автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Методика выбора организационно-технологических решений при устройстве навесных фасадных систем

На правах рукописи

КУЖИН МАРАТ ФАРГАТОВИЧ

МЕТОДИКА ВЫБОРА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ УСТРОЙСТВЕ НАВЕСНЫХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 05.23.08 — Технология и организация строительства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005061649

Москва-2013

005061649

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет».

Научный руководитель:

Жадановский Борис Васильевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», профессор кафедры Организации строительства и управления недвижимостью

Кабанов Александр Васильевич кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения», доцент кафедры Управления и технологии строительства

Официальные оппоненты:

Харитонов Вадим Андреевич

Ведущая организация:

ОАО «ЦНИИЭП жилых и общественных зданий», г.Москва

Защита состоится «27» июня 2013 года в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.138.04 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе д.26, ауд. 9 «Открытая сеть».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан « 24 » мая 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Каган Павел Борисович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

В последние годы утепление жилых зданий является важнейшим направлением реализации требований по тепловой защите ограждающих конструкций. Повышение тепловой защиты и установление требуемого уровня класса энергетической эффективности зданий вызвано необходимостью сокращения расходов энергетических ресурсов на отопление и повышения эксплуатационного качества зданий. По некоторым данным от 30 до 45% тепловой энергии теряется через наружные стены.

В соответствии с федеральным законом Российской Федерации №261-ФЗ от 23 ноября 2009г. «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» предусмотрен ряд мероприятий по обеспечению соответствия показателя теплового сопротивления наружных стен современным требованиям. Данные мероприятия включают утепление наружных стен посредством устройства систем наружного утепления фасадов. В настоящее время существует два основных конструктивных решения систем наружного утепления фасадов: системы фасадные теплоизоляционные композиционные (СФТК) с наружными штукатурными слоями и навесные фасадные системы (НФС) с воздушным зазором.

На основании обобщения опыта по применению систем наружного утепления фасадов на территории Российской Федерации, установлено, что наиболее широкое применение в современных условиях получили НФС с воздушным зазором. Несмотря на то, что эксплуатационные качества утепленных зданий и экономическая целесообразность устройства систем наружного утепления требуют проведения дополнительных исследований, объемы данного вида строительных работ в России только увеличиваются и ежегодно составляют более 14 млн. м2 утепленных стен.

Свыше 290 млн. м2 (10,4% всего жилищного фонда РФ) нуждается в неотложном капитальном ремонте; 250 млн. м2 (8,9%) - в реконструкции. Учитывая, что ограждающие конструкции зданий, спроектированные до появления новых требований по тепловой защите, имеют низкий уровень тепловой защиты, и количество таких объектов составляют основную часть жилищного и общественного фонда нашей страны, проведение работ по теплоизоляции зданий в условиях реконструкции и капитального ремонта требует особого внимания. Несмотря на истечение большей части нормативного срока эксплуатации вышеперечисленных зданий, техническое состояние ограждающих конструкций таких зданий имеет достаточно высокий остаточный запас несущей способности, что позволяет проводить их утепление.

На сегодняшний день, опираясь на зарубежный и отечественный опыт, разработано значительное количество нормативно-технических документов по применению НФС, однако эти работы недостаточно полно раскрывают вопросы организационно-технологического характера и содержат лишь общие рекомендации к производству работ. В частности, имеющиеся рекомендации по монтажу НФС в большей части описывают технологические вопросы, связанные непосредственно с установкой фасадной системы при этом

3

недостаточно подробно раскрывают вопросы организации строительной площадки, выбора необходимых средств подмащивания, количественного и качественного подбора состава рабочих для производства работ.

Для проведения работ по теплоизоляции зданий на основании приказа Минрегионразвития РФ №624 от 30 декабря 2009г. необходимо получение свидетельства о допуске на вид 12.10 и 14.2 (виды работ по строительству, реконструкции и капитальному ремонту), что свидетельствует о сложности работ и необходимости обеспечения безопасности при монтаже и эксплуатации систем наружной теплоизоляции.

Актуальность темы исследования также подтверждается федеральными законами, рядом постановлений правительства, нормативно-правовыми актами субъектов РФ и целевыми программами, направленными на повышение энергетической эффективности зданий и сооружений.

Цель исследования — научное обоснование и методическое обеспечение выбора организационно-технологических решений устройства навесных фасадных систем при капитальном ремонте жилых зданий. Задачи исследования:

-анализ отечественного и зарубежного опыта устройства навесных фасадных систем, том числе требований нормативно-технических документов к организации и технологии производства работ;

-выявление особенностей организационно-технологических и конструктивных схем устройства НФС;

-выявление, оценка и систематизация групп влияющих факторов; -оценка организационно-технологических параметров производства работ и их взаимосвязи;

-формирование базовых вариантов производства работ; -обоснование критериев выбора организационно-технологических решений;

-внедрение результатов исследования в проектирование и производство работ по устройству НФС;

-определение экономической эффективности разработанных решений. Объект исследования - строительное производство при устройстве НФС. Предмет исследования — организационно-технологические решения при устройстве НФС.

