Методы обеспечения эксплутационных качеств, долговечности и надежности зданий и сооружений
12.Информационные системы управления объектами недвижимости Эффективное управление городским хозяйством, в современных условиях, возможно при использовании современных компьютерных технологий, позволяющих оперативно решать задачи административного, технического и планировочного направлений городской информационной инфраструктуры. Создание системы, способной охватить все направления управления городским хозяйством — сложная задача, обусловленная как широким разнообразием решаемых вопросов, так и большими объемами перерабатываемой информации. Городское хозяйство – это единый организм, единая многоуровневая система: имеющая свою иерархию. Целостное функционирование этой системы становится результатом взаимодействия всех ее уровней иерархии. Архитектура создаваемой информационной системы должна соответствовать иерархии органов государственного управления. В связи с этим в структуру органов муниципального управления вводится муниципальное учреждение «Информационно-аналитический центр по управлению городским хозяйством». В структурах администраций районов, департаментов и служб, осуществляющих тактическое и оперативное управление городским хозяйством, создаются информационно-аналитические центры по сферам деятельности. Система сбора, обработки, передачи информации, а также структура информационных потоков соответствует перечню решаемых задач и иерархии подчинения Основной задачей высшего уровня является стратегическое управление муниципальным образованием, определяющее долгосрочную ориентацию его развития в целом и отдельных сфер объектов и территорий (стратегический план, концепция развития и т.д.). Остальные уровни иерархии осуществляют тактическое и оперативное управление городским хозяйством.Стратегическое управление городским хозяйством подразумевает управление комплексным социально-экономическим развитием муниципального образования, включающим взаимно согласованные программы развития всех сфер его деятельности. В основе стратегического управления лежит единая обобщенная информационная база данных об объектах недвижимости, населении, экологии и др., заложенная в подсистему информационного обеспечения процесса управления. Результатом аналитической работы последней являются перспективные планы и целевые программы развития городского хозяйства
Концепция управления городским хозяйством
Основными направлениями городской информационной инфраструктуры, которые должна охватывать информационная система являются - административное направление, основанное на ведении больших баз данных; - техническое направление, включающее выполнение проектных, технологических, строительных задач, контроль за состоянием объектов; - планировочное направление, включающее разработку генпланов городов и территорий, планов застройки, а также защиту окружающей среды.
Автоматизация каждого из этих видов деятельности достигается различными системными средствами. Административное направление основано на применении систем управления базами данных (СУБД), техническое – предполагает использование систем автоматизированного проектирования (САПР), планировочное – геоинформационных систем (ГИС). Разработанная информационно-аналитическая система объединяет все выше перечисленные системные средства в рамках единой информационной среды и способна решать все указанные задачи. 13.Оценка технического состояния строительных конструкций и инженерного оборудования по результатам визуального обследования Критерием оценки технического состояния здания в целом и его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ – это утрата ими первоначальных технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия природно-климатических факторов и жизнедеятельности человека. В процессе многолетней эксплуатации конструктивные элементы и инженерное оборудование под воздействием физико-механических и химических факторов постоянно утрачивают свои эксплуатационные качества. Под утратой технико-эксплуатационных качеств понимается снижение конструктивными элементами зданий прочности, жесткости, стойкости под влиянием разрушающих воздействий окружающей среды. Вследствие снижения этих качеств, здания со временем подвергаются старению и разрушению. Кроме множества разрушающих факторов старение, износ жилых зданий и их конструкций зависят также от различных местных условий, соблюдения требований по эксплуатации и содержанию зданий, системы технического обслуживания и ремонтов как здания в целом, так и различных элементов конструкций. В теории различают две стадии физического износа здания: устранимый и неустранимый. Первая стадия физического износа характеризуется ухудшением технико-экономических показателей эксплуатации здания. На этой стадии снижение потребительских качеств является следствием увеличения потока отказов в работе конструктивных элементов и инженерных систем здания, в результате этого сокращается срок эксплуатации объекта, увеличиваются эксплутационные затраты (затраты на техническое обслуживание, текущий ремонт и т.д.). Признаком неустранимого физического износа является то, что дальнейшая эксплуатация здания становиться недопустимой по условиям обеспечения требований безопасной эксплуатации объектов жилищного фонда. Следует отметить, что существуют методики нелинейного расчета неустранимого физического износа, причем степень нелинейности часто является функцией качества эксплуатации. При эксплуатации сооружений различают силовое воздействие нагрузок, вызывающее объемное напряженное состояние, и агрессивное воздействие окружающей среды, в результате чего сооружения быстро изнашиваются и выходят из строя. Агрессивной является среда, под воздействием которой изменяются структура и свойства материалов. Это приводит к непрерывному снижению прочности и разрушению структуры: такое разрушение называется коррозией. Вещества и явления, способствующие разрушению и коррозии, называются стимуляторами или факторами, содействующими коррозии. Вещества и явления, затрудняющие и замедляющие разрушение и коррозию, называются пассиваторами, или ингибиторами коррозии. Агрессивность или пассивность среды не имеют универсального характера, т. е. они могут меняться ролями: в одних условиях определенная среда агрессивна, в