Вплив організаційно-технологічних факторів на трудомісткість будівництва за новою технологією

Размещено на http://allbest.ru

Одеська державна академія будівництва і архітектури

Вплив організаційно-технологічних факторів на трудомісткість будівництва за новою технологією

Менейлюк Олександр Іванович, д.т.н., професор,

завідувач кафедри технології будівельного виробництва

Черепащук Лариса Анатоліївна к.т.н., асистент

кафедри технології будівельного виробництва

Олійник Наталя Володимирівна к.т.н, доцент

кафедри технології будівельного виробництва

Анотація

В статті розглянута методика вибору ефективних моделей будівництва за новою технологією зведення [8] енергоефективних будівель та споруд. Проблеми вибору технології залежать від правильності визначення організаційно-технологічних рішень проекту на початковому етапі планування, які прямим чином впливають на витрати трудових ресурсів при зведенні будівель. В роботі представлені результати дослідження впливу організаційно-технологічних факторів на трудомісткість будівництва.

Викладена в роботі методика та отримані результати дозволяють визначити трудомісткість будівництва при різноманітних комбінаціях організаційно-технологічних факторів. Для отримання адекватних закономірностей зміни показника ефективності обраної технології від розглянутих факторів було використано 2 типи моделей: інформаційні (кошторисні розрахунки в програмі АВК-5, версія 3.3.1) і аналітичні (в програмі COMPEX).

Ключові слова: будівництво, трудомісткість будівництва, енергоефективні технології, організаційно-технологічні фактори, моделювання будівельних процесів.

Abstract

Rising of organizable-technological factors on the work of buddivity for new technology

Menelyuk A.I Ph.D., professor, head of the department of technology of building production, Cherepaschuk L.A. Ph.C assistant of the department of technology of construction production, Oleynik N. V. Ph.C assistant of the department of technology of construction production. Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture

The article deals with the method of selecting efficient building models for the new technology of construction [8] of energy-efficient buildings and structures. The problems of technology selection depend on the correctness of the definition of organizational and technological decisions of the project at the initial stage of planning, which directly affect the expenses of labor resources during the construction of buildings. The paper presents the results of the study of the influence of organizational and technological factors on the complexity of construction. The methodology outlined in the work and the obtained results allow to determine the complexity of construction with various combinations of organizational and technological factors. Two types of models were used to obtain adequate patterns of change in the efficiency of the chosen technology from the factors considered: informational (estimated calculations in the program AVK-5, version 3.3.1) and analytical (in the COMPEX program).

Key words: construction, complexity of construction, energy-efficient technologies, organizational and technological factors, modeling of building processes.

Постановка проблеми

В сучасних умовах будівництва одним із головних завдань являється зменшення трудових витрат будівельних процесів. Існує гостра необхідність в пошуках шляхів вирішення цього завдання, оскільки фактор праці зачіпає в свою чергу економічні інтереси всіх учасників будівельного процесу, як робітників так і замовника. Це можливо досягти розробкою нових технологій зведення, використанням сучасних матеріалів та змінами організаційних умов будівництва. Організація праці на будівництві повинна налагодити роботу всіх виконавців проекту, відповідно до норм і правил, що регулюють послідовність будівельного виробництва. Слід зазначити, що трудомісткість будівництва встановлена проектувальником має велике значення, тому що цей параметр використовується як один з важливих критеріїв оцінки тривалості та вартості будівництва/

Розроблення моделей дозволяє враховувати спільний вплив представлених організаційно-технологічних факторів одночасно. Це дає змогу вже на ранній стадії виявити кількість робітників, здатних забезпечити виконання проекту в терміни, а також причини можливих відставань від запланованих термінів. Наприклад, збільшення кількості робочих в бригаді, чи самих бригад, вводити, чи навпаки зменшувати, змінність роботи.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз досліджень методів управління трудових витрат при будівництві базуються на основі обґрунтованих методик і нормативів [7], які не враховують сучасні технології зведення окремих конструктивних елементів та нові матеріали, які безпосередньо впливають на характер будівельного виробництва.

