Тема: Применение энергосберегающих строительных материалов и конструкций при проведении капитального ремонта многоквартирных жилых зданий

Актуальность исследования. Финансово-экономический кризис в России, начавшийся в 2014 году, ухудшение экономической обстановки в России, вызванное валютным кризисом, начавшимся в январе 2014 года, усугубил структурный кризис российской экономики. По мнению экспертов, отечественный ВВП в 2016 году просядет на 2–3%, инфляция составит 10–12%. Наблюдается повышение зависимости России от экспорта нефти. Так, если в 2000 году его доля в доходах консолидированного бюджета составляла порядка 20%, то в 2014 году уже свыше 50%. В настоящее время наша страна переживает экономические трудности во многих сферах производства, в частности, прогнозируется резкое падение темпов строительства: возможно даже двукратное падение в 2016 году [2]. Очевидно, что такое положение в экономике продолжится еще значительное время. В этой связи особенную актуальность приобретает вопрос об экономической эффективности вкладываемых в строительство и эксплуатацию строительных объектов средств. Развитие современной транспортной инфраструктуры является одним из условий развития экономики в целом, и одним из факторов, способствующих выходу из кризисной ситуации. Структурные кризисы в экономике необходимо решать системно, в том числе развивая инфраструктуру, связывающую все отрасли народного хозяйства. Важная роль в организации движения по сети автомобильных дорог в нашей стране принадлежит мостовым сооружениям, что определяет повышенное внимание проектных, строительных и эксплуатационных организаций к их технико-эксплуатационным показателям. В то же время не теряют актуальности вопросы, связанные с энерго- и ресурсосбережением при строительстве и эксплуатации сооружений, так как строительство является одной из самых материалоёмких отраслей народного хозяйства. Затраты на материалы, расходуемые непосредственно на возведение зданий и сооружений, составляют более половины общей стоимости строительно-монтажных работ и около 1/3 капитальных вложений в народное хозяйство Российской Федерации. Строительство потребляет более 30% всей продукции сферы материального производства, каждый процент экономии ресурсов составляет в строительстве около 400 млн руб. в базисных ценах 1986 г.
Основными направлениями энерго- и ресурсосбережения в строительстве являются:
• внедрение в строительство новых прогрессивных материалов и конструкций;
• совершенствование проектных решений зданий и сооружений;
• широкая утилизация промышленных отходов и комплексное использование сырья;
• экономия сырья и материалов при производстве изделий и их транспортировании;
• совершенствование организационно-экономического механизма планирования и учёта задействованных в строительстве ресурсов. (материальных, энергетических, финансовых, трудовых).
Таким образом, учитывая важность обозначенных проблем и актуальность поставленных вопросов, можно сделать вывод о том, что существующие методы технико-экономических обоснований строительства, эксплуатации и реконструкции мостовых сооружений необходимо дополнять показателями, учитывающими энерго- и ресурсосбережение.
Ситуация, сложившаяся в данный момент с эксплуатируемыми мостами в Ивановской области, говорит о том, что, условия движения на значительной их части не обеспечивают потребительских свойств автомобильных дорог, на которых они находятся. Увеличение интенсивности движения, скоростного режима транспортного потока требует реконструировать мостовые сооружения наиболее эффективным образом: чтобы после уширения потребительские свойства моста максимально обеспечили безопасность и комфортность для автомобилей и пешеходов и, в то же время, инвестиции на проведение работ были минимальны. Таким образом, необходимо уделять особое внимание на исследование и разработку данных о технико-эксплуатационном состоянии мостового парка и режимах движения транспортных потоков по мостам научно-обоснованных рекомендаций по очередности их уширения. Это сократит потери времени на автомобильном транспорте и в нетранспортных сферах народного хозяйства и повысит уровень организации работ.
Особенно важно принятие организационных ресурсо- и энергосбере-гающих решений на стадии строительного переустройства сооружения, когда необходимо делать разумный выбор между реконструкцией существующего моста и строительством нового. Решение такой сложной многовариантной задачи возможно с применением современных методов и программных средств, таких как информационное моделирование, многомерное математическое моделирование, технико-экономическое обоснование и другие.
