CC BY
14УДК 691
Никифоров В.В.
студент магистратуры кафедры строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(Россия, г. Чебоксары)
ВЫБОР ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УСТРОЙСТВА ФАСАДНЫХ СИСТЕМ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ
Аннотация: в работе представлено как произвести выбор, расчет и какими параметрами задаться на этапе проектирования учитывая, все разнообразие организационно-технологических решений фасадных систем, которое увеличивается с каждым днем.
Ключевые слова: строительство, фасадная система, аналитическая модель, параметры, метод экспертной оценки, статистический критерий Романовского, организационно-технологическое решение, показатель.
С каждым годом растет востребованность многоэтажного строительства с применением соответствующих постоянно развивающихся методов, конструктивных и организационно-технологических решений. Вопрос выбора наиболее эффективной по всем технико-экономическим показателям фасадной системы, всегда является актуальным. Как произвести выбор, расчет и какими параметрами задаться на этапе проектирования учитывая, все разнообразие организационно-технологических решений фасадных систем, которое увеличивается с каждым днем? В статье излагается вариант ответа на поставленный вопрос, который заключается в создании модели аналитического выбора эффективности применения фасадных систем, с приведением составляющих параметров расчетного уравнения и значений коэффициентов
перед параметрами. Проведенное исследование является частью диссертационной работы. Выбранные и представленные в работе параметры модели носят технологический, организационный, экономический и эксплуатационный характер. Используя метод экспертного оценивания, произведено исследование и определены коэффициенты перед параметрами. В качестве метода сбора данных был выбран метод анкетирования. Для подтверждения репрезентативности собранных данных автором был произведен анализ по критерию Пирсона. Далее в статье представлена расчет и итоговая таблица с определенными усредненными и приведенными значениями рангов, необходимых для дальнейшего исследования. Расчет при помощи статистического критерия Романовского позволил отбросить параметры, выделяющиеся из общей выборки и имеющие наименьший вес. В результате представлена гистограмма параметров с наглядным указанием веса параметров и итоговая аналитическая модель по результатам исследования. Практическое применение данной модели позволит выявить процентное соотношение эффективности выбора конкретной фасадной системы в многоэтажном строительстве.
Несмотря на растущую популярность малоэтажного многоквартирного жилищного строительства, в крупных городах Российской Федерации с каждым годом растет востребованность многоэтажного строительства с применением соответствующих постоянно развивающихся методов, конструктивных и организационно-технологических решений.
Большинство проблем строительства многоэтажных зданий возникают на этапе начала строительства, что говорит о важности создания предпроектных инструментов выбора организационно-технологических решений, и в частности, подлежащих дальнейшему рассмотрению фасадных систем.
При устройстве ограждающих конструкций возникают организационно-технологические задачи. Их решение влияет на различные показатели, такие, как
качество и долговечность конструкций, на продолжительность производства работ. Организационно- технологические решения должны быть направлены на: сокращение продолжительности выполнения работ; повышение выработки строительно-монтажных работ; повышение социально-экономических аспектов выполнения работ. Так же при выборе фасадной системы немаловажным фактором является энергоэффективность конструкций. В последние годы активно изучают проблемы устройства такого типа фасадов, отвечающих данной характеристике. Например, исследования теплотехнических свойств ограждающих конструкций показывают, что в настоящее время самыми энергоэффективными являются конструкции наружных стен с применением навесных вентилируемых фасадов.
Таким образом, формируется вопрос, а какое же организационно-технологическое решение производства фасадных работ является наиболее эффективным по технико-экономическим показателям строительства и эксплуатации?
Так же важным является то, что технологии постоянно модернизируются, а их количество увеличивается с измененными показателями, в связи с чем, необходим способ оперативного определения наиболее эффективной системы в различный период времени.
Ответы на поставленные вопросы должны быть обоснованы с научной точки зрения и подтверждены практически.
Цель исследования, которой мы ограничиваемся в данной статье, является определение модели аналитического выбора эффективности применения фасадных систем, с приведением составляющих параметров расчетного уравнения и значений коэффициентов перед параметрами.
Научно-техническая гипотеза данного исследования заключается в предположении, что формирование модели выбора организационно-технологических решений производства фасадных работ при строительстве
многоэтажных жилых зданий позволит улучшить показатели процесса строительства на 5-10 %.
