На правах рукописи Дьячкова Ольга Николаевна
advertisement
На правах рукописи Дьячкова Ольга Николаевна СИСТЕМНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗВЕДЕНИЯ ЖИЛЫХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ Специальность 05.23.08 – Технология и организация строительства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2009 Работа выполнена на кафедре технологии строительного производства ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурностроительный университет» Научный руководитель доктор технических наук, профессор Юдина Антонина Федоровна Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Болотин Сергей Алексеевич; кандидат технических наук, доцент Крылов Георгий Владимирович Ведущая организация ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт по жилищногражданскому строительству ЛЕННИИПРОЕКТ» Защита диссертации состоится 14 апреля 2009 г. в 14–00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.223.01 при ГОУ ВПО «СанктПетербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, зал заседаний. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «СанктПетербургский государственный архитектурно-строительный университет». Автореферат размещен на официальном сайте ГОУ ВПО «СанктПетербургский государственный архитектурно-строительный университет» (www.spbgasu.ru). Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, тел. / факс: 8 (812) 316-58-72 Автореферат разослан 12 марта 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, профессор Ю. Н. Казаков Общая характеристика работы Объем строительства Актуальность: тенденции объемов строительства в структуре застройки городов России, в частности Санкт-Петербурга (рис. 1), характерны увеличением доли социального жилья (рис. 2) различного по архитектурным, объемно-планировочным, конструктивным, инженерным, технологическим решениям (рис. 3). 100% 80% 60% 40% 20% 0% 67% 28% 5% Жилые Общественные Промышленные Объем строительства Классификация по назначению Рис. 1. Объем строительства в структуре городской застройки в зависимости от назначения зданий 100% 86% 80% 60% 40% 9% 5% 20% 0% Социальное Повышенной Элитное комфортности Объем строительства Классификация по потребительским свойствам Рис. 2. Объем строительства в структуре городской застройки в зависимости от потребительских свойств жилых многоэтажных зданий 100% 80% 60% 40% 20% 0% 5% 25% 80% 40% 70% 17% 15% 35% 13% 1980-1990гг 1991-2000гг. 2001-2008 гг. Востребованность технологий возведения по годам Традиционные технологии Полносборные технологии Технологии монолитного бетона Рис. 3. Объем строительства в структуре городской застройки жилых многоэтажных зданий в зависимости от технологии возведения Применение новых материалов, конструкций, технологий, опережающее прогнозирование результатов их внедрения, требует дополнительных мер при эксплуатации. В условиях современных масштабов городов такой подход нарушает объективно важные причинно-следственные связи в системе «жизненный цикл жилых многоэтажных зданий – макроэкономический цикл развития страны – окружающая среда», приводит к принятию несовершенных с социально-экономической точки зрения решений, необратимым изменениям окружающей среды, ухудшению качества жизни будущих поколений. Строительство жилых многоэтажных зданий на основе системной оценки технологий их возведения повышает инновационную восприимчивость и адаптационный ресурс объектов, обеспечивает как народно-хозяйственное значение, заключающееся в сохранении минерально-сырьевых, топливноэнергетических ресурсов, за счет рациональных градостроительных, объемнопланировочных, конструктивных, технологических решений, так и частное значение для организаций жилищно-хозяйственного комплекса за счет повышения технологичности, снижения материалоемкости, трудоемкости, продолжительности, стоимости работ по ремонту, реконструкции, сносу домов. Использование системной оценки технико-экономических параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий в проектно-строительной практике для выбора ресурсосберегающих решений является целесообразным. Цель: совершенствование методики оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий. Объект: технологии возведения жилых многоэтажных зданий. Предмет: технико-экономические параметры технологий возведения жилых многоэтажных зданий. Задачи: провести многофакторный анализ современных технологий возведения жилых многоэтажных зданий; разработать концепцию системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий; провести вариантное проектирование и расчет технико-экономических параметров технологий возведения жилого многоэтажного дома в зависимости от заданного объемно-планировочного решения; апробировать концепцию системной оценки параметров на разработанных вариантах технологий возведения жилого многоэтажного дома; предложить альтернативную ресурсосберегающую технологию возведения жилого многоэтажного дома; разработать руководящий технический материал по применению концепции системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий и ресурсосберегающей технологии. Методика: для решения поставленных задач применялись системный анализ, вариантное проектирование строительных технологий, аналитические методы расчета элементов и объекта в целом, многокритериальная оптимизация. Научная новизна: предложена концепция системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий, обеспечивающая выбор, принятие и корректировку проектно-строительных решений, позволяющая прогнозировать эффективность жизненного цикла объектов; разработана математическая модель многокритериальной оптимизации технологий возведения жилых многоэтажных зданий по критерию оптимальности технико-экономических параметров для заданных условий; разработана программа «Приоритетный вариант» для ПЭВМ, позволяющая выполнить многокритериальную оптимизацию альтернативных вариантов технологий возведения жилых многоэтажных зданий. На защиту выносятся следующие результаты исследования: многофакторный анализ современных технологий возведения жилых многоэтажных зданий; концепция системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий; результаты сравнительного анализа и вариантного проектирования технологий возведения жилого многоэтажного дома в зависимости от объемнопланировочного решения; результаты апробации разработанной концепции системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий; ресурсосберегающая технология возведения жилого многоэтажного дома для заданного объемно-планировочного решения и руководящий материал по ее применению в условиях Санкт-Петербурга. Достоверность результатов исследования подтверждается теоретическими исследованиями, современными методами статистической обработки данных, применением компьютерных технологий. Практическое значение и реализация: обоснована область реализации концепции системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий, разработанный регламент по ее применению внедрен в ЗАО «Северо-Западная инвестиционностроительная корпорация»; разработанная программа системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий для ПЭВМ рекомендуется к применению проектными и строительными организациями, а также в учебном процессе ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурностроительный университет»; предложена альтернативная ресурсосберегающая строительная технология жилого многоэтажного дома, которая для заданного объемнопланировочного решения обеспечивает в среднем уменьшение массы здания на 15 %, снижение трудоемкости на 10 %, материалоемкости на 10 %, стоимости строительно-монтажных работ на 5 % при более гибкой планировке помещений. Ресурсосберегающая технология возведения жилого многоэтажного дома, для которой разработаны структурно-элементная схема и руководящий технический материал по применению в условиях СанктПетербурга внедрена в строительную практику ЗАО «Северо-Западная инвестиционно-строительная корпорация», ООО «Главвоенстрой». Апробация и публикации: основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 59-й, 60-й, 61-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ «Актуальные проблемы современного строительства» (СПб., СПбГАСУ, 2006 – 2008 гг.); 63-й, 64-й, 65-й 66-й науч. конф. проф... СПбГАСУ (СПб., СПбГАСУ, 2006 – 2009 гг.); на 10-ом, 11-ом пост. действ. межвуз. науч.