Архитектурная инженерия или architecture engineering, также известная как строительная инженерия, — это дисциплина, которая занимается проектированием и строительством зданий, таких как экологические, структурные, механические, электрические, вычислительные, встраиваемые и другие области исследований. Это связано с архитектурой, мехатроникой, компьютерной инженерией, аэрокосмической инженерией и гражданским строительством, но отличается от дизайна интерьера и архитектурного проектирования как искусства и науки проектирования инфраструктуры с помощью этих различных инженерных дисциплин, которые должным образом согласуются со многими смежными инженерными достижениями.
От сокращения выбросов парниковых газов до строительства устойчивых зданий инженеры-архитекторы находятся на переднем крае решения нескольких основных задач 21 века. Они применяют новейшие научные знания и технологии для проектирования зданий. Архитектурная инженерия как относительно новая лицензированная профессия появилась в 20 веке в результате быстрого технологического развития. Инженеры-архитекторы находятся в авангарде двух основных исторических возможностей, в которые погружен современный мир: (1) быстро развивающихся компьютерных технологий и (2) параллельной революции экологической устойчивости.
Архитекторы и инженеры-архитекторы играют решающую роль в проектировании и возведении зданий, но они фокусируются на разных аспектах. Инженеры-архитекторы специализируются на технических и структурных аспектах, обеспечивающих безопасность, эффективность и устойчивость зданий. Их образование сочетает архитектуру с инженерным делом, уделяя особое внимание целостности конструкции, механическим системам и энергоэффективности. Они проектируют и анализируют строительные системы, проводят технико-экономические обоснования и сотрудничают с архитекторами для интеграции технических требований в общий проект. Архитекторы, с другой стороны, делают упор на эстетические, функциональные и пространственные элементы, разрабатывая концепции дизайна и подробные планы для удовлетворения потребностей клиентов и соблюдения нормативных требований. Их образование сосредоточено на теории дизайна, истории и художественных аспектах, и они контролируют процесс строительства, чтобы обеспечить правильную реализацию проекта.
- Дисциплины архитектурной инженерии
- Механическая, электрическая и сантехническая (MEP)
- Монтажное Проектирование
- Устойчивая Техника
- Проектирование ограждающих конструкций зданий
- Инженерия противопожарной защиты
- Акустическая инженерия
- Инженер-архитектор (PE) в Соединенных Штатах
- Архитектор как инженер-архитектор
- Образование
- Архитектурная инженерия как единая интегрированная область изучения
Дисциплины архитектурной инженерии
Механическая, электрическая и сантехническая (MEP)
Инженеры по машиностроению и электротехнике являются специалистами в области проектирования зданий. Это известно как механическое, электрическое и сантехническое оборудование (MEP) на всей территории Соединенных Штатов или инженерное обеспечение зданий в Соединенном Королевстве, Канаде и Австралии. Инженеры-механики часто проектируют и контролируют системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), водопровода и дождевой воды. Проектировщики сантехники часто включают проектные спецификации для простых систем активной противопожарной защиты, но для более сложных проектов инженеры по противопожарной защите часто привлекаются отдельно. Инженеры-электрики отвечают за распределение электроэнергии в здании, телекоммуникации, пожарную сигнализацию, сигнализацию, молниезащиту и системы управления, а также за системы освещения.
Монтажное Проектирование
Структурная инженерия включает в себя анализ и проектирование застроенной среды (зданий, мостов, опор оборудования, башен и стен). Тех, кто занимается зданиями, иногда неофициально называют «инженерами-строителями». Инженерам-строителям требуются знания в области прочности материалов, структурного анализа и прогнозирования нагрузки на конструкцию, например, от веса здания, жильцов и содержимого, а также экстремальных явлений, таких как ветер, дождь, лед, и сейсмического проектирования конструкций, которое называется сейсмостойкостью. Инженеры-архитекторы иногда включают конструкцию в качестве одного из аспектов своих проектов; структурная дисциплина, когда она практикуется как специальность, тесно сотрудничает с архитекторами и другими инженерами.
Устойчивая Техника
Устойчивая инженерия включает в себя проектирование или эксплуатацию систем для использования энергии и ресурсов таким образом, чтобы поддерживать экологический баланс и гарантировать, что будущие поколения смогут удовлетворять свои собственные потребности без ущерба для природной среды. Инженеры-архитекторы находятся под влиянием принципов устойчивого проектирования в своем образовании, тренингах и практике, интегрируя стратегии устойчивого проектирования для создания зданий и сооружений, минимизирующих воздействие на окружающую среду и повышающих энергоэффективность.
Проектирование ограждающих конструкций зданий
Проектирование ограждающих конструкций и фасадов зданий включает в себя проектирование и управление внешней оболочкой здания, которая действует как барьер между внутренней и внешней средой. Сюда входят стены, крыши, окна, двери и другие компоненты, которые в совокупности обеспечивают защиту здания от внешних воздействий, таких как воздух, вода, тепло, свет и шум.
