СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ВОЗВЕДЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ ИЗ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ

IMPROVEMENT TECHNOLOGICAL SOLUTIONS OF CONSTRUCTION OF INDIVIDUAL RESIDENTIAL BUILDINGS FROM INDUSTRIAL SANDWICH PANELS

Общая характеристика.

Актуальность темы. В жилищном строительстве сэндвич-панели применяются для строительства быстроcборных каркасных домов, эффективность технологий монтажа которых заключается в сокращении трудоемкости, стоимости, продолжительности их возведения, а также в ускорении ввода в эксплуатацию законченных строительством объектов.

Актуальность темы заключается в следующем: к 2011 году в жилищном строительстве как в РФ, так и за рубежом стали применяться либо излишне крупные в плане (более 3х6 м), либо очень маленькие (до 1х1 м) сэндвич-панели, имеющие высокие стоимость и трудоемкость монтажа ввиду необходимости дорогого кранового оборудования. В следствие чего возникла научная и практическая задача, связанная с разработкой более эффективных технологий возведения жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей. Однако алгоритм разработки до сих пор не обоснован.

Исходя из этого возникает ряд задач, которые необходимо решить для достижения основной цели, заключающейся в совершенствовании технологических решений возведения.

К таким научным задачам относятся:

-оценка состояния существующих моделей;

-выполнение анализа строительных процессов возведения индивидуальных жилых домов в РФ и за рубежом;

-создание модели усовершенствованных решений возведения жилых домов из оптимальных по размеру сэндвич-панелей с минимумом кранового оборудования;

-проведение оценки технологичности и технико-экономической эффективности.

Научная новизна работы состоит в следующем:

-были улучшены технологические решения монтажа сэндвич-панелей, состоящих из облицовочных обшивок, каркаса и минераловатныx плит;

-предложен метод моделирования решений, предназначенных для усовершенствования строительных процессов возведения;

В качестве предмета исследования выступают параметры технологических процессов возведения.

Объектом исследования является строительный процесс возведения индивидуальных жилых домов способом монтажа индустриальных сэндвич-панелей.

На защиту выносятся следующие результаты научных исследований:

-новый подход к разработке усовершенствованного варианта строительного процесса возведения с помощью метода моделирования;

-новые улучшенные технологические решения возведения быстросборных жилых домов из уже оптимизированных по размерам 1,2x3,6 м индустриальных сэндвич-панелей;

-экономическая эффективность и технологичность применения рациональных решений возведения.

Основное содержание статьи.

С помощью методов системного анализа, синтеза и моделирования (основной целью которого являются исследование объектов реального мира на основе математической модели и оценка полученных результатов, о чем говорится в работе 1) разработаны основы усовершенствования технологических решений возведения жилых домов из оптимизированных по размеру сэндвич-панелей.

Основные технологические параметры возведения коттеджей (затраты труда, машинного времени, стоимость и продолжительность работ) предлагается оценивать интегральным суммированием системных затрат как на стадиях проектирования и строительства  (одним из этапов подготовительного периода в строительстве является процесс вертикальной планировки строительной площадки, получаемой искусственным изменением рельефа местности согласно проектным данным. Об этом говорится в работе 4), так и на всех остальных этапах жизненного цикла – содержания , ремонта , реконструкции , демонтажа  и утилизации  с помощью модели в виде системного множества, стремящегося к максимуму:

 

, (1)

 

Где   – затраты жизненного цикла,  - затраты на стадиях подготовки, проектирования и строительства,  - затраты на этапах эксплуатации, ремонта и реконструкции,  - затраты на этапах демонтажа, транспортировки и утилизации дома.

Постановка научных задач:

1.Обосновать оптимальные размеры панелей;

2.Обосновать оптимальный вид узлов соединения панелей между собой.

3.Обосновать оптимальную последовательность строительных операций монтажа.

Для решения данных задач выявлены 3 зависимости: снижение удельной трудоемкости монтажа от фактора влияния №1 - увеличения площади индустриальных сэндвич-панелей; от фактора №2 - повышения степени быстроты соединений сэндвич-панелей; снижение трудоемкости возведения жилых домов от фактора №3 - использования оптимальных по размеру (1,2x3,6 м) сэндвич-панелей.

Методами математической статистики и теории вероятности рассчитаны модели, адекватные выявленным на рис. 5 зависимостям:

  (2)

 .     (3)

 

Степень рациональности планировочных решений, %Удельная трудоемкость монтажа, y     

Площадь одной сэндвич-панели, м^2, x

 

Рис. 5. Зависимость снижения удельной трудоемкости монтажа индивидуальных жилых домов от фактора №1: А - зависимость снижения рациональности объемно-планировочных решений быстросборных домов от увеличения площади сэндвич-панелей;  - точка оптимальности; В - зависимость снижения трудоемкости монтажа от увеличения площади сэндвич-панелей;  - точка оптимальной площади; 1- 5 - мелкие панели; 6-8 - средние панели; 9-12 – крупные панели; С - оптимальная площадь панели 4,3 (1,2x3,6 м); • - экспериментальные значения; - экспертные оценки.

Удельная трудоемкость монтажа,     

 

Вид узлов соединений по степени быстроты сборки, x^,

 

 

 

Рис. 6. Зависимость снижения удельной трудоемкости монтажа индивидуальных жилых домов от фактора №2: 1 - дополнительные соединительные элементы; 2 - сварка; 3 - зaмоноличивание; 4 - накладные пластины; 5 - болты; б - сaморезы; 7 - паз-гребень; 8 - болты и сaморезы; 9 - винты; 10 – технология соединения; А – максимум трудоемкости; В - минимум трудоемкости.

Следующая адекватная модель, рассчитанная методами математической статистики и теории вероятности, соответствует зависимости, выявленной на рис. 6:

 

, (4)

 

Где  - удельная трудоёмкость монтажа;  - вид узлов соединений.

Библиографический список

1.                     Serdyuchenko V.M., Sergeev A.E. Mathematics in land management. Colloquium-journal. 2019. № 5-1 (29). С. 13-16.

2.                     Никольский М.С., Возведение стен и перегородок деревянного дома // Строительство: новые технологии, новое оборудование / соавторы Казаков Ю.Н., Пискун А.Е. -М. : 2010. - М 9. - С. 11-16.

3.                     Никольский М.С. Обоснование рациональных и технологических решений новой быстровозводимой системы «модульный город» // Кровли и изоляционные материалы. - 2009. - К 4-6. - С. 62-64.

4.                     Янова А.А., Сергеев А.Э. Составление проекта вертикальной планировки строительной площадки. Colloquium-journal. 2019. № 7-1 (31). С. 63-66.