Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
46
Придніпровська державна академія
будівництва та архітектури
Єсипенко Алла Дмитрівна
УДК 69.059:69:001.89
Наукові основи забезпечення надійності і безпечної експлуатації будівель та споруд
спеціальність 05.23.08 –Технологія та організація
промислового та цивільного будівництва
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
Дніпропетровськ —
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Науково-дослідному інституті будівельного виробництва Міністерства будівництва, архітектури та житлово-комунального господарства України
Офіційні опоненти:
- доктор технічних наук, професор Пшінько Олександр Миколайович, ректор, завідувач кафедри будівель і будівельних матеріалів Дніпропетровського державного технічного університету залізничного транспорту ім. академіка В.Лазаряна Міністерства транспорту України;
- доктор технічних наук, професор Торкатюк Володимир Іванович, завідувач кафедри економіки будівництва Харківської національної академії міського господарства Міністерства освіти і науки України;
- доктор технічних наук, професор Друкований Михайло Федорович, професор кафедри промислового та цивільного будівництва Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Провідна установа:
Київський національний університет будівництва і архітектури, кафедра організації і управління будівництва (м. Київ)
Захист відбудеться " 24 " травня 2007 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.085.01 Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24а, ПДАБтаА, ауд.202
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури (м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24а)
Автореферат розісланий „ 23 ” квітня 2007р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Баташева К.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Надійність та безпечна експлуатація будівель, споруд та інженерних комунікацій, запобігання аваріям на них —це проблема, яка зараз, у перехідний період розвитку економіки у нашій країні вкрай загострена.
Постанова Кабінету Міністрів України від 05.05.97 №409 "Про забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж" передбачає широкий комплекс заходів для вирішення цієї актуальної проблеми.
Серед них —інвентаризація фактичного стану шляхом проведення обстежень технічного стану і паспортизації всіх існуючих об’єктів виробничого, житлово-цивільного та іншого призначення, інженерно-технічних споруд та інженерних мереж незалежно від їх підпорядкування і форми власності. Цей захід повинен забезпечити виявлення кількості та підпорядкування об’єктів, що перебувають у незадовільному технічному або аварійному стані, і складання реєстру цих об’єктів, що є необхідною передумовою розроблення і вжиття заходів для виправлення стану.
Сучасними вимогами до будівельного виробництва є: системність; безпека; гнучкість; ресурсозбереження; якість; ефективність.
Одночасно зростання обсягів будівництва і, як наслідок, збільшення будівельного фонду все наполегливіше ставить завдання необхідності підтримувати і підвищувати якість будівель та споруд шляхом проведення поточних, капітальних ремонтів, модернізації і реконструкції.
При цьому виникають нові проблеми. У системі “проектування —виробництво —експлуатація”утворилася методична роз'єднаність, що ускладнює вибір техніко-економічних і інженерно-технологічних рішень. Практика прийняття рішень без локальної інженерної інформа-ції ускладнює виробничу систему і є гальмом у досягненні ефективного кінцевого результату —забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель та споруд.
Згідно з Міжнародними нормами (EN 1990:2001/ Eurocode —Basis of structural design) надійність будівельних конструкцій розглядається як поєднання безпеки, придатності до нормальної експлуатації і довговічності. Безпечність розглядається як властивість будівельного об’єкта зберігати придатність до експлуатації впродовж передбаченого терміну без потенційної загрози для життя і здоров’я людей.
Виникло відставання системи вимог чинної нормативно-технічної документації до сучасного рівня будівельно-монтажних робіт.
Одним із важливих аспектів даної роботи є розгляд “інструментів якісного утримання нерухомості”, до яких відносяться дослідження і паспорт технічного стану будівлі (споруди). Загальна мета методики досліджень і паспорта технічного стану будівлі (споруди) полягає в організації постійного нагляду за об'єктом нерухомості.
З одного боку, для зниження витрат на відновлення слід домагатися максимально тривалої експлуатації елементів житлових будинків та інженерних систем, максимально виробляючи їх експлуатаційний ресурс. З іншого боку, для визначення значень допустимих меж зносу, що звичайно будуть коливатися в значних межах для елементів і будівель під впливом умов експлуатації і параметрів навколишнього середовища. Існуючі обмеження термінів служби конструкцій у різноманітних агресивних середовищах диктують уже в найближчому майбутньому збільшення обсягів робіт із їх відновлення і посилення, а тому необхідна інформаційна система виявлення і спостереження їх станів, тобто необхідна організація системи моніторингу якості будівель та споруд. Таким чином, актуальним слід вважати дослідження експлуатаційного зносу будівель, споруд та інженерних систем, особливо в великих містах, де стан навколишнього середовища в різних районах викликають значні коливання параметрів тривалості безвідмовної роботи одиничних елементів і вузлів. Розкид у лагах експлуатаційного зносу сягає значних розмірів, що обумовлює у сучасних умовах економічне неефективне використання єдиної системи планово-попереджувальних ремонтів. При цьому доцільним є перехід на встановлення термінів поновлення відмов по фактичній відмові конкретних будівель та споруд, елементів, систем. Ефект їх поновлення по фактичній відмові потребує науково обґрунтованого дослідження і відпрацювання принципів організації моніторингу спостереження за станом будівель та споруд, виявлення закономірностей потоків відмов і практичної реалізації раціональної схеми їх поновлення.
Залізобетонні конструкції, у більшості випадків складові несучі частини сучасних будинків і споруд масового й унікального будівництва, поряд із безперечними перевагами, мають ряд недоліків. Отже, виявлення, вивчення, врахування, прогнозування цих недоліків та адекватна конструктивна відповідь на них дуже актуальна і особливо необхідна також у зв'язку зі зростаючим значенням модернізації і реконструкції основних будівель та споруд.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу здійснено відповідно до Державної науково-технічної програми "Ресурс" зумовленої схваленою "Концепцією Державної програми забезпечення технологічної безпеки в основних галузях економіки". Основні положення були розроблені при виконанні завдань, що випливають з Постанови Кабінету Міністрів України від 05.05.97 № 409 "Про забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж", створення та відстеження галузевих і регіональних програм модернізації (ліквідації) аварійно небезпечних об'єктів на виконання доручення Прем'єр-міністра України № 9356/2к від 28 серпня 2002 p., відповідно до доручення Президента від 21 серпня 2002 p. (№ І-1/1088); Науково-дослідних робіт: № ДР 0100U002997 "Аналіз та оцінка технічного стану будинків та споруд житлового фонду м. Києва. Створення комплексних довгострокових програм по забезпеченню їх надійної та безпечної експлуатації відповідно до Постанови Кабінету Міністрів України від 05.05.97 №409 "Про забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж", № ДР 0101U007445 Розробка „Правил утримання жилих будинків та прибудинкових територій”, № ДР 0197U013936 „Дослідження та рекомендації по визначенню основних видів правопорушень у галузі будівництва”, № ДР 0100U004385 „Науковий аналіз, розробка відомчих правил з експлуатації будівель і споруд в галузі зв'язку” та інші. Автор була науковим керівником вищезазначених науково-дослідних робіт.
Метою і завданням дослідження є розроблення наукових основ та організаційно-технологічного забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд, а також концепції й науково обґрунтованих методів попередження і поновлення відмов їх конструкцій, елементів і систем відповідно до нормативно-технічних вимог при мінімальних витратах ресурсів.
Для досягнення поставленої мети були розв'язані такі завдання:
•аналіз існуючої системи експлуатації будівель та споруд і представлення їх параметрів у вигляді математичних моделей, що адекватно описують систему експлуатації;
•класифікація показників і критеріїв, які використовуються для оцінки працездатності будівель та споруд і інженерних систем;
•аналіз і кількісна оцінка експлуатаційного (фізичного і морального) зносу будівель та споруд із установленням потоку відмов їх елементів у різних умовах експлуатації;
•дослідження лагів випередження і відхилення показників фізичного і морального зносу будівель та споруд і інженерних систем стосовно системи планово-попереджувальних ремонтів;
•розроблення й впровадження принципів, методів, алгоритмів, організаційних і технічних схем моніторингу для спостереження, прогнозування й економічної оцінки можливості відмов елементів будівель та споруд залежно від умов експлуатації;
•розроблення методів економічної оцінки адресного попередження і поновлення відмов будинків (поточні і капітальні ремонти, модернізація, реконструкція) для приведення їх стану у відповідність із сучасними вимогами.
Об’єкт дослідження: промислові та цивільні будівлі, споруди та інженерні комунікації.
Предметом дослідження є організаційно-технологічні системи моніторингу технічного стану та експлуатаційного зносу елементів будівель та інженерних мереж. Системи показників та критеріїв для оцінки працездатності будівель, споруд: методики використання та інтерпретації механізмів, форм та проектних рішень структурного керування процесами державного управління надійністю та безпечною експлуатацією будівельного фонду.
Методи дослідження. Спеціальне комплексне дослідження організаційно-технологічного забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель та споруд. Йому передували дослідження окремих елементів чи аспектів вирішення різних задач.
Крім того, передумовами даного дослідження та його теоретичною основою стали теоретичні основи теорії систем і системного аналізу, загальні теорії функціональних систем, вірогідно-статистичного, інженерно-економічного, інтерактивно-графічного, організаційно-технологічного та функціонально-системного принципів забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель та споруд.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в такому:
•здійснена розробка і практична реалізація концепції та методів досягнення надійної й безпечної експлуатації шляхом створення науково обґрунтованої системи моніторингу технічного стану та експлуатаційного зносу елементів будівель та інженерних систем, прогнозування і вибору часу їх адресного відновлення (ремонт, модернізація, реконструкція);
•виявленні і класифіковані критерії та показники, що характеризують ознаки параметрів експлуатаційної якості й експлуатаційного (фізичний і моральний) зносу елементів будівель та споруд, які експлуатуються у різних умовах;
•встановлено закономірності експлуатаційного зносу елементів будинків і інженерних систем у різних умовах експлуатації;
•розроблено алгоритми визначення лагів випередження фактичного експлуатаційного зносу елементів будинків на відміну від системи їх планово-попереджувальних ремонтів;
•розроблено методи обстеження експлуатаційного зносу елементів будинків і споруд з описом законів їх зміни в часі і відхиленням у системі планово-попереджувальних ремонтів;
•виявлено тенденції в зміні стану ресурсів (технологій, організації, інвестицій, якостей параметрів експлуатаційних конструктивних елементів) залежно від часу адресного поновлення відмов експлуатаційного їх зносу;
•створено систему організації моніторингу за станом експлуатаційного зносу елементів будинків і інженерних систем у часі;
•розроблено алгоритми прийняття рішень, спрямованих на досягнення відповідності між експлуатаційним зносом, його адресним відновленням до рівня нормативних вимог із мінімальними витратами ресурсів;
•розроблено системний підхід до оптимізації інженерно-технологічних критеріїв оцінки технічного стану та забезпечення параметрів експлуатаційної якості;
•запропоновано комплекс статистико-аналітичних “інструментів”визначення якостей параметрів експлуатації будівель та споруд;
•розроблена методика визначення параметрів експлуатаційних якостей будівельної продукції на основі локальної інтегрованої системи інженерно-технологічних показників будівельної продукції;
•рекомендовано інженерно-технологічні основи виробничо-економічних відносин учасників створення будівельної продукції, що тією чи іншою мірою впливають на параметри експлуатаційних якостей продукції;
•запропоновано методи оцінювання технічного стану будівель та споруд.