-практ. семинаре ВИТУ «Современные направления технологии строительного производства» (СПб., ВИТУ, 2007 – 2008 гг.). Основные положения диссертационной работы опубликованы в 20 печатных работах, в том числе 4 статьи в журналах, включенных в перечень изданий ВАК. Исследование проводилось в рамках приоритетной национальной программы «Доступное и комфортное жилье – гражданам России». Структура и объем диссертационной работы: работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографии – 153 наименования, 2-х приложений. Общий объем работы составляет 147 с., в том числе 19 табл., 46 рис. Основное содержание работы Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе проведен многофакторный анализ современных технологий возведения жилых многоэтажных зданий, в том числе изучены научно-исследовательские труды отечественных и зарубежных ученых, посвященные системной оценке технологических решений; на базе градостроительного кодекса Российской Федерации и других, действующих на территории страны, нормативных источников исследована система взаимодействия основных участников процесса строительства; проведен анализ проектно-строительной документации домов, построенных в Санкт-Петербурге за последние 15–20 лет, по результатам которого разработаны структурноэлементные схемы, раскрывшие многовариантность технологий возведения жилья, определены их преимущества и недостатки; уточнена классификация технологий возведения жилых многоэтажных зданий. Совершенствованием строительно-технологических решений на основе системного анализа занимались ведущие ученые Абовский Н. П., Афанасьев А. А., Байбурин А. Х., Болотин С. А., Булгаков С. Н., Владимирский С. Р., Волков А. А., Головнев С. Г., Гусаков А. А., Гусакова Е. А., Завадскас Э.-К. К., Заренков В. А., Крылов Г. В., Олейник П. П., Панибратов Ю. П., Петраков Б. И., Теличенко В. И., Темнов В. Г., Шульженко Н. А., Шрейбер В. А. и др. Анализ работ научных коллективов ЦНИИЭПжилища, ЦНИИОМТП, МГСУ, СПбГАСУ, ЮУрГУ и др. позволил автору определить рациональные технологические схемы, выявить основные организационно-технологические принципы возведения жилых многоэтажных зданий и сформировать систему оценки технико-экономических параметров. Во второй главе разработана концепция системной оценки параметорв технологий возведения жилых многоэтажных зданий. Модель (m) эффективности жизненного цикла жилых многоэтажных зданий представляет собой множество конструктивно-технологических решений (КТР), принимаемых на этапе возведения (ЭКТРвозв.), эксплуатации (ЭКТРэкспл.), сноса (ЭКТРснос.): m ЭЖЦ ЭКТР max. Эффективность конструктивных и технологических решений оценивается прогнозированием затрат на стадиях подготовки и обеспечения (Zподг.), проектирования (Zпр.), строительства (Zстр.), содержания (Zсод.), ремонта (Zрем.), реконструкции (Zрек.), демонтажа (Zдем.), утилизации (Zутил.) двумя способами (рис. 4). Затраты Эффекты Жизненный цикл жилых многоэтажных зданий Возведение Эксплуатация Снос ЭКТР возв. ЭКТР экспл. ЭКТР снос. Время Zподг.; Zпр.; Zстр. Zсод.; Zрем.; Zрек. Условные обозначения: Zдем.; Zутил. модель первого способа – m ЭЖЦ 1 min модель второго способа – m ЭЖЦ 2 max Рис. 4. Схема моделей распределения эффектов и затрат по этапам жизненного цикла жилых многоэтажных зданий в зависимости от способа оценки Первый способ (рис. 4) характеризует локальный оптимум, отображается в виде: m Э жц1 ЭКТРвозв.1 ЭКТРэкспл.1 ЭКТРснос.1 min и заключается в прогнозировании эффектов и затрат на этапах: возведения – на стадиях подготовки и обеспечения, проектирования, строительства: ЭКТРвозв.1 Zподг. Zпр. Zстр.; эксплуатации – на стадии содержание: ЭКТРэкспл.1 Zсод., где в затратах на содержание учитываются затраты на отопление здания; сноса: ЭКТРснос.1 0. Второй способ (рис. 4), при котором более адекватно характеризуется действительность, в формальном выражении имеет вид: m Э жц 2 ЭКТРвозв.2 ЭКТРэкспл.2 ЭКТРснос.2 max, то есть осуществляется переход к системному анализу на этапах: возведения: ЭКТРвозв.2 Zподг. Zпр. Zстр.; эксплуатации: ЭКТРэкспл.2 Zсод. Zрем. Zрек., где кроме затрат на содержание, включаются затраты на ремонты и реконструкцию; сноса: ЭКТРснос.2 Zдем. Zутил. с соответствующими затратами, в том числе на демонтаж, утилизацию. Подход к проблеме принятия эффективных технологических решений, обеспечивающий их своевременную корректировку, должен охватывать все этапы жизненного цикла и учитывать систему не только прямых, но и обратных связей между его основными участниками. Алгоритм принятия эффективных технологических решений (рис. 5), как совокупность предписаний необходимых и достаточных для достижения поставленной цели, состоит в проведении направленного мониторинга строительных технологий жилых многоэтажных зданий, по результатам которого создается информационный комплекс баз данных, затем альтернативные проекты ранжируются с помощью оценки по системе техникоэкономических параметров (табл. 1) и определяется ресурсосберегающий вариант для заданных условий строительства. Таблица 1 