Основы рационального аналитического выбора фасадных систем После рассмотрения основных современных вариантов исполнения фасадных систем многоэтажных жилых зданий необходимо определить параметры сравнения рациональности их применения в том или ином случае. Параметры будут представлены критериями сравнения, которые являются составными элементами модели аналитического выбора. У каждого критерия сравнения должен быть свой вес, обозначающий степень влияния параметра на итоговую эффективность и рациональность применения фасадной системы.
Подводя итоги анализа научно-технических публикаций, нормативной документации и обзора современных способов производства фасадных работ, параметрами выбора организационно-технологических решений выступают: удельные трудозатраты; степень унификации элементов фасада; скорость возведения; доступность транспортировки элементов; материалоемкость; стоимость производства работ; ремонтопригодность;
экологичность и энергоэффективность конструкции. Параметры модели носят технологический, организационный, экономический и эксплуатационный характер.
Так как значения этих параметров в настоящее время легко определяются для любой инновационной фасадной системы, основной вопрос данной работы заключается в величине коэффициентов перед численным значением параметров.
Для проведения научно-технического исследования был выбран метод экспертного оценивания, а для сбора данных применен метод анкетирования Для
определения необходимого количества экспертов воспользуемся таблицей, позволяющей вычислить искомую величину в зависимости от вероятности и ошибки среднего. Данная таблица сформирована в процессе обобщения основ статистического анализа математических данных, опубликованных в научной статье Рупосова В.Л. «Методы определения количества экспертов».
В связи с относительно малым числом предметов исследования, приняв ошибку среднего 10 % и значение вероятности 0,9, получим минимальное количество экспертов для проведения опроса - 68 человек. Общее число экспертов распределено на девять групп. Экспертам необходимо проранжировать в порядке возрастания значимости коэффициенты, влияющие на выбор решения производства фасадных работ.
Таким образом, в опросе участвовали специалисты, состоящие в Национальном реестре строителей. Результатами сбора данных являются девять заполненных опросных анкет. Данные опроса были сгруппированы и представлены в сводной таблице 1.
Таблица 1. Сводная таблица результатов экспертного опроса
№ Параметр / Эксперт Э1 Э2 Э3 Э4 Э5 Э6 Э7 Э8 Э9
1 Удельные трудозатраты 4 9 4 8 9 4 6 7 7
2 Степень унификации элементов фасада 3 1 3 2 3 2 2 3 1
3 Скорость возведения 6 5 5 7 7 5 7 8 9
4 Доступность транспортировки элементов 5 4 1 3 4 6 1 4 3
5 Материалоемкость 2 3 7 1 2 3 5 2 4
6 Стоимость производства работ 9 8 6 9 8 7 9 9 6
7 Ремонтопригодность 1 2 2 4 1 1 3 1 2
8 Экологичность конструкции 8 6 9 6 5 8 8 6 5
9 Энергоэффективность конструкции 7 7 8 5 6 9 4 5 8
Составлено автором
Оценки представляют собой ранг из натуральных чисел от 1 до N по числу сравниваемых параметров без повторений. Чем выше ранг имеет параметр, тем большее значение он имеет в сравнении с другими параметрами в рамках аналитической модели.
Согласованность мнений экспертов была подтверждена статистическим анализом по критерию Пирсона. Этот критерий предназначен для проверки принадлежности анализируемой выборки данных некоторому закону распределения. Собранные данные признаются репрезентативными и могут быть подвержены дальнейшей обработке.
Далее представим таблицу с усредненными и приведенными значениями рангов (таблица 2).
Таблица 2. Усредненные и приведенные значения рангов
№ Параметр Ш, ср Ш, прив
1 Удельные трудозатраты 6.44 0.82
2 Степень унификации элементов фасада 2.22 0.28
3 Скорость возведения 6.56 0.83
4 Доступность транспортировки элементов 3.44 0.44
5 Материалоемкость 3.22 0.41
6 Стоимость производства работ 7.89 1.00
7 Ремонтопригодность 1.89 0.24
8 Экологичность конструкции 6.78 0.86
9 Энергоэффективность конструкции 6.56 0.83
Составлено автором
Для определения «статистических выбросов», то есть результатов исследования, выделяющихся из общей выборки, будет использован статистический критерий Романовского. В рамках данного исследования этот
критерий будет использован для определения параметров, оказывающих незначительное влияние на модель выбора, которыми можно пренебречь.
В первую очередь, проверке подлежит параметр «Ремонтопригодность», имеющий коэффициент 1,89.
