Научно-теоретические основы 4 страница

Рис. 9.1. Стройгенплан пускового комплекса промышленного

цеха на стадии монтажа конструкций и оборудования

1 – 10 отделений промздания.

Рис. 9.2. Строительный генеральный план возведения промздания

1 – столовая; 2 – площадка укрупнительной сборки; 3 – трансформаторная подстанция; 4 – козловой кран; 5 – бункерная эстакада; 6 – самоходный кран; 7 – самоходный кран; 8 – козловой кран; 9 – приобъектный план; 10 – место демонтажа крана; 11 – вытяжная труба; 12 – установка грануляции шлаков; 13 – доменная печь; 14 – башенный кран; 15 – башенный кран; 16 – пульт управления печью и воздухонагревателями; 17 – воздухонагреватели; 18 – башенный кран; 19 – место монтажа башенного крана; 20 – газоочистка.

Наиболее характерной особенностью стройгенпланов, показанных на рисунках 9.1 и 9.2, является то обстоятельство, что строительство ведется в условиях стесненной строительной площадки. Поэтому в этих условиях монтаж строительных конструкций осуществляется крупными строительно-технологическими блоками, изолированными друг от друга, но связанными между собой транспортными путями.

При возведении локальных объектов стройгенплан отражает в большей степени выбранную технологию строительства и связанные с ней вспомогательные обустройства. Рис. 9.3.

Рис. 9.3. Стройгенплан в период монтажных работ

при возведении крупнопанельного здания.

1 – панельное здание; 2 – проходная; 3 – контора прораба; 4 – материальный склад; 5 – душевые; 6 – туалеты; 7 – склад сборных элементов; 8 – подкрановые пути; 9 – башенный кран; 10 – постоянные внутриквартальные проезды; 11 – место монтажа грузопассажирского лифта; 12 – столбы со светильниками; 13 – трансформаторный пункт; 14 – временный водопровод; 15 – временная электровоздушная линия; 16 – временная кабельная линия; 17 – постоянный водопровод; 18 – постоянный газопровод; 19 – постоянная канализация; 20 – постоянная телефонная линия; 21 – постоянный электрокабель; 22 – постоянная электролиния; 23 – зона складирования мелких изделий; 24 – открытые склады сборных элементов; 25 – пункт приема растворной смеси.

Монтаж крупнопанельного здания осуществляется по захваткам, которые отражены на стройгенплане. Так как сборные элементы к рабочему месту могут подаваться либо с транспортных средств, либо с приобъектного склада на строительной площадке предусмотрены подъездные пути и площади складирования. Все эти объекты расположены в зоне действия башенного крана.

Таким образом, основными исходными данными при составлении стройгенплана являются генплан объекта и основные технические и технологические решения проекта. К расчетным параметрам стройгенплана относятся календарный график строительства со сводным графиком, величина потребности в строительных ресурсах, к которым относятся рабочие, строительные конструкции и изделия, машины и механизмы. С этим связана потребность в необходимых временных зданиях и сооружениях, водоснабжением строительной площадки, обеспечение ее электроэнергией и сжатым воздухом.

При возведении зданий и сооружений календарный план является одним из основных документов по организации строительства. Он устанавливает технологическую последовательность выполнения процессов, работ. Производит взаимную увязку, и совмещение во времени и пространстве специализированные потоки, определяет сроки выполнения различного вида работ, потребность в материально-технических и трудовых ресурсах.

Рис. 9.4. Циклограмма возведения жилого многоэтажного здания.

Сетевые графики, обычно, разрабатываются при строительстве комплексов или отдельных сложных объектов. Циклограммы рекомендуется применять в условиях многократно повторяющихся объемов работ, технологических процессов по захваткам или участкам, как это показано на рис. 9.4. Она представлена в виде четырех технологических стадий. Это возведение подземной части здания (1-я стадия), возведение надземной части (2-я стадия), устройство кровли (3-я стадия) и отделочные работы (4-я стадия), которые реализуются с помощью поточного метода.

ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

10.1. Анализ современных условий функционирования

строительного комплекса.

В настоящее время, в силу сложившихся общественно-политических условий, Россия перестала быть единой строительной системой. Отдельные республики, регионы, области и т.д. приобрели самостоятельность в своем развитии. Развитие теории общественных эргатических, в том числе и эргатических строительных систем, позволило по-новому взглянуть на подобные условия развития страны. Раньше предполагалось, что оно определяется состоянием социально-экономических показателей, которые и стремились корректировать, управляя общественным развитием. Однако при появлении теории развития эргатических систем было установлено, что для развития такой системы, как и государству, требуются другие условия.

К эргатическим системам обычно относят совокупность предметов, живых существ, представляющих собой определенное единство, связанных между собой общей функцией, одним ландшафтом, определенным порядком в расположении и связями в действии.К таким системам относятся отдельная семья, производственный процесс, предприятие, поселение людей, город, страна, этнос и т.д.

Прежде всего, для развития материального благосостояния региона необходимо выполнение следующих, тесно связанных между собой, обстоятельств:

1. На основе социально-экономического уровня развития и естественно-географических условий необходимо установить границы региона, позволяющих свободно развиваться этногенезу.

2. В регионе, как системе, должно непрерывно осуществляться увеличение потенциала интеллекта, которое следует рационально и осмотрительно внедрять в систему. Если этого не происходит, то технология развития системы не совершенствуется, становится примитивной и потенциал интеллекта остается невостребованным.

3. Любой регион, как система, всегда динамичен, как динамичны и его людские ресурсы. Он функционирует по определенной технологии. Если эта технология оптимальна, то в регионе наблюдаются улучшения социальных, экономических и других показателей ее функционирования. Это происходит в том случае, когда система управления эргатической системой обладает необходимым потенциалом интеллекта. В случае снижения потенциала необходимо решать дилемму: или увеличивать его или менять систему полностью.

К сожалению, в российской системе, как и в системах отдельных субъектов федерации, практически не происходит никаких изменений в системе управления. Кроме того, отсутствует даже контрольный орган, способный досрочно поменять подобные системы или откорректировать их функционирование в случае снижения потенциала интеллекта. По-прежнему в стране продолжают управлять следственными показателями от технологии и даже их социально-экономическим развитием.

Кроме того, к настоящему времени в стране создан недопустимый перекос в подготовке соответствующих специалистов в сторону значительной потребной переориентации молодого поколения на науки вспомогательные, которые призваны только обслуживать технологические направления. Такое положение позволяет не только нерационально использовать подрастающее поколение, но выводит этот потенциал из производительной части этноса, замедляет этногенез, снижает пассионарность общества, т.е. тот генетический признак, который обуславливает повышенную поглощаемость человеком биохимической энергии из внешней среды и выдачу этой энергии в виде работы.

Любая технология – это потенциал интеллекта, движущая сила развития общества. Этого нельзя сказать об экономических науках. Проблема усугубляется и в том, что в условиях любого вуза страны количество аспирантов и докторантов экономистов в несколько раз больше, чем начинающих ученых, работающих в области технических наук.

Такое положение нельзя считать правильным. В настоящее время передовые страны начинают обеспечивать надежность и устойчивость свой денежной единицы не только золотым запасом, стоимостью своих основных средств, но в первую очередь – потенциалом интеллекта. Он заложен в используемых технологиях, которые в отличие от постоянно устаревающих заводов и фабрик имеют явную тенденцию к наращиванию.

Таким образом становится ясно, что складывающаяся ситуация в стране не способствует развитию эргатических систем, подавляет зарождение интеллектуального потенциала и ведет к развалу страны как единой системы. По мнению многих социологов и аналитиков-экономистов, оздоровление общества и развитие эргатических систем любого плана в настоящее время возможно при соблюдении следующих условий: снижение государственного давления на общество и свертывания государственных структур, контроль над уровнем инфляции в стране и увеличения инвестиций в производственную сферу, создание в обществе всех видов стабильности.