Система рациональных технико-экономических параметров жилых многоэтажных зданий с оценкой по критерию оптимальности Предельные № значения Наименование параметра параметра критериев оптимальности 1. Площадь застройки min 2. Жилая площадь max 3. Общая площадь max 4. Высота этажа max 5. Строительный объем max 6. Отношение жилой площади здания к общей площади max здания 7. Отношение строительного объема здания к общей площади max здания 8. Гибкость планировочных решений max 9. Комфортность max 10. Экологичность max 11. Долговечность max 12. Ремонтопригодность max 13. Энергоемкость эксплуатационная min 14. Энергоемкость строительно-монтажных работ min 15. Материалоемкость min 16. Общая трудоемкость min 17. Затраты труда рабочих min 18. Затраты труда машиниста min 19. Стадийность min 20. Потребное количество рабочих min 21. Потребное количество строительно-монтажных машин max 22. Занятость строительно-монтажных машин max 23. Продолжительность строительно-монтажных работ min 24. Стоимость материалов min 25. Стоимость строительно-монтажных работ min Блок 1. Проведение направленного мониторинга технологий возведения жилых многоэтажных зданий 1.1. Мониторинг объемно-планировочных, конструктивных, технологических решений жилых многоэтажных зданий 1.2. Мониторинг требований, предъявляемых к жилым многоэтажным зданиям 1.3. Мониторинг промышленно-строительного комплекса 1.4. Мониторинг научных и инновационных исследований, проводимых в строительной области и смежных отраслях Блок 2. Создание информационной базы данных технологий возведения жилых многоэтажных зданий 2.1. База данных строительных технологий во взаимосвязи с объемнопланировочными и конструктивными решениями 2.2. База данных требований, предъявляемых к жилым многоэтажным зданиям 2.3. База данных промышленно-строительного комплекса 2.4. База данных научных и инновационных исследований, проводимых в строительной области и смежных отраслях Блок 3. Формирование системы оценки строительных технологий в зависимости от местных условий строительства Блок 4. Оценка альтернативных строительных технологий по системе параметров с учетом их значимости по критерию оптимальности Нет Да Блок 5. Строительство жилых многоэтажных зданий с применением ресурсосберегающих технологий возведения Рис. 5. Алгоритм принятия эффективных технологических решений жилых многоэтажных зданий Для ранжирования альтернативных строительных технологий разработана математическая модель проведения многокритериальной оптимизации F(x) = (ƒ1(x), …, ƒn(x)) по x M, суть которой состоит в отыскании лучшего варианта по критерию оптимальности с учетом весомости нескольких имеющих разные дименсии технико-экономических параметров. Математическая модель используется в программе «Приоритетный вариант» для проведения исследования с помощью ПЭВМ. Обозначения альтернативных вариантов строительных технологий (B1, B2, …, Bi, …, Bm) и значения их технико-экономических параметров (x11, x12, ..., xij, …, xmn) вводятся вручную в исходную матрицу программы, где автоматически определяются оптимальные значения параметров (xопт: x1, x2, ..., xj, …, xn) при зависимости y = ƒ(x), так как вид зависимости предполагает наличие экстремума функции и это значение не выходит за рамки ограничений, xопт соответствует y = max или y = min по смыслу критерия (табл. 1, табл. 2). Затем значения параметров преобразуются в безразмерные величины: x min xij j max min если y x j , то aij , если y x j , то aij и заполняется max x xj ij нормализованная матрица, где aij = xопт = 1, а остальные значения находятся в диапазоне 0 aij 1. Весомости параметров для первого (q) и второго (Q) способов оценки эффективности жизненного цикла жилых многоэтажных n (q1 q 2 ... q n ) 1 зданий моделируются согласно ограничению для j 1 m Э жц1 и n (Q1 Q 2 ... Q n ) 1 для m Э жц 2 (табл. 3). j 1 Оптимизационные матрицы для первого и второго способов оценки выстраиваются путем перемножения весов (q1, q2, …, qj, …, qn; Q1, Q2, …, Qj, …, Qn) и безразмерных значений параметров (a11, a12, … aij, …, amn). Аддитивные критерии (k, K) вычисляются по формулам ki для первого и K i n Q j aij , n q j aij , где (i 1, m; j 1, n) j 1 где (i 1, m; j 1, n) для второго способа j 1 оценки. Результаты расчета в виде цифры, соответствующей рангу альтернативного варианта, выводятся в столбце 7 соответствующей оптимизационной матрицы (табл. 4, табл. 5). Таблица 2 Исходная матрица Обозначение альтернативного Наименование