CC BY
62
Современный контроль качества строительства при реконструкции Modern quality control of construction during reconstruction
Казанов Артур Николаевич
магистрант,
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет),
Россия, г. Владикавказ e-mail: [email protected]
Kazanov Artur Nikolaevich
master student,
North Caucasian Institute of mining and metallurgy (State technological university),
Russia, Vladikavkaz e-mail: [email protected]
Научный руководитель Оганесян Алексан Хачатурович
кандидат технических наук, доцент кафедры Строительного производства, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет),
Россия, г. Владикавказ e-mail: alexoganesyan1984@mail. ru
Scientific adviser Oganesyan Aleksan Khachaturovich
candidate of technical sciences, associate professor of the department of Construction production, North Caucasian Institute of mining and metallurgy (State technological university),
Russia, Vladikavkaz e-mail: [email protected]
Аннотация.
В статье рассматривается вопрос развития методов контроля качества строительных работ при реконструкции на основе бурного развития современных цифровых технологий. Методы, применяемые в нашей стране в качестве организации контроля за строительным процессом, давно отстают от прогресса современности, что влияет как на эффективность контроля строительного процесса так и на качество процесса строительства в целом. Ввиду актуальности рассматриваемого вопроса существует необходимость в усовершенствовании методов контроля качества строительных работ за счёт внедрения современных цифровых технологий, которые бы обеспечивали его эффективность путём исключения различных нарушений технологии строительства, дефектов, коллизий, снижения затрат на их исправление, а также в целом на саму процедуру контроля. Описаны современные технологии, которые уже используются в различных странах на базе их интеграции с технологией информационного моделирования объектов, позволяющие достигать нового уровня контроля в строительной отрасли, сокращать время на его осуществление, в частности, на принятие решений, предупреждать возможные дефекты и коллизии на начальных этапах проектирования.
Annotation.
The article deals with the development of methods for quality control of construction work during reconstruction based on the rapid development of modern digital technologies. Methods used in our country as an organization of control over the construction process, have long lagged behind the progress of our time, which affects both the effectiveness of control over the construction process and the quality of the construction process as a whole. In view of the urgency of the issue under consideration, there is a need in improving the methods of quality control of construction works through the introduction of modern digital technologies that would ensure its effectiveness by eliminating various violations of construction technology, defects, collisions, reducing the cost of correcting them, as well as in general for the control procedure itself. Modern technologies are described that are already used in various countries on the basis of their integration with the technology of information modeling of objects, allowing to achieve a new level of control in the construction industry, reduce the time for its implementation, in particular, for decision-making, prevent possible defects and collisions at the initial design stages.
Ключевые слова: строительный контроль, технологии информационного моделирования зданий (Building Information Modeling, BIM), цифровые технологии.
Key words: building control, Building Information Modeling (BIM) technologies, digital technologies.
Введение
На современном этапе развития общества важной задачей является разработка мероприятий, способствующих увеличению периода нормальной эксплуатации зданий и сооружений. Строительство является одной из базовых отраслей экономики нашей страны, претерпевающей серьёзные структурные изменения.
В последнее время значительно выросли объёмы реконструкции зданий и сооружений, ставшей главным направлением в области капитального строительства, а также возросли и требования, предъявляемые к качеству работ, защите окружающей среды, продолжительности инвестиционного цикла сооружаемого объекта. Реконструкция зданий и сооружений экономически обходится во многом дешевле возведения новых зданий, так как нет необходимости в полном демонтаже и возведении с нуля.
Реконструкция объекта - комплекс строительных работ и организационно-технических мероприятий, связанных с изменением основных технико-экономических показателей (нагрузок, планировки помещений, строительного объёма и общей площади здания, инженерной оснащённости) с целью изменения условий эксплуатации, максимального восполнения утраты от имевшего место физического и морального износа, достижения новых целей эксплуатации здания.
