Критерий по обеспечению надежности и безопасности применяемых при реконструкции фасадов зданий жилой застройки технических решений представляется одним из наиболее важных составляющих выстраиваемой нами иерархии. Требуется обеспечить несущую способность элементов каркаса, провести расчеты запаса прочности грунтов оснований, фундаментов и наружных стен зданий. Ответственным моментом является выбор крепежных элементов, для осуществления которого требуется проведение их натурных испытаний.
Важным параметром, определяющим надежность и безопасность реализованных решений, является качество выполнения строительно-монтажных работ. Контроль качества должен осуществляться ответственными представителями проектной организации (авторским надзором), заказчика (техническим надзором) и инспектирующими органами. Наибольшая же ответственность за качество выполненных работ, по нашему мнению, должна быть возложена непосредственно на подрядную организацию.
Применяемые при реконструкции жилой застройки фасадные технологии должны иметь заключения специализированных организаций по их пожарной и санитарно- эпидемиологической безопасности.
Рассмотренные вопросы по обеспечению надежности и безопасности реконструируемой жилой застройки и применяемых фасадных технологий имеют непосредственное влияние на их долговечность. Соблюдение прописанных условий во многом способно обеспечить нормативный срок эксплуатации, составляющий не менее 30 лет для зданий II уровня ответственности и не менее 50 лет для зданий I уровня ответственности. Однако вопрос по обеспечению требуемой долговечности был выделен отдельным критерием, исходя из отсутствия значительного практического опыта применения современных фасадных технологий на территории нашей страны. Установленные же нормы и правила базируются на результатах лабораторных исследований и проведенных расчетов.
В соответствии с этим, для выявления объективных факторов, определяющих долговечность применяемых фасадных решений, было проведено натурное обследование одного из реконструированных объектов типовой жилой застройки после семи лет эксплуатации на территории города Москвы. Данное обследование, включившее в себя визуальную оценку и лабораторные исследования основных конструктивных элементов фасадной системы, отобранных с пяти демонтированных участков, позволило определить основные критерии, влияющие на ее долговечность и составить рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации аналогичных конструкций. В результате в выстроенную иерархическую модель были внесены следующие параметры: долговечность применяемых материалов, определяемая конструктивным решением системы; характеристики применяемых материалов; экологическая характеристика района реконструкции; качество эксплуатации, проведения строительно-монтажных и ремонтно-восстановительных работ.
По данным проведенных социологических опросов было выявлено, что среди основных факторов, определяющих уровень комфортабельности проживания населения, влияние на которые может оказать реконструкция фасадов, можно выделить следующие критерии: устранение существующих дефектов ограждений (протечки и промерзания); создание оптимальных температурно-влажностных режимов; повышение наружной шумоизоляции. Кроме того, следует отметить, что важным фактором, требующим дополнительного учета при проведении строительно-монтажных работ, сопровождающихся рядом неудобств для населения, является их продолжительность.
На сегодняшний день при организации тендеров и аукционов по выбору методов проведения строительных работ, подрядных и эксплуатирующих организаций основополагающими критериями являются стоимостные характеристики. В рамках разрабатываемой нами методики учет экономических факторов также является одним из основных критериев, но не единственно-определяющим. Постановка вопроса заключается не в экономии средств, а в оптимизации расходов. Под оптимизацией расходов понимается сокращение затрат на проектирование, строительно-монтажные работы, материалы и комплектующие системы, а также эксплуатацию и ремонтно-восстановительные работы с обязательным соблюдением условий по сохранению качества конечного результата.
Полученная иерархия представляется системой, позволяющей единовременно учесть широкий комплекс критериев всех уровней. Центральным же вопросом иерархии является следующий: насколько сильно влияют отдельные факторы каждого из уровней иерархии на вершину - основную цель?
В соответствии с этим на втором этапе исследования, решение задачи сводится к последовательному попарному сравнению элементов иерархии от верхнего до нижнего уровня. Сравнение осуществляется по описанной ранее шкале относительного влияния элементов системы на ее вышестоящий уровень в диапазоне от 1/7 до 7, а полученные результаты заносятся в квадратную матрицу.
