Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Современная система экономических отношений в России . 6
1.2. Развитие архитектуры отечественных зданий 8
1.3. Требования к современным зданиям и метод оценки их качества 13
Глава 2. Определение стоимости и эксплуатационных затрат зданий
2.1. Параметры массовых производственных зданий 19
2.2. Эксплуатационные затраты на здание 37
Глава 3. Расход тепловой энергии при эксплуатации зданий
3.1. Структура теплопотреблёния зданий 52
3.2. Эксплуатационные расходы на теплопотребление 54
3.3. Расчет потребления тепла на отопление и вентиляцию зданий 66
3.4 Влияние объемно-планировочных и конструктивных параметров на теплопотери зданий 75
3.5. Элементы затрат на эксплуатацию зданий 90
Глава 4. Физический и моральный износ зданий
4.1. Физический износ конструктивных элементов зданий 95
4.2. Моральный износ зданий 98
4.3. Эффективность затрат на восстановление надежности зданий 101
Глава 5. Оптимизация конструктивных решений зданий
5.1. Оптимизация конструкций окон 112
5.2. Оптимизация объемно-планировочных параметров производственных зданий 125
5.3.Оптимизация конструктивных решений наружных стен здания 128
5.4. Параметры зданий 135
Выводы 139
Список литературы
- Современная система экономических отношений в России
- Параметры массовых производственных зданий
- Структура теплопотреблёния зданий
- Физический износ конструктивных элементов зданий
Введение к работе
В условиях рыночной экономики особое значение приобретает качество продукции. Именно высокое качество способно обеспечить победу в конкурентной борьбе, а, следовательно, и существование производителя продукции. Одним из важнейших показателей качества инвестиционных проектов является их экономичность, которая определяется не только инвестиционными затратами, но и расходами для обеспечения жизнедеятельности объекта на протяжении всего цикла инвестиций. Оптимальное соотношение единовременных затрат и эксплуатационных расходов предопределяет эффективность инвестиций и получение наибольшей прибыли у собственника в условиях новой формации, т.е. рыночных взаимоотношений.
Уже на начальной фазе проекта полезно уметь оценить эксплуатационные качества будущего объекта. Составной частью единовременных и эксплуатационных затрат являются расходы на строительную часть здания. Важно отметить, что эта часть затрат не участвует непосредственно в технологическом процессе, поэтому ее минимизация весьма полезна.
Из сказанного следует, что умение с достаточной достоверностью определять на начальной фазе проекта затраты на создание и эксплуатацию строительной части объекта является важной и актуальной задачей.
Создание соответствующих методов расчета указанных выше величин необходимы и для отбора наиболее целесообразного решения. В рамках одного проекта объективная оценка вариантов решения возможна лишь при единой для всех вариантов методике расчета показателей.
Экономика, присущая плановому хозяйству, не учитывала в полной мере экономических особенностей того или иного проектного решения.
Поставленные задачи решались зачастую «любой ценой». В тоже время за долгие годы социалистического хозяйствования накоплен большой объем материалов по оцешсе параметров проектных решений, статистическая обработка, которого может стать основой для разработки новых методических подходов к оцеже эффективности строительных решений в условиях рынка и методов принятия, наиболее рациональных в заданных условиях решений. Именно эту задачу и ставит перед собой данная работа.
Изучение типологии зданий в нашей стране и за рубежом позволило сформулировать общие требования, которым должно отвечать здание. Эти требования соответствуют особенностям развития российской экономики на современном этапе.
Изучение данных о стоимости строительства и эксплуатации зданий массового применения позволил установить перечень наиболее важных факторов, определяющих эти показатели. Обработка статистических данных по реальным проектам в сочетании с результатами численных экспериментов дала возможность предложить методику количественной оценки единовременных затрат и эксплуатационных расходов до разработки проектной документации.
