Функциональное моделирование строительного переустройства непроизводственных объектов

УДК 69.059.35

В.О. Чулков, О.Н. Кузина

ФГБОУ ВПО «МГСУ»

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ПЕРЕУСТРОЙСТВА НЕПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Представлена трехуровневая функциональная модель определения вида строительного переустройства, технология формирования технического задания Заказчика для проектирования в зависимости от сочетания трех признаков: функционального, конструктивного и организационно-технологического.

Ключевые слова: техническое задание, заказчик, сочетание признаков, трехуровневая модель.

Основной целью строительного переустройства (СП) является приведение объекта в состояние, отвечающее требованиям Заказчика методами архитектурного, функционального и планировочного преобразования. Т.е. важно понимать, что в настоящее время характер переустройства зданий и сооружений определяется не только экономической и функциональной целесообразностью, историческими, архитектурными или экологическими ограничениями, а также зависит от средств и предпочтений Заказчика. Поэтому актуальными являются новые подходы для рассмотрения большого количества различных вариантов, позволяющие выбрать наиболее перспективный желаемый результат и определить средства для его достижения.

Основным инструментом повышения эффективности организации СП является моделирование процессов на стадии бизнес планирования, предпроекта. Создавая функциональную модель СП на объекте, можно сформировать описание работы создаваемой системы и проанализировать реальность предстоящих улучшений, изменений, величины необходимых затрат всех видов ресурсов, а также наиболее четко скоординировать работу подсистем. Такой подход позволит создать базы для расчета стоимости затрат на производство работ, базы для создания ПОС, ППР, календарных планов. Выводы из такого анализа позволяют принять решение о целесообразности реализации проекта и определить его результаты.

Функциональное моделирование СП заключается в выделении признаков идентификации видов СП на объекте и представлении их в виде трехуровневой модели (рис. 1). Каждый уровень представляет собой набор признаков: функциональная необходимость в переустройстве здания (системы) или отдельных элементов системы, конструктивный износ конкретной конструкции (элемента системы), элементы организационно-технологических производственных процессов как третий определяющий признак определяются в зависимости от конструктивного и функционального, выражаются в организационно-технологическом решении для производства работ по переустройству объекта.

Для каждого уровня разработаны таблицы с набором возможных характеристик, допускающих пополнения по мере возникновения аргументированных потребностей.

Представленная на рис. 1 трехуровневая модель определения вида СП отражает процесс выбора нужного вида строительного переустройства. Первый уровень — цель СП, т.е. функциональная необходимость. Он состоит из тринадцати наименований, регламентированных существующей нормативной документацией. Второй уровень представляет собой перечень конструктивных элементов системы зданий и сооружений, состоящий из 23 наименований. Третий уровень — это перечень организационно-

© Чулков В. О., Кузина О Н., 2012

251

ВЕСТНИК 9/2012

технологических производственных процессов СП в зависимости от функциональной потребности и конструктивных элементов системы объекта городской инфраструктуры. Третий признак содержит 93 наименований. Важно отметить, что данное множество является открытым. Проанализировав три уровня признаков, можно сделать вывод о том, какой вид переустройства требуется на объекте.

Рис. 1. Трехуровневая структура определения вида СП и ее взаимосвязь с эталонами видов

На рис. 1 также показана взаимосвязь структуры с эталонами видов СП, где эталоны — это виды переустройства, регламентированные действующими нормативами и выделенные в самостоятельные виды исследователями высшей школы.

Всего их представлено 8 (ремонт, реконструкция, реставрация, реновация, реком-понация, реверсация, ретривация, реабилитация техническая (санация)). Каждый эталон имеет свою иллюминационную модель (рис. 2), как совокупность параметров по трем признакам — уровням структуры на рис. 1.

Эталоны видов СП составлены по функциональной трехуровневой модели с набором элементов по трем функциональным уровням.

