Оценка вариантов проектных решений на ранней стадии проектирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Фролов, Кирилл Александрович

• Фролов, Кирилл Александрович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фролов, Кирилл Александрович

Введение.

Глава 1 . Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1.Современная система экономических отношений в России.

1.2.Развитие архитектуры отечественных зданий.

1.3.Требования к современным зданиям и методы оценки их качества.

Глава 2 . Порядок расчетов единовременных и эксплуатационных затрат.

2.1. Параметры массовых зданий.

2.2. Эксплуатационные расходы на здание.

Глава 3 . Расходы тепловой энергии при эксплуатации зданий.

3.1. Структура теплопотребления здания.

3.2. Эксплуатационные расходы на горячее водоснабжение.

3.3. Точный расчет потребности тепла на отопление и вентиляцию здания.

3.4. Приближенный расчет расходов на вентиляцию и отопление производственных зданий.

3.5. Влияние объемно планировочных параметров здания на их теплопотребление.

3.6. Приближенный расчет расходов на компенсацию тепло потерь гражданских зданий.

Глава 4. Комплексная оценка реальных зданий.

4.1. Сопоставление размеров затрат на эксплуатацию производственных зданий при вариантном проектировании.

4.2. Сопоставление расчетных и реальных расходов на эксплуатацию для действующих объектов.

4.3. Оценка эффективности повышения теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций

Глава 5. Рациональные объемно планировочные решения зданий.

5.1. Параметры зданий.

5.2. Обеспечение объемно планировочной гибкости производственного здания.

5.3. Здания с унифицированными параметрами. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка вариантов проектных решений на ранней стадии проектирования»

В условиях рыночной экономики особое значение приобретает качество продукции. Именно высокое качество способно обеспечить победу в конкурентной борьбе, а следовательно, и существование продукции производителю. Одним из важнейших показателей качества инвестиционных проектов является их экономичность. Объективная оценка экономических показателей объекта является важнейшей задачей, решение которой во многом определяется структурой существующих в стране экономических отношений.

Для подавляющего количества производимой продукции экономическая оценка складывается из затрат на ее производство и расходов на эксплуатацию. Исключением в России служат объекты недвижимости, экономичность которых определяется стоимостью и сроками их создания. Такая оценка соответствует интересам инвесторов, поскольку они не участвуют в эксплуатации объекта. С позиции потребителя такая оценка недостаточна, поскольку его затраты складываются из единовременных на приобретение объекта и последующие капитальные ремонты и текущих на эксплуатацию.

Необходимость всесторонней экономической оценки проектных решений определяется и принятым в 2009 году законом Российской Федерации «О техническом регулировании». В соответствии с этим законом предусматривается двухступенчатое нормирование параметров, определяющих характер проектного решения. Первый уровень определяют параметры обеспечение которых является обязательным, поскольку они обеспечивают минимально необходимые условия нормальной эксплуатации объекта. Второй не обязательный уровень параметров определяется их экономической и технической целесообразностью.

Таким образом уже в начальной фазе проекта необходимо уметь оценивать не только стоимость возведения объекта, но и затраты на его эксплуатацию. Из сказанного следует, что умение с достаточной достоверностью определять в начальной фазе проекта затраты на создание и эксплуатацию строительной части объекта является важной и актуальной задачей.

Создание соответствующих методов необходимо и для конкурсного отбора наиболее целесообразного проектного решения. В рамках одного проекта объективная оценка вариантов возможна лишь при наличии единой методики оценки представляемых на конкурс предложений.

Экономика, присущая плановому хозяйству, не учитывала в полной мере экономических особенностей того или иного проектного решения. Поставленные задачи решались «любой ценой». В то же время за долгие годы социалистического хозяйствования накоплен большой материал по оценке параметров проектных решений, статистическая обработка которого может стать основной для разработки новых методических подходов к оценке эффективности строительных решений в условиях рынка и методов принятия наиболее рациональных в заданных условиях решений.

Изучение типологии зданий в нашей стране и за рубежом позволило сформулировать общие требования, которым должно отвечать здание. Обработка статистических данных по реальным проектам в сочетании с результатами экспериментального проектирования дала возможность предложить современную методику количественной оценки эксплуатационных расходов до разработки проектно-сметной документации. С учетом особой важности рационального использования тепловой энергии в работе предложены новые методы определения количества тепла, необходимого для отопления и вентиляции зданий. В основу метода положено изучение теплового баланса зданий.