других – она же пассивна. Так, теплый влажный воздух весьма агрессивен по отношению к стали, а бетон он упрочняет. Разрушение строительных материалов носит весьма разнообразный характер: химический, электрохимический, физический, физико-химический. Классификация агрессивности сред и их воздействия приведена в СНиПе 2.03.11-85 агрессивные среды делятся на газовые, жидкие и твердые. Газовые среды - это такие соединения, как сероуглерод (CS2), углекислый газ (СО2), сернистый газ (S02) и др. Их агрессивность характеризуют три главных показателя: вид и концентрация газов, их растворимость в воде, влажность и температура газов. Жидкие среды - это растворы кислот, щелочей и солей, а также масла, нефть, растворители и др. Агрессивность таких сред определяется тремя показателями: концентрацией агрессивных агентов, их температурой, скоростью движения или величиной напора у поверхности конструкции. Коррозионные процессы протекают более интенсивно в жидких агрессивных средах. Твердые среды - это пыль, грунты и т. п. Их агрессивность оценивается четырьмя показателями: дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окружающей среды. Особенно активную роль в твердых средах играет влага. Разнообразные климатические и гидрогеологические условия строительства в нашей стране, а также внутренние воздействия, вызванные происходящими в сооружениях процессами, не всегда позволяют найти оптимальные решения, учитывающие все виды воздействия на долговечность, экономичность и другие показатели. Поэтому весьма важно, чтобы персонал эксплуатационной службы учитывал и анализировал специфические воздействия на сооружения, что содействует обеспечению их заданной долговечности. Воздействие воздушной среды. Загрязненный воздух особенно в сочетании с влагой приводит к преждевременному износу, коррозии, растрескиванию и разрушению строительных конструкций. Вместе с тем в чистой и сухой атмосфере камни, бетон и даже металлы могут сохраняться сотни и тысячи лет, что свидетельствует о слабой агрессивности (или ее полном отсутствии) такой воздушной среды. Наиболее интенсивными загрязнителями воздуха являются продукты сгорания различных видов топлива. Поэтому в городах и промышленных центрах металлы коррозируют в 2-4 раза быстрее, чем в сельской местности, где сжигается меньше угля и нефтепродуктов. К основным продуктам сгорания большинства видов топлива относятся углекислый (СО2) и сернистый (SO2) газы. При растворении углекислого газа в воде образуется углекислота - конечный продукт сгорания многих видов топлива: она разрушающе воздействует на бетон и другие строительные материалы. При растворении сернистого газа в воде образуется серная кислота, также разрушающая бетон. Воздействие грунтовой воды. Имеющаяся в природе грунтовая вода может быть: связанной (химически, гигроскопически), свободной, парообразной. Грунтовая вода взаимодействует физически и химически с минеральными и органическими частицами грунта и представляет собой раствор с изменяющимися концентрацией и химическим составом, что отражается на степени ее агрессивности, повышающейся или снижающейся с течением времени возле подземных частей сооружений. Грунтовая вода по капиллярам перемещается вверх на значительную высоту и обводняет верхние слои грунта. В некоторых условиях капиллярные и грунтовые воды могут сливаться и устойчиво обводнять подземные части сооружений, в результате чего усиливается коррозия конструкций, снижается прочность оснований. Известно много разновидностей агрессивности грунтовых вод; из них чаще всего выделяют общекислотную, выщелачивающую, сульфатную, магнезиальную и углекислотную - в зависимости от содержания в воде соответствующих примесей и их концентрации, указанных вСНиП 2.03.11-85. Воздействие отрицательной температуры. Некоторые конструкции, например, цоколь, находятся в зоне переменного увлажнения и периодического замораживания. Отрицательная температура (если она ниже расчетной или не приняты специальные меры для защиты конструкций от увлажнения), приводящая к замерзанию влаги в конструкциях и грунтах оснований, разрушающе воздействует на здания. Эксплуатационникам следует знать, что повреждения здания из-за промерзаний и выпучивания оснований могут произойти и происходят после многих лет эксплуатации, если допущены срезка грунта вблизи фундаментов, увлажнение основания, а также под воздействием других факторов, способствующих промерзанию. Износ здания с учетом выполнения мероприятий по ремонту, наладке и обслуживанию инженерных систем и конструкций называют нормальным физическим износом и в соответствии с ним назначают нормативный срок службы здания. В частности, для жилых зданий нормативные сроки службы определяет группа капитальности здания (табл. 5.1). Классификация жилых зданий по группам капитальности
Величина физического износа – это количественная оценка технического состояния элементов здания, показывающая долю ущерба, потерю ими первоначальных физических характеристик, удовлетворяющих эксплутационным требованиям. В соответствии с действующей в настоящее время методикой физический износ здания в целом определяется путем сложения величин физического износа отдельных конструктивных элементов (по доле восстановительной стоимости каждого из них в общей стоимости здания). При этом признаки физического износа устанавливаются путем осмотра (визуальный способ) и с использованием простейших приспособлений (уровень, отвес, метр и т.п.). Методикой предусматривается в некоторых случаях вскрытие отдельных конструктивных элементов. Точность определения процента физического износа по таблицам методики находится в пределах ±5%. Признаки износа даны для каждой степени технического состояния конструктивного элемента с определенным интервалом в зависимости от ценности и условий его работы. Так, фундаменты здания работают в лучших условиях по сравнению со стенами, и для них интервал данных принят 20%, причем признаки физического износа указаны для средних значений. Износ более ценных конструктивных элементов указан с интервалом 10%, а признаки даны для крайних значений. Для определения физического износа всего здания по износу отдельных элементов пользуются математической зависимостью
где
В табл. приводится пример определения физического износа 4-этажного жилого здания.