Оценка состояния СП объектов непроизводственной сферы города показала, что существует проблема множественности трактовок разновидностей строительного переустройства, отсутствуют единые критерии оценки, по которым можно классифицировать виды переустройства. Выявлено также, что современные бизнес-процессы, инновационные технологии в производстве строительных материалов и др.

определяют новые виды СП, так как обладают специфическими свойствами, которые позволяют выделить их в самостоятельный вид переустройства.

Э1

1 уровень 1.1.11.2.11.3. 1.4.11.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10.|1.11. 1.12. 1.13.

2уровень 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 2.9. 2.10. 2.11. 2.12 2.13. 2.14. 2.15. 2.16. 2.17. 2.18. 2.19. 2.20. 2.21. 2.22. 2.23.

3 уровень НЕ^И 3.4Й3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. 3.10.]3.11.[3.12. 3.13. 3.14. 3.15. 3.16. 3.17. 3.18. 3.19. 3.20. 3.21. 3.22 3.23. 3.24.3.25.

3.26ИИ113.28|3.29.|3.30|3.31. 3.32 3.33.3.34 3.35. 3.36.ШН3.38. 3.39. 3.40. 3.41. 3.42. 3.43. 3.44. 3.45. 3.46. 3.47. 3.48. 3.49. 3.50.

3.51. 3.52. 3.53 3.54J3.55 3.56. 3.57. 3.58.3.59. 3.60. 3.61. 3.62. 3.63. 3.64. 3.65. 3.66. 3.67. 3.68. 3.69. 3.70. 3.71. 3.72. 3.73. 3.74. 3.75.

3.76. 3.77. 3.78. 3.79р.80. 3.81. HH3.83l3.84 3.85. 3.86. 3.87. 3.88. 3.89. 3.90. 3.91. 3.92 3.93.

И Функциональный признак Конструктивный признак

Организационно-технологические производственные процессы

Рис. 2. Иллюминационная модель эталона Э1

Совершенно очевидно, что для расчетов стоимости тех или иных видов работ возникает необходимость отнесения того или иного набора работ по переустройству к какому-либо виду, учитывая современные потребности и инновационные процессы.

Необходима научно-обоснованная классификация видов СП, учитывающая специфику организационно-технологических производственных процессов каждого вида, конструктивную и функциональную потребность в переустройстве жилых и общественных зданий.

Систематизация видов СП необходима также при разработке документов нормативного характера, позволяющих устранить неясность при определении вида СП и расчете стоимости работ.

СП является частью цикла реорганизации — изменения объекта, процессов и их взаимосвязей в функциональных системах. СП характеризуют методологические основы, процессы и технологии соорганизации деятельности, компоненты, разновидности. СП можно представить в виде комплекса, понимаемого как совокупность номенклатуры, структуры и взаимосвязей характеристик СП, никогда не реализуемых одновременно [1]. За время развития сферы СП в градостроительстве сложились основные виды строительного переустройства, которые условно отнесем в первую группу видов — ремонт, реконструкция, реставрация. Ко второй группе видов СП относятся виды, которые сформировались посредством выделения локальных компонентов из разновидностей первой группы. Это реновация, реверсация, рекомпонация, ретривация, ребили-тация техническая (санация).

Кроме разновидностей в СП можно выделить также сопутствующие процессы, к которым относятся консервация и реконсерваци, рециклинг, индустриализация и др. [3]. Необходимо отметить, что данная классификация представляет собой открытый перечень, подразумевающий добавление процессов, сопровождающих переустройство. На рис. 3 показана модель СП.

Систематизировать виды СП удобно по системным признакам, на основе нормативных документов и исследований ученых в сфере СП. В предыдущих публикациях были представлены описания сложившихся «классических» видов строительного переустройства, а также инновационных видов, возникших под влиянием тенденций последних лет [1, 3].

Для оценки каждого вида СП был введен коэффициент потери эксплуатационных характеристик ресурса (элемента), который отражает необходимость в применении организационно-технологических приемов для переустройства.