Необходимо вычислить среднее значение рангов таблицы 2 без учета исследуемого варианта (3):
х = 5,39 (3)
Затем вычисляется среднеквадратическое отклонение без учета отбрасываемого параметра.
Значения критерия Романовского Таблица 3
q п = 4 п = 6 п = 8 п = 10 п = 12 п = 15 п = 20
0.01 1.73 2.16 2.43 2.62 22.75 2.90 3.08
0.02 1.72 2.13 2.37 2.54 2.66 2.80 2.96
0.05 1.71 2.10 2.27 2.41 2.52 2.64 2.78
0.10 1.69 2.00 2.17 2.29 2.39 2.49 2.62
Вычисленное значение критерия следует сравнить с табличным (таблица 3) [16]. При значении вероятности q = 1 - 0,90 = 0,10 и числу степеней свободы п = 9 - 1 = 8, табличное значение равно Ртабл = 2,17.
Так как расчетное значение больше табличного, критерий «Ремонтопригодность» необходимо исключить из аналитической модели.
Аналогичные расчеты были произведены для параметра «Степень унификации элементов фасада», который так же был исключен из модели и для параметра «Материалоемкость», у которого расчетное значение оказалось меньше табличного что означает, что данный и все последующие критерии включаются в модель.
Составление аналитической модели
Аналитическая модель разрабатывается, учитывая коэффициенты, вычисленные при помощи экспертной оценки, и отбрасывая из рассмотрения параметры, не прошедшие проверку по статистическим критериям.
На рисунке 1 представлена гистограмма, на которой наглядно показан вес параметров модели.
Рисунок 1. Вес параметров аналитической модели (составлено автором)
Выводы
В ходе проведения исследования при помощи метода экспертного оценивания, математического анализа по статистическим критериям Пирсона и Романовского, была получена аналитическая модель выбора организационно-технологических решений производства фасадных работ, выявлены параметры модели и рассчитаны коэффициенты, определяющие их вес.
Для практического подтверждения результатов исследования, выявления наиболее эффективного по всем технико-экономическим показателям
организационно-технологического решения производства ограждающих конструкций в виде фасадных систем, получения процентного соотношения, необходимо дальнейшее исследование на примере проектирования и строительства многоэтажного жилого дома.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Добрынина В.И., Ляховец А.С. Современное жилищное строительство и его особенности в Москве и Подмосковье // Регионология. 2011. С. 284-291.
2. Ратомская В.С., Лапидус А.А., Зенов В.С., Романенков А.Н. Использование комплексных бригад с целью оптимизации сроков строительства и ввода в эксплуатацию многоэтажных жилых домов // Московский экономический журнал. 2019. №7. С. 503-508.
3. Страхова А.С., Унежева В.А. Инновационные технологии в строительстве как ресурс экономического развития и фактор модернизации экономики строительства // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. №6. С. 263-272.
4. Бабий И.Н., Каминская-Пинаева А.И. Влияние организационно-технологических решений на технико-экономические показатели проекта утепления фасадов // Вестник Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры. 2016. № 9. C. 42-48.
5. Кужин М.Ф. Организационно-технологические задачи, решаемые при производстве фасадных работ // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2015. №5. C. 108-110.
6. Лапидус А.А., Жунин А.А. Моделирование и оптимизация организационно- технологических решений при возведении энергоэффективных ограждающих конструкций в гражданском строительстве // Вестник МГСУ. 2016. №5. C. 59-71.
7. Baird A., Palermo A., Pampanin S., Riccio P., Tasligedik A.S. Focusing on reducing the earthquake damage to facade systems // Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering. 2011. №44. Pp. 108-120.
8. Mayart F., Bruel J., Hamid B. How to analyze modeling approach comparison criteria// Comparing Modeling Approaches Workshop. Miami, United States. 2015. 1076. Pp. 1-3.
Nikiforov V.V.
I.N. Ulyanov Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
CHOICE OF ORGANIZATIONAL & TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR INSTALLATION OF FACADE SYSTEMS DURING THE RECONSTRUCTION OF BUILDINGS
Abstract: the paper presents how to make a choice, calculation and what parameters are set at the design stage, taking into account all the variety of organizational and technological solutions of facade systems, which is increasing every day.
Keywords: construction, facade system, analytical model, parameters, expert evaluation method, Romanovsky statistical criterion, organizational-technological solution, indicator.
