Підвищення культури проєктування будівельних металевих конструкцій

Після короткого вступу про технічне регулювання у будівництві розглянуто стан проєктування металевих конструкцій в Україні, його позитивні й негативні сторони. З метою підвищення культури проєктування будівельних металевих конструкцій запропоновано розробити стандарт, який визначатиме набір якісних і кількісних показників, що багатосторонньо характеризують технічний і економічний рівень проєкту КМ. Серед них показники середньозваженого використання несної здатності елементів конструкції, середній рівень міцності сталі, частка вітчизняного прокату у загальних витратах металу, питомі показники цих витрат. Розглянуто декілька варіантів застосування стандарту. Перевагу надано варіанту, в якому показники якості визначають автори проєкту КМ у процесі його розроблення. Зроблено висновок про придатність стандарту для комп’ютерної системи підтримки прийняття рішень.

Описано процедуру оцінювання якості конструктивних рішень металевих конструкцій на основі проєкту КМ, хоча цей стандарт і не встановлює конкретної мети оцінювання якості конструктивних рішень на основі зазначеного проєкту. Звіт з оцінювання якості конструктивних рішень може бути використаний для їх факультативного оцінювання за альтернативними критеріями, оскільки він містить у собі великий набір якісних і кількісних характеристик, що дає можливість спеціалісту виконати факультативне оцінювання. Склад інформації, обумовлений цим стандартом, і рекомендації для її визначення можуть бути використані не тільки для оцінювання якості конструктивних рішень на основі конкретних проєктів КМ, але і для розробки комп’ютерної системи підтримки прийняття рішень.

В.М. Гордєєв, заступник генерального директора 

з наукової роботи Укрінсталькон ім. В.М. Шимановського, 

д.т.н, професор

Технічне регулювання у будівництві налічує декілька тисячоліть. Відомо, що параграф 228 зведення законів Хаммурапі (Вавілон, 18 століття до н. е.) містить таке твердження: «Якщо будівельник побудує будинок для господаря, і його будівля не буде міцною, обвалиться і стане причиною смерті господаря будинку, цей будівельник має бути засудженим до смерті».

Зараз будівельну діяльність в Україні регламентовано Державними будівельними нормами (ДБН) та Державними стандартами України (ДСТУ). Будівельні норми – це документ технічного характеру, що встановлює мінімальні вимоги до об’єкта будівельної діяльності, обов’язкові для виконання. Стандарт – це технічний документ, схвалений визнаною організацією, який встановлює для загального та багаторазового застосування певні правила та вказівки. Дотримання стандартів є добровільним (не обов’язковим).

Правильно побудована система норм та стандартів позитивно впливає на культуру проєктування і сприяє створенню будівельних об’єктів, безпечних для життя і здоров’я людей, та формуванню і підтриманню протягом тривалого часу сталого ресурсозберігального навколишнього середовища. Основні завдання нормування та стандартизації у сфері будівництва в Україні полягають у тому, щоб забезпечити:

• надійність та безпеку об’єктів будівництва
• дотримання вимог щодо якості будівельної продукції, процесів або послуг на основі впровадження досягнень науки, техніки, нових технологій та потреб споживачів
• впровадження нових технологій у системи проєктування
• дотримання вимог щодо раціонального використання природних, енергетичних, трудових ресурсів
• дотримання вимог щодо охорони довкілля
• деякі інші потреби

Стан проєктування металевих конструкцій

Норми та стандарти проєктування будівельних металевих конструкцій орієнтовані, в основному, на технічні питання, які пов’язані з надійністю та безпекою об’єктів будівництва. З появою ДБН «Науково-технічний супровід будівельних об’єктів» полегшено впровадження у проєктування металевих конструкцій досягнень науки, техніки і нових технологій. Проте дотримання вимог щодо раціонального використання природних, енергетичних, трудових ресурсів або охорони довкілля відбувається факультативно і без належного контролю.

Тривалий час будівельні норми містили в собі поряд з вимогами міцності, стійкості або жорсткості конструкцій вимоги щодо недопущення великих запасів. Так у нормах проектування сталевих конструкцій, які діяли в Україні до 2011 року, була вимога, що обмежувала відносне недонапруження поперечних перерізів рівнем 5 %. У наступних нормах цю вимогу було усунуто, оскільки її трактували не як ресурсозберігальну, а як економічну.

Сьогодні культура проєктування сталевих конструкцій не досить висока. Замовники проєктів з метою заощадження коштів шукають дешевого проєктувальника і знаходять його, здебільшого, серед малокваліфікованих. Як результат, з’являються робочі креслення, з якими потім мають клопіт заводчани і монтажники, а, в гіршому випадку, конструкція виявляється непридатною до використання. Більш кваліфіковані проєктувальники працюють за принципом «які гроші – такий товар» і видають спрощені конструктивні рішення з великими запасами. Питання щодо економічності проєкту, раціонального використання природних, енергетичних, трудових ресурсів, охорони довкілля тощо залишаються поза увагою.

Потреба в новому стандарті

З метою підвищення культури й акуратності проєктування металевих конструкцій Український інститут сталевих конструкцій імені В. М. Шима-новського за підтримки Українського центру сталевого будівництва розробив першу редакцію державного стандарту України «Конструкції сталеві будівельні. Настанова з оцінювання якості конструктивних рішень». Цей документ визначає стандартизований набір показників, які багатосторонньо характеризують якість конструктивних рішень запроєктованих будівельних металевих конструкцій і мають бути надані замовнику додатково до робочих креслень марки КМ (надалі – проєкт КМ) або до іншої подібної проєктної документації за додаткові кошти. Стандартизований набір показників може конкретизувати явні та розкрити приховані характеристики якості конструктивних рішень і дозволити замовнику, підряднику, виготовлювачу, монтажнику або іншим зацікавленим особам оцінити проєкт зі своєї точки зору.