Серед наукових досліджень, присвячених різним аспектам вибору технології і організації будівельного виробництва, їх моделювання виділяються роботи В. Р. Млодецького [6] . Роботи [1; 4; 5] описують вибір організаційно-технологічних засад будівельного процесу, здебільшого багатоповерхових житлових та виробничих будівель. Аналіз цих робіт показує, що використання експериментально-статистичного моделювання, на сьогоднішній день являється ефективним способом вибору оптимальних моделей будівництва в досліджуваних умовах.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. На сьогоднішній день мало досліджений вибір організаційно - технологічної схеми будівництва саме малоповерхових будівель та споруд. Здебільшого, в роботах [4; 5] акценти ставляться на планування моделей масштабних проектів: багатоповерхові будівлі чи об'єкти підприємницької діяльності. Дана робота направлена на розвиток нових технологій зведення, зокрема на невеликі приватні будівлі, які набирають популярність серед населення в умовах складної економічній ситуації в країні. При прогнозуванні трудових витрат будівництва доцільно враховувати вплив всієї сукупності факторів.

Метою роботи являється підвищення достовірності при оцінці трудомісткості будівництва шляхом створення і використання математичної моделі. Це дозволить враховувати спільну дію організаційно-технологічних факторів на хід виробництва будівельних робіт для визначення найбільш ефективної сукупності обраних факторів.

Викладення основного матеріалу

В роботі представлені основні результати дослідження впливу організаційно-технологічних факторів на трудомісткість зведення будівлі за новою технологією [8]. Підбір організаційно-технологічних факторів та їх оптимальне поєднання, технологія та використання нових сучасних матеріалів дозволять зменшити витрати трудових ресурсів при зведенні будівель і споруд.

Провідне місце серед сучасних моделей для обґрунтування трудових витрат проекту являються кошторисні розрахунки. В роботі ми використовували сучасну програму з визначення вартості та трудових витрат АВК-5.

Моделі проекту складаються з безпосередньо розробки кошторисних розрахунків виконання робіт.

Кошториси розробляються на основі прийнятої технології будівництва, тобто визначається послідовність здійснення всіх робіт і взаємозв'язку, що відображають закономірність технології виробництва.

Тому трудомісткість та змінність бригади робітників являються одними із основних показників при визначенні тривалості виконання робіт. Після розробки моделей будівельного процесу побудовані експериментально-статистичні закономірності зміни трудомісткості будівництва під впливом досліджуваних факторів.

Чисельний експеримент по визначенню залежностей між обраним показником і факторами, виконано з використанням математичної теорії планування скороченого експерименту, що є основою теорії експериментально-статистичного моделювання.

Варійовані фактори знаходяться в діапазоні від -1 до +1.

Тобто, кожен фактор має мінімальне, середнє та максимальне значення. Вибір факторів зроблений з урахуванням того, аби за отриманими результатами можливо було вибрати оптимальну модель будівництва. Успішне протікання будь-якого технологічного процесу вимагає, по-перше, дотримання певних організаційних пропорцій у використанні трудових ресурсів, по-друге, раціональне їх використання в процесі виробництва. Тому основним фактором, що характеризує тривалість будівництва являється коефіцієнт використання робочого часу. Інші фактори відносяться до технологічних: кількість технологічних рівнів; співвідношення площі влаштовуваних прорізів до стін; висота технологічного ярусу.

Коефіцієнт використання робочого часу розраховується за формулою 1:

Кількість технологічних рівнів прийнята наступна:

1 ярус - одноповерхова будівля;

2 яруси - одноповерхова будівля з мансардою;

3 яруси - двоповерхова будівля з мансардою.

Співвідношення площі влаштовуваних прорізів до стін базувалося на мінімальному значенні (18%) відповідно до нормативних документів [3]: варіювання даного фактору прийнято в межах 50 ±32%. Висота технологічного ярусу при мінімальному значенні фактора прийняла 2,5 м. За основу взято нормативний документ [2], який регламентує висоту житлових приміщень від підлоги до стелі - не менше 2,5 м. Тому варіювання фактору прийнято в межах 3±0,5 м. Організаційно-технологічні фактори, їх рівень варіювання і чисельні характеристики представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Фактори та рівні їх варіювання

Моделювання виробничих процесів зведення, за технологією висвітленою в патенті [8], виконували на прикладі малоповерхової будівлі площею в плані 100 м2. Відповідно до прийнятого плану чисельного експерименту розраховано 25 варіантів кошторисних розрахунків виконання будівельних робіт малоповерхової будівлі при різному поєднанні рівнів варіювання досліджуваних факторів. Розрахунок і побудова цих варіантів здійснювали за допомогою програми АВК-5. План та результати експерименту наведені в таблиці 2.

Чисельний експеримент по визначенню залежностей між обраним показником і факторами, які безпосередньо на нього впливають включає в себе побудову експериментально-статистичних моделей.

Розрахунок ЕС-моделей проводився по версії комп'ютерної програми «Compex2009.01», розробленої на кафедрі процесів і апаратів в технології будівельних матеріалів в ОДАБА.