Согласно методике, значение, вычисленное по формуле (5.1), округляют до целого числа Динамика физического износа, то есть характер его количественных изменений во времени, в зависимости от фактического срока эксплуатации, имеет большое значение при эксплуатации жилищного фонда. Разрушающие и прочие факторы по-разному влияют на износ материалов и конструктивных элементов зданий. Срок службы здания в целом зависит от долговечности его конструкции. Элементы зданий по прочности неравнозначны и сроки службы у них разные. Следует также учитывать и объективные различия разрушающих воздействий на те или иные конструктивные элементы (внутренние лестничные марши и наружные стены при сравнимых прочностных характеристиках в процессе эксплуатации испытывают совершенно разные нагрузки и т.д.). Таким образом, существует непосредственная взаимосвязь между величиной физического износа и временными факторами. Под временными факторами понимаются две характеристики – фактический возраст здания (срок эксплуатации) и его долговечность (предельный срок службы). В свою очередь, предельный срок службы определяется по продолжительности времени, в течение которого несущие конструктивные элементы жилищного здания утрачивают свою прочность. Как правило, предельный срок службы здания численно равен значению нормативного срока службы, в соответствии с группами капитальности зданий (табл.5.1). Физический износ здания, достигшего нормативного срока службы, соответствует уровню 75..80%, при условии осуществления в этот период текущих ремонтов, обеспечивающих поддержание нормального эксплуатационного состояния и капитальных ремонтов, непосредственно связанных с возмещением физического износа. Очевидно, что проведение мероприятий по простому воспроизводству (проведение текущих и капитальных ремонтных работ) существенно изменяет динамику физического износа, «приглушает» ее. Для определения эффективности деятельности эксплуатирующей организации учитываем то, что при нормальной эксплуатации объектов жилищного фонда, значения их физического износа, определяемые при проведении обследования, не должны превышать значений физического износа рассчитанных с использованием нормативных документов. Под нормальной эксплуатацией понимается такая эксплуатация объектов жилищного фонда, при которой эксплуатирующая организация производит полный комплекс работ по технической эксплуатации, т.е. проводит работы по текущему содержанию объектов, своевременный текущий и капитальный ремонт. Как отмечалось ранее, для определения физического износа всего здания по износу отдельных элементов используют формулу (рис. 5.1), а физический износ здания в целом определяют путем сложения величин физического износа отдельных конструктивных элементов (по доле восстановительной стоимости каждого из них в общей стоимости здания). Тогда для объекта можно получить график изменения физического износа, характеризующий его техническое состояние в течение всего периода эксплуатации.
Физический износ разных конструктивных элементов, с различными сроками службы(ВСН 53-91р)
В течение периода эксплуатации здания можно выделить три основных фазы общего процесса физического износа: - первая фаза (эксплуатация в пределах 25% нормативного срока службы) характеризуется усиленным нарастанием износа вследствие дефектов, связанных с качеством материалов, изделий и конструкций, качеством самих строительно-монтажных работ при возведении зданий, а также в связи с самой эксплуатацией (начальный период эксплуатации сопровождается осадкой фундаментов и т.д.); - во второй фазе (продолжительность составляет порядка 50% нормативного срока службы) процесс износа конструктивных элементов и здания в целом замедляется в результате проведения текущих и капитальных ремонтов, замены и обновления конструктивных элементов; - третья фаза (период эксплуатации объекта характеризуется повторным усиленным нарастанием износа конструктивных элементов вследствие накопления эксплуатационной усталости), соответствует периоду, когда конструктивные элементы подвержены усиленному разрушению. На этой стадии износ здания остановить и компенсировать практически невозможно. Производятся только поддерживающие ремонты для сохранения и поддержания зданий и строений в допустимом техническом состоянии до момента их комплексной реконструкции или сноса. Следовательно, динамика физического износа может быть представлена в виде следующей схемы (рис. 5.2):
Динамика физического износа (Ф) в процессе эксплуатации (использования) объекта недвижимости Сроки службы конструктивных элементов Важнейшей составляющей понятия надежности является время. В зависимости от эксплуатационных требований к изделию и его состояния используются следующие временные интервалы: - время работы – интервал времени, на протяжении которого здание работает безотказно; - запланированное время работы – интервал времени, в течение которого здание должно работать: - время ремонта – интервал времени, на протяжении которого выполняется весь комплекс работ, связанный с обнаружением неисправностей, заменой, ремонтом и проверкой. Рассмотрение этих видов интервалов времени имеет существенное значение при оценке надежности и эффективности любой системы. Время работы является понятием, связанным с состоянием конструкции и оборудования здания, и определяется с помощью интегральной функции распределения. Интервалом времени можно характеризовать также ремонтопригодность – вероятность того, что отказавший элемент будет доведен до рабочего состояния за время ремонта, не превышающее заданное (при выполнении ремонта в определенных условиях), и восстанавливаемость – вероятность того, что отказавший элемент будет приведен в рабочее состояние за время неисправного состояния, не превышающее заданное время (при определенных условиях). В нормах даны некоторые характеристики интервалов времени при определении надежности применительно к зданиям: - ресурс – наработка изделия до определенного состояния, оговоренного в технической документации; - срок службы – календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния (оговоренного в технической документации) или до списания; - срок гарантий – период, в течение которого изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение установленных требований к изделию при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортирования; - наработка на отказ – среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами. Сроки службы конструктивных элементов и инженерного оборудования
