Решение этой проблемы предполагает:
· Определение состава и содержательной
характеристики факторов влияния по каждой
из разнородных групп (относящихся, соответственно,
к натурально-вещественным характеристикам
объекта, его пространственному окружению
и рынку недвижимости);
Раскрытие динамики факторов во времени
(на протяжении всего срока физической
жизни объектов недвижимости);
· Установление количественных зависимостей
стоимостного эквивалента от факторов
влияния;
· Определение целевых функций и критериев
эффективности.
3 Экономическая
часть
3.1 Жизненный цикл
зданий
Жизненный
цикл зданий - это время от момента обоснования
необходимости их возведения до наступления
экономической нецелесообразности дальнейшей
эксплуатации. Периоды жизненного цикла
разделяются на:
I - период
по технико-экономическому обоснованию
возведения здания;
II - по конструированию
и проектированию;
III - по возведению
с разработкой технологии, организации
и технологических регламентов производства
работ;
IV - по предэксплуатационному
освоению;
V - по эксплуатации
зданий и наработке, позволяющей обеспечить
окупаемость средств, вложенных в их создание
и освоение;
VI - по поддержанию
конструктивных элементов и инженерных
систем здания в нормальном техническом
состоянии путем проведения планово-предупредительных
и капитальных ремонтов;
VII - период
физического и морального износа, требующий
проведения модернизации, реконструкции
или сноса здания. Последнее состояние
является периодом окончания жизненного
цикла или началом нового.
VIII - период
реконструкции, восстанавливающий физико-механические
и эксплуатационные характеристики зданий,
включающий: I, II - технико-экономическое
обоснование и разработку технической
документации.
Рассматривая
здание как строительную систему с конструктивными
элементами из различных материалов с
разной долговечностью, имеют место фазовые
изменения ее параметров под влиянием
факторов внешней и внутренней среды.
Траектория движения системы во времени
представляет собой некоторую последовательность
изменения ее состояния под влиянием эксплуатационных
(внутренних) режимов и внешних воздействий
различного характера (механические, химические
и др. процессы), приводящих к нарушению
устойчивого состояния здания как сложной
строительной системы.
Устойчивое
состояние системы характеризуется ее
равновесием на протяжении длительного
периода времени.
Возможное
изменение параметров здания характеризуется
переходными процессами, когда система
или отдельные ее элементы не обеспечивают
эксплуатационную надежность и требуют
ее восстановления.
Последний
период характеризуется превышением затрат
на поддержание равновесного состояния
системы над прибылью от эксплуатации.
Этот период свидетельствует о необходимости
сноса здания или выполнения реконструктивных
работ, восстанавливающих или переводящих
его в качественно новое состояние.
На рис. 8 приведены
основные периоды жизненного цикла зданий
с распределением затрат на эксплуатацию,
реконструкцию и соответствующие доходы,
получаемые от выполнения комплекса работ.
Продление жизненного цикла представлено
областью
(VIII), которая включает комплекс работ
и затрат по реконструкции с последующими
расходами и доходами.
Рис. 8 Динамика жизненного цикла зданий
(а) и распределение затрат (б) при выполнении
ремонтно-восстановительных работ и реконструкции
Наиболее
характерная динамика соотношения затрат
и получаемой прибыли во времени приведена
на рис. 1.9,б, когда на определенном периоде
(V) наблюдается не только убыточность,
но и небезопасность эксплуатации. Это
обстоятельство свидетельствует о необходимости
принятия решения по сносу здания и по
возведению нового, по его реконструкции,
обеспечивающей качественно новые технико-экономические
показатели, а также по изменению функций
здания (перевод из жилого в нежилое).
Особое
значение на принятие решения оказывают
район расположения здания и стоимость
земельного участка, занятого под застройкой.
При его высокой стоимости экономически
целесообразны снос здания независимо
от его физического состояния и возведение
нового.
Результаты
инструментальных обследований и выявление
дефектов позволяют оценить техническое
состояние по степени физического износа.
В свою очередь, уровень физического износа
дает представление о примерной стоимости
восстановительных работ и целесообразности
их проведения.
Анализ
статистических данных показывает, что
с увеличением времени эксплуатации уровень
физического износа постоянно возрастает
и его ликвидация может превысить стоимость
здания. В то же время возможно выделить
критическую область К (50-60 % физического износа),
когда экономически целесообразно проведение
восстановительных работ.