Перелічені вище наукові результати автор виносить на захист.
Достовірність результатів дослідження обумовлена застосуванням обґрунтованих методів теоретичних і експериментальних досліджень: системного виробничо-технологічного аналізу; математичної статистики; матричного аналізу; теорій імовірності і надійності; імітаційного моделювання, прийнятною збіжністю отриманих даних, а також результатами успішного їх впровадження у практику експлуатації будівель та споруд.
Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в тому, що розроблені і практично реалізовані науково обґрунтовані рекомендації з організації системи моніторингу стану експлуатаційного зносу в часі елементів будівель та споруд, що дають змогу забезпечити їх експлуатацію на рівні сучасних вимог із мінімальними витратами ресурсів.
Наукові положення, результати роботи і практичні рекомендації використані в таких розробках:
•результати досліджень послужили основою для розроблення "Нормативних документів з питань обстежень, паспортизації, безпечної та надійної експлуатації виробничих будівель та споруд".
Цей пакет нормує такі аспекти проблеми:
—правила обстежень, оцінки технічного стану та паспортизації будинків і споруд;
—положення про їх безпечну та надійну експлуатацію;
—положення про спеціалізовані організації з проведення обстежень та паспортизації технічного стану будівель та споруд, а також про головну організацію з координації дій, підготовки нормативних документів і з питань обстежень та паспортизації;
—структура реєстру аварійно небезпечних виробничих будинків та споруд;
—обстеження окремих частин будинків (споруд) та їх конструкцій.
У 1998 р. цей пакет документів зареєстрований у Мінюсті України. Він забезпечив можливість проведення паспортизації на єдиній науково-технічній основі, аналізу й узагальнення її результатів.
Згідно з положеннями цих Нормативних документів для підвищення науково-технічного рівня обстежень та відповідальності за їх якість по всій Україні створено мережу спеціалізованих організацій (СО) з обстеження будинків, споруд та інженерних мереж з метою їх паспортизації. Основу цієї мережі становлять державні науково-дослідні та проектні організації з великим досвідом роботи з проектування реконструкції виробничих і цивільних будівель та споруд.
Згаданий пакет нормативних документів містить, зокрема, структуру та правила ведення реєстру аварійно небезпечних будинків і споруд виробничого призначення.
Складання та ведення цього реєстру, а також надання аналітичних зведень щодо його стану та змісту відповідним органам державної влади і державного нагляду з метою вжиття ними належних заходів.
Створено постійно діючу систему ведення реєстру аварійно небезпечних об’єктів (РАНО), у виконанні різних функцій якої задіяні Держбуд України, Держнаглядохоронпраці, Міністерство праці та соціальної політики України, Міністерство України з питань надзвичайних ситуацій, територіальні держадміністрації, територіальні управління Держнаглядохоронпраці, міністерства і відомства, чиї об'єкти фігурують у реєстрі, керівники окремих підприємств, спеціалізовані організації з обстежень і паспортизації та НДІБВ як головна організація з обстежень та паспортизації технічного стану будівель та споруд.
На виконання доручення Прем’єр-міністра України № 9356/2к від 28 серпня 2002 р., відповідно до доручення Президента від 21 серпня 2002 р. (№ 1-1/1088) міністерствами, іншими центральними органами виконавчої влади, територіальними державними адміністраціями створено низку галузевих та регіональних програм модернізації (ліквідації) аварійно небезпечних об’єктів. Загальна кількість об’єктів, включена до цих програм, перевищує 9 тисяч. Близько 70% із них передбачено модернізувати, решту —ліквідувати. У розробці цих програм було використано дані реєстру аварійно небезпечних об’єктів.
Сьогодні це документ, який регламентує й уніфікує вимоги і забезпечує рівень якості обстежень і паспортизації;
•результати досліджень послужили складовою частиною для розроблення ДБН В.3.1-1-2002 "Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ промислових будинків і споруд", "Положення про безпечну та надійну експлуатацію виробничих будівель та споруд”, "Положення з питань обстеження оцінки технічного стану і паспортизації штучних споруд метрополітену", "Положення з питань обстеження оцінки технічного стану і паспортизації підприємств у галузі зв'язку", "Положення про безпечну та надійну експлуатацію димових труб", "Інструкції щодо проектування цегляних і армоцегляних димових труб", "Інструкції з експлуатації покрівель", "Правил утримання жилих будинків та прибудинкових територій";
•складено систему паспортизації будівель та споруд, зазначені документи впроваджені в практику оцінювання технічного стану будівельного фонду України;
•розроблені програми навчання інспекторів Держнаглядохоронпраці і працівників служб спостереження за технічним станом будинків і споруд;
•результати досліджень використані Держбудом України та Держжитлокомунгоспом України в тематичному напрямку підвищення надійності конструктивних рішень будівель та споруд;
•викладені практичні рекомендації щодо формування розрахункових просторових моделей, реалізованих за МКЕ, із використанням стандартної бібліотеки кінцевих елементів;
•розроблено і підготовлено до впровадження систему моніторингу якості будівельного фонду з оцінкою технічного стану .
•створено методи оцінки фізичного зносу будинків та споруд за їх окремими елементами.
Основні положення дисертації викладені у вищезгаданих нормативних документах, а також у монографії, підручниках для ВНЗів, наукових статтях.
Особистий внесок здобувача полягає в розробленні принципів і методології забезпечення безпечної і надійної експлуатації будівель та споруд, системного підходу при запобіганні аварійних ситуацій будівель та споруд, методик застосування структурних елементів із використанням математичних методів моделювання й ЕОМ, оцінювання технічного стану і паспортизації будівель та споруд, нормативної документації і завдяки цьому відновлення на кожному підприємстві України служби спостереження за надійною й безпечною експлуатацією.
Особистий внесок дисертанта у роботи опубліковані у співавторстві полягає: [ 1, 3, 4, 14, 39 ] –у узагальненні теоретичних основ організаційно-технологічних рішень експлуатації та відновлення об’єктів; [59] –у розробці методів оцінки організаційно-технологічних параметрів; [9, 11, 26] –у проведенні аналізу відновлення будівельного комплексу при дотриманні нормативних термінів залежності до використання ресурсів; [50] –у розробці алгоритму розрахунку моделі методом статистичних досліджень; [57] –у розробці системи організаційно-технологічної надійності реконструкції житла.
Апробація результатів дисертації. Дисертаційне дослідження проводилося в Науково-дослідному інституті будівельного виробництва Держбуду України. Результати дисертаційної роботи заслуховувалися, обговорювалися й одержали схвалення на науково-технічних радах, на міжнародних та українських конференціях і семінарах протягом 1995 –років:
Всеукраїнській конференції „Розробка та застосування математичних методів в науково-технічних дослідженнях” (м. Львів, 1995р.); першій всеукраїнській науково-технічній конференції „Аварії на будівлях та спорудах та їх попередження” (м. Київ, 1997р.); IX семінарі-нараді керівників і спеціалістів служб шляхів та тунельних споруд метрополітенів країн СНД (Київ, 2001р.); першій міжнародній науково-технічній конференції „Нові технології у будівництві” (Київ, 2001р.); другій Всеукраїнській конференції на тему "Наукове-технічне, нормативне та інформаційне забезпечення безпечної і надійної експлуатації будівель та споруд” (м.Київ, 2003р.); YI міжнародній виставці-конференції „Реконструкція житла –” (м.Київ, 2004р.); міжнародній конференції „Розвиток та удосконалення перетворення у житловій та комунальній сферах” (Москва, 2004р.); Науково-технічних радах Держбуду України, Держжитлокомунгоспу України, семінарах-нарадах Київської міської держадміністрації.
Публікації. Наукові розробки ввійшли в навчальні посібники, програми і методичні вказівки і використовуються під час проведення занять із фахівцями, проектувальниками, спеціалістами служби спостереження, студентами.
Основні результати досліджень надруковані у 59 наукових роботах, з них: 1 монографія (підготовлена особисто); 2 посібники (у співавторстві); 23 у спеціальних виданнях, які входять до переліку затвердженого ВАК України, з них –опубліковано особисто і 3 –у співавторстві; Державні будівельні норми і правила.
Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, семи розділів, загальних висновків і списку використаної літератури. Робота викладена на 334 сторінках, супроводжується 90 рисунками і 57 таблицями, 1 додаток.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність аналізованої проблеми, сформульовані мета, завдання дослідження, наукова новизна роботи і її практичної значимості, визначені методологічні підходи до вирішення проблеми.
У першому розділі наведено аналіз проблеми надійної та безпечної експлуатації будівель та споруд для визначення наукового та методологічного супроводження заходів, які спрямовані на визначення оцінки технічного стану, попередження відмов та обґрунтування продовження терміну безпечної експлуатації будівель та споруд. Розглядаються будівельні інженерно-технологічні взаємозалежні і взаємообумовлені задачі, що обумовлює необхідність аналізу величезних інформаційних масивів при інженерно-технологічному аналізі (ІТА). Сучасна будівля являє собою складну систему, яка складається з великої кількості конструктивних елементів і деталей, інженерного устаткування, що повинні протистояти зовнішнім і внутрішнім чинникам, підтримувати параметри експлуатаційних якостей (ПЕЯ) і забезпечувати надійну й безпечну експлуатацію будівель та споруд.