В результате анализа предметной области исследования была сформулирована научно-техническая гипотеза, которая предполагает возможность оптимизации организационно-технологических решений и повышения технико-экономических показателей устройства навесных фасадных систем путем комплексной оценки влияния системы факторов и выбора рациональных параметров производства работ.

Достоверность результатов обусловлена применением

аргументированных теоретических методов, использованием нормативно-технической базы в области технологии и организации строительного производства, а также документами, подтверждающими внедрение предлагаемой методики.

Методологические и теоретические основы исследования базируются

на работе отечественных ученых и нормативно-технических документах в области технологии и организации производства фасадных работ. Методологическая схема исследования приведена на рис. 1.

1. Научно-техннческая гипотеза предполагает возможность оптимизации организационно-технологических решений и повышения технико-экономических показателей устройства навесных фасадных систем путем комплексной оценки влияния системы факторов и выбора рациональных параметров производства работ.

2. Цель - научное обоснование и методическое обеспечение выбора организационно-технологических решений при устройстве навесных фасадных систем.

5. Задачи исследования:

-анализ отечественного и зарубежного опыта устройства навесных фасадных систем, том числе требований нормативно-технических документов к организации и технологии производства работ;

•выявление особенностей организационно-технологических и конструктивных схем устройства НФС;

-выявление, оценка и систематизация групп влияющих факторов;

-оценка организационно-технологических параметров производства работ и их взаимосвязи;

-формирование базовых вариантов производства работ;

-обоснование критериев выбора

организационно-технологических решений; -внедрение результатов исследования в

7. Исследование:

-существующих методов организации строительного производства при устройстве НФС; -выявление требований нормативно-технических документов; -анализ комплексного влияния системы факторов.

8. Результаты:

-комплексное влияние системы факторов на основные технико-экономические показатели производства работ; -организационно-технологические параметры производства работ; -методика выбора организационно-технологических решений; -базовые варианты производства работ; -элементы календарного планирования и составления строительного генерального плана при устройстве НФС.

3. Объект -

строительное производство при устройстве НФС.

4. Предмет -

организационно-технологические решения при устройстве НФС.

6. Методологические основы базируются на работе отечественных ученых и нормативно-технических документах в области технологии и организации производства басадных работ

9. Научная новизна:

-выполнен анализ и установлены зависимости комплексного влияния системы факторов на основные технико-экономические показатели производства работ; -предложены рациональные области организационно-технологических параметров производства работ; -уточнены и дополнены базовые значения удельной трудоемкости монтажа навесных фасадных систем; -предложены положения по выбору организационно-технологических решений устройства НФС при капитальном ремонте жилых зданий; -разработана полезная модель устройства навесной фасадной системы.

10. Достоверность обусловлена применением аргументированных теоретических методов, использованием нормативно-технической базы в области технологии и организации строительного производства, а также документами, подтверждающими внедрение предлагаемой методики.

11. Практическая значимость и внедрение результатов работы заключаются в разработке и применении методики выбора организационно-технологических решений устройства НФС. Внедрение предлагаемой методики подтвердило обоснованность выбора решений, что позволило повысить технико-экономические показатели устройства навесных фасадных систем.

Рис. 1. Методологическая схема исследования

5

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что: -выполнен анализ и установлены зависимости комплексного влияния системы факторов на основные технико-экономические показатели производства работ;

-предложены рациональные области организационно-технологических параметров производства работ;

-уточнены и дополнены базовые значения удельной трудоемкости монтажа навесных фасадных систем;

-предложены положения по выбору организационно-технологических решений устройства НФС при капитальном ремонте жилых зданий;

-разработана полезная модель устройства навесной фасадной системы. На защиту выносятся следующие положения:

-результаты анализа организационно-технологических решений устройства НФС;

-результаты проведенных исследований, позволивших установить зависимости организационно-технологических параметров и факторов, влияющих на технико-экономические показатели;

-методика выбора организационно-технологических решений. Практическая значимость и внедрение результатов работы заключаются в разработке и применении методики выбора организационно-технологических решений устройства навесных фасадных систем. Внедрение предлагаемой методики подтвердило обоснованность выбора решений, что позволило повысить технико-экономические показатели устройства навесных фасадных систем.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Промышленное и гражданское строительство в современных условиях» (Москва, 2011г.), международной научной конференции «Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании» (Москва, 2011г.), XV международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство -формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 2012г.).