Автори стандарту бачать принаймні три шляхи його використання.

1.  Незалежне оцінювання проєкту КМ. У цьому випадку зацікавлена сторона (забудовник, підрядник або хтось інший) замовляє сторонньому експертові оцінювання якості проєкту КМ і надає йому для цього креслення марки КМ, розрахунки та інформацію про проєктну організацію, де виконано проєкт. Тоді цей експерт, користуючись стандартом як настановою до виконання експертизи, визначає якісні та кількісні показники проєкту КМ і на їхній основі оцінює конструктивні рішення.

2.  Авторське оцінювання проєкту КМ. У цьому випадку замовник проєкту КМ доручає проєктувальнику за додаткову плату додатково до проєкту КМ надати інформацію про конструктивні рішення відповідно до даного стандарту. Ця інформація сприяє самоконтролю виконавця і є основою для оцінювання якості конструктивних рішень замовником.

3.  Підтвердження ефективності доопрацювання проєкту КМ. Використовується для отримання стандартизованих звітних матеріалів у разі коригування проєкту КМ з метою його покращення і у випадку, коли замовник хоче отримати більш ефективний проєкт поглибленого опрацювання за додаткові кошти.

Стандарт рекомендує авторське визначення показників якості. Тоді трудомісткість виконання цієї роботи буде мінімальною, а користь від її виконання – максимальною. Авторське визначення стандартизованого набору показників має ряд переваг. У першу чергу, автори проєкту добре знають організацію, де вони працюють, і у них немає потреби її вивчати. Вони також знають завдання на проєктування, всі деталі проєктування і всі конструктивні рішення. Важливим є і те, що кількісні показники якості конструктивних рішень базуються на аналізі специфікації металопрокату. Якщо заздалегідь знати номенклатуру цих показників, то, складаючи специфікацію, можна за одним заходом отримати потрібні показники.

Користь від авторського виконання цієї роботи полягає в тому, що надати показники, які негативно характеризують власний проєкт, не хочеться, і тому виникає додатковий стимул, щоб конструкцію було запроєктовано якісно. Тим більше, для надання показників сплачують додаткові кошти. Частину з них можна використати для більш детального пророблення проєкту. І, нарешті, можна відразу усунути помічені недоліки, не витрачаючи додаткового часу. Таким чином, авторське виконання можна розглядати як механізм самоконтролю і саморегулювання.

Цю ідею можна розвинути далі. Відомо, що заощаджувати кошти треба не на проєктних роботах, а на будівельному об’єкті. Є сенс переплатити проєктувальнику, але отримати від нього хороший, ретельно виконаний проєкт. Адже зайва гривня, вкладена у проєкт, за сприятливих обставин на 20–30 гривень зменшує вартість запроєктованого об’єкта. Якщо проєктувальнику поставити завдання за додаткові кошти розробити проєкт підвищеної якості, то його звіт, виконаний відповідно до стандарту, дозволить оцінити конструктивні рішення цього проєкту.

Ознайомимося більш детально з першою редакцією стандарту.

Основні положення стандарту

Стандарт призначений для оцінювання якості конструктивних рішень сталевих будівельних конструкцій на основі проєктів КМ для будинків, споруд та об’єктів інженерно-транспортної інфраструктури, де форму та розміри поперечних перерізів конструкційних елементів визначають розрахунковим шляхом, або на основі технічної документації, відмінної від проєктів КМ, якщо ця документація має у своєму складі розрахунки для визначення поперечних перерізів конструкційних елементів, відомість елементів та специфікацію металопрокату.

В основу оцінювання покладено інтерактивний принцип, у відповідності до якого якість конструктивних рішень визначає людина (особа, яка приймає рішення, або експерт), користуючись інформацією, встановленою стандартом.

За результатами оцінювання можуть бути надані рекомендації щодо перегляду виду прокату, поперечних перерізів, товщин, виду та міцності сталі для елементів сталевих конструкцій. Конструктивна схема і розміри будинку, споруди чи об’єкта інженерно-транспортної інфраструктури перегляду не підлягають.

Стандарт установлює такий склад інформації, яку надають для оцінювання якості конструктивних рішень на основі проєкту КМ:

• якісні характеристики;
• кількісні характеристики;
• додаткові витрати металу;
• питомі показники витрат металу.

Ця інформація має міститися у звіті з оцінювання якості конструктивних рішень розглядуваного проєкту КМ.

Якісні характеристики

Якісні характеристики визначають на основі загальних даних про автора проєкту КМ, про замовника, про об’єкт будівництва та шляхом вивчення і аналізу безпосередньо проєкту КМ. Їх наводять у звіті описово за чотирма розділами.

Розділ 1. Принципові конструктивні рішення.

У цьому розділі має бути висвітлено:

• принципові конструктивні рішення і їхня відповідність призначенню
• вжиті заходи щодо покращення конструктивних рішень (варіантне проєктування, використання оптимізаційних методів тощо)
• ступінь уніфікації елементів конструкції та її деталей
• врахування у проєкті КМ технології виготовлення конструкцій
• врахування у проєкті КМ методу транспортування конструкцій
• врахування у проєкті КМ методу монтажу конструкцій
• врахування у проєкті КМ захисту конструкцій від корозії
• врахування у проєкті КМ вогнезахисту конструкцій
• врахування у проєкті КМ архітектурно-планувальних рішень та технологічного призначення будівлі
• врахування концепції сталого розвитку, адаптивності, можливості реконструкції, мобільності
• інші питання стосовно принципових конструктивних рішень