиях в условиях эксплуатации. Четкое соблюдение всех пунктов данной пошаговой инструкции гарантирует освобождение от ответственности архитекторов, проектировщиков и строителей этого здания в случае его разрушения.

Метод параметрического нормирования предлагает выбор из нескольких альтернативных путей достижения поставленной цели. Такие нормы устанавливают параметры, которым объект или процесс должны соответствовать, но не предписывают конкретные методы и способы достижения этих параметров.
Примером параметрической нормы может быть требование к уровню энергоэффективности здания, где предоставляется возможность выбора различных строительных материалов и технологий для достижения требуемого уровня.

Целевой метод нормирования является модификацией параметрического метода и заключается в определении цели, которую необходимо достичь, и в установлении параметров, которым объект или процесс должны соответствовать для достижения этой цели. Такие нормы объединяют принципы обоих методов и дают возможность выбора альтернативных путей в рамках заданной цели.
Примером целевой нормы может быть требование к уровню комфорта в помещении, где устанавливаются требуемые значения температуры, освещенности и шума, но не указывается конкретный способ достижения этих значений.

Для развитых стран считается, что параметрический метод является эффективным и современным подходом к формулированию нормативных требований в строительстве. Он позволяет учесть различные факторы и требования, а также стимулирует инновации и более качественное строительство.

Преимущества применения параметрического метода нормирования

1. Гибкость и адаптивность: параметры могут быть настроены в соответствии с конкретными требованиями и условиями. Это позволяет учесть различные факторы, такие как климат, география, земля или требования пользователей.
2. Снижение затрат: параметрический метод позволяет оптимизировать ресурсы и сократить затраты на проектирование и строительство.
3. Стимулирование инноваций: параметрический метод способствует развитию новых технологий и методов, поскольку он не ограничивает проектировщиков конкретными правилами и требованиями.
4. Повышение качества строительства: параметрический метод позволяет более точно определить и измерить требуемые характеристики строительных объектов, что ведет к повышению качества конечного продукта.
5. Обеспечение устойчивого развития: параметрический метод позволяет учесть требования устойчивого развития, такие как энергоэффективность или экологическая устойчивость.

Применение параметрического метода имеет некоторые ограничения и сложности. Определение правильных параметров и их значений может быть сложной задачей, требующей хорошего понимания требований и условий и как следствие высокого развития прикладной строительной науки, технологического развития строительной отрасли и высококвалифицированных кадров. Кроме того, при параметрическом методе необходима четкая программа разработки и системы утверждения стандартов и норм для определения параметров, то есть система нормативной документации строительной отрасли должна быть строго структурированной.

Требование к строгой структуре системы нормативной документации обусловлено растущей цифровизацией строительной отрасли, поскольку информационное моделирование становится неотъемлемым инструментом в процессе нормирования, создания информационной модели объекта, интегрирования в нее информации о требованиях нормативных документов и проведения проверки соответствия.
Такой подход позволяет увеличить точность и эффективность процесса нормирования, внедрение данного подхода невозможно без перехода на параметрический метод нормирования.

Быстрые изменения и развитие технологий информационного моделирования делают практически невозможным разработку стабильных и применимых нормативных документов, созданных в предписывающей системе нормирования.
Разработка и согласование стандартов обуславливают участие многих заинтересованных сторон, консультаций и длительного процесса разработки. Это замедлит процесс принятия новых норм и стандартов, может привести к тому, что существующая нормативная база будет отставать от реальных потребностей и развития технологий.

Направления развития технического нормирования в строительстве

Развитие технического нормирования в строительстве отражает основные тенденции развития строительной отрасли и активно идет в следующих перспективных направлениях.

1. Интеграция информационных технологий.
Современные технологии, такие как информационное моделирование зданий (ТИМ), предоставляют возможность для эффективного создания и обмена цифровыми данными о проекте. Развитие нормативов, регулирующих использование цифровых технологий, позволит улучшить координацию и совместную работу между различными участниками строительного процесса, улучшить качество проектной документации и сократить возможные ошибки и противоречия.
2. Энергетическая эффективность и экологические стандарты.
В связи с повышением осведомленности о климатических изменениях и растущим спросом на устойчивое строительство, разрабатываются нормативные документы, направленные на повышение энергетической эффективности зданий и уменьшение их воздействия на окружающую среду ( стандарты по энергосбережению, использованию возобновляемых источников энергии, управлению отходами т.п.)
3. Кибербезопасность и защита данных.
С развитием цифровых технологий и использованием информационных систем в строительстве становится  актуальной защита от кибер-угроз и обеспечение безопасности данных. Нормативы, регулирующие кибербезопасность и защиту данных в строительстве, помогут создать условия для предотвращения утечки информации, хищение интеллектуальной собственности и иных потенциальных угроз.
4. Индустрия 4.0 и «умное строительство».
Применение современных технологий (интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (ИИ), автоматизация) приводит к необходимости создания концепции «умного строительства». Разработка соответствующих нормативных документов, регулирующих внедрение и использование новых технологических возможностей, таких как сенсоры, машинное обучение и робототехника, становится жизненно важным. Для успешного развития строительной отрасли России и продвижения  перспективных  новых технологий необходимо создание целостной структуры нормативной документации в строительстве.