Состав и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Работа содержит 151 страницу печатного текста, в том числе 4 приложения объемом 15 страниц, 16 таблиц, 48 рисунков, 17 формул, список использованных источников включает 124 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемого направления, сформулирована цель и научно-техническая гипотеза, поставлены задачи, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, выявлены объект и предмет исследования, а также теоретические и методологические основы исследования, определена структура диссертации и положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Обобщение прогрессивных решений устройства навесных фасадных систем» проведен анализ отечественного и зарубежного опыта производства работ при устройстве НФС с воздушным зазором. При этом рассмотрены производимые объемы работ в различных странах. Выявлены организационно-технологические особенности производства работ, общий объем работ с разделением по функциональному назначению зданий.

Раскрыты требования нормативно-технических документов к организации строительной площадки, к применяемой временной строительной инфраструктуре при устройстве навесных фасадных систем, технологические требования по монтажу НФС, требования к безопасности труда. Установлено, что технические требования к монтажу и эксплуатации систем наружного утепления содержатся в основном в стандартах организаций, технических рекомендациях, технических свидетельствах и рекомендациях производителей систем. При этом основным организационно-технологическим документом, содержащим требования и рекомендации к производству работ, является проект производства работ с соответствующими технологическими картами.

Выявлены схемы устройства навесных фасадных систем с воздушным зазором, отличающихся материалом и металлоемкостью подконструкции, облицовочным материалом и сложностью монтажа системы. Среди навесных фасадных систем, занимающих значительный объем российского рынка фасадных систем, известны следующие марки: «и-коп», «Краспан», «Диат», «Каптехстрой», «Олма», «Ронсон», «Интерал», «Полиалпан».

В ходе анализа отечественного и зарубежного опыта устройства НФС установлен ряд задач, требующих исследования и выработки комплекса решений, необходимых для повышения эффективности проектирования и организации строительного производства при устройстве навесных фасадных систем с воздушным зазором.

Во второй главе «Исследование параметров устройства навесных фасадных систем» выполнено обоснование основных этапов производства работ, рассмотрены основные участники строительного производства при устройстве НФС, порядок разработки и согласования организационно-технологических документов.

Ключевым содержанием главы является: -общий порядок организации работ по устройству НФС; -организация подготовительных работ, включающих устройство бытового городка, монтаж средств подмащивания, организацию приобъектных складов;

-организация работ по монтажу фасадной системы, включающих разметку основания, монтаж кронштейнов, теплоизоляционного материала, направляющих, оконных и дверных обрамлений, облицовочных элементов;

-организация завершающих работ, включающих демонтаж средств подмащивания, демонтаж бытового городка;

-производственный контроль качества работ.

Неотъемлемым условием проведения утепления жилых зданий при капитальном ремонте является проведение обследования технического состояния конструкций зданий. Установлено, что целесообразным является

7

устройство НФС в жилищном фонде, представленным зданиями типовых серий, построенных после 1970-х гг. Характерными представителями зданий данного периода являются серии 1-515, 1605, 1мг-601, II-18, II-29, II-49, II-59, II-57, И-68, И-209, И-491, И-522а, И-700, П-111, П-3, П-30, П-43, П-44, П-46, П-55. Материалами ограждающих конструкций таких зданий являются керамзитобетонные панели, трехслойные железобетонные панели с утеплителем, керамзитобетонные блоки и кирпичная кладка. Анализ показал, что отдельные элементы некоторых зданий имеют различные степени физического износа, а техническое состояние ограждающих конструкций оценивается как «хорошее» и «удовлетворительное». При этом, основная часть жилых зданий имеет физический износ наружных стен от 11 до 20%, фундаментов до 20%, что указывает на запас несущей способности конструкций и возможность проведения работ по утеплению зданий. При этом особый интерес представляет эксплуатационная надежность систем, которая зависит от конструктивных и технологических факторов, в т.ч. характеристик материала; способов устройства каркаса подконструкции, обеспечивающего восприятие механических и динамических воздействий ветровых нагрузок; массы облицовочных панелей; использования ветрозащитных покрытий утеплителя; создание ремонтопригодной системы; нормативного срока службы комплектующих элементов и агрессивности окружающей среды.

Устройство НФС связано с применением различной технологической оснастки, металлических профилей, теплоизоляционных плит и других материалов, для каждого из которых необходимо предусмотреть соответствующие условия временного хранения, площадки для складирования, проводить контроль качества. Технология монтажа системы также требует внимания, поскольку от качества монтажа зависит продолжительность службы фасадной системы. Актуальными остаются вопросы стесненности строительной площадки, что напрямую определяет размеры бытового городка и приобъектных складов. Немаловажное значение имеет применение компактных бытовых комплексов, позволяющих рационально использовать ограниченную территорию. Распределение материальных и трудовых ресурсов зависит от интенсивности финансирования, используемых механизмов, габаритов здания и сроков производства работ. Выбор организационно-технологических параметров производства работ определяет дальнейшую схему организационную схему устройства НФС (рис. 2).