Информационное обеспечение оценки качества эксплуатации объекта недвижимости (ИАС ЖКХ)
График зависимости изменения физического износа здания от периода и качества эксплуатации (ИАС ЖКХ) Снижение физического износа на графике в различные периоды эксплуатации характеризуется своевременным проведением капитальных ремонтов здания, а также полной заменой отдельных сменяемых конструктивных элементов в случае окончания их срока службы. Анализируя данные изменения физического износа здания в течение всего периода эксплуатации на графике можно выделить области, соответствующими минимальным и максимальным значениям физического износа для различных периодов службы здания при следующих режимах эксплуатации: - зона нормальной эксплуатации, при своевременном проведении капитальных ремонтов и замене элементов - зона предельных отклонении, при своевременном проведении ремонтных работ на основных конструктивных элементах (кровля, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение, канализация, отопление, разные элементы); - зона неудовлетворительной эксплуатации, при своевременном проведении ремонтных работ на двух из основных конструктивных элементах; - зона недопустимой эксплуатации, без проведения каких-либо ремонтов и замен элементов. Моральный износ зданий Помимо физического износа здание стареет морально. Моральный износ наступает независимо от физического материального износа и представляет собой снижение и утрату эксплуатационных качеств зданий, вызываемую изменением нормативных требований к их планировке, благоустройству, комфортности. В связи с ростом материальной обеспеченности населения города моральный износ здания часто наступает раньше, чем физический. Моральное старение, или износ сооружений, различают двух форм - первой (М1) и второй (М2). Моральный износ первой формы
где
Определение морального старения второй формы более сложно и индивидуально, поэтому еще нет официальной методики его расчета. Моральный износ второй формы
где
В отличие от морального износа первой формы, не связанного с дополнительными затратами, устранение морального износа второй формы сопряжено с необходимостью проведения капитального ремонта, переоборудования и модернизации зданий, что поглощает почти треть стоимости капитального ремонта, а иногда и больше. Допустимая величина затрат на устранение морального износа существующего здания не должна превышать затрат на новое строительство здания, равного по площади, но отвечающего требованиям новой технологии и благоустройства. Моральный износ происходит скачкообразно по мере изменения требований к жилью. Так, если раньше требования к жилью не изменялись столетиями, то теперь они сохраняются не более десяти лет. Например, сегодня делается упор на замену газовых колонок централизованным горячим водоснабжением и т. п. Суммарная величина морального износа
Заменяя получаем где
Моральный износ можно уменьшить только путем реконструкции. Сложившаяся тенденция увеличения объемов капитального ремонта и реконструкции жилищного фонда обусловливается объективным усилением интенсивных факторов в развитии народного хозяйства. Возрастание жилищного фонда и улучшение условий проживания населения происходит в двух взаимосвязанных формах: новое строительство и реконструкция (модернизация, капитальный ремонт). Динамика и пропорции двух форм воспроизводства жилищного фонда всегда определялись и будут определяться общими народнохозяйственными задачами для конкретных исторических отрезков времени. Весь послевоенный период характеризуется высокими темпами жилищного строительства. Такой экстенсивный путь развития был связан с необходимостью скорейшего удовлетворения потребности в жилищах. По мере наращивания жилищного фонда и повышения уровня жилищной обеспеченности усиливается роль приоритетов в сторону возрастания требований к качеству не только строящихся зданий, но и к условиям проживания в ранее построенных домах. Значение реконструкции и капитального ремонта жилищного фонда заключается прежде всего в обеспечении прироста социального результата, сопоставимого с получаемыми результатами в новом строительстве при существенно более низком уровне затрат. Оценивая с позиций конечного результата различные формы обновления, следует отметить, что реконструкция дает наибольшее снижение физического и морального износа. Последнее имеет особое значение. В результате научно-технического прогресса происходит ускоренное развитие морального износа жилищного фонда, который проявляется в несоответствии объемно-планировочных и конструктивных качеств, уровня благоустройства и инженерного оборудования возросшим потребностям населения. Это наглядно подтверждается положением, сложившимся с полносборными зданиями первого поколения, построенными в 1950-1960 гг. В основной массе эти здания сохранили достаточно высокую работоспособность основных конструктивных элементов, определяющих их срок службы (фундаменты, стены, перекрытия) при ухудшающихся теплотехнических и звукоизоляционных качествах ограждающих конструкций. Главное заключается в несоответствии их планировочных и комфортных характеристик (проходные комнаты, совмещенные санузлы, заниженные площади подсобных помещений и т. д.) современным и перспективным требованиям