Возможность количественной оценки затрат позволила предложить оптимальные объемно-планировочные и конструктивные решения зданий с учетом протекающих в них процессов и их функциональном назначении. Рассмотрены вопросы поиска рациональных форм, размеров зданий, помещений и их ограждений исходя из условия протекающих в них технологических процессов, обеспечения планировочной гибкости для часто реконструируемых технологических процессов, дана оценка использования неунифицированных параметров и, соответственно, индивидуальных конструкций. Предложена методика оценки ремонтопригодности зданий.

Работа решалась рядом примеров оценки конкретных проектных решений. Для удобства расчетов, сокращения времени расчетов, получения возможности анализа большого количества вариантов на основе проведения численных экспериментов разработан алгоритм расчета отопительной нагрузки на здания, который реализован на ЭВМ.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Фролов, Кирилл Александрович

ВЫВОДЫ:

1. Разработана методика оценки стоимости изготовления индивидуальных конструкций по сравнению с массовыми, позволяющая сопоставить и выбрать оптимальный экономически обоснованный вариант конструктивного решения.

2. Выявлен расчетный срок продолжительности функционирования здания без реконструкции технологического процесса, в 25лет, свыше которого учитывать дополнительные единовременные затраты при строительстве на последующую реконструкцию не целесообразно.

3. Разработаны рекомендации по выбору рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений гражданских зданий при строительстве с учетом современных требований по энергосбережению и снижению удельных теплопотерь.

4. Изучение схем проектов и выявление основных требований к современным промышленным зданиям позволило предложить габаритные схемы межотраслевых производственных зданий с оптимальными объемно-планировочными параметрами обеспечивающими минимальные теплопотери.

5. Типологическую классификацию производственных зданий в зависимости от сроков реконструкции технологического оборудования.

6. Установлено, что дополнительное утепление производственных зданий в соответствии с действующими теплотехническими нормами вызывает увеличение амортизационных отчислений в пределах 9-19% и уменьшает эксплуатационные затраты на отопление в пределах 1630% в зависимости от региона строительства.

7. Разработан алгоритм расчета теплопотерь здания в зависимости от климатической зоны, позволяющий получать численные результаты для оценки вариантов проектных решений на ранней стадии проектирования.

8. Использование результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований позволило разработать методику определения теплопотребления здания по имеющимся ограниченным сведениям об его объемно-планировочных и конструктивных параметрах до разработки проектно-сметной документации.

9. Эффективность предложенной методики для подсчета эксплуатационных затрат на предпроектной стадии подтверждена сравнительным анализом расчетных и фактических данных для эксплуатируемых объектов показавший сходимость с разницей в 6-8%.

10. Реализация предложенных методик и алгоритма расчета в практике расчета и проектирования позволяет производить сопоставление вариантов и производить поиск рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, направленных на энерго- и ресурсосбережение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фролов, Кирилл Александрович, 2011 год

1. Абаринов A.A., Кузнецов А.Ф., Козьмин Н.Б. Технология заводского изготовления стальных строительных конструкций, M , Стройиздат, 1971, 302с., ил.

2. Архитектура промышленных и гражданских зданий . В 5-ти томах. Под общей редакцией В.М. Предтеченского, М, Стройиздат, 1976.

3. Архитектурное проектирование промышленных предприятий Издание 2 , переработанное и дополненное . Учебное пособие. Под редакцией A.C. Фисенко и C.B. Демидова, М, Стройиздат , 1973, 320с.

4. Афанасьев A.B. Рациональные проектные решения промышленных зданий . Кандидатская диссертация М, 2003г.

5. Банковское дело . Под редакцией О.И. Лаврушина , М, 1992, 482с.

6. Бегун Г.Б. О рациональном применении стальных покрытий . ЦИНИС. Серия «Межотраслевые вопросы строительства», 1967, №12, с. 28-31.

7. Берлинов М.В. Расчет конструкций каркаса зданий при динамических воздействиях от промышленного оборудования. / ПГС №6-М., 2004г.

8. Берлинов М.В. О расчете железобетонных конструкций при трехмерном динамическом деформировании. / Бетон и железобетон№6- М., 2004г.

9. Ю.Блохин В.В. Современный научно- технический прогресс и проблемы промышленного зодчества. «Архитектура СССР», 1975 , №3 , с.8-11.

10. Богословский В.Н. Три аспекта создания здания с эффективным использованием энергии. /АВОК. 1998, №3, с.34-36,39-41.

11. Бондаренко В.М., Марков, Римшин В.И. Элементы теории реконструкции железобетонных конструкций. РААСН, 2002г., 12 п.л.

12. Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Расчетные модели силовых сопротивлений железобетона./М., Изд-во АСВ, 2004г. ,30п.л.

13. Бондаренко В.М., Римшин В.И., Аванесов М.П. Теория силового сопротивления железобетона./ Монография, Барнаул, 1996г.,20 п.л.

14. Булгаков С.Н. Философия , концепция и принципы создания современных производственных зданий. « Промышленное и гражданское строительство», 2001, №2, с.8-12.

15. Ватман Я.П. Динамика показателей унификации и типизации промышленных зданий. Труды ЦНИИПромзданий , выпуск 56, М, 1983., 14-28.

16. Ветрозащита из материала «Тайвек» в многослойных стенах и покрытиях с теплоизоляцией из минераловатных плит и матов. Материалы для проектирования. Шифр М25.3/97. ОАО ЦНИИПромзданий. ,М, 1997, 33с.

17. Вихрев И.Д. , Солодовников P.A. Эксплуатационные расходы производственных зданий и их значение в повышении эффективности капиталовложений. «Труды ЦНИИПромзданий», 1977, вып.7 ,с.27-41.

18. Газеев М.Х. , Смирнов А.П., Хрычев А.Н. Показатель эффективности инвестиций в условиях рынка., М, 1993, 186с.

19. Гранев В.В., Ватман Я.П. , Туголуков A.M. Влияние архитектурно-строительной унификации на рациональный выбор обьемно-планировочных и конструктивных решений производственных зданий и сооружений., М, ОАО ЦНИИПромзданий, 1996 , с2-13.

20. Гранев В.В. Унификация и типизация конструктивных решений производственных зданий и сооружений в современных экономических условиях., Диссертация д.т.н.,05.23.01-М., 1997, 302с.

21. Гликин С.М. Энергосбережение в зданиях, прогрессивные ограждающие конструкции и практические методы их расчета. ФГУП ЦПП, М, 2005г. ,310с.

22. Годунова Г.Н. Методы экономической оценки качества проектных решений малоэтажных жилых зданий. Жилищное строительство№3, 2009 , с.6-8.

23. Дешко Э.Л. и др. Модедь стоханических воздействий для теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций зданий с заданной вероятностью. Труды симпозиума « Строительнвя климатология ». ,М, 1982., с. 152-161.

24. Закон РФ « О техническом регулировании №184 ».,М, от 27.12.2002г., (с изменениями от 09.05.2005 г., от 01.05.07.,01.12.2007 г., 23.07.2008 г., 18.07.2009.,23.11.2009).

25. Закон РФ №261 от 23.11.2009г. «Об Энергосбережении и повышении энергетической эффективности».28.3веряев Е.М., Нестеров В.А., Волгин В.В. Анализ гипотез,используемых при построении теории балок и плит. / Прикладная математика №3, 2003г. ,с.485-494.

26. Иващенко Е.Н. Практика обоснования степени капитальности и сроков службы производственных зданий., М, ЦИНИС 1973г., 80с.

27. Ильин Н.И. Системный подход в управлении строительством., М, Стройиздат , 1994г., 218с.

28. Ильин Н. И., Лукманова И.Г. и др. Управление проектами -Спб; ДваТрИ, 1996г., 610с.

29. Иляшев A.C., Тимянский Ю.С., Хромец 10.Н. Пособие по проектированию промышленных зданий: Учебное пособие для вузов по специальности : « Промышленное и гражданское строительство». Под редакцией Ю.Н. Хромца., М, Высшая школа , 1990г., с.304.

30. Карпенко Н.И. О новом построении критериев прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил./ Академия №3, РААСН, Изд-во Наука Москва, 2006г.

31. Калашников М.П. , Головань A.B. Теплотехнический расчет наружных ограждений и расчет теплового режима зданий. : Учебное пособие рекомендовано АСВ, Вост.-Сибирск. Госуд. Технолог. Университет. -Улан-Удэ, 1997г., 16с.

32. Ким H.H. Промышленная архитектура. Стройиздат, 1989г.,с. 176.

33. Красовский В.П. Повышать эффективность капиталовложений. «Экономика и организация промышленного производства.» ,1985г., №1 ,с.8-12.

34. Кодыш Э.Н. Современные проблемы реконструкции многоэтажных каркасных зданий из сборного железобетона // Научные труды 2ой Всероссийской конференции «Бетон и железобетон»- пути развития. Т.2 НИИЖБ, 2005-е. 686-691.

35. Колчунов В.И., Панченко Л.А. Расчет составных тонкостенных конструкций. -М.:Изд-во АСВ, 199.-281с.