Организационно-технологические решения, принятые в проекте производства работ (ППР) во многом предопределяют качество и сроки выполнения работ. В современных условиях, когда продолжительность и стоимость строительства являются определяющими показателями при выборе подрядной организации, разработка детального проекта производства работ приобретает все большое значение. Часто организационно-технологическое проектирование связано с разработкой оригинальных решений, основанных на применении нестандартных механизмов и различных вспомогательных приспособлений, в связи с чем, при проектировании необходимо учитывать опыт предыдущих объектов.

Современный опыт проектирования показывает, что в большинстве случаев организационно-технологическая документация разрабатывается в сокращенном виде. Как правило, ограничиваются составлением календарного плана и технологической карты. При отсутствии должного внимания к данному вопросу это ведет к низкому уровню подготовки строительного производства, в частности отсутствует необходимый контроль качества строительства, увеличивается продолжительность и происходит снижение уровня безопасности производства работ. В совокупности результатом такого, является низкое качество выполненных работ, что приводит к быстрому физическому износу фасадной системы и возможному возникновению аварийных ситуаций.

Рис. 2. Организационная схема устройства НФС

Механизм принятия научно-обоснованных решений зависит от оценки влияния принимаемых решений на технико-экономические показатели. Эффективные решения могут быть приняты на основе выполнения вариантного проектирования с учетом анализа имеющегося опыта. При этом наибольшую сложность представляет оценка факторов (рис. 3), имеющих различные размерности количественных и качественных показателей. Для анализа отмеченных на рисунке факторов применялся метод факторного анализа. При этом существуют прямые исходные и определяющие факторы, влияние которых невозможно устранить и косвенные факторы, имеющие переменный характер.

Рис. 3. Схема зависимости технико-экономических показателей устройства НФС от различных факторов

Из схемы, приведенной на рис.3 видно, что выбор того или иного решения зависит от факторов, которые можно объединить в три основные группы:

1) определяющие исходные факторы - требования заказчика; требования нормативно-технических документов; условия поставки комплектующих материалов; требования, связанные с получением разрешения на производство работ, материально-техническое обеспечение подрядной организации, геометрические характеристики объекта, конструктивное решение фасадной системы;

2) определяющие прямые факторы, которые оказывают прямое влияние на технико-экономические показатели - организационно-технологические параметры производства работ;

3) косвенные факторы, которые не оказывают прямого влияния на технико-экономические показатели, но влияют на принятие решения -стесненность строительной площадки и климатические условия производства работ.

Упорядочивание и ранжирование факторов производилось путем опроса специалистов, имеющих опыт проектирования и производства работ по устройству НФС. Анализ показал, что распределение факторов, влияющих на технико-экономические показатели, происходит согласно диаграмме (рис.4).

0,30 -Т -

0,25 -

0,20 —

0,15 —

0,10 -

0,05 4—

0,00 -

К1 К2 КЗ К4 К5 Кб К7 К8

Рис. 4. Распределение коэффициентов влияния: к1 - геометрические характеристики объекта; к2-материально-техническое оснащение подрядной организации, кЗ-организационно-технологические параметры производства работ, к4-пространственные и временные ограничения, к5-климатические условия производства работ, кб-условия поставки комплектующих материалов, к7-конструктиное решение фасадной системы, к8-финансовое обеспечение строительства.

В зависимости от степени влияния тех или иных факторов, меняются и организационно-технологические параметры производства работ. Подробный анализ факторов необходим для принятия обоснованных решений. Опыт организации работ по устройству НФС показывает, что необоснованный выбор организационно-технологических параметров производства работ может

привести значительному увеличению сметной стоимости производства работ, увеличению продолжительности и снижению качества выполненных работ.

Согласно построенной диаграмме наиболее высоким коэффициентом влияния обладают следующие факторы: геометрические характеристики здания, финансовое обеспечение строительства, организационно технологические параметры производства работ, материально-техническое оснащение подрядной организации, конструктивное решение фасадной системы, климатические условия производства работ, условия поставки комплектующих материалов, пространственные и временные ограничения.

К геометрическим характеристикам объекта, влияющим на технико-экономические показатели, относятся:

1) высота здания;

2) сложность фасада здания, в т.ч. наличие выступающих элементов, ломанность плоскости фасада, криволинейность фасада.

Существующие нормативно-технические документы предусматривают работу со строительных лесов на высоте до 10 м. При производстве работ на высоте свыше 10 м к нормам затрат труда следует применять следующие коэффициенты в зависимости от высоты: до 30 м - 1,2; до 50 м - 1,35; до 60 м -1,4; св. 60 м - 1,5. Влияние данного фактора прослеживается на рис. 5.

Мм] 1 2,3 _4_ _Б_ 6 7

о 0.5 1.0 1.5 2,0 2.5 3.0 3.5 4.0 4,5 5.0 0 [че/1-ч]

Рис. 5. График зависимости трудоемкости СМР работ от высоты объекта при устройстве НФС: 1-демонтаж рамных лесов, 2,3-монтаж рамных лесов и демонтаж хомутовых, 4- монтаж хомутовых лесов, 5-монтаж НФС с лесов. 6-общая трудоемкость работ с применением рамных строительных лесов, 7-фасадных подъемников; 8-подъемных платформ, 9 -хомутовых строительных лесов.