Индекс потери эксплуатационных характеристик элемента — Организационно-технологический потенциал (ОТП) — это свойство объекта (системы), количественная мера состояния объекта в каждый момент срока службы здания. По каждому виду СП показаны конструкции и системы, которые обладают своим коэффициентом Фи (ОТП).

ВЕСТНИК

9/2012

Рис. 3. Модель видов строительного переустройства

Фи (ОТП) = Ф1 (Иф, Им, К), где индекс ОТП определяется в зависимости от физического, морального износа объекта, уровня комфортабельности.

ОТП здания определяется следующими характеристиками.

1. Строительные или инженерно-технологические, которые выражаются в значении физического износа конструкций, инженерных коммуникаций и здания в целом.

Физический износ (ФИ) — это утрата зданиями и сооружениями в целом, а также их отдельными элементами, конструкциями, инженерными системами первоначально заданных эксплуатационных свойств под влиянием внутренних процессов и внешних воздействий. ФИ жилых зданий — это потеря ими с течением времени первоначальной потребительской стоимости, а также эксплуатационных качеств и технических свойств: прочности, жесткости, теплозащитных и эксплуатационных свойств, а в ряде случаев и внешнего вида [4].

2. Социально-экономические, выражающиеся в значении морального износа здания, коэффициента комфортабельности здания, экспертные оценки комфортабельности жилья (например, расположение в застройке города).

Моральный износ (МИ) — несоответствие зданий на момент оценки его функциональному назначению, архитектурно-конструктивным требованиям, возникающее вследствие меняющихся социальных запросов. МИ может быть выражен в снижении стоимости здания во времени по сравнению с их первоначальной стоимостью вследствие изменения масштабов строительного производства, роста производительности труда, повышения технологичность производственных процессов.

Критериями оценки уровня комфортабельности К являются санитарно-гигиенические факторы (шумовой, световой, температурно-влажно стный режимы) и функциональные факторы (уровень благоустройства района, моральное старение конструкций здания, объемно-планировочных решений).

Говоря о видах СП, нужно отметить, что в настоящее время увеличилась активность по переустройству зданий и сооружений с использованием новейших технологий в области применения навесных систем отделки зданий и сооружений. Важнейшей задачей является постоянное повышение технологичности применяемых конструкций, т.е. создание конструкций, обладающих совокупностью свойств, позволяющих быстро, надежно и удобно соединять их со старыми (сохраняемыми) конструктивными элементами зданий.

Как самостоятельный вид СП выделяется «Ретривация» (инновационное направление в функциональной системе СП). Ретривация (от англ. retrieve — восстанавливать, находить) — приведение переустраиваемого объекта в исправное состояние путем присоединения к базовой функциональной системе здания навесной системы, предусматривающей возможность замены элементов навесной системы локально или в целом (используя принцип сборки-разборки) и обеспечивающей устранение морального износа здания и нормальную эксплуатацию объекта (термин О.Н. Кузиной, применен к СП В.О. Чулковым и О.Н. Кузиной). Базовой функциональной системой считают основную несущую конструкцию здания, а навесной системой — системы отделки зданий, сооружений и их внутренних помещений.

Таким образом, результатом анализа видов СП является систематизация видов СП непроизводственных объектов, систематизация проектных решений по видам СП и сравнение их по количественному признаку. Определив границы каждого вида СП, возможно смоделировать процесс определения вида СП по основным признакам. Определение вида СП позволит сделать расчет стоимости более точно. А четкое организационно-технологическое проектное решение позволит выполнить работы с наиболее оптимальным совмещением работ разной сложности и объемов.

Методику определения вида СП необходимо применять проектным организациям на стадии формирования технического задания для определения стоимости работ. Для этого Заказчику предоставляется бланк-анкета, составленная согласно трехуровневой структуре определения вида СП, на которой он отмечает необходимые параметры, которые заложены в виде матрицы признаков. Составляя техническое задание, Заказчик может задавать параметры по 3 уровням, и согласно заданному «алфавиту» определять вид СП. В зависимости от функциональной потребности конструктивных особенностей и элементов организационно-технологических производственных процессов определяется вид СП. Далее производится сметный расчет стоимости производства работ. Расчет производится согласно действующим нормативным документам, с учетом разнородности организационно-технологический процессов на одном объекте, что позволяет снизить затраты на производство работ [5].

