Инженерное проектирование как искусство

С. И. Бурцев, доктор техн. наук, профессор, управляющий партнер ЗАО «Бюро техники и кондиционирования воздуха», член Президиума НП «АВОК», лауреат премии НП «АВОК» «Медаль имени М. И. Гримитлина»

Утверждение о том, что инженерная практика за прошедшие 5 лет серьезно изменилась и усложнилась, прозвучит, вероятно, банально, но то, что она очень серьезно усложнится в ближайшие 5 лет, а главное, ужесточатся требования к функционированию инженерных систем, должно всех нас, практикующих инженеров, мобилизовывать и готовить к новым и большим задачам.

Несмотря на то, что Россия экспортирует энергоресурсы, дефицит электроэнергии есть практически во всех городах страны. Наиболее ярко, а для инвесторов болезненно, этот дефицит демонстрирует динамика стоимости «подключения» к энергосетям. Возникнув в конце 1990-х на уровне 100–150 $/кВт, «присоединение» стоит сегодня 2 000–3 000 $/кВт. Мы здесь говорим об официальных платежах и не учитываем «благодарность», которая для отдельных районов может увеличить платеж в 2–3 раза.

Возникают интересные ситуации, когда заводя в удачно расположенное здание электроэнергию с расчетным значение электрической мощности ~100 Вт/м², инвестор расходует на присоединение суммы, сопоставимые или существенно большие, чем стоимость самих систем вентиляции и кондиционирования, расходующих ~60 % этой электроэнергии.

Современные инвестор и девелопер уже «слышат» инженера, рекомендующего энергосберегающие решения, отметим, что острота слуха не носит природный характер, а определяется величиной инвестиционных затрат.

При выработке крупнотоннажного холода для коммерческих объектов площадью более 50 000 м², когда Q₀ > 3 000 кВт, применение абсорбционных холодильных машин, работающих либо на горячей воде (ТЭЦ, когенераторы, собственная котельная) либо на природном газе, понижает инвестиционные затраты на хладоснабжение почти в 3 раза. Начинают быть востребованы системы аккумуляции холода, построенные на парокомпрессионных холодильных машинах. Это решение, так же как и АБХМ, ведет к снижению «подключаемой» электроэнергии и сразу создает инвестору экономический эффект. Убедительное технико-экономческое обоснование повышает шансы к реализации. Заметим, что сегодня от инженера требуется умение «продавать» решения, сейчас мало профессионально и глубоко знать предмет, необходимо понятно, доступно и аргументированно показывать его экономические и функциональные преимущества, выявлять ту «пользу», которую понимает девелопер и владелец здания. Хотим мы того или нет, но мы должны рассматривать инженерные системы их глазами и видеть плюсы решений не в чудесных термодинамических преобразованиях, а в пользовательских категориях девелопера, инвестора, владельца. Заметим, что интересы упомянутых операторов рынка если и не противоречивы, то, скажем мягко, часто не совпадают; и как здесь получить поддержку инженеру?

Пытливый читатель заметит: в заголовке обещано про искусство, а разговор все время идет вокруг денег. Читатель прав, однако материал о профессиональном проектировщике. Профессия [лат. professio] – род трудовой деятельности, требующий специальных теоретических знаний и практических навыков и являющийся источником существования. Если инженер своим профессиональным мастерством не сможет заработать денег раз, другой, третий, то сможет ли он развить свое искусство и создать себе источник существования в четвертый или пятый раз? Скорее всего, он не состоится как инженер и найдет себе иное применение – политика, муниципальное управление и др., то есть те области самореализации, в которых важен процесс, а не конечный результат.

Термин искусства в приложении к инженерной практике был, похоже, введен профессором Ю. А. Табунщиковым, президентом НП «АВОК». Первые его применения вызвали некоторую внутреннюю настороженность и дискуссию. Как же так, я просто работаю, правда, с удовольствием, задором и интересом, причем тут искусство? Инженер ведь не участник «Фабрики звезд» или других примеров высокого телевизионного искусства.

Оказалось, что самому можно было не размышлять на эту тему, достаточно посмотреть Толковый словарь В. И. Даля, который определяет искусство как «знанье, уменье, развитая навыком или учением способность; наука, знание, прилагаемое к делу; ремесло, мастерство, требующие большого умения». В. И. Даль приводит и виды искусства: военное; искусство книгопечатания и токарное; искусство плавания; изящные искусства. Из текста и контекста данных определений отчетливо видно, что проектирование инженерных систем есть искусство, искусство не простое, а направленное на комфорт и жизнеобеспечение человека, а отсюда и его гуманистический компонент.

C. И. Бурцев, лауреат награды НП «АВОК» «За значительный вклад в науку ОВК и развитие межрегиональных связей»

Так сложилось, что инженерный гений менее публичен из-за сложности восприятия его произведений и обычный человек помнит и знает вершины творчества таких инженеров, как Калашников, Никитин, Шухов, Эдисон, Эйфель. При этом ему известно не менее сотни имен из области изящных искусств: в живописи, музыке, монументальной скульптуре и миниатюре.