Анализ современного состояния исследований по научной проблеме диссертации. Решению проблемы способствует точное определение характеристик потоков автомобилей, проезжающих по мостовой сети. Появляются публикации украинских исследователей Куликова Г.В., Пархоменко В.В., Абрамова Г.А. о прогнозировании интенсивности движения автомобилей через мостовые сооружения. Стадийности развития транспортных сооружений посвящено большое количество исследований, из которых необходимо выделить работы В.Е. Кагановича и А.Д. Гриценко, предложивших определение сроков этапного развития автомобильных дорог с учетом изменения во времени суммарной интенсивности движения, а также скоростей движения автомобилей. С целью совершенствования реализации изложенной методологии
Ю.М. Ситниковым и О.А. Дивочкиным при обосновании года стадийного
строительства рекомендовалось учитывать переменный характер изменения
скорости движения потока автомобилей во времени. Комплексную методику оптимизации стадийности развития мостового сооружения, основанную на учете индивидуальных особенностей функционирования, многовариантном анализе возможных альтернатив и увязанную с задачей размещения мостовых переходов предложил в своей работе А.Б. Петрухин. Здесь сроки проведения работ по устранению морального износа на мостах назначался с учетом возможных вариантов стадийности. Для этой цели использовался: график изменения интенсивности движения в течение срока службы сооружения и функциональная модель проектирования оптимальных размеров уширения и сроков проведения работ по реконструкции мостов. По графику в соответствие с требованиями СНиП 2.05.03-84 фиксировались границы перехода к большему габариту моста, а по стрелочной функциональной модели определялись варианты уширения, этапность капитальных вложений в реконструкцию моста и изменение транспортно-эксплуатационных расходов после каждой реконструкции. С появлением нового понятия «устойчивое развитие» изменились требования к эффективному использованию ресурсов материальных и энергетических на всех стадиях жизненного цикла строительных сооружений. Эти проблемы рассматриваются в трудах отечественных ученых, таких как В. Бехтерев, Р. Гарковенко, А. Гастев, В. П. Зинченко, М. Камшилов, П. Капица, П. Керженцев, И. Малмыгин, Н. Моисеев, В. Мунштов, В. Мясищев, Г. Тавризян, В. Чураков Ильичёв В.А., Ю.Г. Граник и др.
Среди зарубежных учёных, занимающихся вопросами энергосбережения и энергетической эффективности строительных сооружений, можно отметить значительный вклад целого ряда специалистов (Э. Торндайк, Дж. Уотсон, Б. Скиннер, К. Халл, Э. Толмен и других). Однако исследования, выполненные с использованием опыта развитых стран, не могут быть в полной мере применены к современным российским условиям, связанным с неразвитостью нормативно-правовой базы энергетической эффективности, отсутствием унифицированного подхода к организации данного процесса и особенностями менталитета граждан РФ. Многие проблемы, связанные с учётом показателей энерго- и ресурсосбережения при строительном переустройстве сооружений, в настоящее время решены недостаточно. Проблема энергосбережения во всех отраслях экономики не теряет своей актуальности с 70-х годов XX века. Создание инновационной концепции устойчивого развития и её принятие большинством развитых стран мира ставит задачу повсеместной экономии энергоресурсов и внедрения эффективного энергоменеджмента, в том числе и при строительном переустройстве сооружений. Основные исследования вопросов энергосбережения в мировой науке направлены на энергоэффективное проектирование, основанное на системном подходе к управлению затратами энергоресурсов. В российской практике внедрение данного подхода находится в начальной стадии на примерах отдельных методик.
Применяемые в исследовании методологические принципы
1. Принципы системного подхода: принцип целостности, принцип со-вместимости элементов целого, принцип функционально-структурного строения целого, принцип развития, принцип лабилизации функций, принцип итеративности, принцип вероятностных оценок, принцип вариантности,
2. Принципы устойчивого развития: принцип улучшения условий жизни человека в условиях воздействия на окружающую среду в пределах хозяйственной ёмкости биосферы; принцип удовлетворения потребностей в настоящем без ущерба для будущих поколений.
3. Принципы оценки эффективности инвестиционных проектов: мето-дологические принципы – наиболее общие, относящиеся к концептуальной стороне дела и мало зависящие от специфики рассматриваемого проекта; методические принципы, которые непосредственно связаны с проектом, его спецификой, экономической и финансовой привлекательностью проекта; операциональные принципы, то есть те, которые облегчают процесс оценки эффективности проекта с информационно-вычислительной точки зрения.