технико-экономических параметров варианта A1 A2 Aj An 1 2 3 4 5 B1 x11 x12 x1j x1n B2 x21 x22 x2j x2n Bi xi1 xi2 xij xin Bm xm1 xm2 xmj xmn Критерий оптимальности параметра min max max (min) max (min) Лучшее значение параметра, xопт x1 x2 xj xn Таблица 3 Нормализованная матрица Обозначение альтернативного Наименование технико-экономических параметров варианта A1 A2 Aj An 1 2 3 4 5 B1 a11 a12 a1j a1n B2 a21 a22 a2j a2n Bi ai1 ai2 aij ain Bm am1 am2 amj amn Весомость параметра, q q1 q2 qj qn Весомость параметра, Q Q1 Q2 Qj Qn Таблица 4 Оптимизационная матрица для m Э жц min 1 Обозначение альтернативного варианта 1 B1 B2 Bi Bm Наименование техникоэкономических параметров A1 A2 Aj An 2 3 4 5 q1a11 q2a12 qja1j qna1n q1a21 q2a22 qja2j qna2n q1ai1 q2ai2 qjaij qnain q1am1 q2am2 qjamj qnamn Ранговый номер Аддитивный альтернативного критерий, k варианта 6 7 k1 k2 ki km Таблица 5 Оптимизационная матрица для m Э жц max 2 Обозначение альтернативного варианта 1 B1 B2 Bi Bm Наименование техникоэкономических параметров A1 A2 Aj An 2 3 4 5 Q1a11 Q2a12 Qja1j Qna1n Q1a21 Q2a22 Qja2j Qna2n Q1ai1 Q2ai2 Qjaij Qnain Q1am1 Q2am2 Qjamj Qnamn Ранговый номер Аддитивный альтернативного критерий, K варианта 6 7 К1 К2 Кi Кm Значимость критерия оптимальности параметра В третьей главе для апробации системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий проведен анализ распределения значимости критериев оптимальности технико-экономических параметров (табл. 1) для основных участников жизненного цикла (рис. 6) и определена весомость параметров (рис. 7). Для застройщика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Значимость критерия оптимаоьности параметра Номер параметра Для инвестора 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Значимость критерия оптимальности параметра Номер параметра Для генпроектировщика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Значимость критерия оптимальности параметра Номер параметра Для генподрядчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Значимость критерия оптимальности параметра Номер параметра Для собственника 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Рис. 6. Графики распределения значимости критериев оптимальности параметров для основных участников жизненного цикла жилых многоэтажных зданий: ♦ – критерий оптимальности параметра имеет значение для участника, ■ – критерий оптимальности параметра не имеет значения для участника Весомость параметра, баллы 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Рис. 7. График распределения весомости технико-экономических параметров С помощью системной оценки значимости предельных значений критериев оптимальности технико-экономических параметров для застройщика, инвестора, генпроектировщика, генподрядчика, собственника (табл. 6, рис. 6) построен приоритетный ряд, характеризующий степень влияния каждого участника на системность, безопасность, гибкость, ресурсосбережение, качество, эффективность принимаемых технологий возведения жилых многоэтажных зданий: генподрядчик генпроектировщик (застройщик, инвестор, собственник). Таблица 6 Значимость критериев оптимальности параметров для основных участников жизненного цикла жилых многоэтажных зданий Оценка параметров Количество значимых критериев оптимальности, в баллах: Коэффициент значимости системы параметров: Основные участники жизненного цикла ЗастройГенпроек- ГенподСобственИнвестор щик тировщик рядчик ник 11 11 12 16 11 0,18 0,18 0,20 0,26 0,18 Значения технико-экономических параметров (табл. 1), являющихся данными исходной матрицы, рассчитывались, в том числе по сборникам единых норм и расценок на строительные, монтажные и ремонтностроительные работы, государственных элементных сметных норм на строительные работы для альтернативных вариантов строительных технологий, которые определялись при вариантном проектировании методом последовательных улучшений. Для проведения многокритериальной оптимизации при проектировании автором были приняты без изменений следующие варианты: вариант полносборной технологии КТР1.1, представляющий собой секцию разработанную ЗАО «ДСК БЛОК» совместно с ОАО «ЛЕННИИПРОЕКТ» на базе изделий серии 137 с несущими сборными железобетонными стеновыми панелями (шаг 3,6 м), сборными железобетонными плитами перекрытия сплошного сечения и ограждающей конструкцией из сборных трехслойных железобетонных стеновых панелей (рис. 8.1), который был выбран базовым планом осей и квартирографии (рис. 8.8); вариант