Отметка в 75м показывает, что высота зданий типовых серий, подлежащих утеплению, не превышает данную величину.

Согласно построенному графику (рис.5) выявлена эффективность применения средств подмащивания при прочих равных условиях, в частности: -для зданий высотой до 20м - строительных лесов; -для зданий высотой от 20 до 58м - подъемных платформ; -для зданий свыше 58м - фасадных подъемников.

Зависимость трудоемкости производства работ по монтажу НФС от высоты объекта может быть выражена формулой (1):

Ч = Я0 + ДЧ (1)

где до [чел.-ч./м ] — базовая трудоемкость производства работ, включающая монтаж

НФС и монтаж средств подмагцивання, Дц = - добавочная трудоемкость, которая

зависит от И [м] - высоты объекта, ос - угла наклона, показывающий изменение трудоемкости по высоте.

С интенсивным развитием монолитного домостроения, унификация архитектурно-планировочных решений зданий отходит на второй план. Здания приобретают различную конфигурацию как в плане, так и в фасадной части. В частности, встречаются объекты с различной кривизной и наклоном стен, ломанными стенами и различными выступающими элементами. При капитальном ремонте сложность производства работ зависит от наличия балконов, их количества и характера поверхности стен. При производстве работ на таких объектах трудоемкость увеличивается, как возведения несущих конструкций, так и производства фасадных работ. В этих целях необходимо введение коэффициента сложности фасада (табл. 1).

Таблица 1. Группы сложности фасадов зданий по геометрическим особенностям

Сложность фасада Группа сложности фасада Значения коэффициента сложности

Плоские фасады без выступающих элементов 1 1,0

Фасады с отдельными выступающими элементами зданий 2 2 Б,

Фасады со средней ломанностью равной «п» 3 1 + п

Примечание к табл.1: ломанность фасада «п» определяется количеством ломанных тоскостей фасада на единицу длины здания по периметру, -площадь отдельных выступающих элементов и окон, 52. -площадь наружных стен.

Применение коэффициента сложности фасада связано с необходимостью более точного расчета трудоемкости фасадных работ. Определение интервала численного значения данного коэффициента и его соответствия параметрам объекта произведено на основе практических сведений опросного листа. Выступающие элементы зданий увеличивают трудоемкость, поскольку необходимо применять соответствующие элементы примыкания системы к частям здания. Ломанность фасада также увеличивает общую трудоемкость, поскольку увеличивается трудоемкость выполнение разметки основания и необходимо применять угловые элементы системы. При устройстве НФС на зданиях, обладающих особенностями группы категорий «2» и «3», трудоемкость работ корректируется с учетом суммарного коэффициента сложности данных групп.

Материально-техническое оснащение подрядной организации влияет на выбор средств подмащивания (строительные леса, мачтовые подъемные платформы, фасадные подъемники), качественный и количественный выбор рабочих кадров. Применение конкретных средств механизации является основой для формирования базовых вариантов производства работ.

Организационно-технологические параметры (ОТП) производства работ -фактор, который оказывает прямое влияние на технико-экономические показатели и позволяющий получать необходимый выход с соблюдением директивных показателей. К основным ОТП производства работ относится качественный и количественный состав рабочих кадров, объем работ, количество захваток, сменность работ (продолжительность смены), применяемые средства подмащивания.

К основным технико-экономическим показателям производства работ относится: продолжительность производства работ (2) и стоимость (3):

2 М*с„-П ^ И

где ц [чел.-час/м ] —удельная базовая трудоемкость работ по монтажу НФС, 4=2,56 — для строительных лесов, д=3,3 - для подъемных платформ, 4=4,0 — для фасадных подъемников; 5 [м2] - объем работ, или площадь наружных стен, подлежащих утешению; N [чел.] - количество рабочих в смену; 1СМ [ч./см.] -продолжительность смены, п [см./дн.] -количество смен; - коэффициент, учитывающий влияние различных факторов на трудоемкость монтажа НФС, Т [дн.] - продолжительность производства работ.

С = Сг + С2 + С3 + С4 (3),

где C¡ - стоимость материале и комплектующих элементов НФС; Сг - основная заработная плата; Сз - расходы на экстуатацию машин и механизмов; С4 - накпадные расходы (принимаются в размере 20% от суммы прямых затрат), П3= С1+С2+С3; С4=0,2(С1+С2+С3).

Пространственные ограничения в плане при устройстве НФС заключаются в стесненности строительной площадки, что является актуальным при производстве работ в городских условиях. Характеризуется коэффициентом стесненности строительной площадки:

К_ 5Д+52+5З+54 . . ст' _-^- '' ''

где Бо-общая тощадь строительной площадки; 8¡-площадь бытового городка; $2-п<ющадь приобъектных скчадов; Бз-площадь территории, занимаемая средствами подмащивания; 5"^-площаль опасной зоны.