Качество строительства - комплексная проблема, включающая в себя соблюдение требований СНиП, государственных стандартов всеми участниками строительного процесса: проектировщиками, заказчиками и подрядчиками, что является залогом долговечности и эксплуатационной надёжности возведённых зданий и сооружений, их экологической чистоты, безопасности для людей и, в конечном счёте, экономичности при эксплуатации.
Существующая многоступенчатая система контроля качества в строительной отрасли, включающая в себя: входной контроль качества применяемых строительных материалов, конструкций и оборудования; операционный контроль качества строительно-монтажных работ и соблюдения основных технологических регламентов; приёмочный контроль законченных этапов строительства, отдельных видов работ объектов в целом; технический надзор заказчика; авторский надзор проектной организации; государственный архитектурно-строительный надзор, не в полной мере обеспечивает эффективного противодействия браку, недоделкам и дефектам в строительстве.
Результаты исследования
Процессы проектирования реконструируемых зданий во многом отличаются от процесса проектирования новых зданий и сооружений. Реконструкция объектов почти всегда связана с восстановлением эксплуатационных показателей и усилением несущих конструкций остова. Чтобы правильно выполнить проект реконструкции несущих элементов здания, необходимо проводить очень тщательное обследование технического состояния всех деталей и узлов конструктивного решения оснований и фундаментов, стен и перекрытий, покрытий и кровель сооружения, а также работу всех инженерных систем. [1]
Контроль качества строительных материалов, изделий, конструкций и выполненных работ осуществляется путём их сплошной или выборочной проверки, вскрытия в необходимых случаях ранее выполненных скрытых работ и конструкций, а также испытания возведенных конструкций (неразрушающими методами, нагрузками и иными способами) на прочность, устойчивость, осадку, звуко- и теплоизоляцию и на другие физико-механические и технические свойства в целях сопоставления с требованиями проекта и нормативных документов.
Государственный строительный надзор осуществляется в форме проверок соответствия выполнения работ и применяемых материалов в процессе реконструкции, а также результатов таких работ требованиям технических регламентов, иных нормативных правовых актов, проектной документации, в том числе требованиям энергетической эффективности, оснащённости реконструируемого объекта приборами учёта используемых энергетических ресурсов. При приёмке работ технический заказчик (застройщик), осуществляющий технический контроль за строительством, должен выполнять контрольную геодезическую съёмку для проверки соответствия построенных зданий (сооружений) и инженерных сетей их отображению на предъявленных подрядчиком исполнительных чертежах.
Большая часть участников строительного процесса и рынка сходится во мнении, что правила проведения строительного контроля уже устарели. Они не менялись больше десяти лет и не позволяют осуществлять процедуру эффективно. Для решения этой проблемы требуется их актуализация с учётом особенностей современных процессов в строительстве, а также используемых строительных материалов и оборудования. Принятие разработанного постановления сможет значительно повысить качество возводимых объектов и оптимизирует проведение государственного строительного надзора.
Процесс проведения мероприятий в рамках проведения строительного контроля и его результаты фиксируются застройщиком в общем и специальных журналах, в которых ведётся учёт выполняемых работ, а также в актах, предусмотренных Градостроительным кодексом Российской Федерации, а в случае формирования информационной модели - в информационной модели объекта. [2] В ходе проведения строительного контроля могут быть применены автоматизированные информационные системы, средства автоматизированного контроля, в том числе с применением технологии аэромониторинга, при условии обеспечения единства измерений.
Строительный контроль необходим для того, чтобы страховать заказчика от некачественного выполнения работ подрядчиками. Но на деле бывают ситуации, когда процесс документооборота заменяет собой фактический контроль. Заказчику важно контролировать ход строительства наглядно с помощью фото и видео, чтобы видеть реальную ситуацию на стройплощадке. Для этого привлекается служба строительного контроля. Однако результат контроля он получает только в виде бумажных актов и предписаний. И проверить эти документы на достоверность он не может. Получается противоречие: нужно непосредственное осуществление строительного контроля заказчиком с реальными подтверждениями, а получается - косвенный, на основе бумажных документов. Соответственно, потребности заказчика не соответствуют возможностям бумажного строительного контроля. При переходе же к цифровому контролю появляется три механизма защиты: цифровая подпись, фото- и видеоматериалы, метаданные - привязка к геолокации и текущей дате.