жилищного стандарта. Старение здания сопровождается во времени физическим и моральным износом его элементов и инженерных систем, но факторы, вызывающие это старение, имеют различные закономерности изменения. Если физический износ предупреждается методами технической эксплуатации, моральный износ в процессе эксплуатации предупредить невозможно. Поскольку моральный износ вызывается научно-техническим прогрессом в промышленности и строительстве, его можно лишь прогнозировать на стадии проектирования, принимая такие объемно-планировочные и конструктивные решения, которые обеспечивают соответствие их действующим нормативам на более длительный период эксплуатации зданий. Следует отметить, что до последнего времени решающее значение придавали, как правило, лишь физическому износу зданий и сооружений. Однако в современных условиях оба эти фактора оказались равнозначными, а в ближайшее время благодаря высоким темпам развития техники вопросы морального износа станут превалирующими. Методика совместного учета физического и морального износа Учеными многих стран делались неоднократные попытки оценить моральный износ зданий, планировать на перспективу ремонт и реконструкцию зданий и сооружений не только по физическому, но и функциональному снашиванию. Известна методика сплошного обследования жилищного фонда, разработанная институтом Ленжилпроект и широко применяемая в Санкт-Петербурге с 1968 г. Методика предусматривает классификацию жилых зданий на четыре группы по моральному износу и на четыре группы по физическому износу в зависимости от установленных признаков. Предложена также система классификации зданий, учитывающая взаимодействие морального и физического износа. На основе этой классификации осуществляется отбор здания для капитального ремонта, устанавливаются сроки его продолжительности, составляются планы прогнозы реконструктивных мероприятий по жилищному фонду города. Вопросу совместного учета морального и физического износа при установлении непригодности использования жилых зданий по их основному назначению и отнесению к категории непригодных для проживания посвящены работы Рогонского В.А., Ройтмана А.Г. В настоящее время совместный учет физического и морального износов определяется по специальной методике, позволяющей учитывать затраты на одновременное их восполнение в стоимостном выражении. Для этого рассчитывается: а) коэффициент приведенных затрат на устранение физического износа конструктивных элементов и инженерного оборудования здания в целом:
где
б) коэффициент приведенных затрат на устранение морального износа:
где в) коэффициент приведенных затрат на устранение физического и морального износов:
Поскольку в реальной системе эксплуатации жилых зданий капитальному ремонту подвергаются, в основном, сменяемые элементы, такие как кровля, отопление, горячее и холодное водоснабжение, канализация и прочие элементы (балконы, козырьки и т.д.), при совместном учете физического и морального износов, возможно учитывать шесть вышеперечисленных элементов и по ним определять значение Тогда общий коэффициент: При этом стоимостная оценка физического износа каждого конструктивного элемента рассчитывается как
где
Значение коэффициента восстановительной стоимости На основе имеющихся данных о физическом и моральном износах объекта и их стоимостной оценке определяется потребность в проведении того или иного вида ремонта (комплексный капитальный, выборочный капитальный, текущий). Она зависит от значения коэффициента отношения стоимости ремонтных работ по устранению физического и морального износов к восстановительной стоимости основных конструктивных элементов (коэффициента изношенности) (рис.5.3.1).
Коэффициент отношения стоимости ремонтных работ к восстановительной стоимости здания (для основных конструктивных элементов).
Стоимостная оценка физического и морального износов рассчитывается по укрупненным показателям восстановительной стоимости объекта (УПВС сб.28). Она позволяет укрупнено оценить затраты на проведение того или иного вида ремонтных работ, основываясь на анализе данных объектов – аналогов, исследований ведущих ученых России в области организации технической эксплуатации жилых зданий и действующих нормативных документов (справочное пособие 1993 г. технического обслуживания и ремонта зданий и сооружений).
Сравнение вариантов проведения ремонтных работ: для здания в целом, и для основных конструктивных элементов и систем жизнеобеспечения Прогнозируемая стоимость ремонтных работ рассчитывается по конкретным дефектным ведомостям с использованием сметных норм и может отличаться от стоимостной оценки физического износа в среднем на 27– 30 % (в зависимости от величины НДС и прибыли генподрядчика). Укрупненная стоимостная оценка позволяет выполнить перспективное планирование проведения ремонтных работ, учитывая реальное техническое состояние зданий. 14.Методика мониторинга геологической среды Для большинства городов РФ необходимо учитывать сложные инженерно-геологические и экологические условия территорий и разрабатывать мероприятия по улучшению технического состояния объектов недвижимости с учетом геологического и экологического рисков. Методика ведения мониторинга геологической среды города включает в себя использование современных геоинформационных технологий для построения и постоянного обновления электронных карт города, содержащих сведения об опасных геологических процессах, имеющих место на территории муниципального образования. К последним относятся лёссовые просадочные грунты, оползневые зоны, суффозии, карсты, подработки и др., оказывающие негативное влияние на техническое состояние жилищного фонда, расположенного в таких зонах. На рисунке 6.1 приводится алгоритм методики ведения мониторинга геологической среды города. Он базируется на построении постоянно действующей имитационной модели геологической среды города.