Для определения степени влияния каждого из элементов системы на общую цель, на третьем этапе вычисляются вектора приоритетов из полученных матриц по следующей формуле:
(?i.1 х ?i.2 … х ?i.n)1/n
?i = ------------------------ , (1)
?ni=1 (?i.1 х ?i.2 … х ?i.n)1/n
где ?i - значение вектора приоритетов i-ой строки матрицы;
n - количество столбцов (строк) матрицы;
?i.1 , ?i.2 , … , ?i.n - элементы матрицы i-ой строки.
По окончанию расчетов выполняется проверка согласованности построенной матрицы сравнений и вектора приоритетов за счет определения следующих параметров:
- ?max - максимальное или главное собственное значение вектора, отражающее пропорциональность суждений. Чем ближе ?max к n, тем более согласован результат.
- ИС - индекс согласованности. Указывает на величину отклонения от согласованных суждений и определяется по формуле:
ИС = (?max -n)/(n-1) , (2)
- ОС - отношение согласованности. Определяется по формуле:
ОС = ИС / СИ , (3)
где СИ - случайный индекс: табличная величина, зависящая от количества строк (столбцов) матрицы.
Значение ОС, меньшее или равное 0,10, считается приемлемым.
Если полученное значение ОС более 0,10, проводятся поправки матрицы и перерасчет векторов до получения согласованного результата.
На четвертом этапе исследования рассматриваются возможные варианты решения поставленной задачи. По формуле (1) производится расчет их весовых характеристик, т.е. определяется степень возможности решения комплекса поставленных задач каждым из рассматриваемых вариантов, по результатам чего выбирается наилучший.
Таким образом, на основании сформированной иерархической модели, используя описанную методику расчетов, можно для каждого конкретного реконструируемого района рассчитать и оценить влияние всех определяющих критериев. Решение данной задачи позволяет в конечном итоге выбрать наиболее приемлемый (оптимальный) вариант ее реализации.
Глава 3. Апробация разработанной методики анализа эффективности реконструкции фасадов зданий на примере жилых районов города Москвы, принятие оптимальных решений. Для проверки «работоспособности» разработанной методики была проведена ее апробация на примере трех районов города Москвы, отличных по своим архитектурным, транспортным и экологическим характеристикам: 1) район Левобережный, вдоль Ленинградского проспекта; 2) район Царицыно, по улице Бехтерева; 3) район Якиманка, возле метро Полянка.
Для каждого района были выполнены попарные сравнения элементов всех уровней иерархической структуры и построены соответствующие матрицы. Далее были вычислены векторы приоритетов, т.е. определены степени влияния всех критериев на общую цель, и проведена проверка их согласованности. Полученные значения вектора приоритетов, умноженные для наглядности на сто, были занесены в иерархию, т.е. указаны весовые характеристики каждого критерия. Фрагмент проведенных расчетов и полученных результатов для района Левобережный отображен на рисунке 4.
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
Вектор приоритетов |
Проверка согласованности |
|||||
|
I |
1 |
4 |
1/2 |
1 |
1 |
2 |
0,182 |
6,08 |
0,02 |
1,24 |
0,02 |
|
|
II |
1/4 |
1 |
1/4 |
1/3 |
1/3 |
1/2 |
0,056 |
|||||
|
III |
2 |
4 |
1 |
2 |
3 |
3 |
0,331 |
|||||
|
IV |
1 |
3 |
1/2 |
1 |
1 |
2 |
0,173 |
|||||
|
V |
1 |
3 |
1/3 |
1 |
1 |
2 |
0,162 |
|||||
|
VI |
1/2 |
2 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1 |
0,096 |
|||||
|
? 1,00 |
?max |
ИС |
СИ |
ОС |
Рис.4. Пример составления и расчета матрицы попарных сравнений
Следует отметить, что полученные весовые характеристики одних и тех же факторов для различных районов имеют значительные отличия. Это указывает на прямую зависимость критериев иерархии от характеристик рассматриваемой жилой застройки. На рисунке 5 представлен график сравнения данных величин для первого уровня иерархии.
Рис.5. Сравнение весовых характеристик критериев первого уровня
После получения результатов весовых характеристик, дальнейшим этапом работы предусматривается выбор наиболее оптимального решения по применению фасадных систем при реконструкции рассматриваемых районов.