Возвращаясь к проектной практике, попробуем рассмотреть, в какие моменты она переходит в искусство, а когда остается рядовой работой.

Маловероятно считать студенческие годы годами свершений в инженерном искусстве, более того, и период в 5–7 лет после погружения в профессиональную проектную практику – скорее, период подготовительный. Человек всю свою жизнь приобретает знания и формирует умения, накапливает колоссальный информационный массив. Наступает момент, когда кроме задач анализа он становится способен решать и задачи синтеза, и чем сильнее его подготовка и богаче опыт, тем эффективнее предлагаемые им решения. Забавно видеть, как общество, усвоив предложения и сроднившись с идеями, начинает воспринимать их как банальность; полагаю, что это признание вершины успеха. Утверждение «Она круглая» сегодня аксиоматично, а ведь был период, когда за него следовал костер.

В России завершился чудовищный по масштабу социально-политический эксперимент, и наше инженерное сообщество смогло познакомиться с лучшими образцами мирового инженерного искусства. В своей работе мы часто заимствуем решения из мировой копилки, однако это не освобождает нас от ответственности за функциональный результат. Мировая практика предлагает решения и указывает как нужно делать, однако, не говорит почему так нужно делать.

Рассмотрим в качестве учебного примера офис бизнес-центра. Сегодня девелоперы в большинстве случаев реализуют бизнес-центры в классе А или, в самом крайнем случае, В+. Не анализируя мотивы девелоперов, рассмотрим, какие следствия приходят к инженерам. Нужно твердо знать, что офис – это самый сложный случай в деле создания и поддержания комфорта, и чем выше класс офиса, тем сложнее задача. Рабочие места в офисе фиксированы, в среднем на человека в бизнес-центре класса А приходится 8–10 м², поэтому требования к равномерности распределения температур и скоростей весьма жесткие, причем не столько в нормативном плане (они известны и неизменны), сколько в функциональном. Работник офиса, в отличие от продавца или покупателя торгового комплекса, не может отойти на 1–2 метра от зоны дискомфорта, не может, в отличие от гостя отеля, уменьшить расход воздуха, а может только терпеть, страдать и жаловаться руководству на дискомфорт. Высшая мера проявления его протеста – болезнь и отсутствие на работе. Арендатор обращается с протестом в управляющую компанию, и та, возможно, приглашает проектировщика систем и задает ему вопрос М. Жванецкого: «А почему, собственно?». Инженер, как и положено, сообщает, что он применил на этом объекте самую высокоэффективную VRV-систему от одного из самых репутационных поставщиков, все смонтировано правильно, налажено. Персоналу офиса следует повышать иммунитет. На самом деле проблема сложнее, и ее почему-то не показывают производителям. При «удачном» монтаже температура кипения хладона во внутреннем блоке 5 °С, при не очень «удачном» может быть и 3 °С. В результате температура приточного воздуха становится ~11–12 °С. Подавая такой воздух с отметки 3,2 м, мы расширяем зону фактического дискомфорта до 50 % площади всего офиса. Инженер не проявил того искусства, о котором говорил В. И. Даль, подкачало «знанье», наука и знание не приложились к делу. Однако, и формальной ошибки нет, все в рамках рекомендаций поставщика.

Конечно, опыт – сын ошибок трудных; автор сам два раза перенес воспаление легких, пока научился эффективно пользоваться автомобильным кондиционером – не включает его вообще. Но одно дело, когда человек создает проблему себе сам и сам ее решает, несколько другая ситуация в нашем учебном примере – как ответить за неудачу в бизнес-центре площадью 80 000 м²? Чем? А был ли выход у инженера? Конечно, полезно было бы проанализировать, если он не совладелец завода, производящего VRV-системы, охлаждаемые потолки; охлаждающие балки, работу фэнкойлов с t_w1 = 12 °C. Здесь и именно здесь должен сработать весь тот информационный массив, который инженер создал у себя в голове, создал сам, активно читая профессиональные материалы и постоянно размышляя о будущем функционировании спроектированных им систем.

В среднем, если проектировщик не очень спешит, то в год он «расходует» около 1 млн долларов инвестора, пока это расходование идет бесконфликтно. В контуре строительно-монтажных работ элементы ответственности уже возникают, возможно, они придут и в проектную практику. Тогда всем нам, по крайней мере, неравнодушному большинству, придется из области ремесла переходить к искусству за счет привлечения и наработки новых знаний, изучения достижений мировой практики, использования рекомендаций науки. Мы будем вынуждены шире, а может быть, и повсеместно, применять методы математического моделирования тех эффектов, которые создают предлагаемые нами системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Совершенно очевидно и то, что всех нас ждет светлое и счастливое профессиональное завтра!

Завершив материал на оптимистической ноте, хочу все-таки как человек рациональный сказать, что, вероятно, и в проектной практике действует модификация закона Парето: ~20 % проектировщиков действует в рамках инженерного искусства, ~80 % еще на пути к нему.