36. Колчунов В.И. Исследование живучести рамно- стержневых железобетонных конструкций с внезапно выключающимися элементами / Проект и реализация -гаранты безопасности и жизнедеятельности: Тр. Общего собрания РААСН 2006г.-т.2-с.32-41.

37. Король Е.А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легких бетонов и особенности их расчет: Монография.-Изд-во АСВ, 2001.-256 с.

38. Крутов В.И. и др. Основы научных исследований: Учебник для техн. Вузов.- М.: Высшая школа, 1989г., 22с.

39. Кузьмин С.И. Определение параметров микроклимата и их оценка с использованием ЭВМ. Иркутск, 1988г. ,22с.

40. Курзанов A.M., Фахриддинов У. Расчет многоэтажных кирпичных зданий на сейсмоизолирующих опорах. Жилищное строительство №10 ,2004г.

41. Ландау Л.Г. Унификация и типизация промышленных зданий в практике проектирования. Труды ЦНИИПромзданий, 1974г., вып. 4 .

42. Ларионов Е.А. К вопросу длительной прочности бетона. Изв. Вузов, Строительство №8.2005г.

43. Ларионов Е.А., Бондаренко В.М. Оценка напряжений и моментов в элементах конструкций при импульсных воздействиях. / Журнал Академия №1, 2007г.,с.77-80.

44. Лещиков В.А. Народный дом, как способ решения проблемы загородного жилья., М, 2003г., Диссертация на соискание степени кандидата технических наук.

45. Магидин И.Н. Производства , рабочая среда, архитектура . «Архитектура СССР», 1977г., №3, с.8-14.

46. Межевников Б.С. , Ломов A.A. Теплоизоляция зданий и проблемы энергосбережения./ Проблемы теории и практики в научных исследованиях /.Тр.ЗЗ Научн. Конф. Российского Университета дружбы народов(РУДН), М.21-25 апреля 1997г.,с.24-25.

47. Меркин. P.M. Зданиям и сооружениям согласованные сроки службы. «Экономика и организация промышленного производства.», 1975,№1.

48. Методика и нормативы для определения стоимости эксплуатации промышленных зданий на стадии их проектирования., М, ЦНИИПромзданий , 1981г., 38с.

49. Методические рекомендации по определению стоимомости строительства и свободных ( договорных) цен на строительную продукцию., М, ЦНИИЭУС, 1992г., 105с.

50. Методические рекомендации по оценке оферт и выбору лучшего предложения из представленных на подрядные торги. ,М, ЦНИИЭУС, 1992г., 137с.

51. Методические рекомендации по оценки эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Утв.Госстроем России, Минэкономики РФ, Минфином РФ, М, Информэлектро , 1994г., 118с.

52. Методические рекомендации по разработке технической части тендерной документации и оферт претендентов. М, ЭКЦ при Минстрое России, 1995, 93с.

53. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи., М, 1973 ,320с.

54. Мыслин В.А. Типовое проектирование и массовое строительство промышленных зданий и сооружений. «Архитектура СССР», 1965, №11., с.8-11.

55. Назаренко В.Г., Иванов А. Режимная прочность бетонов// Бетон и железобетон. -№2.-2008г.

56. Назаренко В.Г., Азарова O.A. Исследование систем «Песок -труба». Бетон и железобетон №3,2004 г.

57. Обследование и испытание зданий и сооружений. Учебник с грифом Минобразования и науки РФ, Изд-во: Высшая школа, М, 2006г.

58. Положение о проведении планово предупредительных ремонтов производственных зданий., М, Стройиздат, 1978, 23с.

59. Римшин В.И. О некоторых вопросах расчета несущей способности строительных конструкций, усиленных наращиванием.// Вестник отделения строительных наук. Вып.2-М.: 1998.-с.329-332.

60. Римшин В.И. Повреждения и методы расчета усилия железобетонных конструкций: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических паук / Москва,2002.-35 с.

61. Рогатин В.А. Методы рационального проектирования коттеджей. , М,2004 , Кандидатская диссертация.

62. Сизов A.M. Вероятностные модели представления параметров наружного климата в расчетных системах кондиционирования микроклимата. Труды симпозиума « Строительная климатология», М, Стройиздат, 1982, 286с.

63. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети .М., Стройиздат,2000.

64. СНиП 10.01-93. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.

65. СНиП 2.01.01.82. Строительная климатология и геофизика., М, Госстрой, 1985г.