Информационная модель объекта строительства (BIM) - цифровое представление физических и функциональных характеристик объекта при помощи совокупности элементов и информации, служащее коллективным ресурсом знаний о проектировании, строительстве, эксплуатации, реконструкции и сносе строительного объекта. BIM-модель, представленная в нативном (исходном) формате, является трёхмерной моделью строительного объекта, в которой каждый элемент связан с базой данных модели и 2D-отображением его на видах (чертежах), при этом изменение любого элемента или информации о нём в модели отображается в базе данных и на видах (чертежах).
Применение BIM-технологий позволяет осуществлять эффективное хранение, непрерывную передачу данных между проектировщиками-смежниками, снижая риски ошибок, соблюдая требования технических регламентов, действующих стандартов на всех этапах создания проектно-сметной документации, оптимизируя
разработку объёмно-планировочных решений, внося изменения на любой стадии проекта, строя рабочие чертежи и трёхмерные геометрические модели одновременно.
Проведя анализ в сети «Интернет», в целях выявления современной практики использовании BIM в качестве инструмента интеграции информации об уровне качества для строительства, а также реконструкции зданий и сооружений, как промышленного назначения так и жилого, отзывов крупных компаний, основной процент которых работает в строительной отрасли более десяти лет, можно заключить, что:
- модельно-ориентированный подход будет эффективен для улучшения качества;
- использование BIM-технологии является крайне эффективным, так как она даёт нам визуальное представление о рабочем процессе, что приводит к улучшению координации и коммуникации в момент работы;
- BIM может использоваться в качестве аналитического инструмента для обеспечения соответствия стандартам качества, что в итоге улучшит качество строительных проектов и точность информации;
- модель BIM поддерживает прогресс контроля качества, связывая информацию о качестве, такую как планы проверки и тестирования или стандарты качества, с моделью.
Основная проблема в том, что реконструкция - комплексный процесс, который важно разумно организовать, провести точные подготовительные проектные работы и осуществить точные расчёты с учётом особенностей конкретного здания, соотнести, проверить и выполнить всю проектную документацию, а также учесть близлежащую инфраструктуру и сооружения, чтобы реконструкция не повлияла на них. Если речь идёт о реконструкции промышленных действующих объектов, то важно не останавливать производство (во всяком случае, надолго), а найти решение для работ в стеснённых условиях и подготовить безукоризненную проектную работу. Реконструкция жилых зданий или коммерческой недвижимости также имеет свои нюансы, которые не всегда просто осуществить без применения прогрессивных технологий в материалах, а также без эффективных цифровых технологий для проектирования, смет и комплексного управления реконструкцией - контроля субподрядчиков, согласований с заказчиком и ведения документации. Строительным компаниям, оказывающим услуги по реконструкции зданий, существенно облегчают работу на разных этапах проекта цифровые инструменты и технологии.
Наземное лазерное сканирование
Сбор информации по объекту при помощи лазера и на её основе создание 3D-модели объекта. С помощью информации, полученной лазерным сканированием, создаются цифровые модели с достаточно точной детализацией: сканер собирает на поверхности координаты точек, которые обрабатываются компьютером и получается трёхмерная цифровая копия объекта. [3] При проведении контроля за строительством промышленных и гражданских зданий и сооружений рационально использовать лазерное 3D-сканирование. В этом случае основное преимущество лазерного сканирования - оперативность получаемых данных. Мониторинг строительно-монтажных работ с помощью лазерного сканирования позволяет регулярно актуализировать информацию о текущем состоянии строительства, оперативно корректировать календарно-сетевой график, а также контролировать ход работ. Совмещение исходной модели с проектной позволяет выявить коллизии, ошибки строительства на раннем этапе, сократить риски выхода за пределы графика и бюджета строительства. Таким образом, есть возможность создания исполнительной информационной модели непосредственно в процессе строительно-монтажных работ, к окончанию которых у вас будет достоверная В1М-модель объекта, готовая к доработке в эксплуатационную.