В 60-е годы страна вышла на комплексную механизацию строительства. В результате чего образовалась замкнутая строительная система, саморазвитие которой оказалось невозможным. Интеллектуальный потенциал оказался невостребованным. Молодые специалисты, выпускники строительных вузов, приходя на строительную площадку, выполняли обязанности диспетчеров и не больше. Привлекательность строительных специальностей в значительной степени снизилась. Поэтому при сокращении инвестиций в строительную сферу, снижения удельного веса крупного промышленного строительства, роста объемов работ по реконструкции и техническому перевооружению эргатические системы в строительстве оказались на грани развала.

Постоянное снижение инвестиционной активности в 1992 – 1998 годах повлекло за собой падение объема строительно-монтажных работ и, как следствие, уровня использования производственных мощностей и основных фондов, в особенности активной их части – машин и оборудования. При этом следует отметить, что по управлениям механизации объем работ сократился более чем на 50% по сравнению с уровнем 1991 года, а у ряда организаций объемы работ сократились на 75 – 80%. Оказалось невостребованной значительная доля активной части основных фондов. По мнению экспертов, уровень использования инженерно-технических работников и строительной техники в организациях различной специализации, снизился в 4 – 6 раз.

За последние годы произошло существенное сокращение производства отечественных строительных машин и механизмов. Если в 1991 году было произведено 21,1 тысяча экскаваторов и 11,7 тысяч бульдозеров, то в 1999 году - 2571 экскаваторов и 2426 бульдозеров. Даже с учетом импорта действующий парк строительных машин и механизмов за последние годы сократился на 35 – 40% .

Сокращение парка строительных машин сопровождалось его старением. В настоящее время удельный вес машин с истекшим сроком службы составляет: для экскаваторов – 38%, для бульдозеров – 47%, для скреперов – 48%, для передвижных кранов – 45%. В результате износ основных фондов достиг критической величины, превысив 50-процентный рубеж. Вместе с тем следует отметить, что состояние парка строительных машин достаточно значительно отличается по регионам России.

Однако, несмотря на сокращение парка машин, механизмов и транспортных средств, строительство остается весьма машиноемкой отраслью хозяйства.

Одной из проблем отрасли сегодня является неоптимальная по мощности структура парка строительной техники, сложившаяся в настоящее время. В доперестроечное время строительные организации, ориентированные на крупномасштабные производственные объекты, массовое жилищное строительство, объекты социального назначения комплектовались техникой повышенной мощности. Учитывая незначительное обновление активной части основных фондов, нерациональная структура парков машин, механизмов, транспортных средств, по мощности сохранилась и до настоящего времени. В особенно тяжелом положении оказались специализированные управления механизации и предприятия, оснащенные в свое время мощной уникальной и дорогостоящей техникой, которая теперь характеризуется крайней степенью изношенности. Порядка 40% из их количества являются убыточными.

Спрос организаций на машины и механизмы определяется перспективными объемами, структурой строительной продукции, уровнем профессиональной подготовки строительных кадров и платежеспособностью строительных организаций. В перспективе, в отрасли, по всей вероятности, будет продолжаться сложившаяся в предыдущие годы тенденция: сокращение удельного веса крупного промышленного строительства, рост объемов работ по реконструкции и техническому перевооружению, перепрофилированию производственных объектов, возведению небольших зданий и сооружений, предприятий бытового обслуживания, торговых заведений и т.п. Предполагается увеличение доли жилищного строительства, особенно индивидуального жилья, в общих объемах строительно-монтажных работ. При этом в городах сохранится точечная дислокация жилых домов с привязкой их к существующим инженерным сетям.