Подано огляд і аналіз методів, що забезпечують сучасну якість будівельної продукції, викладені сучасні погляди на категорію якості в цілому. У основу дисертації покладені узагальнення і розвиток досліджень, що зробили значний внесок у вирішення комплексної проблеми якості проектування, технології та організації будівельного виробництва своїми роботами: В.А.Афанасьєв, Г.І.Апишков, В.С.Балицький, Г.В.Бадеян, А.І.Білоконь, Ю.І.Біляков, В.М.Бондаренко, В.В.Болотін М.С.Болоцьких, В.І.Большаков, С.Н.Булгаков, М.С.Будніков, С.Д.Бушуєв, М.Г.Дюженко, В.Т.Вечеров, Д.Ф.Гончаренко, Р.А.Гребенюк, Є.В.Горохов, Б.С.Дамаскін, В.П.Діденко, М.Ф.Друкований, О.О.Жуков, В.Д.Жван, Р.Н.Зельдович, В.Ф.Залунін, В.М.Кірнос, В.Н.Кутуков, Б.М.Колотілкін, Д.Корт, О.М.Лівінський, Н.М.Мхітарян, О.О.Літвінов, Л.В.Мазуренко, А.В.Мішін, І.І.Назаренко, О.Г.Оніщенко, П.П.Олійник, О.М.Пшінько, Р.Б.Папірник, Г.А.Поривай, Г.Т.Попов, А.В.Радкевич, В.А.Рач, А.Р.Ржаніцин, І.І.Романенко, А.Г.Ройтман, В.В.Савйовський, В.Й.Сівко, В.К.Соколов, В.Т.Семенов, В.І.Торкатюк, В.Д.Топчій, Г.Н.Тонкачов, Р.Б.Тян, Є.П.Уваров, С.А.Ушацький, П.П.Федоренко, О.В.Федосова, Р.І.Фоков, С.М.Хімунін, В.К.Черненко, Т.Н.Цай, В.Т.Шаленний, М.С.Шумілов, М.О.Шебек, Ю.М.Шкодовський, К.А.Шарлигін, Л.М.Шутенко, Б.Яковенко.
Техніко-економічний аналіз будівельного виробництва, принципи, методи, оцінки економічної ефективності розроблені в працях професорів: С.Е.Канторера, В.А.Афанасьєва, Б.С.Бушуєва, В.І.Воропаєва, П.Г.Грабового, А.В.Карасьова, Я.А.Рекітара, В.І.Сєрова, П.П.Степанова й ін
Статистичний аналіз дефектів конструкцій будівель показав, що вони викликані як однією причиною, так і поєднанням кількох причин. Помилки проектних рішень складають 10% дефектів, низька якість виготовлення деталей і конструкцій —%, порушення технологічного регламенту при виробництві будівельно-монтажних робіт —%, з інших причин —%.
Ступінь втрати параметрів експлуатаційної якості будинків може бути оцінений багатофункціональною залежністю:
Pk = f(Tекс, Iекс, Mвир, Wв, Nпр), (1)
де Tекс —тривалість експлуатації будівлі;
Iекс —інтенсивність експлуатаційного режиму;
Mвир —технологія та методи виконання будівельних робіт;
Wв —впливи зовнішнього середовища;
Nпр —невідомі фактори та причини.
Складність оцінки параметрів експлуатаційної якості будівель та споруд полягає ще й у тому, що в будівництві існує великий обсяг "прихованих робіт", що створюють передумови для значної кількості дефектів, які виявлятимуться в процесі експлуатації.
Існуюча методична структура по підвищенню параметрів експлуатаційної якості будівель та споруд не враховує багатьох чинників зносу будинків і не може бути основою при створенні сучасного моніторингу зміни показників експлуатаційних якостей (ПЕЯ).
Розділ містить комплекс аналітичних і експериментальних підходів до формування методики організаційного й інженерно-технологічного аналізу якості будівельної продукції.
Науково-технічний напрямок досліджень запропонований у цій роботі, поданий на рис. 1.
Практика будівельного виробництва доводить необхідність спільного аналізу організаційних та інженерно-технологічних рішень. Етапи життєвого циклу будинку (будівельної
Рис. 1. Науково-технічний напрямок дослідження
продукції) змінюють у часі свої різнохарактерні параметри: економічні, інженерно-технічні, технологічні, екологічні, експлуатаційні. При цьому параметри (показники) не просто різнохарактерні, а й суперечливі, де, наприклад, якість вступає в протиріччя з економічною ефективністю (економія витрат праці, матеріалів і ресурсів). Міжнародна система ІСО (International Organization for Standardization) висуває на перший план структурну підсистему —загальне управління якістю (TQM) як інструмент коригувальної організації і технології виробництва з метою підвищення якості промислової продукції. Важливим кроком вітчизняного будівельного виробництва є впровадження систем управління якістю на основі стандартів ІСО (ISO) серії 9000 у практику проектування, виробництва й експлуатації будівельної продукції.
Для реалізації даного завдання запропонована розробка методу організаційного й інженерно-технологічного аналізу будівельного виробництва, метою якого є вирішення проблем синтезу інженерних, організаційних і технологічних виборів варіантів, а також їх прямих і обернених інформаційних зв'язків при проектуванні, будівництві й експлуатації.
На рис. 2 поданий склад процедур організаційного й інженерно-технологічного аналізу.
При використанні діаграми Парето для контролю кількох чинників необхідно використовувати так званий АВС-аналіз. При цьому будують кумулятивну криву, знаходять відсоток дефектів до 60–% і потім визначають кількість видів дефектів (1–). Об'єктом фінансових та інженерно-технологічних впливів є дефекти, що містяться в групі А. Цей цикл може бути повторений із набором інших чергових дефектів у групах В і С (рис. 3).
Розроблений метод ІТА застосовується для визначення коефіцієнтів вагомості різнорозмірних показників ефективності (критеріїв) будівельних процесів. Матриця прийняття рішень —матриця очікуваних результатів реалізації варіантів має вигляд:
де а ... am —варіанти будівельних рішень (і = 1, m);
X … Xn —різнорозмірні показники ефективності (j = 1, n);
X … Xmn —значення показників ефективності;
P = [Xij] (i = 1, m; j = 1, n) —різнорозмірна матриця прийняття рішень.
Рис. 2. Структура методу організаційного й інженерно-технологічного аналізу
будівельних процесів
Рис. 3. Діаграма Парето для аналізу якості збірних залізобетонних конструкцій:
1 —гвинтоподібність площини; 2 —низька щільність бетону;
—мінімальний захисний шар; 4 —зміщення арматури; 5 —інші дефекти.
Запропонована методика інженерно-технологічного аналізу припускає забезпечення ціліс-ного розгляду всіх етапів життєвого циклу споруд, що є необхідною умовою для створення інженерно-інформаційної бази даних, яка потрібна для ефективної й раціональної експлуатації будівель та споруд.
Життєвий цикл технологічної системи (ЖЦТС) — час від моменту виникнення та обґрун-тування необхідності її створення до моменту недоцільності подальшої її експлуатації. Такий цикл проходять усі системи, технічні та технологічні, в кожному конкретному випадку повинні бути економічно обґрунтовані та прив’язані до конкретних умов будівельного виробництва (рис. 4).
Періоди ЖЦТС підрозділяються: на І період —–АА, який включає роботи по техніко-економічному обґрунтуванню створення та області використання системи; на ІІ період —АА–ВВ —по її конструюванню та проектуванню; на ІІІ період —ВВ–СС —по виготовленню або комплектації елементів системи, розробці технології будівельного виробництва та режимів техно-логії; на ІV період —СС–DD —по освоєнню системи; на V період —DD–ЕЕ —по наробітку, який дозволяє забезпечити окупність коштів, які вкладені в створення та освоєння системи; на VІ період —ЕЕ–GG —по наробітку, який забезпечує максимальний експлуатаційний ефект; на VІІ пе-ріод —GG–FF —по наробітку до моменту кінця системи. Три перших періоди прийнято об’єдну-вати в поняття технологічної підготовки виробництва, а наступні —в поняття експлуатації.
Рис. 4. Життєвий цикл будівельної системи
—економічна підготовка; 2 —проектно-конструкторська підготовка; 3 —організаційно-технологічна підготовка; 4 —освоєння потужності; 5 —строк окупності; 6 —максимум
ефекту; 7 —кінець системи.
Ефекти ЖЦТС можуть бути з від’ємними та додатними знаками та можуть впливати на характер результуючого ефекту (поверхня 00–АА–ВВ–СС–DD–EE–GG–FF). З моменту 00 починають підійматися інвестиції, тобто вкладення капіталу в створення технологічної системи та крива 00–АА–ВВ–СС вказує на зростання ефекту з від’ємним знаком за рахунок виконання робіт І–ІV періодів. Коли система створена і починається її освоєння СС і експлуатація DD, з’являється ефект з додатним знаком (площина М) за рахунок отриманого прибутку. Ефект М покриває інвестиції, що виникли і на прямій ЕЕ настає рівність ефектів, що відповідає моменту повної окупності інвестицій. Але експлуатація технологічної системи приводить до нових ефектів з від’ємним знаком і перший (площина М–СС–FF) пов’язан з моральним зносом системи, другий (площина М–DD–FF) —з її фізичним зносом. Ефекти (М, М) врівноважуються ефектом М на лінії GG і нарешті призводять результуючий ефект до його перетинання з нулевою площиною 00–NN, тобто до такого стану, коли ефект функціонування технологічної системи дорівнює нулю, або має від’ємний напрям. Такий стан приймається за кінець системи —вона стає неефективною і повинна бути технічно переозброєна, реконструйована або демонтована.
В умовах експлуатації будинків особливо необхідний збір, уточнення й аналіз фактичних даних про стан будівельних конструкцій, систем забезпечення експлуатації всього будинку. Основним технічним джерелом інформації про будинок у цей час є інформація його паспорта технічного стану.
У сучасних умовах використання паспорта технічного стану без накопичення інформації про зміни конструктивних елементів та інших чинників, що впливають на якість експлуатаційного стану будинку, ускладнює підтримку його в належному стані.
Упорядкування паспорта технічного стану будівлі(споруди) ставить завдання перед усіма учасниками будівництва і забудовниками, архітекторами, проектувальниками, підрядниками і постачальниками будівельних матеріалів і конструкцій.
Розв'язання інженерно-технологічних задач за допомогою фахових систем автоматизовано-го проектування дає можливість створити на основі архітектурно-планувальної і проектно-конструкторської документації таку інформаційну систему, що відстежує стан усіх елементів будинку, оперативно вносить зміни і видає на запит користувача всю необхідну інформацію інженерно-технологічного й експлуатаційного стану будинку. Для раціональної експлуатації будинку необхідна інформаційна система, що дає можливість звертатися до величезного масиву даних. Оскільки підходи і варіанти розв'язку задач на кожній стадії життєвого циклу об'єкта різні, необхідне програмне забезпечення, що має можливість адаптації до умов, що змінюються.