Таким образом, алгоритм формирования ТЗ сводится к следующему.

1. Исполнитель передает Заказчику бланк заказа (анкету).

ВЕСТНИК

9/2012

2. Заказчик, совместно с Исполнителем заполняет бланк, используя данные таблиц по трем уровням признаков, а именно, определяет цель производства работ (функциональную потребность), конструктивные элементы, требующие переустройства и организационно-технологические производственные процессы.

3. Далее Исполнитель производит наложение бланка на бланки эталонов видов СП (Э1-Э8).

4. Исполнитель определяет процент совпадений выбранных Заказчиком параметров с полученными результатами по уровням каждого из эталонов СП. Получает цепочки — модули по каждому из видов СП, которые для дальнейшего проектирования заносятся в таблицу.

5. Модули полученных результатов (наборы процессов по каждому виду переустройства, задействованному на объекте) согласовываются с Заказчиком.

На рис. 4 показана блок-схема формирования технического задания на проектирование.

1. Заполнение Бланка заказа

^Функциональный признак

/^Конструктивный ' признак

мЭТП процессы

Рис. 4. Блок-схема формирования ТЗ на основе функционального моделирования

Экономическая эффективность на стадии бизнес планирования, стратегического планирования проекта получается путем сравнения вариантов и выбора наиболее рационального из полученных. На основе функционального моделирования и модульной системы производится расчет всех видов затрат каждого из вариантов.

Библиографический список

1. Кузина О.Н., Чулков В. О., Казарян Р.Р. Дезорганизация — важнейший компонент цикла реорганизации функциональных систем // Промышленное и гражданское строительство. 2009. № 11.

2. Кузина О.Н., Чулков В. О. Эффективные организационно-технологические модели управления и возведения объектов городской инфраструктуры в Германии // Строительство — формирование среды жизнедеятельности : Сб. тр. МГСУ, 2009.

3. Чулков В.О., Кузина О.Н. Внешние и внутренние отделочные изоляционные системы, применяемые при реорганизации и переустройстве зданий и сооружений. Реорганизация и переустройство объектов // Производство и использование строительных материалов, изделий и систем. Т. 1. Отделочные материалы, изделия и системы. Серия «Инфографические основы функциональных систем» (ИОФС) / под ред. В.О. Чулкова. 2-е изд., перераб. и доп. М. : СвР-АРГУС, 2009.

4. Шрейбер К.А. Вариантное проектирование при реконструкции жилых зданий. Сер. Жилище — 2000. М. : Стройиздат, 1991.

5. Кузина О.Н., Чулков В.О. Информационная технология формирования заказа на строительное переустройство в интерактивном режиме // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 3.

6. Чулков В.О. Переустройство. Организационно-антропотехническая надежность строительства. Серия «Инфографические основы функциональных систем» (ИОФС) / под ред. В. О. Чулкова. М. : СвР-АРГУС, 2005.

Поступила в редакцию в августе 2012 г.

Об авторах: Чулков Виталий Олегович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры организации строительного производства, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, it@mgsu.ru.

Кузина Ольга Николаевна — аспирантка кафедры информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, kuzi-naolnik2009@yandex.ru.

Для цитирования: Чулков В.О., Кузина О.Н. Функциональное моделирование строительного переустройства непроизводственных объектов // Вестник МГСУ. 2012. № 9. С. 251—258.

V.O. Chulkov, O.N. Kuzina

FUNCTIONAL MODELING OF REDEVELOPMENT OF NON-INDUSTRIAL BUILDINGS

The main purpose of redevelopment of buildings is their transformation performed to meet the requirements of the customer using architectural, functional and layout-related methods. Presently, the methodology of redevelopment of buildings and structures depends not only on the economic and functional feasibility, historical, architectural or ecological restrictions, but also on the availability of funding and references of customers. Therefore, new approaches to consideration of the whole variety of options are particularly relevant, as they make it possible to choose the most preferable result and to outline the roadmap of its attainment.