Результати дослідження дозволяють визначити трудомісткість будівництва при різних значеннях організаційних режимів будівництва і технологічних параметрів будівлі.

Таблиця 2

План та результати експерименту

Вплив коефіцієнта використання робочого часу, суцільності опалубки, кількості технологічних рівнів і висоти технологічного ярусу на трудомісткість будівництва представлено у вигляді математичної моделі, формула 2:

З даної математичної моделі видно, що фактор Хі (коефіцієнт використання робочого часу), не має впливу на показник трудомісткості. Це пояснюється тим, що він відноситься до організаційних факторів, а трудомісткість залежить від впливу технологічних факторів.

Найбільший вплив на показник трудомісткості надає фактор Х3 (кількість технологічних рівнів) з коефіцієнтом 0,532 при його нормальному впливі, 0,316 при квадратичному і 0,051 при поєднанні з фактором X4 (висота технологічного ярусу). Тобто, відзначається лінійна залежність - при підвищенні технологічних рівнів, підвищується трудомісткість.

Також можна відзначити вплив фактора X4 (висота технологічного ярусу) з коефіцієнтом 0,142 тільки в нормальній формі, при квадратичному рівні впливу немає, так як рівні варіювання даного чинника не значні, і складають ± 0,5 м.

Порівняльний ступінь впливу факторів на даний показник ефективності різний. Зокрема, найбільший ступінь впливу (100%) на трудомісткість надає фактор Х3 (кількість технологічних рівнів) в зонах максимуму і мінімуму, який має прямо пропорційну залежність параболічної форми.

Рис. 1. Однофакторна діаграма впливу факторів. Х1 (коефіцієнта використання робочого часу), X2 (суцільності опалубки), Хз (кількості технологічних рівнів), X4 (висоти технологічного ярусу) в зонах мінімуму і максимуму на трудомісткість будівництва

При зміні Х3 від -1 (1 рівень) до 0 (2 рівнів) значення трудомісткості збільшується від 2,8 до 3,1 тис.люд.год. або на 11% та від 0 (2 рівня) до +1 (3 рівня) від 3,1 до 4 тис.люд.год. або на 29% в зоні їх екстремальних значень показано на максимуму.

Фактори Х1, Х2, Х4 мають прямолінійну залежність. Вплив фактора X4 (висота технологічного ярусу) виражено не так явно і дорівнює 32% і 20% в зонах максимуму і мінімуму відповідно, щодо фактора Х3 (кількість технологічних рівнів). Слід зазначити, що при зміні фактора X4 від - 1 (2,5 м) до 0 (3 м) і від 0 (3 м) до +1 (3,5 м) трудомісткість збільшується на 5% і це з 3,6 до 3,8 тис.люд.-год і 3,8 до 4 тис.люд.-год в зоні максимуму, а в зоні мінімуму з меншою інтенсивністю і дорівнює 4% - від 2,6 до 2,7 тис.люд.-год і 2,7 до 2,8 тис.люд.-год. Далі видно, що фактор Хі (коефіцієнт використання робочого часу) і Х2 (суцільність опалубки) не мають впливу на показник трудомісткості у всіх зонах. Хоча, при збільшенні фактора Х2 (суцільність опалубки) трудомісткість знижується близько 1%, це обумовлено зміною характеру виробничих процесів, тобто збільшується відсоток скління, значить зменшується відсоток влаштування стін, які за витратами праці більш трудомісткі. Можна сказати, що фактор має обернено пропорційний характер. В даному дослідженні показник трудомісткості будівництва будівлі та окремих виробничих процесів визначався на підставі кошторисного розрахунку в програмному комплексі АВК-5. Отримані значення є кошторисно-нормативною трудомісткістю і змінюються в залежності від обсягів робіт, проектних рішень, тобто кількості поверхів, висоти приміщень, виду основних конструктивних елементів і т.д. Тому, межа ефективності є середнє значення між показниками, отриманими на підставі економічних моделей у вигляді кошторисів, при різних рівнях варійованих факторів (рис.2). Таким чином, це значення дорівнює 3,0 тис.люд.- год. Зони, в яких значення менше 3,0 тис.люд.год. є технологічно ефективними, а ті, в яких більше - неефективними і позначені штрихуванням (рис.2). Слід зазначити, що організаційний фактор - коефіцієнт використання робочого часу Хі, не впливає на трудомісткість будівництва.