Ограждающая конструкция здания играет решающую роль в поддержании комфорта в помещении за счет контроля температуры, влажности и воздушного потока. Это также способствует повышению энергоэффективности здания за счет минимизации теплопотерь зимой и притока тепла летом. Инженеры в этой области работают над тем, чтобы ограждающие конструкции были конструктивными, эстетичными и эффективно выполняли различные функциональные требования.
Инженерия противопожарной защиты
Противопожарная защита — это раздел строительной инженерии, ориентированный на проектирование и применение систем и практик, предотвращающих, контролирующих и смягчающих последствия пожаров. Эта дисциплина направлена на защиту людей, имущества и окружающей среды от разрушительного воздействия пожара посредством сочетания превентивных мер, систем обнаружения и стратегий реагирования.
Инженеры противопожарной защиты используют свой опыт для анализа возможных сценариев возникновения пожаров, моделирования распространения огня и дыма и проектирования систем, эффективно защищающих жизни и имущество. Они сотрудничают с архитекторами, строителями и сотрудниками службы безопасности, чтобы интегрировать меры противопожарной защиты в общее проектирование и эксплуатацию зданий и сооружений.
Акустическая инженерия
Акустическая или акустическая инженерия в проектировании зданий фокусируется на контроле звука внутри зданий и вокруг них для создания комфортной и функциональной слуховой среды. Эта дисциплина включает в себя изучение и применение принципов управления уровнями шума, улучшения качества звука и обеспечения эффективной звукоизоляции.
Инженеры-акустики тесно сотрудничают с архитекторами, строителями и другими инженерами, чтобы интегрировать меры по контролю звука в общий дизайн здания. Они используют передовые инструменты моделирования, чтобы предсказать, как будет вести себя звук в различных пространствах, и используют различные материалы и методы для достижения желаемых акустических характеристик. Их цель — создать акустически комфортную среду, отвечающую конкретным потребностям жильцов здания и его предполагаемому использованию.
Инженер-архитектор (PE) в Соединенных Штатах
Во многих юрисдикциях Соединенных Штатов инженер-архитектор является лицензированным специалистом в области инженерных работ.[14] Обычно выпускник аккредитованного EAC / ABET архитектурно-инженерного университета по программе, готовящей студентов к проектированию всего здания в соревновании с командами архитекторов-инженеров; или для практики в одной из структурных, механических или электрических областей проектирования зданий, но с учетом комплексных архитектурных требований. Хотя в некоторых штатах требуется степень бакалавра по инженерной программе, аккредитованной EAC / ABET, без каких-либо исключений, около двух третей штатов принимают степень бакалавра по программам в области архитектурных инженерных технологий, аккредитованным ETAC / ABET, чтобы стать лицензированными инженерами-профессионалами. Выпускники архитектурных инженерных технологий, обладающие навыками прикладного проектирования, часто получают дальнейшее образование со степенью магистра инженерных наук и / или аккредитованного NAAB магистра архитектуры, чтобы получить лицензию как инженера, так и архитектора. Этот путь требует от человека сдачи государственных лицензионных экзаменов по обеим дисциплинам. Штаты по-разному относятся к этой ситуации в зависимости от опыта, полученного при работе под руководством лицензированного инженера и / или зарегистрированного архитектора до сдачи экзаменов. Эта модель образования больше соответствует системе образования в Соединенном Королевстве, где Инженерный совет требует наличия аккредитованной степени MEng или MS в области инженерии для дальнейшего обучения, чтобы быть зарегистрированным в качестве дипломированного инженера. Национальный совет архитектурных регистрационных советов (NCARB) облегчает лицензирование и аттестацию архитекторов, но требования к регистрации часто различаются в разных штатах. В штате Нью-Джерси зарегистрированному архитектору разрешается сдавать экзамен по физкультуре, а профессиональному инженеру разрешается сдавать проектные части архитектурного регистрационного экзамена (ARE), чтобы стать зарегистрированным архитектором.
Формальное архитектурно-инженерное образование, следующее инженерной модели более ранних дисциплин, разработанное в конце 19 века и получившее широкое распространение в Соединенных Штатах к середине 20 века. С учреждением специального регистрационного экзамена по специальности «архитектурная инженерия» NCEES Professional Engineering в 1990-х годах и первым предложением в апреле 2003 года архитектурная инженерия была признана отдельной инженерной дисциплиной в Соединенных Штатах. Актуальная учетная запись NCEES позволяет инженерам подавать заявки на получение лицензии PE в других штатах «из вежливости».
