2.5. Технико-экономическая оценка объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий

Экономичность объемно-планиро­вочных и конструктивных решений промышленных, как и гражданских зданий, устанавливают по показателю экономической эффективности капи­тальных вложений, которым служат приведенные затраты П:

П = К + Т_нс, (16.1)

где К– единовременные затраты на строитель­ство, определяемые сметной стоимостью зда­ния; С – годовые затраты на эксплуатацион­ное содержание здания; Т_н– нормативный срок окупаемости капитальных вложений, при­чем

, (16.2)

где Е_н– нормативный коэффициент экономи­ческой эффективности капитальных вложений, устанавливаемый нормами (для всех отраслей промышленности Е_н= 0,12).

Полученное значение приведенных затрат /7 сравнивают с Лэ т. е. с эта­лонным значением приведенных зат­рат, полученным на основании реше­ний, признанных относительно лучши­ми.

Тогдаэкономический эффектЭ предлагаемого решения составит

Э = П_э– П (16.3)

Следовательно, чтобы решение здания получилось экономичным, не­обходимо стремиться к возможному снижению значений К и С в выра­жении. В этих целях в процес­се проектирования производят техни­ко-экономическую оценку принимае­мых решений путем выявления ряда показателей по данным проекта и сме­ты и их сравнения с эталонными показателями.

Наиболее общим, комплексным технико-экономическим показателем, учитывающим как технологическую, так и строительную часть проекта, является количество выпускаемой про­дукции с 1 м² производственной пло­щади здания.

Очевидно, что чем больше этот показатель, тем эффективнее исполь­зована площадь и тем производитель­нее применено технологическое обо­рудование.

Для технико-экономической оцен­ки, характеризующей объемно-пла­нировочное решение промышленного здания, расчетными единицами яв­ляются: 1 м² площади застройки, 1 м² полезной площади и 1 м³ объема.

Площадь застройкиопределяют по внешнему периметру здания на уровне цоколя по внешнему обводу стен. Пло­щадь застройки состоит изполезной и конструктивной.

Полезная площадьпредставляет собой сумму площадей помещений всех этажей в чистоте, т.е. измерен­ных в пределах внутренних поверх­ностей ограждений. В полезную пло­щадь включают также площади вспо­могательных помещений, антресолей, обслуживающих площадок, этажерок, галерей и эстакад.

Конструктивную площадьопределяют поэтажно, как сумму площа­дей, занимаемых лестничными клетка­ми, внутренними стенами, колоннами, перегородками, шахтами и проемами в перекрытиях этажей (предназна­чаемых для пропуска оборудования, его монтажа и демонтажа, а также для аэрации).

Полезная площадь состоит из ра­бочей, подсобной и складской.

Рабочую площадьопределяют как сумму площадей помещений, пред­назначенных для изготовления про­дукции. Сюда включают площади для размещения промежуточных складов для полуфабрикатов. Рабочую пло­щадь, связанную с основным техно­логическим процессом, учитывают не только на основных этажах здания, но также на антресолях, площад­ках, этажерках и в других поме­щениях, используемых для размеще­ния оборудования, связанного с тех­нологическим процессом.

Подсобную площадьопределяют как сумму площадей помещений, от­водимую для транспорта и санитарно-технического и энергетического оборудования. Площадь коридоров, тамбуров, переходов, помещений тех­нического назначения (например, пло­щади технических этажей, предназна­ченных для размещения коммуника­ций) и встроенных вспомогательных помещений относят также к подсоб­ной площади.

Складскую площадьвычисляют как сумму площадей, которую пред­назначают для хранения сырья, раз­личных материалов и изделий, необ­ходимых для производства продукции и ремонта технологического, санитарно-технического, энергетического оборудования, коммуникаций, а также для хранения готовой продукции.

Разделение полезной площади здания на рабочую, подсобную и складскую проводят после завершения технологической части проекта. Поэ­тому показатели на 1 м²рабочей площадипо стоимости, трудоемкости, расходу основных материалов дают комплексную оценку экономичности как технологической, так и строитель­ной части проекта.