Рисунок 2. Діаграма типу «квадрат на квадраті», яка відображає вплив 4 факторів на трудомісткість будівництва

Відмітив, що вплив всіх факторів на показник трудомісткості є лінійним, тобто при збільшенні одного з факторів, збільшується і трудомісткість, крім, як говорилося вище, коефіцієнта використання робочого часу. З діаграми видно, що неефективними є три зони. Перша, при Х3 = 2 кількості технологічних рівнях, Х4 = 3,5 м висоти технологічного ярусу, друга при Х3 = 3, Х4 = 3,5 м і 3 м і при всіх рівнях варіювання фактора Хі (коефіцієнта використання робочого часу) від 0,24 до 0,75, фактора Х2 (суцільності опалубки) від 18% до 82%.

Максимальна трудомісткість в 3,973 тис.люд.-год досягається при: суцільності опалубки Х2 = 82%, кількості технологічних рівнів Х3 = 3 і висоті технологічного ярусу Х4 = 3,5 м. Решта залежностей зміни трудомісткості представлені на діаграмах під впливом всіх рівнів варіювання факторів Хі від 0,24 до 0,75 і Х2 від 18% до 82% при 6 варіантах кількості технологічних рівнів (Х3) і висоти технологічних ярусу (Х) є ефективними. Найменша трудомісткість змінюється від 2,610 тис.люд.-год до 2,920 що становить близько 12% збільшення.

Фактор Х2 (суцільність опалубки), має найменший вплив, його коефіцієнт дорівнює 0,011 при нормальній формі і 0,005 при поєднанні з фактором Х3 (кількість технологічних рівнів).

Розглядаючи знаки при змінних першого ступеня фактора Х2 (суцільність опалубки), який є мінусовим, можна відзначити що при збільшенні суцільності опалубки витрати праці по установці панорамного скління менше ніж витрати праці при виробництві технологічних операцій улаштування багатошарової стіни. Наведемо як приклад діаграму при середніх значення факторів Х3 (кількості технологічних рівнів) на рівні 2-х і Х4 (висоти технологічного ярусу) рівна 3 м (рис.3).

Рисунок 3. Двофакторна діаграма впливу факторів Хі (коефіцієнта використання робочого часу) і Х2 (суцільність опалубки) на рівні фіксації Х3 = 2 (кількість технологічних рівнів), Х4 = 3,0 м (висота технологічного ярусу) на вартість будівництва

Слід зазначити, що графіки залежності трудомісткості від висоти технологічного ярусу (Х) 2,5 м і кількості технологічних рівнів (Х3) від 1-го до 3х є незмінними. Трудомісткість становить 2,610 тис.люд.-год і є найефективнішою. Це пояснюється тим, що трудомісткість виробничих процесів зведення стін залежить від обсягів робіт, які в межах варіювання фактора Х4 -висота технологічного ярусу від 2,5 м до 3,5 м не є значним щодо всього обсягу по будівлі. Тим більше, що трудомісткість зведення 1м2 багатошарової стіни з незнімної опалубкою з пінополістиролу дорівнює 1,36 люд.-год.

Діаграма на рис.3 показує, що мінімальне значення трудомісткості будівництва Т = 2,905 тис.люд.-год/будівлю площею в плані 100 м2 при фіксації факторів Х3 - кількості технологічних рівнів на середньому значенні (дворівнева будівля) і середньому значенні висоти технологічного ярусу Х4 = 3,0 м, можливо при суцільності опалубки Х2 = 82% і при максимальному коефіцієнті робочого часу Хі = 0,75. Максимальне значення трудомісткості будівництва Т = 2,927 тис. люд.-год/будівлю площею в плані 100 м2 більше мінімальної всього лише на 27 люд.-год або 0,7%. В даному випадку при фіксації факторів Х3 = 1 технологічний рівень і Х4 = 3,0 м - висота технологічного ярусу знаходиться при максимальних значеннях факторів Хі коефіцієнта використання робочого часу = 0,75 і Х2 суцільності опалубки - 18%. Це пояснюється тим, що витрати праці для зведення 1 м2 багатошарової стіни знаходяться на однаковому рівні з улаштуванням скління. Впровадження нової, прогресивної технології зведення будівель (незнімної опалубки) і використовуваних матеріалів, зокрема пінополістиролу, відрізняється легкістю і простотою монтажу. Це, в свою чергу, зменшує трудовитрати. житловий виробничий будівництво трудомісткість

Розглянемо наступний графік (рис.4) найефективніших організаційно-технологічних рішень які дають можливість досягти 2,61 тис.люд.-год.