полносборной, комбинированной технологии КТР1.2 представляет собой секцию усовершенствованную ЗАО «ДСК БЛОК» совместно с ОАО «ЛЕННИИПРОЕКТ» с несущими сборными железобетонными стеновыми панелями (шаг 3,6 м), сборными железобетонными плитами перекрытия сплошного сечения и ограждающей конструкцией из сборных однослойных железобетонных стеновых панелей с наружной системой утепления фасада (рис. 8.2). Варианты, разработанные автором следующие: вариант традиционной, комбинированной технологии КТР2.1 представляет собой секцию с несущими стенами (шаг 3,6 м) из армированной кирпичной кладки, сборными железобетонными пустотными плитами перекрытия и ограждающей конструкцией из кирпичной кладки с наружной системой утепления фасада (рис. 8.3); вариант традиционной технологии КТР2.2 представляет собой секцию с несущими стенами (шаг 3,6 м и 7,2 м) из армированной кирпичной кладки, сборными железобетонными пустотными плитами перекрытия и ограждающей конструкцией из колодцевой кирпичной кладки с заполнением литым пенобетоном (рис. 8.4); вариант сборно-монолитной технологии КТР3.1 представляет собой секцию с несущими монолитными железобетонными стенами (шаг 3,6 м), монолитной железобетонной плитой перекрытия и ограждающей конструкцией из сборных трехслойных железобетонных стеновых панелей (рис. 8.5); вариант монолитной, комбинированной технологии КТР3.2 представляет собой секцию с несущими монолитными железобетонными стенами (шаг 3,6 м и 7,2 м), монолитной железобетонной плитой перекрытия и ограждающей конструкцией в виде армированной кладки из кирпича и газобетонных блоков (рис. 8.6); вариант сборно-монолитной, комбинированной технологии КТР4.1 представляет собой секцию с несущими монолитными железобетонными пилонами, монолитной железобетонной плитой перекрытия коробчатого сечения и ограждающей конструкцией из колодцевой кирпичной кладки с заполнением литым пенобетоном (рис. 8.7). Результаты многокритериальной оптимизации вариантов строительных технологий (рис. 8) по системе технико-экономических параметров с оценкой по критерию оптимальности (табл. 1) и анализ распределения относительно области эффективности значений представлены на рис. 9. Обоснованный системной оценкой альтернативных вариантов технологий возведения жилого многоэтажного здания (табл. 7, рис. 9) ранговый ряд по ресурсосбережению имеет вид: КТР4.1 КТР2.2 (КТР1.1; КТР3.2) КТР1.2 КТР2.1 КТР3.1. Рис. 8. Варианты планов типовых этажей секции жилого многоэтажного здания, конструктивные системы которого разработаны на базовой сетке осей для заданной квартирографии и могут быть реализованы в следующих технологиях возведения: 8.1 – КТР1.1 8.3 – КТР2.1 8.5 – КТР3.1 8.7 – КТР4.1 8.2 – КТР1.2 8.4 – КТР2.2 8.6 – КТР3.2 8.8 – Базовый план осей и квартирографии Значение параметра КТР 1.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 2.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 2.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 3.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 3.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Значение параметра КТР 4.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Номер параметра Рис. 9. Графики распределения значимости критериев оптимальности параметров в зависимости от технологии возведения жилого многоэтажного здания: ♦ – значение параметра находится в области эффективного, ■ – значение параметра не входит в область эффективного Таблица 7 Зависимость значений параметров от технологии возведения жилого многоэтажного здания Оценка параметров Количество значимых критериев оптимальности, в баллах: Коэффициент значимости системы параметров: КТР1.1 Обозначение технологии возведения КТР1.2 КТР2.1 КТР2.2 КТР3.1 КТР3.2 КТР4.1 19 17 16 20 14 19 25 0,15 0,13 0,12 0,16 0,10 0,15 0,19 В результате исследования построены приоритетные ряды, отображающие ранг по оптимальности альтернативных вариантов технологии возведения жилого многоэтажного здания для каждого из участников жизненного цикла: для застройщика: КТР4.1 (КТР2.2; КТР3.2) (КТР1.1; КТР1.2) КТР3.1 КТР2.1; для инвестора: КТР4.1 (КТР2.2; КТР3.2) (КТР1.1; КТР1.2) КТР3.1 КТР2.1; для генпроектировщика: (КТР4.1; КТР2.2) КТР3.2 КТР1.1 (КТР2.1 ; КТР1.2; КТР3.1); для генподрядчика: КТР4.1 КТР1.1 КТР1.2 (КТР2.2; КТР3.2) КТР2.1 КТР3.1; для собственника: (КТР4.1; КТР2.2) КТР3.2 КТР2.1 (КТР1.1; КТР1.2; КТР3.1). Таким образом, разработанная автором, строительная технология КТР4.1 жилого многоэтажного