Пространственные ограничения на фасаде здания возникают при одновременном производстве комплекса работ по капитальному ремонту (замена окон, ремонт кровли, восстановление отдельных элементов фасада здания). Временные ограничения связаны с устанавливаемыми в проекте сроками производства работ. В городских стесненных условиях при ограниченных площадях для хранения материала поставка комплектующих материалов для фасадных систем происходит партиями, объемом достаточным для работ на определенный период времени или производства работ на захватке. В таких условиях важную роль приобретает комплектная и равномерная поставка материалов.

Производство фасадных работ является работой, проводимой на открытом воздухе, в связи с чем, климатические условия производства работ оказывают существенное влияние на технико-экономические показатели. В частности при наличии осадков, производство работ с фасадных подъемников и подъемных платформ запрещается. При сильных порывистых ветрах производство работ также запрещается со всех видов средств подмащивания.

Температура наружного воздуха также оказывают значительное влияние на трудоемкость работ, зависимость которой характеризуется кривой (рис. 6).

т.с т.с

Рис. 6. Зависимость трудоемкости монтажа НФС от температуры наружного воздуха: «а» - при производстве работ со строительных лесов, «б» - с фасадных подъемников.

В нормативно-технических документах приводится трудоемкость монтажа одного типа НФС, в то время, как существующие системы отличаются облицовочным материалом (керамогранит, металлокассетные панели, композитные панели и цементно-волокнистые плиты), материалом подконструкции (алюминиевый сплав, оцинкованная сталь, коррозионностойкая сталь), металлоемкость подконструкции (количество кронштейнов, направляющих на единицу площади фасада) и формой элементов подконструкции. Такое разнообразие комплектующих элементов НФС вызывает различный уровень трудоемкости в зависимости от типа системы (табл. 2).

Таблица 2. Коэффициенты трудоемкости монтажа НФС при различных

конструктивных особенностях системы

Конструктивные решения Коэффициенты влияния

Материал облицовки Керамический гранит (вид./скр.) 1,2/1,8

Натуральный камень 1,6

Элементы кассетного типа 1,0

Листовые материалы 1,3

Металлоемкость подконструкции С удельным весом «ш» на единицу площади фасада т

Сложность монтажа подконструкции Группа 1 1,0

Группа 2 1Д

Группа 3 1,2

Теплоизоляционный слой При утеплении в 2 слоя 1,2

Значительное влияние на технико-экономические показатели производства работ оказывает финансовое обеспечение строительства. При запланированном финансировании производство работ ведется согласно проекту и имеет

запланированный выход. Задержки в финансировании могут привести к значительному снижению показателей, в частности аренда строительных лесов, бытового городка увеличивают сметную стоимость строительства.

Одним из важнейших показателей готовой строительной продукции является ее качество. При устройстве НФС, величина средств, расходуемых на устранение брака, составляет 3-5% стоимости строительно-монтажных работ, а эксплуатационные затраты достигают 6-8% (вместо 0,75-1% по нормам). Проблема качества может быть решена по двум основным направлениям. Первое - посредством совершенствования государственных методов воздействия: нормирование и стандартизация, государственная экспертиза, сертификация, государственный надзор. В данном направлении идет постоянное развитие нормативно-технической базы по НФС: проводятся испытания, повышаются требования. Второе — создание условий для эффективного функционирования негосударственных форм контроля и надзора: производственный контроль подрядчика, авторский надзор и технадзор заказчика. Также существует такая форма повышения качества, как гарантийные обязательства на выполненные работы и участие в дальнейшей эксплуатации продукции. Данное направление наиболее уязвимо, поскольку производственный контроль качества осуществляется в условиях строительной площадки. Основные дефекты при монтаже НФС связаны с несоблюдением проектной расстановки анкерных креплений, применение несистемных материалов, несоблюдением условий их временного хранения на строительной площадке, несоблюдением проектной величины зазора между направляющими и утеплителем, неправильным расположением кляммера на обрезанных элементах облицовки, и неправильным креплений заклепок к направляющим, смещением центра кронштейнов от вертикальной оси. Управление качеством монтажа НФС с воздушным зазором является важной частью строительного производства, вследствие которого обеспечивается запроектированный срок службы системы и безопасная эксплуатация.

Организация строительного производства осуществляется согласно календарному плану производства работ на объекте. Успешное взаимодействие участников строительства, планомерное финансирование, своевременная поставка строительных материалов обеспечивают соблюдение запланированных сроков строительства. Однако не всегда производство работ завершается к установленному сроку и укладывается в рассчитанную стоимость. Основными причинами этого может быть следующее: несогласованность в действии субподрядных организаций; несвоевременная поставка комплектующих материалов фасадной системы; необоснованный выбор организационно-технологических параметров производства работ; задержка финансирования строительства; неверный учет климатических условий производства работ.