С учетом особой важности рационального использования тепловой энергии в работе предложен метод определения количества тепла необходимого для отопления и вентиляции зданий.
Современная система экономических отношений в России
После 1990 года в России произошли коренные структурные изменения, в том числе: - изменилась структура собственности, что было вызвано разрушением монополии государственной собственности в сфере производства; - изменилась отраслевая структура производства вследствие приспособления к новой структуре спроса и возникновения большого числа малых предприятий, вызванного частным предпринимательством; - изменились условия внешнеэкономической деятельности; - изменилась политическая ситуация вследствие распада СССР и СЭВ, необходимо было определиться с последовательностью, шагов Российскому Правительству по включению экономшси России в мировую экономическую систему с ее повышенными требованиями как обдуманной и рациональной трате собственных средств любой формы собственности.
Возникшие новые экономические условия потребовали изменить и систему управления экономикой. В основу этой системы был положен программно-целевой метод. В отличие от СССР действующие в России программы увязаны по ресурсам, исполнителям и срокам исполнения всех этапов, обеспечивающих эффективное решение поставленной задачи.
Новые методы хозяйствования изменили содержание и толкование слова «проект». Если ранее под проектом понимали чертежи и сметы, необходимые для возведения того или иного объекта, то в новых условиях проект - это изменение исходного состояния системы, связанные с затратой времени и денежными средствами. Таким образом, в проекте должен быть рассмот рен весь инвестиционный цикл, включая создание, эксплуатацию и ликвидацию объекта. (24).
Переход к рыночной экономике существенно изменил инвестиционную политику в сфере производства.
Определяющими направлениями новой инвестиционной политики стали: - отказ от централизации планирования основного объема инвестиций (кроме объектов государственной важности); - изменение источников финансирования с переходом от госбюджетных ассигнований к частным и коллективным средствам отечественных и иностранных инвесторов; - преимущественное инвестирование рентабельных и быстроокупаемых проектов, а также проектов с целью проведения реконструкции, реновации и технического перевооружения на действующих объектах; - переход на новые организационные формы, экономические методы и современную технологию управления инвестиционными проектами.
Не вдаваясь в подробный обзор типов инвестиционных проектов и их классификации по масштабам, поскольку эти вопросы выходят за рамки настоящей работы, отметим, что жизненный цикл любого проекта включает в себя в качестве одной из стадий разработку проектно-сметной документации. Именно на этой стадии окончательно формируются основные технические параметры будущего объекта, в том числе и его строительной части. От того насколько удачно выбраны архитектурно-планировочные и конструктивные параметры строительной части объекта, в какой мере они соответствуют его функциональному назначению и технологическим возможностям строительной фирмы, ведущей строительство, будет зависеть величина единовременных и эксплуатационных затрат.
В настоящее время имеется достаточно большое количество различного рода справочной литературы для определения сметной стоимости строительства объектов с заданными объемно-планировочными параметрами.
Однако влияние отклонения в определенных пределах параметров от принятых унифицированных величин изучено недостаточно.
Недостаточно разработаны методы оценки эксплуатационных расходов для нормального функционирования объекта на стадии его проектирования.
Подлежат изучению методы назначения рациональных архитектурных и конструктивных параметров в условиях относительно быстрого морального износа здания, а следовательно неизбежной его реконструкции и технического перевооружения.
Исследования перечисленных проблем в техническом и экономическом аспектах предполагается провести в рамках данной работы.
Основой развития архитектурных решений является их функциональное назначение. Поэтому естественным является достаточно независимое формирование архитектурных решений общественных и производственных зданий.
Принципы советской промышленной архитектуры определились в годы первых пятилеток, т. е. с ЗОг.г. XX века с которыми можно ознакомиться в работах архитекторов А.Кузнецова, В.Веснина, Е.Попова, А.Фисенко, И.Николаева, Е.Маспина и др.(5.,6,29,41). Спроектированные ими предприятия отличаются четкой планировочной структурой заводской территории, компактными производственными корпусами с высокой архитектурной выразительностью. Однако до 1961 г. планомерные научные исследования в области промышленной архитектуры велись в очень ограниченных объемах.