У процесі роботи над проектом будинку повинні розроблятися не комплекти креслень, а створюватися "цифровий будинок" існуючий паралельно з реальним будинком. Створення "циф-рового будинку” на етапі проектування дасть змогу надалі управляти цим об'єктом і всіма зміна-ми, що відбуваються з ним, в автоматизованому режимі. У результаті створення “цифрового будинку” формується масив інформації, що містить основні характеристики об'єкта будівництва (БД-проект): об'ємно-планувальні рішення: кількість поверхів; лінійні розміри (довжина, ширина, висота будинку); площі (забудови, загальна, функціональних приміщень); будівельний обсяг; кон-структивні рішення: число груп будівельних конструкцій і систем інженерного устаткування; опис конструктивних елементів (матеріал, конструкція, оздоблення); об'ємні характеристики: кількість елементів у групах будівельних конструкцій і систем інженерного устаткування; фізичний обсяг конструктивних елементів (обсяг зовнішніх і внутрішніх стін, площі поверхонь, площі підлог і т.п.).
Створення єдиної інформаційної бази, що включає збір, накопичення і постійне віднов-лення даних про стан будинку на всіх етапах його життєвого циклу, є основою ефективного вирішення завдання забезпечення якості будівельної продукції (будівлі) в цілому.
В останні роки набула розвитку проблема моніторингу навколишнього середовища й екс-плуатаційного зносу елементів будівель та споруд і інженерних мереж. Ця проблема розглядалася в роботах В.І.Данилова-Данильяна, К.С.Лосєва, М.М.Моисєєва, О.М.Стражникова і дістала своє продовження в даній роботі.
Моніторинг —це спеціальна інформаційно-аналітична система спостереження, контролю й оцінки ступеня експлуатаційного зносу елементів будівель і споруд із метою вибору часу їх від-новлення, при якому досягаються мінімальні витрати.
Предметом моніторингу є спостереження, контроль і оцінка якості багатокомпонентної сукупності елементів будівель і споруд, на які впливають різноманітні природні динамічні зміни під час їх експлуатації.
Завданням моніторингу є визначення стратегії і системи організації ремонту будівель та споруд, а також реалізація системи врахування результатів оцінки технічного стану, визначення параметрів експлуатаційної якості будинків та інженерних систем, що повинні задовольняти вимоги, щодо надійної й безпечної експлуатації будівель та споруд.
Сучасна будівля являє собою складну інженерну систему, якій властиві задані якості: об'ємно-планувальні характеристики; достатні параметри міцності, довговічності, вогнестійкості; нормовані вимоги комфортабельності, що забезпечують задане середовище життєдіяльності, естетичні й архітектурні риси; попередня оцінка економічної доцільності і можливості ремонто-придатності.
Експлуатаційний знос будинків і окремих конструкцій обумовлюється зміною в часі внутрішніх властивостей (матеріалів) і зовнішніх умов (навантаження і впливу). Характеристики і показники цих чинників до моменту закінчення монтажу будинку визначають початкову його надійність, яка із першого дня експлуатації поступово знижується (рис. 5).
Рис. 5. Зміна експлуатаційного зносу будинків у часі
Якщо визначити (задати) мінімально припустимий рівень надійності на період розрахунко-вого терміну служби (Nmin) можна за рахунок подорожчання будинку досягти високого рівня початкової надійності (No) з урахуванням зниження в часі за період Тр до Nmin. Цю обставину дещо умовно можна назвати початковим резервуванням. Визначення початкового резервування здебіль-шого є завданням економічним. Доцільніше припустити систему без початкового резервування, але з такою послідовністю ремонтів (крива 2), які б запобігали експлуатаційний зносу на рівні не нижче Nmin на всіх етапах експлуатації.
Метод встановлення експлуатаційного зносу елемента чи конструкції (за міцністю) зво-диться до того, щоб прикладені навантаження не перевершували несучу здатність. На рис. 6 крива N показує розподіл навантажень, а крива R —зміну величини несучої здатності. Виходу з ладу конструкції слід очікувати в точці перетину кривих.
d2 ()
Рис. 6. Умови виникнення відмови конструкцій
За даних умов завжди існують такі навантаження і така міцність споруди, коли можливе настання відмови.
Відношення R характеризує запас несучої здатності; N —максимальне розрахункове експлуатаційне навантаження; R —опір конструкції зносу.
Розроблення теоретичних основ і закономірностей про раціональність системоутворюваль-ного моніторингу спостереження за зміною технічного стану будівель та споруд і інженерних систем дозволить раціонально управляти витратами, пов'язаними з їх експлуатацією, утриманням і ремонтами, доводячи до мінімуму обмежені залучені ресурси за рахунок:
—прогнозування в часі потоків очікування наробітку на відмову конструктивних елементів по всьому фонду районів міста і необхідні ресурси для підтримки фонду в належному стані;
—скорочення до мінімуму лагів випередження наробітку на відмову і відновлення праце-здатності конструктивних елементів стосовно їх ресурсних можливостей;
—встановлення раціональних термінів адресного попередження відмов;
—економічного використання властивостей експлуатаційного зносу конструктивних еле-ментів для попередження виникаючих відмов;
—оптимізації поєднання ефектів у часі й оцінки життєвих циклів конкретних будинків та інженерних систем;
—рівномірного завантаження в часі потенціалу служб замовника, підрядних експлуата-ційних і ремонтних ланок;
—своєчасної перепідготовки й атестації спеціалістів, що забезпечують експлуатацію будівель та споруд і інженерних систем.
Добір чинників, що визначають надійність та безпечну експлуатацію будівель та споруд, здійснюється методами математичної статистики, що дають можливість оцінити їх значимість і побудувати рангову послідовність (рис. 7).
У другому розділі розглядаються принципи формування системи утримання будинків та споруд. Систему забезпечення цілості будівельного фонду в загальному вигляді можна подати у вигляді двох видів виконуваних робіт:
—таких, що забезпечують технічну готовність (здатність) конструкцій та інженерного устаткування виконувати свої функції протягом заданого періоду (міжремонтного терміну);
—таких, що забезпечують задані режими, параметри й умови функціонування системи в період між ремонтами й усунення несправностей (відмов) у випадку їх виникнення.
Завдання організації системи ТОіР будівельного фонду полягає у виборі для умов кожного району (міста) раціонального набору профілактичних заходів, визначення їх змісту (обсяг і вид робіт) і періодичності, що забезпечать прийняту гарантію від ненастання несправностей і відмов. У техніці це завдання формулюють як екстремальне, для чого встановлюють критерії оптимальності
(цільова функція) і формулюють обмеження. У цих умовах для обраного критерію оптимальності й прийнятих обмежень може бути отримана єдино можлива система обслуговування і ремонту, що включає профілактику, поточний і капітальні ремонти.
Система планово-попереджувальних ремонтів заснована на виникненні перших відмов конструктивних елементів будинків і систем. Такий методичний підхід до організації ремонтів на-багато спрощує планування заходів щодо експлуатації будинків і систем, але не враховує резерв у часі їх експлуатації, що криється в лагах між плановими ремонтами і фактично виникаючими від-мовами.
Оптимальний міжремонтний період визначають з урахуванням коефіцієнта використання системи Кв у заданий календарний термін служби Тк при середній тривалості профілактики tn:
де Tk —календарний термін служби; t —наробіток системи в міжпрофілактичний період; а —перший коефіцієнт у розкладанні функції Q (t) = 1 –Р (t) у ряд Макларена; ai = Pi(Q) / i —перший, відмінний від нуля коефіцієнт (після коефіцієнта а у розкладанні функції Q(t) у ряд Макларена).
Якщо to —час, необхідний для повного огляду системи, протягом якого визначається комп-лекс порушень до початку профілактики, tv —середній час усунення v-го комплексу порушень, то середня тривалість профілактики визначається за формулою:
tn = t + Pv(tp) tv , (4)
де Рv(t) —імовірність появи v-го комплексу порушень у системі за час tp.
Підсумовування ведеться за всіма можливими комплексами порушень.
Коефіцієнт використання системи Кв при постійній тривалості робочих циклів tpi = tp, і = 1, 2... на 1-му циклі експлуатації для випадку, коли в системі можлива поява порушень двох типів х та у, визначається за формулою:
де Po(t/o) —імовірність відсутності порушення в системі в поточний момент 1-го робочого циклу за умови, що порушень не було на початку цього циклу; Pх(t/o) —імовірність справної роботи системи в поточний момент часу 1-го циклу за умови, що на початку циклу порушень не було, а протягом циклу могло відбутися порушення типу х; Pу(t/o) —те саме при порушенні типу у; Pху(t/o) —те саме при порушеннях х і у.
Оптимальні значення tni здійснюються методом поетапних послідовних рішень, починаючи з першого циклу (i = 1). Для визначення імовірностей перебування системи в одному із можливих станів після чергової профілактики будується система рекурентних рівнянь. Вихідними даними для побудови системи рівнянь служать імовірності виявлення окремих порушень Fx(tpi) і Fy(tpj).
Залежно від використовуваної ознаки для характеристики технічного стану розглядають звичайно два підходи:
•за сумарним граничним станом (імовірність утрати працездатності певним числом елементів або виникнення певного числа відмов і порушень) ;
•за виділенням домінуючих елементів або домінуючого параметра .
У моделях передбачається, що стан системи цілком визначається поведінкою параметра, що змінюється випадково в часі з(t), доступного періодичному контролю. Вихід параметра на рівень h(з(t) ≥ h) вважається несправністю системи. У систему профілактичних заходів входять перевір-ки, під час яких з'ясовується значення з(t). На основі цієї інформації приймається рішення про доцільність профілактики системи.
Модель будується за таких обмежень:
•умовна імовірність відмови системи в інтервалі (t, t+∆t) (при з(t) = зо) і якщо час безвід-мовної роботи ф більший за t дорівнює:
де л(з) —узагальнена інтенсивність відмов, обчислювана в “часі”з; у —середньоквадратичне відхилення.
Прогнозований параметр з(t) досягне певного критичного рівня h, у разі відмови системи здійсниться аварійний ремонт (АР). АР і ПР (поточний ремонт) ведуть до повного відновлення властивостей системи і потребують певних затрат часу або засобів.
Середні затрати часу на АР: tАР = 1,
на ПР: tПР = y(h), y(h) < 1.
Оптимальний критичний рівень h визначається шляхом мінімізації за h коефіцієнта серед-ніх питомих втрат ut(h).
Практична реалізація моделі оптимальної профілактики за параметром, що прогнозує, мож-лива за певних умов:
•працездатність системи повинна описуватися узагальненим параметром: він дає макси-мальну кількість інформації про технічний стан окремих елементів системи і є досить чутливим до зміни цього стану; вибір параметра, що прогнозує, повинен однозначно визначати доцільність проведення профілактики саме за даним параметром;
•рівень параметра, що прогнозує, повинен визначати (прогнозувати) імовірність відмови системи на найближчому інтервалі часу.