В процессе эксплуатации промыш­ленных зданий технологические про­цессы модернизируют, и соотношения между рабочими, подсобными и склад­скими площадями изменяются. По­этому для оценки экономичности строительной части целесообразно принимать 1 м² полезной (общей) пло­щади здания или 1 м² площади за­стройки.

Строительный объемздания опре­деляют умножением площади застрой­ки на высоту от уровня первого эта­жа до верха чердачного перекрытия или до верхней отметки кровли при бесчердачных покрытиях. В объем зда­ния включают объем фонарей и под­валов. Объемы пристроек в виде де­баркадеров, навесов, эстакад, кон­вейерных галерей и других пристроек не включают.

Объем здания, имеющего скатное покрытие, определяют умножением площади поперечного сечения здания на его длину.

Строительный объем здания имеет большое значение для оценки эко­номичности расходов, связанных с эксплуатацией зданий.

Оценку экономичности объемно- планировочного и конструктивного ре­шения здания и сопоставление с луч­шими существующими решениями выполняют по следующим технико- экономическим показателям:

а) по затрате денежных средствопределяют сметную стоимость строи­тельства, отнесенную к 1 м²и к 1 м³проектируемого промышленного зда­ния. В сметную стоимость строитель­ства включают только строительно-монтажные работы, т.е. без стои­мости технологического оборудования и внешнего благоустройства. При этом в объем здания объем подвала не включают. При утверждении стоимо­сти строительства эти показатели яв­ляются основными. Ориентировочно средняя стоимость 1 м³одноэтажно­го промышленного здания составляет 5-6 руб., многоэтажного – 8-9 руб.;

б) по застройке территории пред­приятияв целом – плотность застрой­ки П_зопределяют путем деления об­щей площади застройки (суммы пло­щадей застройки всех зданий) на пло­щадь территории предприятия.

Нормами установлена наименьшая плотность застройки предприятий. Например, для предприятий основной химии П_з= 30%; металлургических заводов П_з= 28-35%; текстильного, нефтяного и химического машиностро­ения П_з= 50%; нерудных строитель­ных материалов П_з= 25%; хлопчато­бумажных и шелковых тканей П_з= 60%; хлебозаводов П_з= 50% и т.д. Плотность застройки – наиболее су­щественный показатель экономич­ности решения генерального плана предприятия. Малый процент застрой­ки приводит к удлинению коммуни­каций и дорог, излишним затратам по планировке и благоустройству тер­ритории и повышению эксплуатацион­ных расходов;

в) по качеству объемно-плани­ровочного решенияпоказатель оп­ределяют путем установления значе­ний коэффициентов К₁, К₂, К₃: К₁– отношение рабочей площади к полез­ной и К₂– отношение объема здания к рабочей площади. Очевидно, что чем выше значение К₁и чем ниже зна­чение К₂, тем рациональнее исполь­зование площадей и объема здания. Коэффициент К₃– отношение площа­ди поверхности ограждающих кон­струкций к полезной площади. Чем ниже значение К₃, тем объемно-планировочное решение целесообраз­нее по компактности и расходу тепла.

Перечисленные коэффициенты К₁, К₂, К₃дают возможность в процессе проектирования сопоставлять различ­ные варианты решения между собой и с эталонными проектами и нор­мативными данными по той или иной отрасли народного хозяйства (если последние имеются). Следует отме­тить, что в условиях ускоряющегося научно-технического прогресса норма­тивные значения этих коэффициен­тов могут меняться. Поэтому при оцен­ке проектных решений промышлен­ных зданий, особенно с модернизи­рованными или новыми технологиче­скими процессами, следует целесооб­разность объемно-планировочного ре­шения проанализировать по существу и установить причину отклонения коэффициентов от средних значений, если они будут;

г) по расходу основных строитель­ных материалов(стали, цемента и др.) определяют путем установления удельных расходов материалов на 1 м3 здания или на единицу полезной площади;

д) по трудоемкости возведения зданияопределяют посредством уста­новления удельной трудоемкости на 1 м³здания или на единицу полез­ной площади;

е) по весу зданияустанавливают путем определения удельных показа­телей на 1 м³здания или на единицу полезной площади. Показатели по рас­ходу материалов, трудоемкости и весу зависят от принятых конструктивных решений. Поэтому при анализе проек­та их рассматривают, как правило, совокупно. Очевидно также, что целе­сообразное решение будет при не­высоких значениях этих показателей.