Определяющее
влияние на экономическую эффективность
оказывает распределение эксплуатационных
затрат с учетом различного рода отказов
в течение жизненного цикла зданий (рис.9),
включающих три характерных периода:
- период
приработки (Тпр), когда отказы являются следствием
дефектов, допущенных при возведении зданий.
Они интенсивно проявляются в первые годы
эксплуатации зданий (1-2 года);
- период
нормальной эксплуатации зданий
(Тн), когда количество отказов спадает
и эксплуатационные затраты определяются
техническими решениями, принятыми в проекте,
эти затраты в течение длительного времени
возрастают;
- период
физического износа (Тиз) характеризуется резким возрастанием
эксплуатационных затрат за счет выработки
ресурсов материалов и конструкций, используемых
при возведении здания.
Рис. 9 Распределение эксплуатационных
затрат в течение службы здания (Тц)
Тпр - период приработки; Тн - период нормальной эксплуатации;
Тизн - период износа (снижения эксплуатационной
надежности); Zпр, Zэк, Zизн - затраты в периоды приработки,
эксплуатации и интенсивного износа зданий
Рассматривая
динамику каждого из периодов, можно установить
количественные характеристики воздействия
случайных факторов на эксплуатационные
затраты и определить источники их возникновения:
в период приработки - качество выполнения
строительно-монтажных работ; в период
нормальной эксплуатации - качество проектных
решений и технология эксплуатации зданий;
в период износа - долговечность принятых
материалов и конструкций.
Определяющее
влияние на характер и объем эксплуатационных
затрат оказывает уровень энергоэффективности
зданий, включающий надежность инженерных
сетей и систем, стабильность теплотехнических
характеристик ограждающих конструкций,
режим эксплуатации зданий и показатели,
характеризующие удельный расход энергоносителей.
3.
2 Моделирование процесса физического
износа зданий
Физический
износ зданий определяет такие характеристики
объекта, как эксплуатационную надежность
и стоимость восстановительных работ,
которая в итоге оценивается экономической
целесообразностью реконструкции или
сноса зданий.
Физический
износ жилых зданий можно аппроксимировать
некоторой функцией Y(t), динамически меняющейся во времени.
Вид функции
оценивается в зависимости от многих факторов:
текущий и капитальный ремонт; техническая
эксплуатация; уровень воздействия динамических
нагрузок на фундаменты; влияние техногенных
процессов; изменение геотехнического
состояния оснований фундаментов; старение
материала конструкций под действием
атмосферных воздействий.
«Правила оценки физического износа
жилых зданий» этот параметр определяется
отношением стоимости ремонтных работ
к его полной восстановительной стоимости.
В зависимости
от уровня капитальности зданий, воздействия
на объект изменившихся нагрузок и реакции
здания осуществляют текущие и капитальные
ремонты, предусмотренные нормативными
документами.
Математическое
моделирование процесса физического износа
может быть представлено в виде функции Y(t), зависящей от внешних и внутренних воздействий G, имеющих постоянный
характер во времени, и переменной F(t), включающей процессы осадки зданий, старение
и изменение физико-механических характеристик
несущих и ограждающих конструкций; инерции
системы здания с массой т на ускорение функции
; трения
системы, как произведение коэффициента
трения Ктр на скорость изменения состояния объекта
; реакции здания, связанной со значением
износа, который определяется долей восстановления
при капитальном ремонте sd(t)Y.
Процесс
физического износа может быть описан
дифференциальным уравнением, полученным
С.А. Болотиным.
где s - коэффициент,
учитывающий степень износа; d(t)Y - время
проведения ремонтно-восстановительных
работ со степенью износа Y.
Оценим
влияние на интенсивность физического
износа зданий текущего ремонта s = 0. В качестве
внешних воздействий и реакции здания
используем экспоненциальную зависимость
осадок здания во времени.
Тогда дифференциальное
уравнение имеет следующий вид
где w - частота проведения
ремонтов;
- скорость
износа;
- отношение переменных параметров воздействия
к постоянным; g - сила инерции объекта.
Тогда интенсивность
физического износа может быть представлена
зависимостью типа
где t - постоянная
времени для оценки экспоненциального
уменьшения осадок фундаментов.