В основе предполагаемых методов и подходов лежит использование многоаспектных знаний по изучаемой проблеме, базирующихся на теории системного анализа, теории экономического, логического и сравнительного анализа, методах математической обработки статистических данных, а также работах российских и зарубежных ученых. Основным методологическим инструментом исследования является системный подход – это совокупность принципов, определяющих цель и стратегию решения сложных проблем, метод, основанный на представлении объекта-носителя проблемы в качестве системы, включающий с одной стороны разложение сложной проблемы на ее составляющие, анализ этих составляющих, вплоть до постановки конкретных задач, имеющих отработанные алгоритмы решения, а с другой стороны, удержание этих составляющих в их неразрывном единстве. Важной особенностью системного подхода является то, что не только объект, но и сам процесс исследования выступает как сложная система, задача которой, в частности, состоит в соединении в единое целое различных моделей объекта. Обработка экспериментальных данных, исследование теоретических вопросов планирования осуществлялось с использованием системного анализа, математического моделирования и ПЭВМ.
Целью магистерской диссертационной работы является разработка направлений совершенствования методов технико-экономического обоснования уширения мостовых сооружений путём учёта показателей ресурсо- и энергосбережения.
Научная новизна исследования:
1. Усовершенствована классификация видов ресурсов в строительстве, которая отличается от существующих уточнённым перечнем ресурсов и учётом временных и информационных ресурсов.
2. Уточнена формула расчёта стоимости совокупного жизненного цикла мостовых сооружений, основанная на концепции устойчивого развития и экологически рационального проектирования.
3. Дополнен алгоритм методики технико-экономического обоснования очередности выполнения реконструктивных работ в виде уширения на мостах формулой расчёта совокупного жизненного цикла мостового сооружения.
Объект исследования – мостовые сооружения, находящиеся на этапе строительного переустройства и значения показателей энерго- и ресурсосбережения процессов строительного переустройства.
Практическая значимость заключается в том, что с помощью предлагаемых методик стала возможной формальная оценка показателей ресурсо- и энергосбережения при технико-экономическом обосновании уширения мостовых сооружений. Усовершенствованная в диссертационной работе методика технико-экономическом обоснования учёта показателей ресурсо- и энергосбережения при уширении мостовых сооружений рекомендуется для внедрения в региональных органах управления дорожным и мостовым хозяйствами при разработке текущих и перспективных планов воспроизводства искусственных сооружений.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на XХIII Международной научно – практической конференции «Информационная среда Вуза» (Иваново, 2015 г.), на межвузовской научно - технической конференции аспирантов и студентов с международным участием «Молодые ученые - развитию текстильно-промышленного кластера» (ПОИСК - 2015), на VII - VIII Международной студенческой электронной научной конференции "Студенческий научный форум 2015,2016" (Москва, 2015, 2016), на Международной научной конференции "Актуальные вопросы науки и образования" (Москва, 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы, общим объемом 0,686 п.л., в том числе вклад диссертанта 0,343 п.л. Аннотация к магистерской работе была опубликована среди научных работ, участвовавших в VIII Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум 2016» в секции «Формирование макро- и микроэкономических условий развития жилищно-строительного комплекса».
Структура и объем диссертации обусловлены общим замыслом и логикой проведения исследований. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 75 наименований. Общий объем работы составляет 108 страниц. Работа иллюстрирована 10 таблицами и 14 рисунками.



Купить

1. В настоящее время наша страна переживает экономические трудности во многих сферах производства, в частности, прогнозируется резкое падение темпов строительства: возможно даже двукратное падение в 2016 году. Развитие транспортной системы страны становится в настоящее время необходимым условием реализации инновационной модели экономического роста Российской Федерации и улучшения качества жизни населения. Несмотря на благоприятные тенденции в работе отдельных видов транспорта, транспортная система не в полной мере отвечает существующим потребностям и перспективам развития Российской Федерации. Износ основных производственных фондов транспорта по отдельным группам достиг 55-70 процентов. Действующие финансово-экономические механизмы воспроизводства основных фондов и инновационного развития недостаточно эффективны и не в полной мере адаптированы к особенностям транспортной отрасли. В настоящее время объемы перевозок постоянно растут. Таким образом, необходимым становится расширение дорог с учётом интенсивности транспортного потока, с одной стороны и преодоление их высокого физического и морального износа в условиях финансового кризиса, с другой.