Следует иметь в виду, что приме­нение облегченных конструкций сни­жает и вес здания, и, часто, трудо­емкость возведения, и транспортные расходы, связанные с доставкой из­делий на строительную площадку;

ж) по показателям, характеризую­щим степень унификации сборных эле­ментоввыявляют, насколько принятое конструктивное решение отвечает тре­бованиям индустриализации строи­тельства.

К этим показателям относят общее число сборных элементов, число их ти­поразмеров, марок, максимальную массу сборного элемента, среднюю массу сборного элемента.

Устанавливают отношение числа сборных элементов к единице стои­мости, определяющее степень сборности здания, и отношение средней массы сборного элемента к массе наиболее тяжелого элемента. Послед­нее называют коэффициентом техно­логичностиилиунификации. Чем бли­же он к единице, тем выше степень унификации сборных элементов и тем эффективнее будут использованы ме­ханизмы на строительстве.

После того как указанные выше показатели проектного решения полу­чили значения, удовлетворяющие по­ставленным требованиям, определяют окончательную сметную стоимость здания К [см. выражение (16.1)].

Показатели, характеризующие экс­плуатационные расходы по содер­жанию здания, включают годовые расходы, идущие на эксплуатацию санитарно-технических систем, на ос­вещение, санитарно-гигиенические ра­боты, ремонт, а также на аморти­зационные отчисления. При этом на стадии проектирования амортизацион­ные отчисления учитывают на ос­новании отраслевых нормативных данных. Расходы на эксплуатацию санитарно-технических систем и са­нитарно-гигиенические работы (убор­ка и др.) могут быть определены укрупненно по приближенным фор­мулам.

Стоимость освещения учитывают только в тех случаях, когда при проектировании здания возникают ва­рианты, позволяющие использовать наряду с искусственным освещением и естественное. Применение для уст­ройства несущих и ограждающих кон­струкций тех или иных строительных материалов, обладающих различными свойствами, а следовательно, и раз­личной долговечностью, определяет условия их работы в здании, необ­ходимость их периодических ремонтов.

Иногда бывает целесообразно пой­ти на несколько большие едино­временные затраты и получить долго­вечную конструкцию, чем впоследст­вии затрачивать большие средства на частые ремонтные работы. Полу­чив таким образом годовые эксплуа­тационные расходы, вычисляется зна­чение С в выражении (16.1).

Определив приведенные затраты по проекту, производят их сравнение с затратами по эталонам.

Кроме оценки проекта по приве­денным затратам, как указано выше, во время разработки проекта целе­сообразно проводить оценку экономич­ности отдельных факторов или элемен­тов проекта здания. Такая оценка помогает правильно выбрать некото­рые параметры здания, например сет­ку колонн, пролет, оценить с эконо­мической точки зрения применяемые конструкции и в конечном итоге повлиять в благоприятном смысле на величину приведенных затрат.

Вместе с тем, производя в процес­се проектирования оценку отдельных элементов здания, надо иметь в виду, что не всегда меньшая стоимость определяет лучшее решение. Напри­мер, в целях повышения универсаль­ности промышленных зданий приме­нение шага 12 м средних рядов колонн признано целесообразным для всех многопролетных бескрановых зданий вне зависимости от высоты, хотя при небольших высотах шаг б м дает мень­шую стоимость.

Принятые в проекте решения кон­структивных элементов сопоставляют­ся с эталонными типовыми конструк­циями, которые проверены практикой. Оценку экономичности проводят для всех конструктивных элементов зда­ния. Однако, чтобы получить воз­можно больший эффект, целесообраз­но в первую очередь уделять вни­мание конструкциям, занимающим в общей стоимости здания наибольший удельный вес (табл. 16.1).