Создание целостной структуры нормативных документов с их одновременным обновлением и переходом на параметрический метод нормирования

Переход с предписывающего метода на параметрический является сложной и многоэтапной задачей. Нельзя только волевым решением к заранее определенной дате перейти на новые подходы к разработке нормативных документов. Этому должна предшествовать хорошо спланированная подготовительная работа, результатом которой станет дорожная карта перехода к параметрическому методу нормирования.  
В качестве примера можно рассмотреть следующее предложение:

1. Анализ текущей ситуации:
  — Изучение существующих нормативных правил и стандартов в строительной отрасли.
  — Оценка текущих проблем и ограничений предписывающего метода.
  — Идентификация областей, где параметрический метод может быть успешно внедрен.
2. Планирование и разработка критериев и стандартов:
   — Определение ключевых параметров и критериев, которые будут использоваться для определения эффективности и качества в строительной отрасли.
   — Разработка стандартов и нормативов на основе этих параметров и критериев.
   — Определение процессов и методологии для определения оптимальных значений параметров.
3. Внедрение параметрического подхода:
   — Проведение обучения и просвещения для работников строительной отрасли о преимуществах и принципах работы параметрического подхода.
   — Разработка и внедрение новых инструментов и программного обеспечения для сбора данных и анализа параметров.
   — Создание системы мониторинга и контроля для обеспечения соблюдения параметрических стандартов.
4. Масштабирование и распространение:
   — Проведение пилотных проектов с использованием параметрического метода в разных регионах страны.
   — Получение обратной связи и оценка эффективности параметрического подхода в рамках этих проектов.
   — Распространение опыта и знаний о параметрическом методе между различными участниками строительной отрасли.
5. Мониторинг и обновление:
   — Регулярное проведение оценок и анализа эффективности параметрического подхода.
   — Внесение изменений и обновлений в параметрические стандарты, если необходимо.
   — Постоянное обучение и развитие работников строительной отрасли по новым методам и приемам работы.

Существенную составляющую успеха реализации дорожной карты будут определять кадры, вовлеченные в процесс ее реализации. Поэтому важно подготовить и иметь базу знаний, позволяющую сформировать компетенции и навыки кадров, которым предстоит внедрять и работать с использованием новых инструментов нормирования.

Современные компетенции и навыки технического нормирования

Современные компетенции в области технического нормирования должны сочетать знания в области стандартов и требований с умением применять передовые методы и технологии для оперативного обновления нормативной базы и эффективного управления процессами строительства.  Организации, осуществляющие подготовку и переподготовку кадров для строительной отрасли, должны обеспечить освоение в процессе обучения следующих компетенций и навыков технического нормирования в строительстве:

1. Знание национальных и международных стандартов и требований в строительстве;
2. Умение разрабатывать и обновлять нормативные документы в соответствии с техническими изменениями и новыми требованиями;
3. Знание передовых методов и подходов в техническом нормировании, включая параметрический и процессный подходы;
4. Умение работать с современными информационными технологиями, в том числе с ТИМ/BIM;
5. Навыки анализа и оценки соответствия строительных продуктов и технологий требованиям и стандартам.

Решение задач формирования современных компетенций и навыков в области технического нормирования требует разработки и внедрения новых программ обучения для специалистов в строительной отрасли, организацию курсов повышения квалификации и сертификации, а также содействие в обмене опытом и передаче знаний между профессионалами в строительной отрасли и образовательными организациями.

Заключение

Большинство технологически развитых стран, перешли или осуществляют переход на параметрический метод нормирования в строительстве. Однако отметим, что страны, переходящие от предписывающего метода нормирования к параметрическому, сталкиваются со сложностями такого перехода и в некоторых случаях частично возвращаются к предписывающему подходу.
При внедрении параметрического метода нормирования в строительную отрасль  можно получить следующие преимущества:

1. Гибкость и адаптивность: параметрический подход позволит легко адаптироваться к изменениям и новым технологиям. Это обеспечит строительной отрасли возможность быстро осваивать и внедрять новые инновационные материалы и технологии.
2. Оптимизация процессов: параметрический метод позволит оптимизировать различные процессы строительства, начиная с проектирования и заканчивая строительством и эксплуатацией объекта.
Путем определения оптимальных параметров и стандартов, можно улучшить эффективность работы и снизить потребление ресурсов, что приведет к сокращению затрат и снижению сроков строительства.
3. Единообразие: параметрический метод позволит обеспечить единые стандарты и параметры для всех участников процесса строительства.
Это гарантирует единообразие в работе всех сторон: от проектировщиков и подрядчиков до поставщиков материалов и органов государственного контроля.
Такой подход способствует улучшению качества и безопасности строительных проектов.
4. Улучшенная прогнозируемость и контроль: параметрический метод позволит более точно прогнозировать результаты и контролировать процессы строительства.
Системы мониторинга и контроля позволят отслеживать и анализировать данные по параметрам и стандартам, что облегчает выявление проблем и принятие оперативных мер для их решения.