Лишь с созданием в 1961 г. Центрального научно-исследовательского института промышленных зданий (ІЩИИПромзданий) стали разрабатываться многие аспекты архитектуры промышленных зданий, в том числе совершенствование предприятий и типов зданий основных отраслей промышленности, а также создание теории и методики межотраслевой унификации параметров промышленных зданий массового применения.
Важнейшей отличительной чертой промышленной архитектуры советского периода являлась интенсивно проводимая в жизнь унификация параметров зданий и типизация их конструктивных элементов.
Параметры массовых производственных зданий
Если для жилых зданий в СССР существовали типовые серии, в соответствии с которыми номенклатура возможных объемно-планировочных параметров была крайне ограничена, то для промышленных зданий, в основу проектирования которых заложен принцип унифицированных объемно-планировочных параметров и типовых конструктивных элементов, повторяющихся зданий практически нет. Применяемые объемно-планировочные параметры соответствуют требованиям размещаемого технологического процесса, который в каждом конкретном случае рассчитан на свою индивидуальную мощность и номенклатуру выпускаемой продук-ции.(5,6,28,41,62,94)
В связи с этим для проведения численного эксперимента, необходимого для определения эксплуатационных затрат, следует изучить характер и изменчивость объемно-планировочных параметров производственных зданий и сооружений.
Представление о параметрах производственных зданий можно составить в результате обработки данных, содержащихся в проектной документации, разработанной институтами Главпромстролйниипроекта Госстроя СССР в период с 1960 по 1990 годы.(22,27,59,62,94,95).
Распределение площадей зданий в зависимости от их высоты и пролета приведено соответственно на рис. 2.1 и 2.2. На рис.2.3 и 2.4 показано отношение большей стороны здания к меньшей. Из приведенных графиков следует, что наиболее массовыми являются здания высотой 6.6 - 7.8 и 10.8 м, а их пролеты составляют соответственно -18 и - 24 м.
Из всей совокупности зданий 50% не имеют кранов, в 15% имеются подвесные краны, 35% зданий оборудованы мостовыми кранами. Распределение площадей в зависимости от грузоподъемности кранового оборудования приведено на рис. 2.5 и 2.6.
Статистический анализ совокупности промышленных зданий показывает, что повторяемость зданий различной площади не одинакова. В связи с этим для изучения технико-экономических свойств зданий большое значение имеет правильный выбор параметров объекта изучения. Изменение средних значений параметров зданий в зависимости от их площади приведено в табл. 2.1 и на рис. 2.7, а на рис. 2.8 приведена зависимость отношения большей стороны здания к меньшей.
На эти значения ориентированы исследования по определению геометрических параметров зданий заданной площади. Соответствующие унифицированные параметры для крановых и бескрановых зданий приведены в табл. 2.2.
Хотя в современных условиях соблюдать унифицированные параметры зданий в соответствии с системой унификации, принятой в СССР, и необязательно, однако в табл. 2.2 сохранена именно такая старая система.