здания для заданного объемно-планировочного решения является не только рациональной с точки зрения расхода ресурсов, но и оптимальной для всех участников жизненного цикла. В четвертой главе определена область реализации концепции системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий, разработан регламент на ее применение в проектно-строительной практике. Концепция системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий может использоваться локально инвестором, застройщиком, генпроектировщиком, генподрядчиком для принятия рационального технологического решения. Однако, для обоснования целевых программ при государственном планировании по организационнотехнологическому направлению применение разработанной концепции системной оценки наиболее рационально. Разработана структурно-элементная схема возведения каркасной, сборномонолитной, комбинированной технологии КТР4.1 для заданного объемнопланировочного решения и руководящий материал по ее применению в условиях Санкт-Петербурга из несущих монолитных железобетонных пилонов (800 х 200 х 3300 мм) в несъемной опалубке и плиты коробчатого сечения (толщина плиты 160 мм, размеры ребер 800 х 60 мм, 200 х 60 мм, высота которых позволяет скрыть их конструкцией пола) в разборно-переставной крупнощитовой опалубке, наружных ненесущих стен из колодцевой кирпичной кладки с заполнением литым пенобетоном (общая толщина 510 мм, в том числе внутренняя часть 120 мм, утеплитель 140 мм, наружная часть 250 мм). Выводы 1. На основе многофакторного, системного анализа современных технологий возведения жилых многоэтажных зданий выявлено, что на всех стадиях выбора проектно-строительных решений скрыты большие резервы эффективного использования ресурсов, а в системе взаимодействия основных участников жизненного цикла (застройщик, инвестор, генпроектировщик, генподрядчик, собственник) нарушены обратные связи, что приводит к принятию несовершенных с социально-экономической точки зрения организационно-технологических решений по возведению объектов. 2. Разработанный автором алгоритм принятия эффективных технологических решений показал, что современная система возведения жилых многоэтажных зданий позволяет обеспечить автоматизированный сбор и обработку информации, которая необходима для оптимизации расхода ресурсов на всех этапах жизненного цикла, и выбрать наиболее рациональный вариант в зависимости от конкретных условий строительства. 3. Предложенная автором концепция системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий включает: модель оценки жизненного цикла с распределением эффектов и затрат во времени, алгоритм принятия эффективных технологических решений, математическую модель многокритериальной оптимизации системы технико-экономических параметров по критериям рационального расхода ресурсов – энергоемкости, материалоемкости, трудоемкости, продолжительности, стоимости строительства. 4. Доказано, что строительная технология, объединившая преимущества несъемной опалубки пилонов и разборно-переставной крупнощитовой опалубки перекрытия, сборных железобетонных элементов лестничных маршплощадок, объемных лифтовых шахт и вентиляционных блоков, а также колодцевой кирпичной кладки и литого пенобетона для наружных стен, обеспечивает для заданного объемно-планировочного решения в среднем уменьшение массы конструкций на 15 %, снижение трудоемкости на 10 %, материалоемкости на 10 %, стоимости строительно-монтажных работ на 5 %, свободную планировку помещений, а также повышение показателей энергоэкономичности, долговечности, ремонтопригодности здания. 5. Апробация подтвердила техническую возможность и эффективность использования разработанной автором программы «Приоритетный вариант» для системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий с помощью ПЭВМ. 6. Разработаны и согласованы регламент на применение концепции системной оценки параметров технологий возведения жилых многоэтажных зданий и руководящий материал на возведение каркасной, сборно-монолитной, комбинированной технологии (КТР4.1), которые стали основным техническим документом внедрения результатов выполненных исследований. Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах автора: Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК 1. Системотехнические основы выбора эффективных конструктивнотехнологических решений жилых многоэтажных зданий (на примере СанктПетербурга) / О. Н. Дьячкова // Вестник гражданских инженеров. 2008. № 3 (16). С. 61–68. 