Выполненный анализ факторов, влияющих на технико-экономические показатели устройства НФС, позволяет подобрать соответствующие организационно-технологические параметры производства работ и повысить эффективность принимаемых решений.

В третьей главе «Разработка методики выбора организационно-технологических решений» обобщен этап сбора и представления исходных данных, сформированы базовые варианты производства работ, обоснованы критерии выбора организационно-технологических решений и приведены рекомендации к организационно-технологическому проектированию производства работ. Методика выбора организационно-технологических решений устройства навесных фасадных системы при капитальном ремонте жилых зданий описывается целевой функцией (5), позволяющей отобрать наиболее рациональные решения (Е) путем введения требований к рациональности (R), интервалов существования допустимых значений функции, многокритериального (К) многофакторного (к) анализа и вариантного проектирования:

D = F[R(Ei; Е2; Еп)]; Е е opt K(kiaij; к2Ьч ... к„пч) (5).

Сбор исходных данных для производства работ представляет собой комплекс мероприятий, необходимых для получения необходимых сведений (а, Ь, с), для планомерной организации производства работ. При этом основными элементами являются сбор исходных данных для проектной организации (А) и сбор исходных данных для подрядной организации (В). Анализ местных условий и исследование объекта, подлежащего утеплению, повышает эффективность организации строительного производства и позволяет обеспечить запроектированные параметры производства работ:

I = F(a; b; с ... n); а, Ь, с ... п £ А, В, С ... N (6).

В нормативно-технических документах по организации и технологии строительства указывается, что организационно-технологические решения должны приниматься с учетом результатов вариантной проработки. Заказчики с участием проектных и изыскательских организаций должны устанавливать конкретные базовые варианты и технико-экономические требования.

Данные показатели и характеристики должны отражать новейшие достижения строительной науки, а также передовой отечественный и зарубежный опыт проектирования и строительства. Необходимость принятия решения обычно обусловлена требованием достижения некоторых целей при минимальных финансовых, материальных, трудовых затратах и энергетических ресурсов. Решения принимаются всегда, когда существует более одного способа достижения цели, и, следовательно, более одного исхода. Исходы характеризуются наличием конечных результатов, полученных в результате принятия решения. Каждое решение в свою очередь характеризуется ценностью, для обоснования которого используется понятие технико-экономический показатель. Основными технико-экономическими показателями базовых вариантов (табл. 3) производства работ при устройстве НФС является удельная трудоемкость производства строительно-монтажных работ, количество рабочих, стоимость строительства. Анализ показал, что в

зависимости от степени влияния исследованных факторов, конечные результаты могут иметь значительные изменения.

Таблица 3. Технико-экономические показатели базовых вариантов

Технико-экономические показатели Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4

Удельная трудоемкость СМР q,=3,l+f(h/32) qi=4,0+f(h/144) qi=3,3+f(h/51) 4l +42

Рекомендуемое количество рабочих f(0,25-li)<Ni<(0,5-h) N2 = f(0,5 ■ 12) N3 = f(0,5 ■ 13) Nj +N2

Стоимость эксплуатации средств подмащивания C=S(Ci+C2T) C= C2nT C=C2nT Ci +c2

Стесненность строительной площадки Si Sj + Son s2 Sj + Son 3 = s 2 кг + K2

Примечание. В варианте-1 приведены показатели для строительных лесов, в варианте-2 для фасадных подъемников, в варианте-3 для подъемных платформ. Где q-удельная трудоемкость производства СМР (чел.-ч./м2), h-высота здания (м), l-длина здания по периметру, занятая фасадными средствами подмащивания (м), N-количество рабочих (раб.), С-стоимость эксплуатации средств помащивания (тыс. руб.), С ¡-стоимость монтажа и демонтажа строительных лесов, С2-стоимость аренды средств подмащивания на единицу площади (в день за ед.), S-площадь наружных стен здания, подлежащей утешению, п-количество фасадных подъемников (подъемных платформ), к-коэффициент стесненности строительной площадки, Si-площадь, занятая временной инфраструктурой, вг-площадь строительной площадки, Son-площадь опасной зоны.

Организационно-технологические решения базовых вариантов производства работ принимаются на основе критериев минимальной трудоемкости продолжительности и стоимости (7). При этом если выявление рациональной схемы выполнения работ на основе данных критериев затрудняют принятие решения, то необходимо принять критерий наибольшей адаптации к существующим условиям строительного производства.

QfT>C-»min(Q„;T1|;Ci,) (7).

Общая оценка рациональности организационно-технологических решений устройства НФС при капитальном ремонте жилых зданий может быть осуществлена путем расчета комплексного показателя эффективности (8), состоящего из оценки качества сбора и анализа исходных (Ej), оценки системы влияющих факторов (Е2), показателя формирования базовых вариантов (Е3) и выбора организационно-технологических параметров производства работ (Е4):

Е = Ех(1) + E2(£JL, k) + E3(V) + Е4(Р) (8).

