Определение мощности строительной базы

При строительстве крупных промышленных и энергетических объектов вдали от городов необходимо создавать большое количество объектов инфраструктуры, служащих для обеспечения строительства. К ним относятся временные титульные объекты для строительного производства (так называемые стройбаза или стройдвор), жилой или вахтовый поселок, постоянные и временные объекты инженерного обеспечения стройки и охраны природы и др. Для создания таких объектов отводится внеплощадочный подготовительный период, который может составлять до 1—2 лет.

Для определения затрат на такие объекты и продолжительности строительства может применяться нормативный метод, однако он не позволяет анализировать влияние сроков строительства на объем объектов инфраструктуры. Поэтому для прогнозирования хода строительства объектов инфраструктуры может применяться параметрическая модель строительства, разработанная профессорами МГСУ А. С. Павловым и Б. К. Пергамснщиком^[1][2]. В основе модели — допущение о прямой зависимости производственной мощности строительных организаций от созданного к этому моменту объема инфраструктуры. При этом производственная мощность М измеряется объемом работ, выполняемым в единицу времени, например, млн руб. в год.

Принято, что мощность строительных организаций расходуется на создание объектов инфраструктуры объемом S_u и основных (постоянных) объектов объемом 5″. При этом динамика мощности на строительстве постоянных объектов М_п задается в виде трапеции (рис. 25.1), что соответствует применению поточных методов строительства (см. раздел V).

Рис. 25.1. Динамика мощности на строительстве основных объектов

Если развертывание потоков на следующей стройке происходит с той же скоростью, что и на нашей стройке, можно предположить, что свертывание мощности и переезд на другую стройку происходит также с интенсивностью D (впрочем, это допущение необязательно). Тогда при заданном сроке строительства максимальная мощность строительных организаций определяется по формуле.

где Т_п = Г_нач + Г_ср + Т_кон — длительность строительства основного объекта с учетом периодов развертывания и свертывания потоков (см. рис. 25.1).

Весь период строительства делится на пять этапов. На нервом этапе (от t₀ до t_{ на рис. 25.1) выполняются только работы по созданию строительной инфраструктуры. На втором этапе (t_x—1₂) создание таких объектов продолжается, однако часть мощности уже используется для создания постоянных объектов. К концу этого этапа мощность достигает максимума Л/_шах. На третьем этапе (t₂—3) мощность почти не меняется, равномерно выполняются основные работы на объектах. На четвертом этапе (f₃—?₄) одновременно с разборкой временных объектов производятся пусконаладочные, отделочные работы, благоустройство площадки; происходит уменьшение мощности строительных организаций. На последнем этапе (t_A—t$) происходит разборка временных объектов и свертывание мощности строительных организаций.

Принято также, что в начальный и конечный моменты времени (t₀ и t₅) мощность строительных организаций (М₀ и М₅) мала, но не равна нулю. Это моделирует приезд первого (пионерного) коллектива строителей на стройку и завершение стройки.

Согласно допущениям, производственная мощность фирм-подрядчиков на первом этапе пропорциональна расходам на создание инфраструктуры, произведенным до этого момента:

где /— коэффициент фондоотдачи объектов инфраструктуры, 1/год.

Если принять коэффициент фондоотдачи постоянным, то можно описать производственную мощность первого этапа дифференциальным уравнением.

Решая уравнение (25.6), получим для t₀ < t < t_]

откуда.

Используя формулу (25.5), получим для первого этана зависимость.

На втором этапе строительства наращивание мощности строительных фирм замедляется, и одновременно начинается строительство основного объекта. Второй этап продолжается от момента до момента t₂, когда мощность строительной организации становится стабильной и равной максимуму М_шах (рис. 25.2). Если принять допущение о линейном характере разворота потоков, то производственная мощность на строительстве постоянных объектов М_п будет возрастать с интенсивностью D:

Интенсивность возрастания будет измеряться, например, в млн руб/ год².

Рис. 25.2. Возрастание мощности на первых этапах строительства

Увеличение мощности строительных фирм будет зависеть только от тех объемов работ, которые будут направлены на дальнейшее развитие инфраструктуры, а не от полного объема выполненных работ. Тогда запишем линейное дифференциальное уравнение для второго этапа:

Решая уравнение (25.10), находим выражение для объема работ, выполняемого на втором этапе до момента t. В качестве граничных условий примем нулевой объем работ S_x = 0 в момент t = t_x и максимальную мощность М_П1ах в момент t = t₂. Получим выражения для производственной мощности на втором этапе:

Заметим, что в точке t = t₂ производная функции мощности по времени обращается в ноль. Это означает, что кривая мощности плавно подходит к горизонтальной линии. Эта горизонтальная линия символизирует третий этап строительства. На данном этапе строятся только постоянные объекты. Мощность строительных организаций будет постоянной и равна максимальной мощности М_тах. При этом не учтен возможный рост эффективности производства в период строительства, коэффициент фондоотдачи принят постоянным.