Алгоритм методики ведения мониторинга геологической среды территории города Геологическая среда является динамичной системой, изменяющейся не только в геологическом масштабе времени, но и в реальном времени существования объектов города. Изменения в геологической среде могут привести к нарушению устойчивости сооружений или сокращению (по сравнению с проектным) времени их безопасного функционирования. Поэтому проектирование сооружений необходимо вести с учетом возможных изменений геологической среды. Прогнозирование изменений геологической среды необходимо осуществлять на основе ее комплексного мониторинга. Результаты наблюдений должны поступать в централизованный пункт сбора информации и оперативно обрабатываться с помощью компьютеров по специально разработанным программам. Важно, чтобы интерпретация полученной информации носила комплексный характер и включала в себя сопоставление данных наблюдений за геологической средой с состоянием зданий и сооружений. Результаты мониторинга являются основой для принятия управленческих решений органов местного самоуправления. По своему назначению эти решения могут быть трех типов: а) регулирующие хозяйственное освоение территории города; б) направленные на проведение превентивных мероприятий; в) решения чрезвычайного характера. Решения, регулирующие хозяйственное освоение, заключаются в утверждении нормативных документов и директив, направленных на соблюдение основных принципов и правил ведения хозяйственного освоения территорий. Эти документы содержат определенные требования к архитектурному зонированию и архитектурно-планировочным решениям, типу фундаментов, конструкциям сооружений, устройству заглубленных частей зданий и сооружений, устройству подземных сооружений и коммуникаций и т.д. Часто, в дополнение к существующим регулирующим документам, принимаются специальные решения по превентивным мероприятиям, предусматривающим дополнительное инвестирование на специальные меры по повышению устойчивости территорий и надежности возводимых на них сооружений. Важным компонентом превентивных управленческих решений является разработка регламента откачки подземных вод на территории города и отдельных его районов, сброса технологических вод в глубокие горизонты геологической среды, осуществления крупных подземных взрывов вблизи города. Решения чрезвычайного характера принимаются на основе краткосрочных прогнозов и оперативной информации о предвестниках опасных явлений, т.е. в условиях, когда отсутствует время для осуществления превентивных мер. Такие решения включают в себя срочное оповещение населения города о предстоящем событии, экстренные меры по перемещению (переселению) людей, безопасному укрытию и мобилизацию специальных подразделений (в том числе армейских) на ликвидацию последствий чрезвычайной ситуации. На основе проведенных исследований разработана классификация геологического риска для территорий с преобладанием лессовых просадочных грунтов и выполнено зонирование геологического риска в среде одной из наиболее распространенных геоинформационных систем ARCGIS. Технология картирования опасных геологических процессов основана на последовательном наложении электронных карт по геологии, гидрогеологии, скорости подъема грунтовых вод. Геологический риск может быть представлен четырьмя категориями - чрезвычайно опасной, опасной, малоопасной и неопасной.
В частности, для Ростова-на-Дону, зонирование геологического риска выполнено по скорости подъема уровня грунтовых вод.
Категории геологического риска
По данным пространственного анализа технического состояния жилищного фонда установлена очевидная его зависимость от расположения объектов в различных зонах геологического риска.
Электронная карта Ростова-на-Дону с зонами геологического риска и техническим состоянием жилищного фонда
Внедренная система мониторинга геологической среды позволила разработать мероприятия по управлению геологическим риском, правила и нормы эксплуатации жилищного фонда для различных зон риска. Для принятия эффективных организационно-технологических решений по управлению техническим состоянием жилищного фонда в сложных инженерно-геологических условиях на основе ведения мониторинга состояния геологической среды разработана информационно-аналитическая система «Геология», базирующаяся на применении современных компьютерных технологий. Она разработана в среде DELPHI, реализует экосистемный подход к управлению средой обитания и обеспечивает хранение и обработку информации о скважинах и инженерно-геологических элементах, полученной после выполнения изысканий. Информационное обеспечение разработанной системы основано на ведении, поддержании и актуализации баз данных, содержащих картографическую и фактографическую информацию. Картографическая база данных выполнена в геоинформационной системе ArcGIS и представлена сериями карт, содержащих информацию о городе, рельефе, функциональном зонировании и использовании территорий. В отдельных слоях представлена информация, характеризующая геологическое строение и гидрогеологические условия территории города. Фактографическая база данных представлена разработанной под руководством автора ИАС «Геология», которая обеспечивает хранение и обработку информации о скважинах и инженерно-геологических элементах, содержит сведения о физико-механических свойствах пород, агрессивности подземных вод и др. Система мониторинга состояния геологической среды, разработанная и внедренная в Ростове-на-Дону с 2004 г., представляет собой обработку и внесение данных отчетов по инженерно-геологическим изысканиям на территории города, прошедших экспертизу, в базу данных ИАС «Геология».