2. Ситуация, сложившаяся в данный момент с эксплуатируемыми мостами в Ивановской области, говорит о том, что, условия движения на значительной их части не обеспечивают потребительских свойств автомобильных дорог, на которых они находятся. Увеличение интенсивности движения, скоростного режима транспортного потока требует реконструировать мостовые сооружения наиболее эффективным образом: чтобы после уширения потребительские свойства моста максимально обеспечили безопасность и комфортность для автомобилей и пешеходов и, в то же время, инвестиции на проведение работ были минимальны. Таким образом, необходимо уделять особое внимание на исследование и разработку данных о технико-эксплуатационном состоянии мостового парка и режимах движения транспортных потоков по мостам научно-обоснованных рекомендаций по очередности их уширения.
3. С постоянным увеличением транспортного потока и одновременным ростом дефицита финансирования необходимым становится совершенствование методов технико-экономического обоснования расширения мостовых сооружений с учётом экономии всех видов ресурсов: материальных, трудовых, энергетических финансовых. Данные направления совершенствования заключаются в применении современных ресурсо- и энергосберегающих строительных материалах, и методах производства реконструктивных работ. Энерго- и ресурсосбережение должны стать неотъемлемой частью достижения необходимого уровня эффективности. Учитывая важность обозначенных проблем и актуальность поставленных вопросов, можно сделать вывод о том, что существующие методы технико-экономических обоснований строительства, эксплуатации и реконструкции мостовых сооружений необходимо дополнять показателями, учитывающими энерго- и ресурсосбережение.
4. Вопросы обеспечения энергетической эффективности зданий в на-стоящее время широко раскрыты в работах зарубежных и отечественных учёных, а также в многочисленных нормативно-технических документах. Однако, вопросы обеспечения энергетической эффективности строительных сооружений в настоящее время решены недостаточно, в частности, отсутствуют требования к энергетической эффективности сооружений капитального строительства, аналогичные требованиям обеспечения энергетической эффективности зданий, указанные в СНиП 23-02-2003 и СП 50.13330.2011, несмотря на то, что они должны быть согласно закону № 261-ФЗ. Возможно, причиной данного несоответствия является то, что сооружения можно признать объектами некапитального строительства, однако Градостроительный Кодекс РФ определяет объект капитального строительства как «здание, строение, сооружение, объекты, строительство которых не завершено, за исключением временных построек, киосков, навесов и других подобных построек». Таким образом, сооружения являются объектами капитального строительства. Сооружения капитального строительства являются важной частью общей категории «здания, строения, сооружения», которые на законодательном уровне должны соответствовать требованиям энергетической эффективности. Проблема возникает тогда, когда становится необходимым повышать энергетическую эффективность строений в условиях недостаточности нормативно-методического обеспечения данного процесса.
5. Анализ дорожно-мостового хозяйства Ивановской области показал, что темп развития областных автомобильных дорог остаётся низким. За последние 5 лет прирост дорожной сети составил 28 км, общая длина мостовых сооружений на областных автомобильных дорогах, отвечающих нормативным требованиям и условиям безопасности дорожного движения, с 2005 по 2009 годы сократилась на 49,7 пог. м. Пропускная способность автомобильных дорог зависит от пропускной способности расположенных на них мостов. Поэтому ликвидация диспропорций между габаритами мостов и шириной проезжей части дорог имеет большое значение для повышения эффективности работы автомобильного транспорта.