В третьому розділі наведені теоретичні методи розрахунку потоку відмов при експлуата-ційному зносі. Оцінка надійності елементів будинків у часі може бути встановлена за такими показниками:
•Вірогідність безвідмовної роботи Q(ф) = 1 –P(ф);
•Середній час безвідмовної роботи фср = ∆ф ∑Р(фj);
•Інтенсивність відмов л(ф) = ∆n(ф) / N(ф)∆ф;
•Інтенсивність відновлення м = N(ф)∆ф;
•Коефіцієнт готовності Ki = 1 –n / No .
Графічна модель взаємозв’язку P(ф) і Q(ф) подана на рис. 8, а функціональна залежність по-казників надійності —у табл. 1.
Р(ф)
ф
Рис. 8. Залежність у часі Q(ф) імовірності відмови від будівельного елемента
в період його експлуатації.
Таблиця 1
Функціональна залежність показників надійності
|
Функція |
Показники надійності |
|
F(ф) |
P(ф) |
б(ф) |
л(ф) |
|
|
F(ф) |
– |
1 - F(ф) |
||
|
P(ф) |
- F(ф) |
– |
||
|
Q(ф) |
– |
1 - Q(ф) |
||
|
б(ф) |
– |
|||
|
л(ф) |
– |
В усіх випадках досліджень на основі статистичних даних будувалися теоретичні криві, що можуть бути задані функцією розподілу Fi (ф) або можливості Pi (ф). Для оцінки правдоподібності цієї наближеної ймовірної рівності використовувалися критерії згоди (рис. 9).
f4, .
Рис. 9. Графіки зіставлення теоретичних (2) і статистичних (1) кривих
при оцінці закону розподілу А і ймовірності безвідмовної роботи В
експлуатації будівельного елемента:
F —функція розподілу; ф —час; А —асиметрія; Е —ексцес; Р —імовірність.
Крім цього, побудовані діаграми потоку відмов, гістограми щільності розподілу, можли-вості подій, інтенсивності відмов, наробітки на відмову.
У четвертому розділі дослідженні системи гарантій приробітку й відновлення елементів будівель і споруд залежно від якості робіт. Характер експлуатаційного зносу елементів будівель і споруд значною мірою залежить від якості виконання будівельно-монтажних робіт.
Аналіз результатів статистичного опрацювання досліджень з виявлення кількісних характеристик експлуатаційного зносу дав можливість виявити закономірності, характерні для будівель . Виявлені закономірності характеризують:
•ступінь зміни кількості, частоти й інтенсивності відмов у часі при наявності трьох харак-терних періодів експлуатації (приробітки, стійкої експлуатації, інтенсивного старіння), що взаємо-залежні від якості робіт, зміни властивостей будівельних конструкцій у часі й умов експлуатації (рис. 10);
•значимість впливу експлуатаційних чинників на процес відмов покрівель, внутрішніх і зовнішніх стін при впливі атмосферних, механічних, температурних чинників;
•тривалість приробітного періоду. Встановлено, що більшість відмов характерна для перших (1–,5 року) років експлуатації і вони практично визначаються якістю будівельних робіт. У перші роки експлуатації відмови перебувають у прямій залежності від пори року.
•готовність елементів до експлуатації може бути прийнята за результуючий показник кількісної оцінки їх надійності. Коефіцієнт готовності характеризується відношенням часу безвід-мовної роботи до сумарного часу безвідмовної роботи і часу усунення відмов. Значення коефі-цієнта готовності залежать від кількості відмов, часу їх виявлення і часу, необхідного на усунення (у тому числі з урахуванням організаційних чинників, пов'язаних із ремонтом).
Рис. 10. Розподіл відмов несучих конструкцій:
а) по часу виявлення; б) по видах конструкцій
У період приробітку елементів будівель витрати на усунення виникаючих відмов найчас-тіше перевищують нормативні (за ППР) у 3–разів. Відмови конструкцій у період приробітку викликаються нерівномірними осіданнями, перерозподілом навантажень на конструкції з урахуванням їх спільної роботи в загальній системі будинків і повзучості зв'язків, початковими температурно-вологісними деформаціями, протіканням покрівель і т.п. Кількісна оцінка дефектів, ушкоджень і відмов періоду приробітки для планування ремонту на всіх рівнях може здійснюватися на підставі статистики експлуатаційного зносу будівель і споруд, матеріалів нормативних (осінніх і весняних) оглядів будівельного фонду окремо для різних типів і конструктивних схем будинків, різних природно-кліматичних регіонів країни. У структурі вартості і трудомісткості ремонтно-відбудовних робіт періоду приробітку переважають загальні будівельно-монтажні роботи (до 44%), пов'язані з усуненням експлуатаційних відмов (протікання через шви і покрівлі, промерзання) —%.
Результати дослідження дають підставу для постановки питання про введення системи гарантій і компенсацій між будівельниками й експлуатаційними організаціями за фактичними витратами відновлення експлуатаційного зносу елементів будівель, що перевищують нормативні розміри на період до 5 років їх експлуатації. Це особливо актуально для ринкових відносин.
У п'ятому розділі наведено закономірності експлуатаційного зносу елементів будинків і інженерних систем. Лаги випередження нормативних термінів експлуатації елементів від фактич-них термінів. Відхилення по лагах часу відставання або випередження фактичного і нормального експлуатаційного зносу елементів будівель та споруд сягають значних розмірів (12–%). Цей розмір можна взяти за резерв, якщо вдасться здійснювати адресне відновлення відмов у граничний час зносу елементів будинків. Цей резерв може бути реалізований тільки у разі впровадження суцільного моніторингу стану експлуатаційного зносу елементів будинків і своєчасного віднов-лення елементів і систем за рахунок поточних і капітальних ремонтів.
Лаги відставання визначалися по всіх основних конструктивних елементах будівель і споруд та інженерних систем. По кожному елементу визначалася репрезентативна вибірка, буду-валася діаграма наробітку на відмову, записувалися варіаційні ряди на відмову, заповнювалася таблиця значень часу відмов.
У результаті такий підхід дав змогу зіставити тимчасові потоки фактичних відмов конст-руктивних елементів будинків із потоками відновлення відмов, нормованих системою планово-попереджувальних ремонтів. Виявлені лаги випередження відрізняються від нормативного періо-ду від 7 до 33%. Отже, за умови організації моніторингу стану експлуатаційного зносу елементів будинків, що виникає під впливом фактичних умов їхньої експлуатації, цілком реальним є одер-жання додаткового ефекту в середньому близько 25%. Реальний ефект приведення лагів до фак-тичного, максимально допустимого часу відновлення відмов, можна визначити при врахуванні витрат на створення й експлуатацію системи моніторингу якості будівельного фонду.
У шостому розділі наведені розроблені організація та виконання обстежень, оцінки техніч-ного стану та паспортизації будівель (споруд). Власник будівлі (споруди) зобов’язаний забезпе-чити обстеження будівель (споруд) шляхом залучення на договірних засадах для виконання цієї роботи спеціалізованої організації (організацій).
Діагностика технічного стану будівель (споруд) здійснюється шляхом поєднання обстежу-вальних, розрахункових та аналітичних процедур, що взаємно узгоджуються та доповнюються, перелік та повнота яких у кожному конкретному випадку уточнюється спеціалізованою організа-цією, що проводить обстеження.
При розробці програми візуальних та інструментальних обстежень встановлюється такий обсяг і порядок обстежувальних процедур, при якому за мінімального обсягу обстежувальної роботи (особливо інструментальних обстежень та лабораторних визначень) можна отримати мак-симально повну інформацію про несправності, дефекти та пошкодження конструкції. Відомості і висновки, які отримані при періодичному обстеженні будівлі (споруди) спеціалізованою організа-цією, використовуються при заповненні Паспорта технічного стану будівлі (споруди) (далі —Паспорт).
Паспорт є технічним документом власника будівлі (споруди), в якому міститься зроблений на основі об’єктивних даних, що отримані спеціалізованою організацією у процесі виконання інструментальних обстежень, висновок, що періодично уточнюється, про придатність (або непри-датність) будівель (споруд) до подальшої експлуатації. Паспорт оформлюється власником будівлі (споруди) при прийнятті об’єкта в експлуатацію. Перший запис про технічний стан будівлі (спо-руди) заноситься в Паспорт власником будівлі (споруди) на основі Акта державної приймальної комісії про прийняття в експлуатацію закінченого будівництвом об’єкта (Акт державної технічної комісії про готовність закінченого будівництвом об’єкта до експлуатації). З метою забезпечення надійності та безпеки експлуатації будівлі (споруди) власник будівлі (споруди) повинен за підсум-ками обстежень та паспортизації вживати неодмінних та своєчасних заходів щодо ремонту, реконструкції окремих конструктивних елементів, систем або будівлі (споруди) в цілому.
Особливої уваги, як свідчить досвід, потребує нормативне забезпечення обов'язкового охоплення всіх без винятку об'єктів роботою з оцінки надійності і безпечного стану, зокрема —через посилення зацікавленості і відповідальності власників об'єктів.
Розроблені методології створення державного реєстру об'єктів промислового, цивільного, комунального, соціального призначення, забезпечення надійності і безпечного використання яких зумовлене інтересами держави, та систем проведення моніторингу їх технічного стану.
Такий державний реєстр є інструментом первісної інвентаризації і поточного відстеження фактичного стану проблеми, виявлення і фіксації кількості, переліку та підпорядкування об'єктів, що перебувають у незадовільному технічному або аварійному стані. Він є необхідною передумо-вою розроблення і вжиття заходів для виправлення стану.
Внесення характеристик об'єкта до бази даних реєстру представлено на рис.11.
e1)
e0)
Рис. 11. Внесення характеристик об'єкта до бази даних реєстру.
У сьомому розділі розглядається створення моніторингової системи нормативно-техніч-ного забезпечення надійної та безпечної експлуатації будівель та споруд.
По-перше, моніторинг здійснюється через визначені системи, що виконують відповідні функції.
По-друге, моніторинг має адресність і предметну спрямованість, тобто застосовується до конкретних об'єктів і процесів для рішення поставлених завдань. У системах будинків об'єктом моніторингу є елементи, виникнення відмов у яких викликає погіршення параметрів експлуа-таційних якостей.
По-третє, моніторинг являє собою безперервний процес, що організується на достатньо тривалому відрізку часу, який дає змогу фіксувати стан об'єкта у визначені моменти й оцінювати тенденції процесів, здійснювати прогноз розвитку цих тенденцій.
Таким чином, моніторинг є складною багатоцільовою системою, що потребує сучасних засобів систематичної дії, підготовлених кадрів і відпрацьованих із високою точністю методів класифікації вихідних даних та прийняття ефективних рішень.