Методика пополнения базы данных по инженерно-геологическим изысканиям на территории муниципального образования
Информационно-аналитическая система «Геология» позволяет систематизировать, структурировать, хранить, обрабатывать, актуализировать данные по инженерно-геологическим изысканиям. Это достигается путем создания программного комплекса по управлению базами данных, который является хранилищем структурированных данных. ИАС «Геология» предназначена для ведения баз данных по инженерно-геологическим изысканиям на территории муниципального образования и может применяться управляющими организациями, департаментами, собственниками жилищного фонда для разработки планов управления техническим состоянием объектов недвижимости. Программа обеспечивает выполнение следующих функций: сбор, систематизация, актуализация, хранение, обработка данных по инженерно-геологическим изысканиям. Совместно с ГИС программа позволяет строить: инженерно-геологические, гидрогеологические карты и карты развития опасных геологических процессов, которые необходимы для разработки эффективных организационно-технологических решений по безаварийной эксплуатации жилищного фонда. На основе имеющихся данных инженерно-геологических изысканий по исследуемому параметру – глубине залегания грунтовых вод – строятся поверхности. Поверхность – это объект, который представлен значениями глубины Z, распределенной по области, определенной координатами X и Y. Обычно используется термин «статистическая поверхность» (statistical surface), поскольку значения параметра Z можно трактовать как статистическое представление величины рассматриваемых явлений или объектов. При этом z-величина либо непрерывна по интересующей нас области, либо может считаться непрерывной в целях моделирования и картографирования. Уровни грунтовых вод характеризуются постепенным изменением величины от точки к точке непрерывной последовательности, поэтому результирующая поверхность может быть отнесена к гладким поверхностям (smooth surface), с небольшим изменением статистической информации на единицу расстояния. Используется модуль Geostatistical Analyst ArcGIS. Модели подбора поверхностей (surface fitting models) включают в себя подстановку полученных в результате наблюдений величин в некоторое подобранное уравнение, решение этого уравнения и затем нахождение каждого недостающего значения. Математические методы предсказания позволяют выносить суждения о характере протекающих процессов с определенной степенью достоверности. Интерполяция основана на предположении, что пространственно распределенные объекты связаны пространственной корреляцией, т.е. близко расположенные объекты обладают сходными характеристиками. Использованы несколько способов создания поверхности по точечным данным методом интерполяции: - методом обратно взвешенных расстояний (ОВР); - локального полинома; - радиальных базисных функций; - кригинга. Метод ОВР исходит из предположения, что чем ближе друг к другу находятся точки данных, тем ближе их значения. Для определения общих тенденций поверхности используются поверхности тренда. Как и в методе ОВР, для поверхностей тренда применяют наборы точек в пределах заданной окрестности, которая строится на основе любого из способов, перечисленным для методов со взвешиванием. В пределах каждой окрестности строится поверхность наилучшего приближения на основе математических уравнений таких, как полиномы или сплайны (polynomials, splines). Число, присваиваемое целевой ячейке, может быть простым средним всех значений поверхности в окрестности или оно может быть взвешенным с учетом определенного направления. Тип используемого уравнения (или степень полинома) определяет величину волнистости поверхности. Для построения поверхности с использованием локального полинома применена вторая степень, границы поиска соседства: количество учитываемых соседей – 10, но не менее 5 в каждом из восьми квадрантов (рисунок 10.10). Метод локальных полиномов дает уменьшение средней ошибки, но значительно увеличивается среднеквадратичная (см. таблицу 10.1). Метод интерполяции кригинг (kriging), оптимизирует процедуру интерполяции на основе статистической природы поверхности. Кригинг использует идею регионализированной переменной (regionalized variable), которая изменяется от места к месту с некоторой видимой непрерывностью, но не может моделироваться только одним математическим уравнением. Проведенные исследования и анализ имеющейся ранее информации по наличию и распространению опасных геологических процессов на территории города, в частности, канд. геолого-минерал. наук К.А. Меркуловой, и ОАО «РостовДонТИСИЗ», позволили построить электронные карты территории города по инженерной геологии, гидрогеологии, скорости подъема грунтовых вод. С использованием современных геоинформационных технологий, путем последовательного наложения этих карт в среде ARC GIS, получена карта зонирования геологического риска. Информационной базой для учета геологических и экологических факторов при принятии управленческих решений является существующая геоинформационная система (ГИС) мониторинга среды обитания, которая обеспечивает оперативное картографирование любой территории и города в целом, разработку мероприятий по снижению рисков. С помощью ГИС можно вести как мониторинг существующей геологической модели города, так и природно-техногенных угроз на его территории. Методологически использована электронная карта города, разработанная в среде ArcGIS, предоставленная ГУП «Областной градостроительный кадастр» Ростовской области. Информационное обеспечение разработанной системы «Управление геологическим риском» основано на использовании данных имитационной модели геологической среды города и содержит картографическую и фактографическую информацию. Картографическая база данных выполнена в геоинформационной системе ArcGIS и представлена сериями карт, содержащих информацию о городе, рельефе, функциональном зонировании и использовании территорий. В отдельных слоях представлена информация, характеризующая геологическое строение и гидрогеологические условия территории города, скорость подъема грунтовых вод. Фактографическая база данных представлена разработанной под руководством автора ИАС «Управление геологическим риском». Программный модуль позволяет для объектов реконструкции и нового строительства: - определить возможность строительства зданий различной этажности при проведении реконструкции городской застройки; - предлагать меры по снижению либо предотвращению геологических рисков; - ограничивать использование тех или иных типов фундаментов при строительстве и реконструкции. Для существующих зданий: - дать рекомендации по комплексу ремонтных работ и защитных мероприятий по снижению негативных влияний опасных геологических процессов. На первом этапе оценка участка реконструкции производиться на основе существующих электронных карт геологического риска. В зависимости от выбранной этажности возводимого или реконструируемого здания определяется возможность использования при строительстве различных типов фундаментов. На втором этапе с учетом зоны геологического риска и выбранной этажности даются рекомендации по предотвращению рисков, что позволяет потенциальному инвестору оценить экономическую целесообразность проведения реконструкции на выбранной территории. Для существующих зданий помимо данных, получаемых из электронных карт опасных геологических процессов, указывается степень физического износа эксплуатируемых зданий, принимаемая из базы данных ИАС ЖКХ. В соответствии с разработанной классификацией мероприятий по управлению геологическим риском, для каждого объекта предлагаются меры по предотвращению, снижению и устранению геологических рисков. На рисунке 11.1.1 представлен алгоритм выбора мероприятий по управлению геологическим риском для объектов жилой недвижимости, заложенный в программном модуле ИАС «Управление геологическим риском».