Эта технология отлично зарекомендовала себя и в реконструкции, где важно получить полную картину существующего объекта, захватив все труднодоступные точки, чтобы на основе точной модели существующего объекта создавать проект реконструкции. При реконструкции промышленных зданий, насыщенных
технологическим оборудованием, большое значение имеет пространственная информация o существующем технологическом оборудовании и строительных конструкциях. Подобная информация может храниться и обрабатываться в виде плоских чертежей на бумажном носителе (которые, к тому же нередко не соответствуют действительности), а может - в виде актуальной трёхмерной модели, которая может быть построена с помощью лазерного сканера. Такая 3D-модель существующего производства способствует не только правильному проектированию реконструкции, но и существенно (до 10 %) снизить затраты на устранение ошибок на этапе строительно-монтажных работ, что в конечном счёте удешевляет и ускоряет весь процесс реконструкции предприятия.
Технологии дополненной и виртуальной реальности
BIM-технология основы управления качеством является платформой для функции, которая в сочетании с дополненной (AR-технологией) и виртуальной (VR-технология) реальностями обеспечивает контроль качества. В России развитие технологий AR и VR уже внесено в основной перечень задач программы «Цифровая экономика», утверждённой президентом страны. Если говорить о строительстве, то виртуальная реальность позволяет строительным компаниям планировать каждый аспект проекта, снижать расходы, контролировать строительные процессы, повышать безопасность и ускорять рабочие процессы. При эксплуатации и реконструкции различных систем коммуникации в здании дополненная реальность позволяет точно установить расположение и вид, например, коммунальных сетей. Возникновение неполадок зачастую отнимает у работников довольно много времени из-за недостатка понимания, как выглядит в реальности сеть, также время занимает попытка найти под отделкой. Используя технологию дополненной реальности рабочему достаточно лишь надеть специальный шлем, который наложит на его поле зрения необходимую систему коммуникации, и он сможет безошибочно понять её вид и расположение в здании, что значительно упростит ремонт неполадки и проверку работоспособность инженерных сетей. [4]
Квадрокоптеры
В масштабном строительстве, применение квадрокоптеров - необходимость, которая улучшает наблюдение за объектами, мониторит качество, безопасность объекта и собирает разнообразные фото- и видеофакты. [5] Квадрокоптеры в строительстве уже начали менять методы сбора и предоставления данных для принятия решений. Функционал квадрокоптеров очень востребован в строительной деятельности: благодаря камерам и лазерным сканерам можно дистанционно собирать данные по объекту - в самых труднодоступных местах. Особенно это ценно, когда объект очень большой или же имеются серьёзные разрушения, угрожающие безопасности для обследования непосредственно людьми. А для оценки технического состояния объекта для дальнейшей разработки плана реконструкции важно получить точные данные, в том числе те, что скрыты от человеческого глаза. Также преимуществом является и гораздо меньшая стоимость создания и эксплуатации. Квадрокоптеры могут управляться дистанционно, а могут летать автономно с помощью встроенного программного обеспечения (плана полёта), работающего в тесной связи с бортовыми сенсорами и системами GPS.
Интегрируя современные технологии, такие как лазерное сканирование и квадрокоптер в одну платформу, и имея BIM-модель здания, на стадии строительства мы можем контролировать как выполнение сроков календарного графика, так и возможные отклонения строящегося объекта от 3D-модели здания с определённой точностью. [6] Поэтому их использование будет актуально в том числе и в сфере Госстройнадзора.
Квадрокоптеры стали играть жизненно важную роль в сфере взаимодействия, сотрудничества между командой одного проекта. Все участники проекта могут просматривать объект в режиме реального времени, даже находясь в тысячах километрах от него. Видеодоступ к объекту обеспечивают квадрокоптеры - когда нужно
принимать важные решения по проекту, все члены команды могут получить полную видеоинформацию по строительству объекта, проконтролировать его качество на различных этапах, независимо от времени, без необходимости посещать стройку.