Пониженная инвестиционная активность и переход к новой структуре малообъемных работ определяют спрос на строительную технику средней и малой грузоподъемности. Потребуются машины и механизмы более мобильные и эффективные при работе в стесненных условиях существующей застройки. Так, например, удельный вес землеройных машин малой мощности и кранов с малой грузоподъемностью в составе парка строительных машин должен возрасти, в перспективе, в два раза.

Существенно снизиться потребность в мощных узлах по производству товарных бетонов и растворов. Более экономичным представляется использование бетонорастворосмесительных установок, располагающихся непосредственно на строительной площадке.

Повышение уровня индустриализации строительства, необходимость обеспечения сохранности грузов, особенно отделочных материалов, обусловят развитие контейнеризации строительных материалов и изделий.

Стесненность стройплощадок, необходимость обеспечения экологических требований, соблюдения чистоты и культуры производства в заселенных кварталах потребует применения мобильных, маневренных транспортных средств, что приведет к существенному росту в самосвальном парке доли машин средней и малой грузоподъемности. Потребуется интенсивно развивать парк специальных и специализированных транспортных средств (автобетоносмесителей, бетоновозов, цементовозов, панелевозов и т.д.), а также тягачей и прицепов. Все это приведет не только к обновлению парка машин, но и к его существенному видоизменению.

Таким образом, развитие эргатических строительных систем связано с решением проблемы обновления и переоснащения активной части основных фондов строительных организаций, а, следовательно, с созданием новых технологий, приростом потенциала интеллекта, повышением уровня инвестиций в эту сферу хозяйства и стабильностью производственных условий.

Типы строительных систем.

Всякая сложная система, в том числе и строительная, по утверждению социологов и экономистов, намного устойчивее упрощенной схемы. Это положение непрерывно подтверждается при анализе развития отечественного строительного комплекса. Поэтому в настоящее время понятие «строительная система» еще не имеет однозначного смысла. Под этим можно подразумевать строительно-монтажную организацию, систему бригад, систему строительных машин, потоков, систему процессов возведения зданий и сооружений и т.д. В любом случае, главное состоит в видении системы в целом, в правильном определении цели ее функционирования, структуры, критериев, ограничений, внешних и внутренних связей между частями и элементами системы.

Любая строительная система должна иметь определенную функцию, обладать своеобразием и особенностью. Поэтому классификация их достаточно условна и требует уточнений. Однако при всем своем многообразии они могут быть объединены в следующие три группы.

1. Административно-хозяйственные системы. Основу таких систем составляют все существующие строительные организации, строительно-монтажные и специализированные подразделения на законченном балансе, функционирующие на правах акционерных предприятий и имеющие лицензию на производство работ.

2. Организационно-технологические системы. Они включают в свой состав часть или полностью одну или несколько административно-хозяйственных систем в виде производственных участков, управлений и т.д. Функционирование таких систем, направленных на возведение зданий и сооружений, как отдельно стоящих, так и в рамках городского массива, рассчитано, как правило, на длительный период.

3. Программно-целевые системы. Предполагается, что такая система должна включать в себя организационно-технологические, отдельные части или полностью административно-хозяйственные системы. Такие системы рассчитаны на решение целевых задач в течение ограниченного времени при вводе отдельных объектов или пусковых комплексов.

Подобная классификация систем и подробный анализ каждой из них является отдельной сложной научно-технической проблемой, требующей самостоятельного изучения. Главным критерием общности всех типов и видов строительных систем является единство конечной цели их функционирования, которая в конечном итоге сводится к обеспечению строительства объектов, организации технологии строительного производства, повышению качества строительства и ввода зданий и сооружений в эксплуатацию в установленные сроки.