Для оценки
интенсивности износа задаются параметры
частоты текущих ремонтов. В зависимости
от этого функция износа будет иметь различные
степенные показатели wt, что
определяет характер экспоненциальных
кривых в зависимости от времени эксплуатации
(рис. 10.). В зависимости от условий технического
обслуживания график износа будет иметь
вогнутую или выпуклую форму.
Рис. 10Кривые износа жилых зданий в зависимости
от продолжительности эксплуатации 1 -
выпуклая; 2 - вогнутая; 3 - кривая со смешанной
формой
Вогнутая
форма кривой свидетельствует о более
интенсивном износе в начальный период
эксплуатации, а выпуклая - о стабилизации
деформации зданий во времени и менее
интенсивной потере эксплуатационных
свойств.
В зависимости
от влияния техногенных процессов и уровня
восстановительных работ в период эксплуатации
кривая интенсивности износа может иметь
как выпуклую, так и вогнутую части, что
свидетельствует о некоторой стабилизации
эксплуатационной надежности в центральной
части (кривая 3) и более быстрой потере
эксплуатационных свойств с увеличением
параметра времени.
Представленные
зависимости дают возможность качественной
оценки состояния объектов. Для полной
оценки физического износа требуется
детальное обследование конструктивных
элементов с использованием современных
методик, аппаратуры и инженерного расчета
остаточной несущей способности зданий
как сложных строительных систем.
3. 3Условия продления
жизненного цикла зданий
Оптимизация
продолжительности жизненного цикла жилых
и зданий инфраструктуры является производной
целесообразных границ реконструкции,
модернизации и ремонта.
В зависимости
от степени соответствия функциональным
и техническим требованиям они могут быть
разделены на 4 группы.
I - объекты,
полностью отвечающие современным жилищным
стандартам.
II - объекты,
требующие перепланировки основных и
вспомогательных помещений путем модернизации
или реконструкции здания в целом.
III - объекты,
требующие больших объемов ремонтно-восстановительных
работ и реконструкции.
IV - объекты,
уровень износа конструктивных элементов
которых таков, что они не подлежат реконструкции
или модернизации.
С точки
зрения затрат, капитальность работ восстанавливающего
и поддерживающего характера составляет
до 5 % оценочной стоимости объекта для
первой группы; 5-10 % для второй; до 50 % для
третьей группы. При этом ориентировочный
срок эксплуатации объектов продляется
на 30-50 лет.
Классификация
объектов по степени физического и морального
износа свидетельствует о необходимости
планомерного проведения ремонтно-восстановительных
работ начиная с эксплуатации построенного
здания. Длительные перерывы приводят
к значительному уровню затрат на восстановление
требуемых эксплуатационных характеристик,
а при увеличении межремонтного срока
- к аварийным ситуациям.
На рис. 11 приведены графические зависимости
уровня надежности и физического состояния
жилых объектов для различных периодов
восстановительных работ:
1 - при выполнении плановых ремонтно-восстановительных
работ; 2 - при выполнении восстановительных
работ для зданий с низким уровнем эксплуатационной
надежности; 3 - при отсутствии или эпизодических
этапах восстановительных работ; 4 - интенсивное
снижение эксплуатационной надежности
при воздействии техногенных процессов.
.
Рис. 11 Изменение уровня эксплуатационной
надежности жилых зданий
При соблюдении
плановых и текущих ремонтов (кривая 1)
жизненный цикл зданий увеличивается,
достигая параметров морального износа
с сохранением физико-механических характеристик,
определяющих эксплуатационную надежность.
Перерывы
в восстановительных работах (кривая 2)
существенно снижают общий жизненный
цикл зданий, а для их восстановления требуются
значительные затраты, в т. ч. производство
работ с отселением жильцов.
При длительном
отсутствии ремонтно-восстановительных
работ наступление критической фазы, характеризуемой
потерей несущей способности конструктивных
элементов, существенно снижает жизненный
цикл и само существование объекта.
Влияние
техногенных процессов, отклонений режима
эксплуатации, скрытые дефекты, вызванные
нарушением технологии производства работ,
также приводят к снижению жизненного
цикла.
В этих случаях
прогноз долговечности зданий основывается
на оценке вероятностно-статистических
моделей с использованием данных мониторинга
состояния несущих, ограждающих конструкций
и инженерного оборудования.