На основе анализа различных вариантов установлено, что в настоящее время наиболее широкое распространение на территории РФ имеют следующие семь технологий:
Вариант 1. Навесная вентилируемая фасадная система с облицовкой керамическим гранитом 600х600.
Вариант 2. Навесная вентилируемая фасадная система с облицовкой крупноразмерными фиброцементными панелями (типа «Минерит»).
Вариант 3. Навесная вентилируемая фасадная система с облицовкой армированными тонированными стеклянными панелями.
Вариант 4. Невентилируемая фасадная система с облицовочным штукатурным слоем.
Вариант 5. Навесная вентилируемая фасадная система с облицовкой мелкоразмерной бетонной окрашенной плиткой 600х100 (типа «Марморок»).
Вариант 6. Навесная вентилируемая фасадная система с облицовкой алюмокомпазитными панелями.
Вариант 7. Комбинированный вариант из различных фасадных систем.
Отметим, что в соответствии с поставленной задачей, выбор данных вариантов является ориентировочным и может быть в значительной степени расширен в силу развития промышленной индустрии и распространения других аналогичных технологий.
На данном этапе проведения расчетов выбранные для сравнения фасадные технологии получили итоговые весовые значения. Однако для достижения максимальной эффективности проведения реконструкционных работ следует детально рассмотреть как характеристики описанных технологий, так и методы проведения работ, дальнейшей эксплуатации и др. В связи с этим на данном этапе исследования автором предлагается сократить количество рассматриваемых вариантов с целью последующего более детального рассмотрения описанных характеристик. Сокращение альтернативных решений предлагается осуществить по следующей схеме, разработанной автором в рамках проводимого исследования.
Так как сумма значений итогового вектора приоритетов равна единице, в качестве краевой границы отбора приемлемых вариантов предлагается выбрать значение, получаемое по формуле:
Lкр = 1 / m , (4)
где Lкр - краевая граница отбора;
m - количество альтернативных вариантов решения.
Для дальнейшего рассмотрения следует оставлять те варианты, значения весовых характеристик которых больше или равны Lкр.
В нашем случае Lкр принимается равным 0,1429 для всех рассматриваемых вариантов, так как количество альтернативных решений на первом этапе для всех районов принято равным семи. На рисунке 6 представлен график отбора наиболее оптимальных решений для трех рассматриваемых районов, из которого для дальнейшего рассмотрения выбраны следующие варианты:
Район №1 - варианты №1, №5;
Район №2 - варианты №2, №4;
Район №3 - варианты №4, №7.
Рис.6. График отбора оптимальных вариантов проведения реконструкции
Для выбора наилучшего решения из двух ранее отобранных для каждого района были проведены дополнительные расчеты на основе углубленной детализации и уточнения характеристик этих вариантов. Расчеты проводились по аналогии с описанной ранее методикой. В результате по каждому рассматриваемому району были определены следующие окончательные решения:
- Район №1 (Левобережье) - наиболее целесообразным является применение фасадной технологии с облицовкой плиткой типа «Марморок» различных цветов. Допускается применение той же облицовки одного цвета.
- Район №2 (Царицыно) - наиболее целесообразным является применение фасадной технологии с облицовкой крупноразмерными фиброцементными панелями типа «Минерит» различных цветов. Допускается применение фасадных технологий с облицовочным штукатурным слоем и окраской в различные цвета.
- Район №3 (Якиманка) - наиболее целесообразным является применение фасадной технологии с облицовочным штукатурным слоем и обязательным применением малых архитектурных форм. Допускается применение навесных вентилируемых фасадных систем с применением в качестве облицовки комбинированных систем и созданием на фасадах объемных декоративных изображений, малых архитектурных форм - карнизов, пилонов, сандриков и др.
По результатам выполненных расчетов и полученных решений для трех рассматриваемых районов была подтверждена научная гипотеза исследования о возможности системного управления градостроительно-архитектурным обликом, технико-экономическими и социальными характеристиками сложившейся типовой жилой застройки городов при ее реконструкции с применением современных фасадных технологий