В любом случае создаваемая система должна соответствовать определенным требованиям, которые можно сформулировать следующим образом:

- всякая система должна представлять собой автономное образование, объединяющее совокупность взаимодействующих элементов и подсистем и обладающее интегративной функцией;

- формирование системы следует начинать с выявления функционального назначения и определения ее структуры, обосновывая с этих позиций функции ее элементов, их состав, виды связей и степенью их взаимодействия;

- структура системы должна быть производной от объема решения стоящих перед ней задач. При ее формировании следует учитывать, что работа системы будет тем эффективнее, чем более целесообразно подобраны ее элементы и лучше определены связи между ними;

- все частные решения, связанные с каждым элементом системы, должны быть подчинены общей эффективности ее работы;

- структура системы должна представлять органическое объединение ее элементов с выполняемыми ими процессами. При этом элементы, включенные в систему, должны обладать функциональными свойствами, интегрированными ее назначением;

- степень сложности системы следует определять в зависимости от состава элементов и совершающихся в ней процессов. Следует также учитывать динамичность системы и вероятностный уровень ее поведения.

Для проектирования систем необходимы организаторы нового профиля инженеры системотехники, знающие технологию строительного производства. Они должны возглавить проектирование строительных систем, создать и обеспечить их функционирование. Основной сферой их деятельности в современных условиях должно быть:

- совершенствование проектных и организационно-технических решений предприятий, зданий и сооружений;

- создание новых машин, современного оборудования и прогрессивной технологии возведения зданий и сооружений;

- разработка современных комплектов машин, позволяющих автоматизировать производственные процессы в строительстве;

- формирование системы контроля качества возводимых зданий и сооружений.

Современный подход создания строительных систем

и совершенствование проектных и организационно-

-технических решений.

В полный цикл проектирования, образующий соответствующую систему, входят технико-экономическое обоснование, все виды изысканий и собственно проектирование объекта. Известно, что проектирование зданий и сооружений включает разработку технологии их возведения, принятие объемно-планировочных и конструктивных решений, составление сметной документации.

В строительной практике известно мало случаев, когда строители возвели бы объект лучше, чем он запроектирован. Как правило, в процессе строительства чаще допускаются отступления от проекта, недоделки и даже нарушения, как самого проекта, так и строительных норм и правил. Поэтому, независимо от принадлежности возводимого объекта, приемка его осуществляется государственной комиссией.

Одной из центральных и наиболее сложных задач при разработке проектов предприятий, зданий и сооружений является выбор эффективного варианта. Он может осуществляться только путем системного анализа всех факторов, связанных с постройкой и эксплуатации того или иного сооружения. Анализ инвестиций, возможных последствий реализации проекта, оценка риска не достижения поставленной цели, влияние на социальную и природную среду – все это должно оцениваться при выборе варианта.

В настоящее время наиболее часто используются следующие методы оценки проектных решений:

- метод лучевой диаграммы;

- метод минимума отклонений от «идеального» объекта;

- метод квалиметрического анализа;

- метод анализа иерархий.

Метод лучевой диаграммы, по терминологии В.Н.Мастаченко (МГУПС) был разработан в центральном институте сварки в городе Галле в 1969 г. и стал известен под названием «Паук – ЦИС». Он был использован в медицинской практике для представления результатов диагностики под названием «полярная диаграмма» или диаграмма Кивмата. Метод используется при оценке разрешающей способности ЭВМ, сравнения вариантов программного обеспечения и т.д.

Существо метода заключается в том, что на листе бумаги вычерчиваются две концентрические окружности: малая и большая. По числу учитываемых критериев из центра окружностей проводятся радиусы-лучи на одинаковом расстоянии друг от друга. Для каждого показателя-фактора вариантов определяется область «хороших» и «плохих» значений. Исходя из этого, начало отсчета для шкал разных показателей будет располагаться то на малой, то на большой окружности. Для сравниваемых показателей, имеющих размерность, на лучи наносится шкала, в единицах которой измеряется соответствующий показатель. Другие факторы могут измеряться по десятибалльной системе. В этом случае луч разбивается на десять равных частей. Факторы, принадлежащие одному и тому же варианту, соединяются каким-либо одним типом линий. Таким образом, на диаграмме образуются несколько многоугольников. Исходя из правила их построения, можно утверждать, что вариант, для которого площадь многоугольника меньшая, является наилучшим.