Рисунок 4. Двофакторна діаграма впливу факторів Хі (коефіцієнта використання робочого часу) і Х2 (суцільність опалубки) на рівні фіксації Хз = 1 (кількість технологічних рівнів), Х4 = 2,5 м (висота технологічного ярусу) на трудомісткість будівництва

Дана діаграма (рис.4) показує, що різниця між максимальним значення і мінімальним дорівнює 15 люд.-год. Мінімальне значення трудомісткості Т = 2,603 тис.люд.-год/будівлю площею в плані 100 м2 досягається при мінімальних значеннях факторів Хі = 0,24 (коефіцієнта використання робочого часу), Х2 = 82% (суцільності опалубки) і мінімальних значень факторів Х3 = 1 (кількості технологічних рівнів) і Х4 = 2,5 (висоти технологічного ярусу). Максимальне значення трудомісткості Т = 2,618 тис.люд.-год/будівлю площею в плані 100 м2 можливо при зміні коефіцієнта використання робочого часу з 0,24 на 0,75 і суцільності опалубки з 82% на 18%, тобто 15 люд.-годин збільшення відбувається через зміни суцільності опалубки на мінімальне значення.

Необхідно відзначити, що при зниженні трудомісткості робіт за рахунок вдосконалення технології виконання процесу, використання нових і ефективних інструментів і пристосувань, більш ефективних способів виконання робіт, зменшується і заробітна плата робітників, яка впливає на кінцеву вартість будівельної продукції.

Висновки із даного дослідження та перспективи

Результати моделювання малоповерхової будівлі показали, що найбільший ступінь впливу (100%) на трудомісткість надає фактор Хз (кількість технологічних рівнів). Закономірність впливу факторів експерименту на трудомісткість будівництва (люд.год/100м2) адекватно описується моделями (рис.1, 2, 3, 4) отриманими за результатам экспериментально-статистичного моделювання.

Як найбільш ефективне рішення зведення будівлі є рішення з мінімальною трудомісткістю в 2,603 тис.люд.-год/будівлю площею в плані 100 м2. Яка можлива при таких поєднаннях факторів: Х4 = 2,5 м (висота технологічного ярусу), Х3 = 1 (кількість технологічних рівнів), Хі = 0,24 (коефіцієнт використання робочого часу) і Х2 = 82% (суцільність опалубки).

Тому, експериментально-статистичне являється інструментом впровадження нових технологій у сферу будівництва. що дає можливість реанімувати її, а надалі й активізувати розвиток цієї сфери, що, в свою чергу, сприятиме розвитку всіх сфер національної економіки та підвищенню ефективності функціонування економічної системи країни загалом.

Список літератури

1. Выбор организационных режимов строительства торгово- развлекательного центра / А. А. Менейлюк [и др.] // Будівельне виробництво.-- 2017.-- № 63/1.-- С. 3-6.

2. Державні будівельні норми. Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення: ДБН В.2.2-15-2005. - [Чинний від 01.01.2006]. - К.: Держбуд України, 2005. - 45 с. - (Державні будівельні норми України).

3. Державні будівельні норми. Теплова ізоляція будівель: ДБН В.2.6-31:2016. - [На заміну ДБН В.2.6-31:2006; чинний від 01.05.2017]. - К.: Мінрегіонбуд України, 2017. - 37 с. - (Державні будівельні норми).

4. Менейлюк А.И. Влияние организационно - технологических факторов на структуру затрат предприятия по строительству и реконструкции элеваторов. [Текст] / А. И. Менейлюк, А. Л. Никифоров // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури.-- 2016.-- № 12 (225). - С. 40-50.

5. Менейлюк А. И. Оптимизация организационно-технологических решений реконструкции высотных инженерных сооружений / А. И. Менейлюк, М. Н. Ершов, А. Л. Никифоров, И. А. Менейлюк. - К.: ТОВ НВП «Інтерсервіс», 2016. - 332 с.

6. Млодецький В. Р. Концепція надійності в організації будівельного виробництва // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - 2014. - №4. - С. 19-24.

7. Національний стандарт України. Правила визначення вартості будівництва: ДСТУ Б Д. 1.11:2013. - [на заміну ДСТУ Б Д.1.1-1:2000; Чинний від 01.01.2014]. - К.: Мінрегіон України, 2014. - 93 с. - (Національний стандарт України).

8. Патент України на корисну модель и А 123124 и, МПК Е04В 2/42 (2006.01). Багатошарова стінова панель / Менейлюк О.І., Менейлюк І.О., Черепащук Л.А. №. и2017 08823; заявл. 04.09.2017; опуб. 12.02.2018. - Бюл.№3/2018.

Размещено на Allbest.ru