Индустриальные методы строительства предусматривают оргаизацию строительного производства с применением поточных, круглогодичных, комплексно-механизированных методов производства работ по возведению зданий и сооружений с преимущественным использованием сборных конструкций, в том числе укрупненных, с высокой степенью заводской готовности.
Индустриальными методами могут возводиться и объекты, запроектированные из монолитных или сборно-монолитных конструкций. Однако в этом случае должны быть предусмотрены такие организационные и технологические решения, применение которых обеспечило бы максимально возможный технологический и экономический эффект (комплексная механизация приготовления, доставки и укладки бетонной смеси, индустриальные системы опалубки, индустриальные методы отделки зданий за счет применения эффективных облицовок, рулонных покрытий полов, декоративных панелей заводского изготовления и т. д.).
Непременным условием индустриализации строительства является опережающее развитие материально-технической базы, которая создается и развивается в соответствии с технико-экономическими обоснованиями (ТЭО). В ТЭО учитываются на принятую перспективу: размещение объектов, объемы капитальных вложений и основных работ, наличие местных сырьевых ресурсов и т. д. На основании ТЭО создаются необходимые предприятия строительной индустрии, которые обеспечивают строительные организации сборными конструкциями, стеновыми и нерудными материалами, бетонными и растворными смесями и т. д. В ТЭО определяются также источники обеспечения строек водой, электроэнергией.
Наряду с другими предприятиями строительной индустрии в нашей стране имеется постоянно расширяющаяся сеть высокомеханизированных домостроительных и заводостроительных комбинатов (ДСК и ЗСК), которые не только изготавливают сборные конструкции, но и ведут из них монтаж зданий, сдавая объекты с законченным комплексом работ.
Наибольший эффект при индустриализации строительства достигается при четком взаимодействии организационно-технологических факторов: комплексной механизации производственных процессов и применения научных методов организации труда и технологического проектирования строительного производства.
Комплексная механизация означает выполнение всех трудоемких и тяжелых процессов комплектами машин, связанных между собой по технологическому назначению, рабочим параметрам и производительности. При этом должны быть обеспечены наивысшая для данных конкретных условий строительства производительность труда и требуемое качество работ.
Так, при разработке котлована комплект машин может состоять из экскаватора (ведущая машина), самосвалов и машин для разравнивания и уплотнения грунта на месте отсыпки. Наиболее производительная работа такого комплекта будет иметь место в случае, если количество самосвалов достаточно для бесперебойной работы экскаватора, а вместимость кузова самосвала в 5 и более раз превышает объем ковша экскаватора, что обеспечивает наиболее быструю и удобную загрузку машин.
В строительстве применяются машины цикличного и непрерывного действия.
Машины цикличного действия работают по принципу чередования рабочих и нерабочих операций с выдачей продукции через определенные интервалы времени. К машинам цикличного действия относятся монтажные краны, одноковшовые экскаваторы, автомобили, большинство моделей бетоносмесителей и др.
Например, цикл работы монтажного крана состоит из следующих операций: строповки (зацепления) сборного элемента, подъема и установки элемента в проектное положение, растроповки и возвращения грузового крюка в исходную позицию.
Машины непрерывного действия выполняют только рабочие операции и выдают продукцию непрерывным потоком. Это роторные экскаваторы, ленточные конвейеры, растворонасосы, бетононасосы и др.
Чтобы исключить простои машин непрерывного действия, должны быть обеспечены их непрерывная загрузка и прием выпускаемой продукции. Например, для доставки к бетононасосам бетонной смеси автобетоносмесителями, бетоновозами или другими машинами цикличного действия необходим промежуточный бункер, вместимость которого обеспечивает непрерывную загрузку насоса, а также соответствующий фронт бетонирования.
При подборе комплектов машин необходимо учитывать их техническую и эксплуатационную производительность.
Техническая производительность — это производительность машины за час полезной работы, которая может быть достигнута в данных конкретных производственных условиях при совершенной организации работ и уплотненном режиме работы с минимально необходимыми технологическими перерывами.
Эксплуатационная производительность учитывает использование машины по времени и в течение смены в конкретных производственных условиях при нормальной организации работ, наличии не только технологических, но и организационных перерывов (на заправку машин, монтажных, демонтажных, на переезды машин, их техническое обслуживание, на отдых рабочих).
Автоматизация является более высокой стадией развития механизации строительства.
Различают автоматизированные и автоматические процессы. В первом случае автоматизированы лишь отдельные операции процесса и для получения конечной продукции необходимо участие человека. Примером может служить работа автогрейдера, у которого автоматизирована операция по поддерживанию заданного предельного уклона, что позволяет повысить точность планировочных работ.
Во втором случае весь процесс выполняется автоматически и роль человека сводится лишь к наблюдению за исправностью автоматических устройств. В строительстве автоматические процессы пока имеют место лишь на бетонных заводах-автоматах, работающих по заданной программе, и на некоторых технологических линиях предприятий строительной индустрии.