До основних напрямів розвитку системи моніторингу якості будівельного фонду відносить-ся певна ідеологія побудови і функціонування:
• повномасштабна автоматизація діяльності, створення автоматизованих робочих місць з функціями і діловими процесами, визначеними відповідними нормативними документами і поста-новами Уряду;
• аналіз і прогнозування технічного стану будівельного фонду на основі накопичень у базі даних облікової інформації із застосуванням наукових методів і методик;
• інформаційно-аналітична підтримка прийняття рішень органів місцевого самоврядування з використанням сучасних інформаційних технологій, включаючи Інтернет;
• інтеграція з зовнішніми міськими, державними системами і базами даних.
Концепція обґрунтовує необхідність створення інформаційно-аналітичної системи моніто-рингу технічного стану на основі програмно-функціональних комплексів і баз даних, передбаче-них до функціонування на найближчі 25 років (рис. 12). Система моніторингу дає змогу діаг-ностувати параметри трьох груп показників:
1 група — фізико-технічні параметри: міцність, що несе спроможність конструкцій; при-пустимі деформації конструкцій; теплозахист захисних конструкцій; герметичність та ін.
2 група — параметри технологічної (функціональної) відповідності будинку його призна-ченню: габарити — площа, висота, обсяг; санітарно-гігієнічні параметри середовища проживання; економічні параметри будівництва й експлуатації, вимоги архітектури.
3 група — параметри експлуатаційної надійності елементів будівель та споруд із потоками фактичних відмов.
Рис.12. Інформаційно-аналітична система моніторингу технічного стану
на основі програмно-функціональних комплексів і баз даних
При цьому до складу моніторингу входить суцільне спостереження за всіма будівлями та спорудами.
Інформаційне забезпечення системи включає: упорядковану структуру інформаційних по-токів (вхідних, внутрішніх, вихідних); інфраструктуру інформаційної бази даних; методику збору даних від спеціалізованих організацій; методи передання даних, отриманих від посадових осіб різного рівня; методику опрацювання даних і розрахунку інтегральних показників стану навко-лишнього середовища; структуру користувальницьких організацій мережі й експлуатаційних служб.
Програмне забезпечення системи складається з: розвинутої операційної системи типу VMS, VS, DOS; стандартних баз даних типу DBASE, ORACLE із драйверами для передання інформації між різноманітними ЕОМ; картографічного і графопобудовного забезпечення; моніторів для управління збором даних; прикладних пакетів програм, що працюють у реальному часі, для опрацювання і передання даних від стаціонарних і пересувних посад спостереження; прикладних пакетів програм для побудови прогнозів.
Система моніторингу вирішує завдання: визначення стану експлуатаційного зносу еле-ментів будинків у заданий відрізок часу; спостереження за зміною параметрів впливу; забезпечен-ня порівняльних даних сучасного моменту і часу з попередніми даними; прогнозу очікуваних змін у фізичному зносі елементів; оцінки причин, що відбуваються, і можливих змін навколишнього середовища; визначення рівня впливу (у комплексі або окремі компоненти), що є неприпусти-мими, критичними, що виключають відновлення відмов і т.п.; методів відновлення експлуатацій-них відмов; системи превентивних заходів і зниження ризику на основі аналітичного прогнозу і дає змогу вибрати систему ремонтів при мінімальних витратах.
При проведенні моніторингу збір і опрацювання інформації, поданої на рис. 13, засновані на застосуванні стандартних методик.
Рис. 13. Схема послідовності роботи зі збору й опрацювання інформації
про терміни служби конструкцій (за моніторингом)
Очевидно, що для врахування чинника надійності при розрахунку ймовірних витрат на усунення відмов і несправностей слід виходити не з установлених ресурсів елементів, а із серед-нього статистичного наробітку до ремонту. З позиції економічних розрахунків підвищення експлу-атаційного зносу виробів часто дуже доцільно розглядати як збільшення їх середнього наробітку до ремонту. Характеристика t*нв серед інших показників і характеристик, використовуваних для оцінки й аналізу експлуатаційного зносу елементів, з економічного погляду викликає найбільший інтерес, тому що вона з необхідною повнотою враховує одночасно і чинник надійності, і чинник величини встановленого ресурсу. Крім того, у цій характеристиці повною мірою враховується ступінь використання величини встановленого ресурсу виробами, які достроково знімаються з експлуатації, що з економічного погляду теж дуже важливо.
Економічний результат упровадження системи моніторингу укладається з двох елементів:
• попередження прискореного зносу, раціонального збільшення термінів служби за рахунок зниження недоремонту і підвищення безвідмовності і т.п.;
• скорочення витрат на ремонт конструкцій за рахунок раціональної організації і послі-довності ремонту.
Для одного будинку економічна ефективність ремонтних заходів визначається за формулою:
Ер = [Вв х (∆Ф + ∆М)] / (1000 х Вр х q) (7)
∆Ф = Ф' – Ф'' ; ∆М = (В''в – В'в ) х 100 / В'в ,
де Вр — вартість відновлення відмови, в яку включені витрати на моніторинг; В'в, В''в — від-новлювальна вартість будинку до і після ремонту; Ф', Ф'' — фізичний знос до і після ремонту; ∆Ф — усунений фізичний знос; ∆М — усунений моральний знос; q — коефіцієнт пропорційності для визначення собівартості робіт.
Щорічний економічний результат від упровадження системи моніторингу може бути визначений за формулою:
Ем = К ∑Ез + ∑∆Вр , (8)
де Ез — економічний ефект від зниження фізичного зносу будівель і споруд Ез = Еп+ Ет+ Ер;
Еп — економічний ефект від попередження зносу будівельного фонду при профілактиці; Ет — економічний ефект від збільшення терміну служби будинків, пов'язаного з моніторингом експлуа-таційного зносу; Ер — економічний ефект від зниження недоремонту; ∆Вр — зниження витрат на ремонт будинків при моніторингу порівняно з ремонтом за ППР.
∆Вр = ∆ВЕ + ∆ВВ + ∆ВАВ ,
де ∆ВЕ — зниження витрат на ремонт елементів; ∆ВВ — виняток витрат на роботи при попере-дженні відмов окремих елементів (покрівлі, міжпанельні стики, відмостки і т.п.); ∆ВАВ — зни-ження витрат на аварійно-диспетчерські роботи за рахунок моніторингу експлуатаційного зносу; К — коефіцієнт приведення загальної економії до щорічної.
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
1. Розроблені наукові основи організаційно-технологічного забезпечення надійності й без-печної експлуатації будівель, споруд, а також концепція й науково обґрунтовані методи попе-редження і поновлення відмов їх конструкцій, елементів і систем відповідно до нормативно-технічних вимог при мінімальних витратах ресурсів. При впровадженні створених нормативних документів виходили із системного підходу до розв’язання загальної проблеми забезпечення тех-нологічної безпеки в основних галузях економіки, гармонізуючи кожен окремий документ з єдиною концептуально узгодженою державною політикою у цій сфері.
2. Проведено аналіз існуючої системи експлуатації будівель та споруд і представленні їх параметри у вигляді економіко-технічних моделей, що адекватно описують систему експлуатації.
У рамках організаційного й інженерно-технологічного забезпечення проаналізований су-часний закордонний і вітчизняний досвід комплексної оцінки параметрів експлуатаційної якості та інженерного інструментарію, що забезпечує надійну й безпечну експлуатацію будівель та споруд.
3. Розроблена класифікація показників і критеріїв, які використовуються для оцінки працездатності будівель, споруд та інженерних систем. Виявлено залежності й кількісні оцінки впливу основних чинників проектування, виробництва й експлуатації на параметри експлуатацій-них якостей будівельної продукції. Встановлено причинно-наслідковий зв'язок формування якості будівельної продукції, що зв'язує основні етапи життєвого циклу об’єктів.
Визначено підходи до нормування параметрів експлуатаційних якостей на основі системо-технічного аналізу виробничих будівельних процесів і періодів експлуатації будівель та споруд. Розроблено методику інженерно-технологічного аналізу, що дає можливість враховувати різноха-рактерні фізико-механічні властивості матеріалів, виробів, конструкцій, напівфабрикатів, а також адекватно якості змінювати організаційно-технологічні параметри для ефективної експлуатації будівель.
4. Здійснено аналіз і кількісну оцінку експлуатаційного (фізичного і морального) зносу будівель та споруд із установленням потоку відмов їх елементів у різних умовах експлуатації. Загальний рівень технічного стану будинків та інженерних систем перебуває на такому рівні: від 65 до 80% (по окремих районах) будинки перебувають у задовільному стані; від 15 до 20% — у непридатному до подальшої експлуатації стані; 0,3–0,8% — у аварійному. В основному до причин незадовільного стану будинків можна віднести: низьку якість міжпанельних стиків — до 32%, центрального опалення — до 35%, стан фасадів — до 20%, стан покрівель — до 54%, гарячого водо-постачання — до 76,5%, холодного водопостачання — до 80,5%.
Розробленні методи економічної оцінки адресного попередження і поновлення відмов будинків (поточні і капітальні ремонти, модернізація, реконструкція) для приведення їх стану у відповідність із сучасними вимогами.
5. Досліджені лаги випередження і відхилення показників фізичного і морального зносу будівель та споруд і інженерних систем стосовно системи планово-попереджувальних ремонтів.
Встановлено, що система планових ремонтів підвищує питомі витрати на одиницю часу експлуатації за рахунок недовикористання ресурсу, що виникає протягом лага випередження між нормативними термінами ремонтів і гранично припустимим часом надійності елементів будинків.
Вивчення недосконалостей експлуатації будівельного фонду, дослідження фактичного потоку відмов елементів будинків за основними параметрами і залежностями дали змогу встано-вити можливості безвідмовної роботи елементів будинків; можливості відмов під впливом експлу-атаційного зносу; інтенсивність відмов; можливість часу відновлення відмов по групах будинків і характеристиках середовища, у якому вони експлуатуються: середній час подолання зносу елементів.
Такий підхід дає можливість описати характеристики експлуатаційного зносу до гранично припустимих значень економіко-технічними моделями і дозволяє визначити ступінь їх відхилення від системи планово-попереджувальних ремонтів, виявити втрати матеріальних і фінансових ресурсів, пов'язаних із розбіжністю систем відновлення експлуатаційного зносу елементів будівель та споруд.
6. Кількісна оцінка дефектів, ушкоджень і відмов періоду нормальної експлуатації для планування ремонту може здійснюватися на основі матеріалів технічного обстеження окремо для різних типів і конструктивних схем будівель - паспортизації будівельного фонду — організації системи моніторингу.