Мобильные решения для управления реконструкцией и дефект-менеджментом
Ряд процессов по документам и контролю задач успешно автоматизируют, оптимизируют время и затраты мобильные цифровые решения для управления строительством. С мобильными решениями можно работать на объекте и в офисе. Собирать фотодоказательства по выявленным дефектам или проблемам, и тут же формировать отчёт, отправив его ответственному лицу или заказчику. Каждая задача чётко фиксируется с привязкой на чертеже проекта или В1М-модели, к ней можно прикреплять медиафайлы разного формата (видео, аудио, текст), которые дополняют форму задачи. Для составления любого отчёта - о выполненной работе, приёмке-сдаче, акта освидетельствования скрытых работ, дефектной ведомости - не обязательно возвращаться в офис. Программа впишет необходимые данные в заготовленную форму и выдаст готовый развёрнутый отчёт, который в том числе будет доступен каждому, имеющему доступ к общей информационной модели проекта. [7]
Благодаря применению мобильного решения в реконструкции зданий строители могут точно охватывать все процессы проекта, взаимодействовать в рамках одной платформы со всеми участниками, наделив каждого определённым правом доступа к проекту. Добавлять пользователей на один аккаунт можно неограниченное число, поэтому платформа может объединить субподрядчиков и контролировать их, делая общение простым и доступным, а значит, оперативным для принятия того или иного решения. Наглядность информационных панелей и уведомления о важных задачах и сроках не позволят ничего упустить по работе, а значит, управление проектом будет более эффективным, включая соблюдение сроков, контролируя качество работ, их объём, распределяя ресурсы рационально.
Выводы
В ближайшие годы строительная отрасль может кардинально изменить свой облик благодаря внедрению новых информационных технологий. Строительство и реконструкция станут более прозрачными и понятными для всех специалистов отрасли. Цифровые технологии в строительстве способны увеличить производительность труда, повысить безопасность на стройплощадке, обеспечить выявление любых мелочей по всему строительному процессу от проектирования до эксплуатации объекта.
Контроль качества строительства, осуществляемый посредством применения новых информационных технологий становится оперативным, обеспечивая своевременное выявление строительных дефектов и их причин возникновения. Строительный контроль является частью строительного процесса. Автоматизированная система управления качеством строительных работ становится систематическим поиском возможностей улучшения строительной деятельности. Современные технологии информационного моделирования позволяют оперативно принимать решения, используя достоверные сведения, за счёт чего повышается качество и эффективность строительного производства.
Список используемой литературы:
1. Приказ Госкомархитектуры от 23 ноября 1988 г. № 312 «Об утверждении ведомственных строительных норм Госкомархитектуры «Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания жилых зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения» -ВСН 58-88 (р).
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 21 июля 2010 г. № 468 «О порядке проведения строительного контроля при осуществлении строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов капитального строительства».
3. Кошан Е. К. Возможности, преимущества и недостатки наземного лазерного сканирования // Интерэкспо Гео-Сибирь - 2017.
4. Сорокина Д.К. Использование технологий виртуальной и дополненной реальностей в комплексе интегрированных маркетинговых коммуникаций на основе анализа маркетинговых кейсов // Молодой ученый - 2018.
5. Что такое дрон? // Онлайн журнал о дронах «ДроноМания». Режим доступа: https://dronomania.ru/faq/chto-takoedron.html.
6. Dmitry Kudinov. Reconstructing 3D buildings from aerial LiDAR with AI: details. // Платформа социальной журналистики «Medium» 2018. Режим доступа: https://medium.com/geoai/reconstructing-3d-buildings-from-aerial-lidar-with-ai-details-6a81 cb3079c0.
7. Рыбакова А.О., Каган П.Б. Повышение эффективности проектирования на основе применения облачных BIM-сервисов // Научно-технический журнал «Наука и бизнес: пути развития» - 2019.