66. СНиП 2.04.05.-91*. Отопление , вентиляция и кондиционирование./ Госстрой РФ.- М.:ЦИ'ГП Госстороя РФ, 1998,64с.

67. СНиП 2-01-01-82. Строительная климатология и геофизика.-М., Госстрой ,1985.

68. СНиП 11-3-79**. Строительная теплотехника., М, Стройиздат, 1998г.

69. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника.,М, ЦИТП Госстроя СССР , издания 1979, 1982, 1986, 1995 годов.

70. СНиП II-3-79. Строительная теплотехника . Норма проектирования ., М, Стройиздат, 1972г.

71. СНиП Н-92-86. Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий., М, 1987г.

72. СНиП Il-A.6-72. Строительная климатология и геофизика., М, Стройиздат, 1973 г.

73. СНиП 2.09.02-85. Производственные здания промышленных предприятий.,М.

74. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий, М, ФГУП УПП, 2004., 26с.

75. Солодовников P.A. О некоторых недостатках методики определения на стадии проектирования расходов на капитальный ремонт промышленных зданий. «Труды ЦНИИПромзданий», 1979, вып.22., с.24-43.

76. Степанов B.C., Старикова Н.В. Оценка эффективности использования тепловой энергии в системах отопления и горячего водоснабжения./ Общие вопросы энергетики и энергоснабжения. Киев: Институт проблем энергосбережения АН УССР , 1991, с.32-37.

77. Табунщиков Ю.А. Расчеты температурного режима помещения и требуемой мощности для его отопления или охлаждения., М, Стройиздат, 1981г. , 224с.

78. Тхомиров К.В. Теплотехника , теплогазоснабжение и вентиляция. Учебник для вузов . Изд. 2-е , переработанное и дополненное ., М. Стройиздат, 1991г. ,480с.

79. Тихомиров К.В., Сергиеенко Э.С. Теплотехника , теплогазоснабжение и вентиляция. Учебник для вузов.-4-е издание , перераб.,М ., Стройиздат, 1991,480с.

80. Тихонов А.П., Самарский A.A. Управление мктематической физики, М.,ВШ, 1967, 724с.

81. Травуш В.И. Безопасность и устойчивость в приоритетных направлениях развития России./ РААСН «ACADEMIA» №2, 2006г.

82. Трекин H.H. Податливость сопряжений в сборных дисках перекрытий./ Строительные материалы, оборудование и технологии 21 века №10,2003 г.

83. Трекин H.H., Кодыш Э.Н., Келасьев . Совершенствование метода расчета каркаса реконструируемых зданий/ ПГС №2,2006г.

84. Трехслойные степы с теплоизоляцией из пенополистерола и отделанные штукатурным слоем. Материалы для проектирования. ШифрМ25.31/95. ОАО ЦНИИПРомзданий, М, 1996, 35с.

85. Уонгх. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров., М, Атомиздат, 1979,213с.

86. Ушков Ф.В. Теплотехнические свойства крупнопанельных стен. , Госстройиздат , 1956, 238с.

87. Федоров B.C. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций / Издательства АСВ, 2009-408с.

88. Ферт А.Р., Цижнюк A.JI. «Типичный год» для моделирования эксплуатационных режимов гелиотеплохладоснабжеиия . Гелиотехника, №3, 1983, с.4-6.

89. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий., М, Стройиздат, 1973, 287с.

90. Хромец Ю.Н. Краткий обзор технического уровня строительства в СССР и отдельных зарубежных странах. Раздел 5. Промышленное и гражданское строительство. Обзор.М,ВНИИС 1986, 125с.

91. Хромец Ю.Н. Совершенствование объемно- планировочных и конструктивных решений промышленных зданий., М, Стройиздат, 1986г., с.314.ил.

92. Хромец Ю.Н. , Афанасьев A.B. Эффективность объемно-плапировочных параметров производственных зданий./ Московскийинститут коммунального хозяйства и строительства, -М,2002.-5с.:-Деп.в ВИНИТИ 31.01.2002 №195-В2002.

93. Хромец Ю.Н. , Афанасьев А.В, ПичугинА.Г. Использование метода «респопс-фактор» при расчете теплового режима зданий./ МИКХиС,М, 2001.-6с.:-Деп.в ВИНИТИ 17.12.2001 №2601-В2001.

94. Хромец Ю.Н. ,Гелайко В.Б., Выбор рациональных проектных решений с учетом затрат на эксплуатацию зданий. ПГС 4/2008, стр 40-42.

95. МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ КОМУНАЛЬНОГО1. ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА1. На правах рукописи042.01 2 547 77 "