Это дает возможность использовать в экспериментальном проектировании широкую номенклатуру типовых конструкций, что значительно уменьшает объем вычислений. Можно полагать, что такое допущение незначительно отразится на точности получаемых результатов
Точная сметная стоимость объекта определяется по сметному расчету. Решение этой задачи для типовых жилых зданий не представляет сложности, поскольку они имеют достаточную повторяемость. Поэтому рассмотрим вопрос определения единовременных затрат для индивидуальных жилых и промышленных зданий. Основой сметного расчета в этом случае является сметная стоимость, которая, как правило, определяется по соответствующим нормативам, обеспечивающим необходимую точность подсчета. Такие нормативы содержатся в прейскурантах (Федеральные ЭР и территориальные ЭР) и другой справочной литературе. Составлению сметы предшествует подробная проработка всех архитектурных и конструктивных решений. Естественно, что в начальной стадии проекта, перечисленные данные отсутствуют, и возникает необходимость ориентировочного определения предстоящих капитальных вложений в строительство объекта. Такая оцешса должна быть достаточно мотивированной и достоверной, поскольку будет служить одним из основных показателей в документации, представляемой проектной организацией. В соответствии с предлагаемой методикой необходимый объем капитальных вложений на строительную часть промышленного здания определяется выражением: K = CFKKK (2.1) 0 F T О где: С0- удельная средняя стоимость соответствующего здания, руб./м2; F - площадь здания, м2; KF- коэффициент, учитывающий изменение удельной стоимости в зависимости от площади здания; Кт- коэффициент, учитывающий влияние продолжительности строительства на величину капитальных вложений; К0- коэффициент, учитывающий долю капитальных вложений на строительную часть объекта.
Статистическая обработка проектной документации институтов Глав-промстройниипроекта Госстроя РФ позволила установить значение средней стоимости производственного здания для некоторых отраслей промышленности. Для определения Со могут быть использованы другие справочные нормативные источники, например отраслевые удельные капитальные вложения
Структура теплопотреблёния зданий
В процессе эксплуатации здания тепло расходуется на поддержание необходимых параметров внутреннего микроклимата и санитарно-гигиеническое обслуживание находящихся в нем людей. Кроме того, внешняя тепловая энергия может использоваться и для обеспечения параметров микроклимата в помещениях в летний период, однако в данной работе этот вид теплопотребления не рассматривается.
Расход тепла на поддержание параметров микроклимата складывается из затрат тепловой энергии на компенсацию теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания и затрат энергии на обогрев или охлаждение поступающего в здание через вентиляцию или путем инфильтрации наружного воздуха. Поскольку затраты тепла на поддержание заданного параметров микроклимата зависят от изменений климатических параметров наружного воздуха в конкретном географическом районе, затраты тепла в течении года будут переменными. Таким образом, необходимо определение теплопотребления в годовом цикле.
Расход тепла на санитарно-гигиеническое обслуживание занятых в производстве или проживающих в здании людей сводится к обеспечению горячим водоснабжением. Расход горячей воды при этом в течение года сохраняется практически постоянным.
При одинаковых расходах тепла эксплуатационные расходы на теплоснабжение могут существенным образом отличаться из-за стоимости тепловой энергии, которая в различных регионах России существенно различается и зависит от способов ее получения. В случаях, когда источником тепловой энергии являются ТЭЦ стоимость энергии существенно ниже, чем тогда, когда она производится на мелких заводских или муниципальных (квартальных) котельных.
В табл. 3.1 приведены данные о стоимости тепловой энергии в некоторых регионах России. Там же для сравнения указаны среднеевропейские цены. Обращает на себя внимание существенная разница в стоимости энергии в России и Европе. В тоже время вхождение России в европейскую экономику позволяет предположить интенсивный (опережающий) рост стоимости тепловой энергии в отечественной практике. Последнее обстоятельство целесообразно учитывать при изучении интегральных затрат на эксплуатацию зданий.
Горячее водоснабжение является неотъемлемой составляющей культурно-бытового обслуживания населения. Для лшлых зданий расход горячей воды нормируется на одного жильца, а ее стоимость определяется соответствующим тарифом. На промышленных предприятиях горячее водоснабжение имеет четкую ступенчатую организацию.(29,50561).
Первая ступень охватывает внутрицеховые помещения и устройства повсеместного обслуживания, которые наиболее приближены к рабочим местам и многократно используются в течение рабочего времени.
Вторая ступень - общецеховые и межцеховые (на несколько цехов) помещения и устройства, которыми пользуются ежедневно в обеденное время, а также после работы.