2. Системный подход к оценке эффективности жизненного цикла жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 11. С. 41–42. 3. Алгоритм принятия эффективных конструктивно-технологических решений жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова // Вестник гражданских инженеров. 2009. № 1 (20). С. 43–47. 4. Методы оценки эффективности показателей жизненного цикла жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова // Жилищное строительство. 2009. № 2. С. Статьи в сборниках материалов международных конференций и семинаров 5. Обоснование выбора конструктивно-технологических решений жилых многоэтажных зданий в Санкт-Петербурге / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина // Сб. матер. 63-й науч. конф. проф... СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2006. С. 158–163. 6. Структура конструктивно-технологического решения жилого многоэтажного здания / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина // Сб. матер. 59-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2006. С. 128–132. 7. Технология монолитного строительства в несъемной опалубке системы «VELOX» / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина // Сб. матер. 64-й науч. конф. проф... СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2007. С. 167–170. 8. Система взаимодействия участников процесса строительства при возведении многоэтажных жилых зданий / О. Н. Дьячкова // Сб. матер. 60-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2007. С. 186–191. 9. Реконструкция жилых зданий с использованием ресурсосберегающих конструкций перекрытий / О. Н. Дьячкова, Ю. М. Романенко // Сб. матер. 60-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2007. С. 202–205. 10. К вопросу технологии монолитного строительства в несъемной опалубке / О. Н. Дьячкова // Сб. матер. пост. действ. межвуз. науч.-практ. семинара ВИТУ. СПб. 2007. С. 54–56. 11. К вопросу взаимодействия основных участников процесса строительства / О. Н. Дьячкова // Сб. матер. пост. действ. межвуз. науч.-практ. семинара ВИТУ. СПб. 2007. С. 80–83. 12. Выбор оптимального комплекта машин для жилищного строительства / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина // Сб. матер. 65-й науч. конф. проф... СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2008. С. 196–201. 13. Вопросы оптимизации конструктивно-технологических решений жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова, С. Н. Сергеева, И. И. Ясинская // Сб. матер. 61-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2008. С. 168–174. 14. Оптимизация выбора строительно-монтажных машин для зданий различных конструктивно-технологических решений / О. Н. Дьячкова, Д. А. Павлова, Н. В. Семенова // Сб. матер. 61-й междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2008. С. 157–163. 15. Формирование системы параметров оценки эффективности конструктивно-технологических решений жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова, А. В. Легавина, А. П. Малыгина // Сб. матер. 61-й междунар. науч.техн. конф. молодых ученых СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2008. С. 148–152. 16. Обоснование выбора оптимального комплекта строительномонтажных машин / О. Н. Дьячкова, Д. А. Павлова, Н. В. Семенова // Сб. матер. пост. действ. межвуз. науч.-практ. семинара ВИТУ. СПб. 2008. С. 74–77. 17. К вопросу формирования системы параметров оценки эффективности конструктивно-технологических решений зданий / О. Н. Дьячкова, А. В. Легавина, А. П. Малыгина // Сб. матер. пост. действ. межвуз. науч.-практ. семинара ВИТУ. СПб. 2008. С. 65–69. 18. Оценка эффективности жизненного цикла жилых многоэтажных зданий / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина, А. С. Одинцов // Сб. матер. 66-й науч. конф. проф... СПбГАСУ. Ч. 1. СПб. 2009. С. Статьи в журналах 19. Бетон и железобетон уверенно удерживают ведущие позиции на строительном рынке Санкт-Петербурга / О. Н. Дьячкова // Популярное бетоноведение. 2006. № 5. С. 23–27. 20. Критерии выбора оптимального комплекта строительно-монтажных машин для возведения объекта в зависимости от заданных сроков строительства / О. Н. Дьячкова, А. Ф. Юдина // Вестник гражданских инженеров. 2008. № 1 (14). С. 52–55. Подписано к печати . . . Формат 60х84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. л. . Тираж 150 экз. Заказ . Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 4. Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 5.