6. В магистерской диссертации сделан вывод о том, что с постоянным увеличением транспортного потока и одновременным ростом дефицита финансирования необходимым становится совершенствование методов технико-экономического обоснования расширения мостовых сооружений с учётом экономии всех видов ресурсов: материальных, трудовых, энергетических финансовых. Данные направления совершенствования заключаются в применении современных ресурсо- и энергосберегающих строительных материалах, и методах производства реконструктивных работ. В настоящее время на Российском рынке появился новый продукт – композитная арматура. Область ее применения не ограничивается применением только при строительстве мостовых конструкций, но широко применяется в промышленно-гражданском строительстве и поверхностных слоях бетонной конструкции, в конструкциях, подвергаемых в процессе динамическим нагрузкам. Это особенно актуально для мостовых конструкций, в процессе эксплуатации они подвержены постоянному динамическому воздействию от движения транспорта Мостовые переходы большей своей частью служат для пропуска дороги над водным препятствием и контакт с водой зачастую является одним из основополагающих факторов разрушением мостов. При контакте с водой стальная арматура подвергается коррозии, тем самым уменьшая сечений и в следствии пропускную способность моста. Композитная арматура не подвержена коррозии, тем сам увеличивается жизненный цикл моста. Расчёты показали, что удельный экономический эффект замены стальной арматуры на стеклопластиковую составляет 41,84 тыс. руб. на 1 т или 330 %. Применение другого инновационного ресурсо- и энергосберегающего материала – геотекстиля даёт экономию материальных ресурсов, энергетических ресурсов, а также повышает инновационность организационно-технологических решений при расширении мостовых сооружений. Кроме того, применение геотекстиля в конструкции песчаной подушки предотвращает вымывание грунта подушки, увеличивает срок службы фундамента. В результате сравнения сделан вывод о том, что самым ресурсосберегающим вариантом является сборный железобетонный фундамент с применением геотекстиля.
7. В целом оценку эффективности применения ресурсо- и энергосберегающих материалов в строительстве можно определить при помощи показателей ресурсосбережения, составленную на основе ГОСТ Р 52107-2003 «Ресурсосбережение. Классификация и определение показателей» Показатели ресурсосбережения подразделяют на четыре классификационных группы: ресурсосодержание, ресурсоемкость, ресурсоэкономичность и утилизируемость. В работе сделан вывод о том, что данная классификация является неполной, так как не учитывает такие важные ресурсы, как: информационные и временные. Кроме этого, энергетические ресурсы подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые, а материальные целесообразно ресурсы подразделяются на первичные (произведённые из добытого сырья) и вторичные (произведённые в процессе рециклинга). время является важнейшим ресурсом в строительстве. Резервы экономии времени можно оценить в стоимостных показателях, которые получаются в оценке потерь от задержки сроков получения прибыли и упущенных выгод участников инвестиционно-строительного процесса.
8. Взаимосвязанным со временем фактором ресурсосбережения является информационный ресурс. В настоящее время архитектурно-строительное проектирование основано на применении систем автоматизации и компьютеризации проектных работ (САПР), позволяющих проектировщику собирать и обрабатывать информацию на ПК. Таким образом, получена усовершенствованная классификация видов ресурсов в строительстве. Предлагаемая классификация отличается от существующих уточнённым перечнем ресурсов и учётом временных и информационных ресурсов. Классификация может быть принята за основу разработки системы ресурсосбережения в строительстве можно взять указанные в ГОСТ Р 52107-2003 проектные требования ресурсо-содержания, ресурсоэкономичности, ресурсоемкости и утилизируемости, устанавливаемые при проведении работ и оказании услуг на этапе планирования работ и услуг.
9. На основе анализа Программы по развитию транспортной системы России сделан вывод о том, что она учитывает обширную систему показателей оценки экономической эффективности, однако в ней отсутствуют конкретные показатели технико-экономической оценки уширения мостовых сооружений. В связи с тем, что мостовые сооружения как объекты дорожного строительства имеют свою специфику, на технико-экономическую оценку их уширения влияют специфические факторы и условия функционирования. Повышение потребительских свойств мостовых сооружений, а, следовательно, и автомобильных дорог, на которых они функционируют, должно основываться на оценке сроков службы элементов мостовых конструкций, предшествующем прогнозировании транспортно-эксплуатационных характеристик транспортных потоков и отборе определенного количества мостов, в наибольшей степени обеспечивающих эффективность службы в рассматри-ваемом плановом периоде.
10. В магистерской диссертации выявлены факторы, учитывающие специфику оценки технико-экономической оценки уширения мостовых со-оружений: интенсивность и состав движения на автомобильных дорогах; безопасность движения транспортного потока на автомобильных дорогах и мостах; аварийность движения по дороге транспортных средств. Сделан вывод о том, что эффективность планирования уширения сооружений на мостовой сети
должна достигаться рядом рациональных решений, наиболее важными из которых являются: выделение в планируемый период объектов, обеспечивающих высокие показатели экономической эффективности; выбор очередности выполнения работ по уширению мостов.

Купить