Третья ступень - заводские или общезаводские (на группу предприятий) объекты и учреждения.
Четвертая ступень - объекты районного значения. Эти объекты обычно кооперированы с объектами жилой зоны, а также с аналогичными учреждениями других промышленных предприятий, расположенных в одном промышленном районе.
Физический износ конструктивных элементов зданий
Физический износ здания наступает при исчерпании его надежности. Под надежностью здания понимается свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя при этом свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение заданного промежутка времени.(60).
В процессе проектирования и конструирования здания закладывается его расчетная надежность путем использования нормативных значений необходимых параметров изделий и материалов. При изготовлении обеспечивается фактическая надежность, зависящая от соблюдения проектных требований к материалам, деталям, сборке и монтажу. После изготовления надежность должна поддерживаться на требуемом уровне правильной организацией по эксплуатации зданий.
В процессе эксплуатации на надежность здания влияют внешние воздействия, система технического обслуживания, техническая квалификация обслуживающего и ремонтного персонала. Влияние воздействий среды на надежность зданий, в т.ч. промышленных с различными агрессивными средами можно проследить по ежегодным отчислениям на ремонт конструкции (табл. 4.1) [94].
Многочисленные обследования эксплуатируемых зданий показывают, что снижению надежности производственных зданий способствуют недостатки технологического проектирования. Зачастую используются более дешевые технологические агрегаты, в которых не предусмотрена герметизация технологических процессов. Применение открытых и полуоткрытых процессов способствует созданию агрессивных производственных сред.
Многолетний опыт эксплуатации зданий из традиционных строительных материалов при неагрессивных или слабоагрессивных средах позволил установить сроки их эксплуатации и определить количество необходимых капитальных ремонтов (см. табл. 2.8). Однако в конце прошлого, начале текущего века конструкции зданий существенно изменились. Резкое повышение теплотехнических требований привело к отказу от традиционных однослойных ограждающих конструкций.
В многослойных стенах в настоящее время используются материалы, срок службы которых резко различается. Если несущая часть стены (легкий или тяжелый бетон, кирпич) обладают достаточной долговечностью, то долговечность теплоизоляционных материалов в несколько раз ниже. Возникает проблема обеспечения ремонтопригодности и, соответственно увеличения их первоначальной стоимости.
Приведенные выше материалы показывают, что обеспечение необходимой надежности может осуществляться за счет увеличения первоначальной стоимости здания и отдаления за счет этого сроков восстановительных ремонтов, т.е. сокращения затрат на эксплуатацию.(21,31,49). С экономической точки зрения оптимальным будет вариант, при котором обеспечивается условие:
В тех случаях, когда на время ремонта, эксплуатация здания должна быть прекращена необходимо учитывать возникающие при этом издержки.
Здание представляет собой систему, состоящую из тесно взаимосвязанных, взаимозависимых и взаимодополняющих подсистем, в своей совокупности обеспечивающих функциональное предназначение здания и его функционирование в течение заданного срока службы.(7,21). Можно выделить три основных подсистемы: строительную, технологическую и жизнеобеспечивающую (инженерную).
Определяющей функциональное назначение, размеры, архитектуру и другие характеристики здания является технологическая подсистема, состоящая из комплексов технологического и вспомогательного оборудования, технологических конструкций и технических средств. Изменчивость свойств технологической подсистемы во времени существенно отражается на экономических характеристиках здания.
Многочисленными исследованиями [33,93] установлено, что срок рационального использования технологических процессов и соответствующего оборудования колеблется от 2 до 25 лет в зависимости от отрасли промышленности. В связи с частой сменой технологического процесса возникает проблема морального износа производственного здания, т.е. здание перестает удовлетворять требованиям задолго до исчерпания несущей способности строительных конструкций.
В мировой практике строительства существует два принципиально отличающихся друг от друга направления решения проблемы морального износа промышленных зданий. (93).