Четвертый этап строительства начинается, когда основные строительномонтажные работы подходят к концу. Численность персонала начинает уменьшаться, строительную технику постепенно вывозят, объекты инфраструктуры разбирают. Напомним, что в сметные нормы (8-я глава сводного сметного расчета) включены затраты на сборку, разборку, амортизацию и ремонт временных сооружений.

Производственная мощность строительно-монтажных организаций уменьшается, хотя продолжаются работы по отделке, монтажу, опробованию и испытаниям оборудования, пусковым операциям. Как указано выше, мы можем предположить, что скорость свертывания мощности также равна D. Впрочем, значение скорости может и отличаться от скорости разворота — дальнейшие рассуждения от этого не изменятся. Однако коэффициент фондоотдачи не будет такой же, как в начале стройки, поскольку идет демонтаж инфраструктуры. Вместо него введем в рассмотрение коэффициент f₍j_} выражающий отношение максимальной мощности подрядных фирм М_шах за вычетом условной конечной мощности М_к к объему демонтажных работ 5_Д: f_d= (М_шах — M_K)/S_a. Поскольку стоимость демонтажа значительно меньше стоимости монтажа и эксплуатации временных сооружений, то /₍, «/.

Аналогично уравнению (25.10) составим дифференциальное уравнение для четвертого этапа, которое также будет линейным:

Решая уравнение (25.12), находим выражение объема работ, выполняемого на четвертом этапе от момента t₃ до текущего момента t. При этом граничным условием будет нулевой объем работ S₃ = 0 в момент начала четвертого этапа (t = ?₃). Мощность строительных организаций будет изменяться в зависимости от момента времени t

Заметим, что в начале четвертого этапа (t = t₃) первая производная от мощности по времени тождественно равна нулю. Это означает, что в данной точке нет перелома и мощность плавно снижается от значения М_тах до значения М_А. Учтем, что Т_кон = t_A-t$ = Af_max/D. В конце четвертого этапа (t = t_A) мощность будет равна.

На завершающем, пятом этапе демонтируют остатки временных сооружений. На этом этапе заканчивают отделочные работы и благоустройство площадки, проводят пусковые работы, комплексное опробование, гарантийные испытания, на которых занято сравнительно небольшое количество персонала подрядчика. Аналогично первому этапу, производственная мощность описывается выражением.

Таким образом, для расчета мощности на любом этапе должны быть заданы основные даты строительства, общий объем работ, интенсивность разворота/свертывания потоков, коэффициенты фондоотдачи. Общий график строительства, определенный по приведенным выше формулам, показан на рис. 25.3.

Рис. 253. Расчетный график строительных работ

Разработанный метод применен для анализа данных по строительству ряда крупных электростанций в России и Украине. Среднее квадратичное отклонение значений параметрической кривой от фактических данных составило от 18 до 27%, что достаточно для предварительного прогноза распределения объемов строительно-монтажных работ.

Этот метод может быть также использован для оценки изменения инфраструктуры при изменении продолжительности строительства. Нормативы расхода на временные здания и сооружения не учитывают времени строительства. Между тем ясно, что сокращение сроков работ возможно лишь в случае увеличения производственной мощности подрядных фирм. Для иллюстрации этого утверждения воспользуемся выведенными выше формулами (рис. 25.4).

При сокращении продолжительности основного периода в 2 раза необходимая максимальная мощность строительных фирм увеличивается в 2,3—2,5 раза. Примерно во столько же раз возрастает необходимый объем временных сооружений и другой инфраструктуры. Кроме того, на 15—20% увеличивается продолжительность подготовительного периода и периода завершения строительства. Таким образом, выигрыш времени оказывается не таким значительным, как кажется на первый взгляд.

Рис. 25.4. Требуемая производственная мощность при различной продолжительности основного периода строительства.

Контрольные вопросы

• 1*. Кто и в каком объеме занимается организационно-технологической подготовкой к строительству?
• 2*. На какие периоды делится продолжительность строительства? Как они исчисляются?
• 3*. Как можно приблизительно оценить продолжительность строительства жилого или производственного объекта?
• 4*. Каковы факторы сокращения продолжительности строительства? Что происходит при изменении продолжительности основного периода?
• 5*. На какие этапы можно разделить график изменения производственной мощности строительных организаций на площадке?

• [1] Киевский Л. В. От организации строительства к организации инвестиционных процессов в строительстве // В сб. Развитие города. М.: СвР-АРГУС, 2014. С. 205—221.
• [2] Павлов А. С., Пергаменщик Б. К. Расчет объемов строителыю-моитажиых работ на ранних стадиях планирования // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 4.