Даже частичное применение автоматизации в строительстве дает существенный экономический эффект. Так, только за счет автоматизации процесса приготовления бетонной смеси и раствора можно на 20—25 % повысить мощность бетонорастворных заводов, значительно улучшить качество товарных смесей и свести к минимуму потери цемента.
Научная организация труда (НОТ) — это организация труда, основанная на достижениях науки и техники и передовом опыте, систематически внедряемых в производство, которая позволяет наиболее эффективно объединять технику и людей в едином производственном процессе, обеспечивает повышение производительности труда, сохранение здоровья трудящихся.
Непосредственной задачей НОТ является организация высокопроизводительного труда на каждом рабочем месте. Основой для эффективного применения ее является подготовка производства путем совершенствования методов подготовки и управления строительством, изучения и анализа технической документации, повышения качества разработки проектов производства; рациональная организация рабочих мест — своевременное обеспечение объектов строительными материалами, конструкциями и изделиями, оснащение рабочих мест рациональными инструментами, приспособлениями, средствами малой механизации; научная организация труда на рабочем месте — правильный подбор состава бригад и звеньев, совершенствование трудовых процессов, внедрение рациональных методов и приемов труда, максимальная механизация труда, рациональное использование рабочего времени, обучение и повышение квалификации работников, разработка нормативной базы оплаты, гигиены и эстетики труда.
Технологическое проектирование выполняется на основе оптимизации строительных процессов.
Оптимизация параметров технологических процессов осуществляется методами математического программирования с последующей экспериментальной проверкой. Например, может быть поставлена следующая задача: обеспечить максимальную подачу бетононасоса при требуемом качестве бетонной смеси и прочих заданных условиях. В данном случае в качестве критерия оптимизации принимается подача насоса. Ограничения задачи формулируются с учетом таких факторов, как консистенция бетонной смеси, крупность заполнителя, требуемое качество смеси у выхода из бетоновода, температура наружного воздуха, дальность и высота подачи, диаметр бетоновода и т. д. Находятся соответствующие математические модели и зависимости. Полученные данные проверяются и уточняются экспериментальным путем.
В строительном производстве могут иметь место такие формы технологического проектирования.
Проект организации строительства (ПОС) выполняется в стадии проектирования и является составной частью технического (технорабочего) проекта. ПОС определяет общую продолжительность и промежуточные сроки строительства, распределение капитальных вложений и объемов строительно-монтажных работ, материально-технические и трудовые ресурсы и источники их покрытия, основные методы выполнения строительно-монтажных работ и структуру управления строительством объекта.
Проект производства работ (ППР) должен учитывать организационные и технологические решения, предусмотренные ПОС. ППР определяет технологию, сроки выполнения и порядок обеспечения ресурсами строительно-монтажных работ и служит основным руководящим документом при организации производственных процессов по возведению зданий и сооружений.
Технологическая карта — документ, детализирующий рациональную и стабильную технологию производства часто повторяющегося вида строительно-монтажных работ и используемый вместо ППР или дополнительно к нему.
Карта трудовых процессов устанавливает рациональную н стабильную технологию какого-либо производственного процесса с часто повторяющимися рабочими операциями и определяет методы, условия выполнения и материально-технического обеспечения этих операций.
При строительстве крупных объектов может возникнуть необходимость разработки ППР и для отдельных ведущих процессов, например проект производства бетонных работ и др.
Если строительство сложных объектов насыщено монтажными процессами (здание ТЭЦ, полносборный высотный дом сложной конфигурации и т. д.), применяют макетно-модельный метод, сущность которого заключается в том, что основные технологические решения, например выбор монтажных кранов и последовательность монтажа, проверяются на макете.
Наиболее эффективные технологические решения производства строительно-монтажных работ выбираются после сравнения вариантов путем анализа их технико-экономических показателей, которые характеризуют затраты труда и материально-технических ресурсов. Основными являются суммарные трудовые затраты и стоимость, отнесенные к единице продукции (например, к 1 м3 уложенного бетона, 1 м2 стеновых ограждений, 1 т смонтированных конструкций или к 1 м3 здания).
Для более полной оценки эффективности строительных процессов или работ привлекается ряд дополнительных показателей:
уровень механизации (комплексной механизации), определяемый отношением объемов каждого вида механизированных или комплексно-механизированных работ к общему объему данных работ (в процентах);
механовооруженность строительства, характеризуемая отношением балансовой стоимости машин и механизмов к годовому объему строительно-монтажных работ;
энерговооруженность труда — отношение суммарной мощности установленных двигателей к среднесписочному числу рабочих, занятых на строительно-монтажных работах.
В стадии архитектурно-строительного проектирования, помимо обычных экономических и функциональных показателей, для крупных объектов следует учитывать и технологические показатели, такие, например, как монтажная технологичность здания, характеризующаяся трудовыми затратами, отнесенными к единице объема (площади здания), и степенью сборности.
Степень сборности характеризуется отношением сметной стоимости сборных конструкций к общей стоимости здания (в процентах).