Общая схема формирования и принятия организационно-технологических решений при устройстве навесных фасадных систем представлена на рис. 7.

Рис. 7. Укрупненная блок-схема выбора организационно-технологических решений.

В четвертой главе «Апробация результатов исследования» приведено описание внедрения разработанных организационно-технологических решений устройства навесных фасадных систем. Полученные результаты внедрены в образовательный процесс ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет». Результаты диссертационного исследования использованы при разработке программы повышения квалификации «Безопасность строительства и качество выполнения фасадных работ» и тестовых вопросов для аттестации специалистов строительного комплекса, выполняющих работы по строительству, реконструкции и капитальному ремонту, оказывающих влияние на безопасность объектов капитального строительства (согласно перечню работ, утверждённого приказом Минрегиона России от 30 декабря 2009 № 624). Результаты диссертационного исследования были внедрены в практику организационно-технологического проектирования и производства работ при устройстве навесных фасадных систем с воздушным зазором.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ отечественного и зарубежного опыта устройства НФС с воздушным зазором показал, что существующие нормативно-технические документы недостаточно полно раскрывают требования к организации и технологии производства работ. При этом необоснованный выбор организационно-технологических решений может привести к значительному снижению технико-экономических показателей производства работ,

2. Выявлены особенности устройства НФС, в т.ч. выполнена систематизация по конструктивным решениям, материалу подконструкции, по материалу декоративного экрана; организационно-технологическая схема обозначила основные требования и ограничения производства работ.

3. В процессе обоснования основных этапов производства работ, выявлены, оценены и проранжированы группы факторов, влияющих на технико-экономические показатели производства работ. Определение рациональной области организационно-технологических параметров производства работ заключается в обоснованном выборе средств подмащивания, подборе количества рабочих рационального деления на захватки. При этом необходимо учитывать косвенные факторы, которые также могут оказать существенное влияние на технико-экономические показатели производства работ. К ним относятся стесненность строительной площадки и климатические условия региона строительства.

4. Разработка методики выбора организационно-технологических решений при устройстве НФС с воздушным зазором показала, что формирование базовых вариантов производства работ происходит путем решения таких вопросов, как выбор средств подмащивания, подбор состава рабочих, выбор количества захваток, направления развития потоков и применение поточности строительства. Основными критериями при этом являются минимальная трудоемкость, продолжительность, стоимость и общий показатель эффективности принимаемых решений.

5. В процессе выполнения исследования разработана полезная модель устройства НФС с воздушным зазором. К достоинствам данной системы относится снижение трудоемкости монтажа (по сравнению с традиционными НФС) и улучшение микроклимата зданий (по сравнению с СФТК).

6. Внедрение результатов исследования в производственную деятельность предприятия показала эффективность предлагаемой методики выбора организационно-технологических решений. Результаты, полученные при внедрении, показали, что происходит повышение качества монтажа, сокращение продолжительности производства работ до 10% и снижение строительства стоимости устройства НФС до 5%.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Основные результаты диссертации изложены в 7 опубликованных работах:

1*. Кужин М.Ф. Некоторые аспекты устройства навесных вентилируемых фасадных систем. - М.: Вестник МГСУ, №11/20Юг., С.127-130.

2. Жадановский Б.В., Кужин М.Ф. Особенности организации строительного производства в условиях реконструкции зданий и сооружений действующих предприятий // Сборник научных трудов Института строительства и архитектуры МГСУ / Московский государственный строительный университет, Ин-т стр-ва и архитектуры. - М.: МГСУ, 2011. -Вып.З: По материалам международной научно-технической конференции «Промышленное и гражданское строительство в современных условиях». — С.160-162.

3. Жадановский Б.В., Кужин М.Ф. [и др.] Организационно -технологическое проектирование устройства навесных фасадных систем с воздушным зазором при реконструкции зданий // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: сборник трудов в 2 т. / М.: МГСУ, -Т.1. С.97-100.

4*. Жадановский Б.В., Кужин М.Ф. Организационно-технологические решения устройства навесных фасадных систем при реконструкции жилых и общественных зданий // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. -№1. С.62-64.

5. Жадановский Б.В., Кужин М.Ф. Организационно-технологические схемы устройства навесных фасадных систем с воздушным зазором // Сборник трудов международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. - М.: МГСУ, 2012г. -С. 155-157.

6*. Кужин М.Ф. Оценка и выбор организационно-технологических параметров производства работ при устройстве навесных фасадных систем // Промышленное и гражданское строительство,- 2012 №9. - С.61-62.

7. Патент на полезную модель «Навесной вентилируемый штукатурный фасад». Авторы: Жадановский Борис Васильевич, Кужин Марат Фаргатович. Заявка №2011119821, зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27 января 2012г.

*Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК.

Подписано в печать. Формат А4/2 Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ №6806 Типография ООО "Ай-клуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-т, д.28 Тел. 8(495)782-88-39