В большинстве юрисдикций, регулируемых лицензиями, инженеры-архитекторы не имеют права заниматься архитектурной практикой, если у них также нет лицензии архитектора. Практика проектирования конструкций в местах повышенного риска, например, из-за сильных землетрясений, или в определенных типах зданий повышенной важности, таких как больницы, также может потребовать отдельного лицензирования. Правила и обычная практика сильно различаются в зависимости от штата или города.
Архитектор как инженер-архитектор
В некоторых странах архитектурная практика включает планирование, проектирование и надзор за строительством здания, а архитектура как профессия, предоставляющая архитектурные услуги, называется «архитектурной инженерией». В Японии «первоклассный архитектор» играет двойную роль архитектора и инженера-строителя, хотя для зданий определенного масштаба требуются услуги лицензированного «архитектора первого класса по структурному проектированию» (яп._WBR_級建建築士築士).
В некоторых языках, таких как корейский и арабский, «архитектор» буквально переводится как «инженер-архитектор». В некоторых странах «инженер-архитектор» (например, ingegnere edile в Италии) имеет право заниматься архитектурой, и его часто называют архитектором.[требуется цитирование] Эти люди часто также являются инженерами-строителями. В других странах, таких как Германия, Австрия, Иран и большинство арабских стран, выпускники архитектуры получают диплом инженера (Dipl.-Ing. – Diplom-Ingenieur).
В Испании «архитектор» имеет высшее техническое образование и юридические полномочия для выполнения строительных конструкций и сооружений.
В Бразилии архитекторы и инженеры использовали один и тот же процесс аккредитации (Conselho Federal de Engenheiros, Arquitetos e Agrônomos (CONFEA) – Федеральный совет инженерии, архитектуры и агрономии). Теперь у бразильских архитекторов и урбанистов есть свой собственный процесс аккредитации (CAU – Совет по архитектуре и урбанизму). Помимо традиционного обучения архитектурному дизайну, курсы бразильской архитектуры также предлагают дополнительную подготовку по инженерным дисциплинам, таким как конструирование, электротехника, гидравлика и машиностроение. После окончания учебы архитекторы сосредотачиваются на архитектурном планировании, но они могут нести ответственность за все здание, когда это касается небольших зданий (за исключением электропроводки, где автономия архитектора ограничена системами мощностью до 30 кВА, и это должен выполнять инженер-электрик), применительно к зданиям, городской среде, объектам культурного наследия, ландшафтному планированию, планированию внутреннего ландшафта и региональному планированию
В Греции лицензированные инженеры-архитекторы — это выпускники архитектурных факультетов Политехнического университета, получившие «Диплом инженера». Они заканчивают учебу после 5 лет обучения и получают полное право архитектора, как только становятся членами Технической палаты Греции (TEE – τεχνικό ΕπιμελητήΡιο ελλάδος). Техническая палата Греции насчитывает более 100 000 членов, охватывающих все инженерные дисциплины, а также архитектуру. Обязательным условием для членства в программе является наличие лицензии квалифицированного инженера или архитектора и выпускника инженерных и архитектурных школ греческого университета или аналогичной школы из-за рубежа. Техническая палата Греции является уполномоченным органом по выдаче лицензий на работу инженерам всех специальностей, а также архитекторам, получившим образование в Греции или за рубежом. Лицензия выдается после экзаменов. Экзамены проводятся три-четыре раза в год. Диплом инженера равен степени магистра в единицах ECTS (300) в соответствии с Болонскими соглашениями.
Образование
Каждая из отраслей архитектуры, конструирования, машиностроения и электротехники имеет четко установленные образовательные требования, которые обычно удовлетворяются по окончании университетской программы.
В Канаде диплом инженера, аккредитованный CEAB, является минимальным академическим требованием для регистрации в качестве P.Eng (профессиональный инженер) в любой точке Канады и стандартом, по которому оцениваются все другие инженерные академические квалификации. Выпускник программы, не аккредитованной CEAB, должен продемонстрировать, что его образование по крайней мере эквивалентно образованию выпускника программы, аккредитованной CEAB.
В Вьетнаме степень инженера называется BằNg kỹ sư, первая степень после пяти лет обучения. Министерство образования Вьетнама также выпустило отдельные правила присвоения ученых степеней, не соответствующие международным нормам.
Архитектурная инженерия как единая интегрированная область изучения
Его междисциплинарный инженерный подход — это то, что отличает архитектурную инженерию от архитектуры (области архитектора): которая является интегрированной, отдельной и единичной областью изучения по сравнению с другими инженерными дисциплинами.
Благодаря обучению архитектуре и ее пониманию эта область стремится интегрировать строительные системы в общий дизайн здания. Архитектурная инженерия включает в себя проектирование систем здания, включая отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC), сантехнику, противопожарную защиту, электрику, освещение, архитектурную акустику и конструктивные системы. В некоторых университетских программах студенты должны сосредоточиться на одной из систем; в других они могут получить степень архитектора общего профиля или инженера-строителя.
