-4-ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В крупных городах разнообразие линейно-протяжённых инженерных сооружений (ЛПИС) очень велико: это тоннели метрополитена, линии электропередач, автомобильные дороги, железнодорожные пути, системы и сети канализации, теплоснабжения, водоснабжения и многие другие. Для каждой разновидности ЛПИС существуют только ей присущие конструктивные и функциональные параметры, методы исследования, проектирования, возведения, эксплуатации и т.д. При новом строительстве, а в особенности - при строительном переустройстве, крайне важной и общей |- , для всех ЛПИС характеристикой является использование
наиболее эффективных организационно-технологических ре-
*
шений с применением новых конкурентоспособных матери-алов и конструкций, повышающих надежность и безопасность возведения и эксплуатации ЛПИС.
Важным является также использование поточных методов строительного переустройства, которые в период «перестройки» в силу объективных и субъективных причин были преданы забвению: существовавшие ранее нормативно- методические документы не соответствовали изменившейся > системе хозяйствования и резко возросшей сложности
«
¦«V
-5-строительного производства, а разработка новых не была
поддержана необходимыми ресурсами (финансовыми, кадровыми, материальными и др.) • На смену существовавшим ранее на отечественном строительном рынке появились новые конкурентоспособные материалы и технологии, которые необходимо использовать в строительном переустройстве ЛПИС.
Такое положение определило актуальность темы диссертационного исследования, в котором в качестве объекта-представителя городских коммуникационных систем рассмотрены системы центрального теплоснабжения (СЦТ) г. Москвы, требующих при обслуживании и строительном переустройстве существенных затрат ресурсов (материальных, кадровых, финансовых и др.), необходимых для возведения, перемещения, монтажа и демонтажа временных и постоянных инженерных сетей и коммуникаций, изменения инфраструктуры.
В качестве научно-технической гипотезы высказано предположение о необходимости разработки методики выбора эффективных организационно-технологических решений строительного переустройства сетей центрального теплоснабжения (СЦТ) , адекватных применяемым новым материа-
-6-
лам и конструктивным решениям, которая позволит обеспечить заданный уровень организационно-технологической надежности (ОТН) и организационно-технологической безо-пасности (ОТБ) при значительном повышении эффективности строительного переустройства СЦТ.
Цель диссертационного исследования: разработка эффективных организационно-технологических решений конкурентоспособного переустройства СЦТ крупного города, эффективных по критериям ОТН и ОТБ на протяжении всего жизненного цикла сети за счет использования новых материалов, конструктивных решений и технологий.
,ш Для достижения поставленной цели решены следующие
, Задачи исследования:
анализ особенностей возведения и строительного переустройства городских коммуникационных систем с обоснованием выбора СЦТ в качестве их объекта-представителя;
. . систематизация факторов, влияющих на эффективность
<¦¦-,¦¦.¦"¦
и организационно-технологическую надежность строитель-
*
v ного переустройства СЦТ, а также на организационно-
* технологическую безопасность функционирования СЦТ после
их переустройства;
-7-
выявление и оценка основных организационно-технологических параметров возведения и строительного переустройства городских коммуникационных систем и СЦТ как их объекта-представителя;
разработка методики выбора рациональных решений подготовки и производства работ по строительному переустройству СЦТ в зависимости от заданного уровня ОТН и ОТБ;
внедрение и экспериментальная проверка разработанной методики в производственных условиях;
формирование пакета рациональных инженерных решений по возведению и.строительному переустройству СЦТ.
Объект исследования: организация строительного переустройства городских коммуникационных систем на примере СЦТ г. Москвы.
Предмет исследования: организационно-технологическая надёжность и организационно-технологическая безопасность строительного переустройства СЦТ.
Методологические и теоретические основы исследования базируются на работах отечественных и зарубежных ученых в области технологии и организации строитель-
-8-
ства, системотехники строительства, теории функциональных систем, экспертного логического и системного
А
анализа, вероятностно-статистических методов, информа-ционно-вычислительных технологий.
Выносимые на защиту результаты, имеющие научную новизну:
обоснование городских систем централизованного теплоснабжения в качестве объекта-представителя линейно-протяжённых инженерных сооружений;
обоснование организационно-технологической надежности и организационно-технологической безопасности в ка-* честве главных критериев эффективности строительного
переустройства линейно-протяжённых инженерных сооруже-
л „
нии;
методика количественной оценки организационно-технологической надежности и организационно-технологической безопасности применительно к строительному переустройству линейно-протяжённых инженерных сооружений;
<, . ¦ • -
инфографические модели многокритериальной интегральной оценки эффективности строительного переустройства г линейно-протяжённых инженерных сооружений по критериям
-9-
организационно-технологической надежности и организационно-технологической безопасности.