The main instrument of improvement of the efficiency of the redevelopment process is the simulation of these processes at the stage of business planning, or due diligence. Development of a functional model of a construction facility contemplates a systemic description of the work to be done and a realistic analysis of forthcoming improvements, inclusive of all changes, expenses, and resources to be consumed, as well as the most accurate coordination of performance of each subsystem. This approach will serve as a strong basis for the assessment of costs of the work to be performed and for the development of the process documentation and work schedules. It will also serve as the basis for decisions concerning the expediency of the project implementation and its potential outcomes.

Key words: technical specifications, project customer, combination of levels, three-level model.

References

1. Kuzina O.N., Chulkov V.O., Kazaryan R.R. Dezorganizatsiya — vazhneyshiy komponent tsikla reorganizatsii funktsional'nykh sistem [Disorganization as the Most Important Constituent of Reorganization of Functional Systems]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2009, no. 11.

2. Kuzina O.N., Chulkov V.O. Effektivnye organizatsionno-tekhnologicheskie modeli upravleniya i vozvedeniya ob"ektov gorodskoy infrastruktury v Germanii [Effective Organizational and Technological Models of Management and Construction of Urban Infrastructure Facilities in Germany]. Collection of works "Construction as Formation of the Human Environment". MGSU Publ., 2009.

3. Chulkov V.O., Kuzina O.N. Vneshnie i vnutrennie otdelochnye izolyatsionnye sistemy, primenyae-mye pri reorganizatsii i pereustroystve zdaniy i sooruzheniy. Reorganizatsiya i pereustroystvo ob"ektov. Proizvodstvo i ispol'zovanie stroitel'nykh materialov, izdeliy i sistem. [Outside and Interior Finishing and Insulation Systems Applied in the Course of Redevelopment and Refurbishment of Buildings and Structures. Redevelopment and Refurbishment of Buildings. Production and Use of Construction Materials,

ВЕСТНИК 9/2012

Products and Systems]. In vol. 1. Otdelochnye materialy, izdeliya i sistemy [Finishing Materials, Products and Systems]. Seriya «Infograficheskie osnovy funktsional'nykh sistem» ["Infographie Basics of Functional Systems" Series]. Moscow, SvR-ARGUS Publ., 2009.

4. Shreyber K.A. Variantnoe proektirovanie pri rekonstruktsii zhilykh zdaniy [Multi-optional Design as Part of Reconstruction of Residential Buildings]. Residential Housing - 2000 Series. Moscow, Stroy-izdat Publ., 1991.

5. Kuzina O.N., Chulkov V.O. Informatsionnaya tekhnologiya formirovaniya zakaza na stroitel'noe pereustroystvo v interaktivnom rezhime [Information Technology of Interactive Generation of Orders for Redevelopment of Buildings]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Engineering]. 2011, no. 3.

6. Chulkov V.O. Pereustroystvo. Organizatsionno-antropotekhnicheskaya nadezhnost' stroitel'stva. [Redevelopment. Organizational, Anthropogenic and Technological Reliability of Construction Works]. Seriya «Infograficheskie osnovy funktsional'nykh sistem» ["Infographic Basics of Functional Systems" Series]. Moscow, SvR-ARGUS Publ., 2009.

About the authors: Chulkov Vitaliy Olegovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Organization of Construction Process, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; it@mgsu.ru;

Kuzina Olga Nikolaevna — postgraduate student, Department of Information Systems, Technologies and Automation in Civil Engineering, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; kuzinaolnik2009@yandex.ru.

For citation: Chulkov V.O., Kuzina O.N. Funktsional'noe modelirovanie stroitel'nogo pereustroystva neproizvodstvennykh ob"ektov [Functional Modeling of Redevelopment of Non-industrial Buildings]. Vest-nik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 9, pp. 251—258.