На рис. 10.1. показана лучевая диаграмма, на которой графически представлены показатели вариантов сравнения двух жилых домов.

Рис. 10.1. Пример лучевой диаграммы.

Оценка их производилась по следующим критериям:

1. Сметная стоимость (единовременные затраты);

2. Эксплуатационные затраты;

3. Общая площадь дома или строительный объем;

4. Уровень шума на месте расположения дома;

5. Удобство планировки дома;

6. Ориентация дома по отношению к оси север – юг;

7. Обеспеченность инженерным оборудованием;

8. Удобство расположения домов на территории населенного пункта.

Лучшими показателями можно считать меньшие единовременные и эксплуатационные затраты, меньший уровень шума, большую площадь дома, большее удобство планировки, южную ориентацию жилых основных помещений дома, полный комплекс инженерного оборудования.

Вопрос об удобстве расположения дома достаточно субъективный, но в данном случае можно считать, что лучшее – расположение ближе к центрам обслуживания и транспортным коммуникациям.

В связи с этим, начало отсчета для шкал разных факторов будет располагаться то на малой, то на большой окружности. Визуально можно определить, что вариант № 2 имеет лучшую интегральную характеристику: меньшую площадь многоугольника.

Аналогичным образом можно оценить технологичность возведения здания или сооружения, выбирая соответствующие критерии.

Метод минимума отклонений от «идеального» объекта возник в связи с развитием автоматизации в области проектирования. Он позволяет автоматически выбирать вариант из множества их по некоторому обобщенному критерию.

Для использования метода необходимо иметь не менее 2-х вариантов. Все показатели их должны быть представлены в количественной форме. Для показателей целесообразно заранее определить их нормированные коэффициенты весомости.

Допустим, что для некоторого объекта разработано n вариантов и для каждого из них определено m показателей. Все результаты представлены в виде матрицы. Табл. 10.1.

Таблица 10.1.

Матрица абсолютных значений показателей вариантов

Анализ всех строк по каждому из показателей выявил, допустим, некоторые наилучшие значения, которые обозначим звездочкой. Вопрос о том, что считать наилучшим показателем решается с учетом конкретной задачи. Из всех наилучших показателей можно составить еще один P_ij – й вариант (колонка справа), который можно назвать «идеальный». Фактически такой вариант может быть внутренне противоречивым и невозможным для реализации. Поэтому термин «идеальный» следовало бы заменить на «идеалистический», так как такие решения не всегда реализуемые.

Для каждого показателя P_ij рассчитывается относительное отклонение (по модулю) от наилучшего значения по формуле

W_ij = ( P_ij - P_ij^* ) / P_ij^* где i = 1….m , j = 1….n (10.1.)

Вычисление W_ij производят по всем строкам и столбцам. Затем составляют новую матрицу. Табл. 9.2.

Таблица 10.2.

Матрица относительных отклонений показателей

вариантов от «наилучших» значений.

В последней строке таблицы 9.2. по столбцам подсчитываются суммы относительных отклонений

S_j = j = 1 ….n (10.2)

Наиболее удачным, можно полагать, будет тот вариант, для которого сумма S является минимальной.

Наряду с некоторыми достоинствами метод имеет существенные недостатки. Главным недостатком является отсутствие доказательства того, что синтезированный «идеальный» вариант действительно может быть использован как образец для подражания. Составленный по описанным выше правилам может иметь место вариант, в котором малая трудоемкость и низкая сметная стоимость может сочетаться с высокой бальностью за архитектурные решения. Ясно, что эти показатели в одном варианте несовместимы и недостижимы.