Аналіз статистичної вибірки фактичного експлуатаційного зносу будинків і порівняння їх із нормативами планово-попереджувальних ремонтів дають змогу установити лаги їх виперед-ження і відставання.
Відхилення за лагами часу відставання або випередження фактичного і нормального експлуатаційного зносу елементів будинків досягають 12–27%. У результаті виникають додаткові витрати, що можуть бути знижені за рахунок упровадження моніторингу стану експлуатаційного (фізичного) зносу елементів будинків і своєчасно їх відновлення (поточних і капітальних ремон-тів).
7. Розроблені для впровадження принципи, методи, алгоритми, організаційні і технічні схеми моніторингу для спостереження, прогнозування й економічної оцінки можливості відмов елементів будівель та споруд залежно від умов експлуатації. Показано необхідність створення інформаційної бази даних, що дозволяє адаптувати масив інженерно-технологічних даних до умов життєвого циклу будівель та споруд, що змінюються, під час вирішення завдань якісного технічного обслуговування і ремонту, перспективного раціонального планування витрат інвестиційних ресурсів.
8. Створено методологію єдиної системи оцінки надійності і безпечного стану будівель, споруд, конструкцій, обладнання та інженерних мереж.
Суттєвим аспектом системного підходу є врахування сукупного впливу факторів, пов'яза-них із технологією виробництва, станом основ, конструкцій, комунікацій тощо, на загальну оцінку надійності і безпечного стану кожного об'єкта.
Обґрунтовано, що паспорт технічного стану будівлі (споруди) повинен бути автономною інформаційною системою і документом експлуатаційно-технічного стану нерухомості, де фіксу-ється певний склад технічних характеристик, що змінюються в процесі життєвого циклу, ремонту, реконструкції, модернізації і реставрації об'єкта, з метою забезпечення належного рівня парамет-рів експлуатаційних якостей.
9. Розроблені норми, правила, стандарти і технічні регламенти, що визначатимуть кількісні та якісні показники стану надійності і безпеки, вимоги до організації та порядку провадження цієї діяльності.
Особливої уваги, як свідчить досвід, потребує нормативне забезпечення обов'язкового охоплення всіх без винятку об'єктів роботою з оцінки надійності і безпечного стану, зокрема — через посилення зацікавленості і відповідальності власників об'єктів.
10. Створена єдина системи підготовки, підвищення кваліфікації та атестації фахівців з питань забезпечення надійності і безпечної експлуатації споруд, конструкцій, обладнання та інженерних мереж, оцінки та діагностики технічного стану об'єктів, набуто досвід організації підвищення кваліфікації та атестації фахівців з питань забезпечення надійності і безпечної експлуатації будівель та споруд. Результати пошукових і порівняльних досліджень показують, що наявність інформації про експлуатаційний стан елементів будівель та споруд дозволяє експлуа-таційним службам перейти на більш ефективну систему відновлення споживчих властивостей елементів будинків у період досягнення ними граничнодопустимого стану надійності замість системи ППР. Проте це можливо тільки при розробленні і впровадженні системи моніторингу, що забезпечує накопичення і систематизацію інформації про стан елементів будівель та споруд по всьому будівельному фонду.
Основні положення дисертації викладені в наступних роботах:
1. Концепція створення на альтернативній основі служби будівельного нагляду на Україні та її функціональних завдань в умовах розвитку ринкових відносин. /Проценко К., Єсипенко А., Кривошеєв П. та ін. — К.: Укрархбудінформ, 1996.- 36 с.
2. Єсипенко А.Д. Наукові основи забезпечення надійності і безпечної експлуатації будівель та споруд. Монографія – К.,2004.-360с.
3. Ремонт і підсилення несучих та огороджувальних будівельних конструкцій і основ промислових будинків та споруд: ДБН В.3.1-1-2002 - [Чинний від 2003 – 01.01]— К.: 2003. - 82 с. (Держбуд України).
4. Нормативные документы по вопросам обследования, паспортизации, безопасной и надёжной эксплуатации производственных зданий и сооружений. /Балицький В.С., Есипенко А.Д., Снисаренко В.И., та ін. — К.: НИИСП, 1997. - 152 с.
5. Типові норми чисельності працюючих на підприємствах комунальної теплоенергетики. ГКН 02.07.004. /Єсипенко А.Д., Конопко Н.П., Москаленко Д.М., та ін. — К.: НДІБВ, 2001.- 180 с.
6. Експлуатація та утримання житлових і громадських будівель та споруд: Посібник управителя. /Єсипенко А.Д., Лєбедев М.М., та інш. — К.: НДІБВ, 2004.- 340 с.
7. Рекомендації по проведенню паспортизації і контролю технічного стану будівельних конструкцій виробничих будівель. /Єсипенко А.Д., Романов С.В., Конопко Н.П., та ін. — К.: Держкоммістобудування та архітектури, 1996.- 42с.
8. Тимчасові положення по проведенню загальних та внепланових оглядів будівельних конструкцій виробничих будівель та споруд. /Єсипенко А.Д., Романов С.В., Конопко Н.П., та ін. — К.: Держкоммістобудування та архітектури, 1996.- 14с.
9. Положення про безпечну та надійну експлуатацію димових труб. /Єсипенко А.Д., Бедняк Е.Г., Аврамков Л.Л., та ін.— К.: Укрмонтажспецбуд, 2004. - 41 с.
10. Інструкція щодо проектування цегляних і армоцегляних димових труб./Єсипенко А.Д., Бедняк Е.Г., Аврамков Л.Л., та ін. — К.: Укрмонтажспецбуд, 2004.- 40с.
11. Єсипенко А.Д. Положення про порядок проведення обстежень та паспортизації будинків та споруд житлово-комунальної сфери. — К.: КМДА, 2000.- 31с.
12. Єсипенко А.Д., Конопко Н.П., Москаленко Д.М. Положення з питань обстеження, оцінки технічного стану, паспортизації та поточної експлуатації штучних споруд метрополітену. — К.: НДІБВ, 2001. - 48 с.
13. Правила утримання житлових будинків та прибудинкових територій (проект). /Єсипенко А.Д., Конопко Н.П., та ін. — К.: НДІБВ, 2002.- 118 с.
14. Єсипенко А.Д., Конопко Н.П., Москаленко Д.М. Положення з питань обстеження, оцінки технічного стану, паспортизації та безпечної експлуатації будівель та споруд в галузі зв'язку. — К.: Державний комітет зв'язку та інформації України, 2004.- 104с.
15. Єсипенко А.Д. Інструкція з технічної експлуатації житлового фонду. — К.: КМДА, 2000. 20 с.
16. Єсипенко А.Д. Про положення з питань обстеження, оцінки технічного стану, паспортизації та поточної експлуатації штучних споруд метрополітену. — К., Матеріали семінару-наради керівників і спеціалістів служб шляхів та тунельних споруд метрополітенів країн СНД, 2001- 3 с.
17. Єсипенко А.Д. Стан і перспективи удосконалення нормативно-технічної документації та задачі підготовки спеціалістів служб спостереження за безпечною експлуатацією будинків і споруд // Будівельне виробництво. - 2003. - №44 - С. 36-40.
18. Єсипенко А.Д., Розробка моніторингової системи нормативно-технічного забезпечення надійної та безпечної експлуатації будівель і споруд // Будівельне виробництво- 2005.- №46 - С. 108-110.
19. Єсипенко А.Д., Розработка научных основ и организационно-технологического обеспечения надежности и безопасной эксплуатации зданий, сооружений //Вісник Житомирського державного технологічного університету. - 2005 - №4(35). - С. 118-124.
20. Єсипенко А.Д., Створення моніторингової системи нормативно-технічного забезпечення надійної та безпечної експлуатації будівель та споруд //Будівельні конструкції.– 2005 - №63 - С. 346-349.
21. Єсипенко А.Д., Система моніторингу експлуатаційного зносу будівель та споруд //Будівництво України. - 2005.- №8. - С. 27-30.
22. Єсипенко А.Д., Методи аналізу організаційних і інженерно-технологічних рішень при забезпеченні надійності будівель і споруд //Нові технології в будівництві. - 2005. - №1(9).- С. 69-71.
23. Єсипенко А.Д., Беглєцов В.В., Кульбаба А.П., Використання кремнійорганічних матеріалів при комплексному ремонті димових висотних труб //Будівництво України. - 2005.- №7. - С. 47.
24. Єсипенко А.Д., Система завдань моніторінгу і оцінки експлуатаційного зносу елементів будинків //Транспортні системи і технології. - 2005. - №7. - С. 38-41.
25. Єсипенко А.Д., Забезпечення надійної експлуатації будівель і споруд у галузі зв`язку //Зв`язок. - 2005. -№4. - С. 62-64.
26. Стоєцький В., Єсипенко А.Д., Нормативне забезпечення цивільного захисту у сфері техногенної безпеки //Охорона праці. - 2005. - № 4. С. 32-34.
27. Єсипенко А.Д., Автоматизований вимірювально-інформаційний моніторинг будівельних і природнотехнічних об`єктів // Транспортні системи і технології - 2006. - №9. - С. 143-151.
28. Єсипенко А.Д., Комплексний моніторинг для підвищення вимог до дотримання правил і норм експлуатації в будівництві //Техніка Будівництва. - 2006.- №18. - С. 93-100.
29. Єсипенко А.Д., Запобігання виникненню аварійних ситуацій на штучних спорудах метрополітену //Комунальное хозяйство городов. – 2006. - №72 - С. 259-264.
30. Єсипенко А.Д., Принцип формування системи утримання та ремонту будинків, споруд та інженерних мереж // Будівництво України. - 2006. - №1. - С. 36-39.
31. Єсипенко А.Д., Питання експлуатаційної надійності в будівництві //Строительные материалы и изделия. - 2006.- №2. - С. 7-10.
32. Єсипенко А.Д., Організація та виконання обстежень, оцінка технічного стану та паспортизація штучних споруд метрополітену //Управління проектами, системний аналіз і логістика. - 2006.- №3 - С. 58-64.
33. Єсипенко А.Д., Закони розподілу відмов під впливом експлуатаційного зносу елементів будинків //Вісник Національного транспортного університету. - 2006. - №11. - С. 20-26.
34. Єсипенко А.Д., Управління експлуатацією та утримання будівель і споруд //Справочник экономиста. - 2006.- №1. - С. 88-90.
35. Єсипенко А.Д., Створення і функціонування ОСББ //Справочник экономиста. - 2006.- №3. - С. 81-85.
36. Типові норми чисельності працюючих на підприємствах мостобуду. - К.: НДІБВ, 2005, 75с.
37. Єсипенко А.Д., Эксплуатация и содержание жилых и общественных зданий и сооружений //Справочник экономиста. - 2005.- №12.- С. 71-78.