Алгоритм выбора мероприятий по управлению геологическим риском для объектов жилой недвижимости 1. Грунтовые условия – лёссовые непросадочные, уровень грунтовых вод – до 4 м. 2. Физический износ здания по данным ИАС ЖКХ (41 –60%) (рисунок 11.1.3). 3. Зона геологического риска – опасная (рисунок 11.1.4). 4. Скорость подъема грунтовых вод –15-30 см/год (рисунок 11.1.4). При отсутствии данных в информационно-аналитической системе, необходимо произвести экспертную оценку физического износа здания с составлением акта обследования. Таким образом, после ввода всех необходимых данных мы получили рекомендации по производству капитального ремонта с проектом усиления отдельных элементов, что необходимо в данном случае в связи со строительством многоэтажного здания в непосредственной близи от существующей постройки, а также проведение водозащитных мероприятий.
15.Методика мониторинга экологической среды территории муниципального образования При разработке стратегии управления техническим состоянием жилищного фонда муниципального образования необходим учет факторов реабилитации жизненной среды населения, особенно при формировании целевых программ по ликвидации аварийного и ветхого жилищного фонда, проведения реконструкции отдельных объектов жилищного фонда инженерных и транспортных систем, социальной и производственной инфраструктур и экологической реконструкции освободившихся территорий в соответствии с генеральным планом развития города. Комплексная оценка загрязнения окружающей среды производится по следующим факторам: загрязнение воздушного бассейна, степень загрязнения почв, пылевая нагрузка на территории города, степень шумового загрязнения, уровень залегания грунтовых вод и их загрязнение.
Факторы комплексной оценки загрязнения окружающей среды Использование современных информационных технологий позволяет построить постоянно действующую имитационную модель экологической среды города. Она включает в себя анализ и оценку компонентов экологического загрязнения территории города, балльную оценку компонентов загрязнения, комплексную оценку загрязнения среды в ГИС, прогноз изменения экологической среды, постоянное обновление электронных карт города по зонам экологического риска, выбор мероприятий по управлению экологическим риском при разработке целевых программ реконструкции и капитального ремонта жилищного фонда муниципального образования.
Алгоритм методики мониторинга экологической среды города При построении имитационной модели экологической среды на территории Ростова-на-Дону использованы данные эколого-геохимического мониторинга научно-производственного предприятия «Экологическая лаборатория» ГУГП «Южгеология», выполненные под руководством д-ра геол.-минерал. наук, проф. В.В. Приваленко. Им проведены работы по созданию карт загрязнения окружающей среды, отражающих экологическую обстановку территории города. На их основе построена карта «Комфортность проживания ростовчан по экологическим показателям».
Комфортность проживания по экологическим показателям В наших исследованиях предложено проведение районирования территории города по сте
|
(5.1)
– удельный вес стоимости конструктивного элемента от восстановительной стоимости; %
– показатель физического износа конструктивного элемента, установленного при техническом обследовании; %
– число конструктивных элементов.
=19%.
– это снижение стоимости сооружения в связи с научно-техническим прогрессом и удешевлением строительства, то есть обесценивание ранее построенных зданий, что имеет небольшое практическое значение, так как эти здания не подлежат продаже:
, (5.2.1)
– абсолютная величина обесценивания, руб.;
– показатель первой формы морального износа;
– стоимость аналогичного старого сооружения;
– отношение стоимости аналогичных, нового 
и старого 
– это старение здания, его элементов или инженерных систем вследствие несоответствия существующих на момент оценки нормативным объемно-планировочным, конструктивным, санитарно-гигиеническим и другим требованиям. С устранением этого вида износа приходится все время встречаться на практике. Величину морального износа второй формы оценивают путем сравнения восстановительной (балансовой) стоимости старого здания и нового, построенного в соответствии с современными требованиями, что представляется в виде следующей математической зависимости
, (5.2.2)
– первоначальная стоимость сооружения, руб.;
– показатель второй формы морального износа сооружения;
– капитальные вложения в реконструкцию, вызванные моральным старением, руб.
(5.2.3)
, (5.2.3)
, (5.2.4)
- абсолютное обесценивание, вызванное научно-техническим прогрессом;
- капитальное вложение, вызванное технологическим старением.
(5.3.1)
- стоимостная оценка физического износа здания в целом;
- восстановительная стоимость здания, рассчитанная по УПВС.
(5.3.2)
- стоимостная оценка морального износа здания в целом.
(5.3.3)
, (5.3.4)
- удельный вес i-го конструктивного элемента;
- восстановительная стоимость шести основных конструктивных элементов, рассчитанных по УПВС;
- коэффициент восстановительной стоимости i-го конструктивного элемента.
может быть рассчитано с использованием кусочно-линейной зависимости (Ройтман), либо криволинейной зависимости, заложенной в подсистему экономического модуля «Информационно–аналитической системы ЖКХ», который позволяет получить для каждого здания в целом изменение физического износа в зависимости от качества эксплуатации.