ТАБЛИЦА 16.1. ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ СТОИМОСТЬ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ, % ОТ ОБЩЕЙ СТОИМОСТИ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Стоимость, % для		зданий
Элементы зданий Одноэтажных при про­		Много­
летах		этажных
12—18м	18—24 м
без кранов	с кранами
Основания и фун­ даменты 4—5
	6—8	7—8
Колонны 4—5	6—6,5	3—4
Подкрановые бал­
ки (при грузо­
подъемности кра­
нов 15—20 т) . . .—	10—12	—
Несущие элемен­
ты покрытий . . .10—14	7—9	4—6
Фонари 8—! 2	7—10	—
Междуэтажные
перекрытия с ри­
гелями —	—	26—28
Наружные несу­	11 — 12	18—20
щие стены .... 10—11
Ограждающие
элементы покры­
тий и кровли . . .21 — 35	26—30	6—7
Полы 14—15	12—14	13—14
Окна, двери, воро­		12—13
та 5—6	5—6
Перегородки . . . 4—5	3—4	1
Лестницы —	—	1 — 1,5
Лифты —	—	2—3
Прочие элементы
и работы 5—7	6—8	8—9

Из табл. 16.1 видно, что в одно­этажных промышленных зданиях са­мый дорогой элемент — покрытие (не­сущая и ограждающая часть), а в многоэтажных — междуэтажные пе­рекрытия. Следовательно, стремясь к снижению стоимости здания, прежде всего следует рассмотреть возмож­ность снижения стоимости этих кон­струкций.

В некоторых случаях целесообраз­но оценивать не отдельные конструк­ции, а комплекс конструктивных эле­ментов. Например, покрытие про­мышленного здания, которое состоит из основных несущих конструкций (ферм, балок), несущих конструкций ограждающей части (плит, прогонов) и самой ограждающей конструкции (пароизоляции, термоизоляции, кров­ли и др.).

При сопоставлении технико-экономических показателей проектируемого здания или его элементов с эта­лонными показателями крайне важно обеспечить так называемую сопоста­вимость. Например, сопоставляемые конструкции должны иметь однород­ные назначения, нагрузки, степень законченности. При сравнении необ­ходимо учитывать возможное изме­нение решения конструктивных эле­ментов, связанных с рассматривае­мой конструкцией. Расчетными едини­цами измерения, к которым относят технико-экономические показатели, могут быть отдельная конструкция, погонный или квадратный метр дли­ны или площади конструкции.

Конструкции сравнивают по рас­ходу материалов, затратам труда, массе и стоимости. Однако в качестве .решающего показателя для оценки эффективности применения тех или иных вариантов конструктивных реше­ний принимают приведенные затраты. Остальные показатели позволяют выя­вить факторы, которые влияют на сравнительную эффективность вари­антов и намечают пути совершенст­вования конструкции.

В табл. 16.2 приведено технико-экономическое сравнение несущих конструкций покрытий промышленно­го здания без учета капиталовложе­ний в строительство предприятий по производству конструкций и материа­лов и эксплуатационных расходов.

ТАБЛИЦА, 16.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ (ВЗЯТО ИЗ РАСЧЕТА НА 1 ШТ.)
	Ос	новные параметры		Расход	материалов	Затраты Стоимость Масса,
Характеристика конструкции	под расчет­ную нагруз­	Размеры,	М	Объем бетона	Сталь, кг	-труда на конструк- т стройпло- ции в де- щадке, ле, руб.
	ку, Н/ы2 (кг/м2)	Пролет Ширина	Высота	марки 400, м3		чел.— день
Железобетонная балка с параллельными поя­сами для плоских по­крытий, предваритель­но-напряженная с про­волочной арматурой, установленная с шагом 6 м Железобетонная фер­ма с параллельными поясами и закладной решеткой для плоских покрытий, предвари- тельно-напряженная с проволочной армату­рой, установленная с шагом 6 м.	7500 (750)	18 0,36	1,5	4,8	678,9	4,56 437,45 12
	7500 (750)	18 0,24	2,7	3,2	619,1	2,64 295,11 8