38. Єсипенко А.Д. Стан і перспективи удосконалення нормативно-технічної документації та задачі підготовки спеціалістів служб спостереження за безпечною експлуатацією будівель і споруд. — К., 2003. Матеріали Другої Всеукраїнської конференції на тему "Наукове-технічне, нормативне та інформаційне забезпечення безпечної і надійної експлуатації будівель та споруд", с. 4.
39. Временная инструкция по подготовке и аттестации руководителей служб надзора за техническим состоянием строительных конструкций, по порядку восстановления и согласования эксплуатационной документации. /Есипенко А.Д., Романов С.В., Конопко Н.П. та ін.— Киевский ЭТЦ госнадзорохраны труда, 1977.- с. 6.
40. Єсипенко А.Д. Програма технічного навчання працівників служб спостереження з питань нагляду за безпечною експлуатацією будівель і споруд. — К.: Держнаглядохоронпраці, 1997.- с.9.
41. Єсипенко А.Д. Програма технічного навчання інспекторів Держнаглядохоронпраці з питань нагляду за безпечною експлуатацією будівель і споруд. — К.: Держнаглядохоронпраці, 1997.- с.9
42. Єсипенко А.Д. Перелік нормативно-правової, нормативно-методичної та технічної документації у підгалузях житлово-комунального господарства України. — К.:НДІБВ, 2002. 128 с.
43. Єсипенко А.Д. Тематичний план курсів цільового навчання інженерно-технічних працівників та відповідальних осіб з "Правил утримання, експлуатації, ремонту та реконструкції житлового фонду". — К: КМДА, 2000.- с. 5.
44. Єсипенко А.Д. Програма технічного навчання працівників служб спостереження з питань нагляду за безпечною та надійною експлуатацією житлових будинків та споруд житлово-комунальної сфери. — К.: КМДА, 2001.- с. 12.
45. Єсипенко А.Д. Загальні положення безпечної та надійної експлуатації виробничих будівель і споруд. — К., Мінпромполітики України, Український центр перепідготовки та навчання, 1999.- с. 7.
46. Єсипенко А.Д. Примірні інструкції з охорони праці. Збірник нормативних документів у чотирьох томах.— К: Укрметротунельбуд, 2000. - Том І.- 407 с.
47. Єсипенко А.Д. Примірні інструкції з охорони праці. Збірник нормативних документів у чотирьох томах.— К: Укрметротунельбуд, 2000. - Том ІІ. - с. 400.
48. Єсипенко А.Д., Кокарева Л.Л. Ще раз про інструкції з охорони праці //Охорона праці. - 1999.- № 10. - С. 8-9.
49. Єсипенко А.Д. Дослідження механізму появи несправностей у період нормальної експлуатації.: Сб.наук.пр. №2. Вип..36, ч.3, - Дн-вськ, ПГАСА, 2006. – С.206 – 209.
50. Єсипенко А.Д., Тронь О.Я. Система поточних профілактичних ремонтів //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2006. - №3 – С35-39.
51 Єсипенко А.Д. Особливості зміни міцнісних властивостей конструкцій //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2006. - №6 – С34-40.
52. Єсипенко А.Д., Методи проведення аналізу відмов і ризиків// Транспортні системи і технології - 2006. - №10. - С. 74- 80.
53. Єсипенко А.Д. Комп’ютерна діагностика конструкцій промислових та цивільних будівель, споруд// Будівництво України. - 2006. - №9. - С. 45-47.
54. Методичні рекомендації по визначенню основних правопорушень у галузі будівництва. /Єсипенко А.Д., Романов С.В., Конопко Н.П., та ін. — К.: Держкоммістобудування та архітектури, 1997. - 59с.
55. Єсипенко А.Д., Горделадзе М.В. Збірник законодавчих актів з дисципліни "Політика розвитку ЖКГ": Навч.посіб. — К.: ДАЖКХ, 2002.- 74 с.
56. Єсипенко А.Д. Ремонтно-будівельне, шляхове господарство та проектне виробництво. Навч.посіб .— К.: ДАЖКХ, 2002.- 88 с.
57. Єсипенко А.Д., Тронь О.Я. Моніторинг реконструкції житла – пріоритетний напрям розвитку житлової галузі // Будівельне виробництво- 2006.- №47 - С. 25-29.
58. Методичні рекомедації щодо участі суб’єктів підприємницької діяльності в утриманні будинків і прибудинкових територій. Затверджені наказом Держбуду від 05.09.01 № 276.
59. Управління техногенною безпекою об’єктів підвищеної небезпеки. /Стоєцький В.Ф., ДранішніковЛ.В., ЄсипенкоА.Д., та ін. – Тернопіль: Видавництво Астон, 2006. - 424 с.
АНОТАЦІЯ
Єсипенко А Д. Наукові основи забезпечення надійності і безпечної експлуатації буді-вель та споруд. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.08 — технологія і організація промислового та цивільного будівництва, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, м. Дніпропетровськ, 2007.
У дисертації розроблені наукові основи та організаційно-технологічне забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд, а також концепція й науково обґрунтовані методи попередження і відновлення відмов їх конструкцій, елементів і систем відповідно до нормативно-технічних вимог при мінімальних витратах ресурсів.
Сформульовано концепцію та методи досягнення надійної й безпечної експлуатації шляхом створення науково обґрунтованої системи моніторингу технічного стану та експлуатаційного зносу елементів будівель та інженерних систем, прогнозування і вибору часу їх адресного відновлення (ремонт, модернізація, реконструкція).
Виконано дослідження існуючої системи експлуатації будівель та споруд і представлення їх параметрів у вигляді економіко-технічних моделей, що адекватно описують систему експлуа-тації; виявлені і класифіковані показники і критерії, які використовуються для оцінки праце-здатності будівель та споруд і інженерних систем.
Розроблені й упровадженні принципи, методи, алгоритми, організаційні і технічні схеми моніторингу для спостереження, прогнозування й економічної оцінки можливості відмов елементів будівель та споруд залежно від умов експлуатації; методи економічної оцінки адресного попередження і відновлення відмов будівель та споруд (поточні і капітальні ремонти, модерні-зація, реконструкція) для приведення їх у відповідність із сучасними вимогами.
Ключові слова: надійна й безпечна експлуатація будівель та споруд, організаційно-технологічні рішення, моніторинг технічного стану, експлуатаційний знос елементів будівель та інженерних систем, паспорт технічного стану.
АННОТАЦИЯ
Есипенко А. Д. Научные основы обеспечения надежности и безопасной эксплуатации зданий и сооружений. Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.23.08 — технология и организация промышленного и гражданского строительства, Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, г. Днепропетровск, 2007.
В диссертации разработаны научные основы и организационно-технологическое обеспече-ние надежности и безопасной эксплуатации зданий, сооружений, а также концепция и научно обоснованные методы предупреждения и восстановления отказов их конструкций, элементов и систем в соответствии с нормативно-техническими требованиями при минимальных затратах ресурсов.
Сформулирована концепция и методы достижения надежной и безопасной эксплуатации путем создания научно обоснованной системы мониторинга технического состояния и эксплуа-тационного износа элементов зданий и инженерных систем, прогнозирования и выбора времени их адресного восстановления (ремонт, модернизация, реконструкция).
Выполнены исследования существующей системы эксплуатации зданий и сооружений и представления их параметров в виде экономико-технических моделей, которые адекватно описы-вают систему эксплуатации; выявлены и классифицированы показатели и критерии, которые используются для оценки трудоспособности зданий и сооружений и инженерных систем.
Принятая система планово-предупредительных ремонтов систематизирует подходы к пла-нированию восстановительных работ, обеспечению их материальными и денежными ресурсами. Однако среднее значение межремонтных циклов в ППР по первому отказу эксплуатационного износа элементов зданий одновременно приводят к увеличению материальных и денежных затрат, минимальное значение которых достигается в том случае, если время восстановления точно соответствует времени отказа по эксплуатационному износу.
Проведен анализ и количественная оценка эксплуатационного (физического и морального) износа зданий и сооружений с установлением потока отказов их элементов в разных условиях эксплуатации.
Исследованы лаги опережения и отклонения показателей физического и морального износа зданий и сооружений и инженерных систем относительно системы планово-предупредительных ремонтов.
Для определения отказов необходима система сплошного мониторинга, позволяющего достоверно прогнозировать проявление отказов по всем элементам зданий и сооружений.
Разработаны и внедрены принципы, методы, алгоритмы, организационные и технические схемы мониторинга для наблюдения, прогнозирования и экономической оценки возможности отказов элементов зданий и сооружений в зависимости от условий эксплуатации; методы эконо-мической оценки адресного предупреждения и восстановления отказов зданий и сооружений (текущие и капитальные ремонты, модернизация, реконструкция) для приведения их в соответ-ствие с современными требованиями.
Ключевые слова: надежная и безопасная эксплуатация зданий и сооружений, организационно-технологические решения, мониторинг технического состояния, эксплуатационный износ элементов зданий, сооружений и инженерных систем, паспорт технического состояния.
ANNOTATION
Yesipenko A.D. Nauchnye of a basis of the reliability maintenance and safe operation of buildings and constructions.
The dissertation for a Doctor’s Degree in Engineering speciality 05.23.08 – technology and organization of industrial and civil construction, Pridneprovsk state academy of civil engineering and architecture, Dniepropetrovsk, 2007.
The dissertation is dedicated to the development of the scientific bases and organizational – technological maintenance of the reliability and safe operation of buildings and constructions while substantiating the conception and scientifically proved methods of the prevention and restoration of refusals of their designs, elements and systems are developed according to normative and technical requirements at the minimal resource expenses.
The concept and methods of achievement of the reliable and safe operation is formulated by means of creation of a scientifically proved system of monitoring of the technical condition and operational deterioration of the buildings' and engineering systems' elements forecasting their address restoration in duding repair, modernization and reconstruction in a due time.
Researches of existing system of operation of the buildings and constructions operation represen-tations of their parameters as economic — technical models, adequately together with describing system of operation are executed; parameters and criteria used for an estimation of the buildings /construction/ engineering systems work capacity are revealed and classified.
Principles, methods, algorithms, organizational and technical schemes of the monitoring for supervision, forecasting and economic estimation of an opportunity of refusals of elements of buildings and constructions are developed and introduced depending on conditions of operation; methods of an economic estimation of the address prevention and restoration of refusals of apartment houses including their (current and major, modernization, reconstruction) to provide their conformity with modern requirements.
Key words: reliable and safe operation of buildings and constructions, organizational – technological maintenance, monitoring of a technical condition, operational deterioration of elements of buildings and engineering systems, the passport of a technical condition.