Практическая значимость результатов подтверждена эффективностью организации строительного переустройства ряда линейно-протяжённых инженерных сооружений, в частности - при реконструкции теплосети в районе Дубнинской улицы, владение 32.
Апробация результатов исследования: основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-методологическом семинаре лаборатории ИТЭБЖ ЦНИИОМТП и на научно-техническом совете института (2003-2004гг.); на семинаре секции «Системотехника строительства» Науч-ного Совета по комплексной проблеме «Кибернетика» РАН (2001-2004гг.) ; на научных и научно-методических семинарах строительных организаций Москвы и Московской области.
Публикации. По теме диссертации в 2001-2004гг. опубликованы пять научных статей.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованной литературы. Работа содержит 120 страниц текста, 9
-10-
рисунков, 15 таблиц, библиографию, включающую 153 отечественных и зарубежных публикации.
-11-
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕУСТРОЙСТВА И ВОЗВЕДЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЛИНЕЙНО-ПРОТЯЖЕННЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ (ЛПИС)
1.1. Анализ состояния и перспектив развития инженерной инфраструктуры энергетического комплекса крупного города
Задачи повышения уровня жизни и обеспечения комфортности жизнедеятельности населения крупных городов неразрывно связаны с повышением качества, обеспечением организационно-технологической надежности (ОТН), организационно-технологической безопасности (ОТБ) и эффективности возведения, переустройства и эксплуатации сооружений, обеспечивающих жизнедеятельность города.
К их числу относятся:
городские сети теплоснабжения, водоснабжения и водо-отведения;
сети канализации; -электрические и телефонные сети; линии электропередач; газопроводы и нефтепроводы; автомобильные трассы и дороги; железнодорожные трассы и пути;
-12-разнообразные технологические и транспортные тоннели
(в том числе и тоннели метрополитена) ;
подземные переходы и другие инженерных объекты, которые относятся к классу линейно-протяженных инженерных сооружений (ЛПИС).
Габаритные размеры ЛПИС по ширине и высоте значительно меньше их протяженности в пространстве.
ЛПИС различны по конфигурации на разрезах и в планах, проходят через разнообразные препятствия естественного и техногенного происхождения, характеризуются необходимостью постоянного использования и перемещения в процессе их возведения, переустройства или обслуживания значительных объемов трудовых, материальных, финансовых, энергетических, информационных и других ресурсов.
Большинство из ЛПИС в процессе их эффективной эксплуатации требуют создания и постоянного переустройства жилищной, социальной, медицинской, культурной, информационной, транспортной и другой инфраструктуры, призванной поддерживать заданный уровень жизнедеятельности.
Каждая из выше перечисленных разновидностей ЛПИС предполагает собственную систематизация и свои специи-
-13-
фические методы исследования, проектирования, возведения, переустройства, эксплуатации и т.д.
Анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования, возведения, переустройства, и других организационно-технологических строительных циклов ЛПИС показал, что акцентирование определенного аспекта обеспечения жизнедеятельности населения крупного города позволяет определить среди множества ЛПИС «объект-представитель», наиболее значимый для обеспечения ОТН и ОТБ выделенного аспекта.
Выделение объекта-представителя предполагает его более глубокое изучение и анализ.
В диссертации с целью выбора параметров конкурентоспособных способов строительного переустройства городских коммуникационных систем в качестве объекта-представителя ЛПИС выбраны системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) г. Москвы.
В настоящее время теплоснабжение Москвы обеспечивается от 14 ТЭЦ ОАО «Мосэнерго», ТЭЦ-ЗИЛ, 3 6 РТС, 28 КТС и 119 местных отопительных котельных МГП «Мостеплоэнерго», производственно-отопительных котель-
- 14 -
ных промышленных предприятий, индивидуальных источников
тепла.
В структуре теплового баланса города ТЭЦ, районные и квартальные тепловые станции обеспечивают 96% тепловой потребности. Присоединение к ТЭЦ позволяет в отопительный период поднять удельную выработку электроэнергии на тепловом потреблении.
Системы теплоснабжения - водяные двухтрубные, обеспечивающие отпуск тепла -одновременно на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
От московских ТЭЦ ОАО «Мосэнерго» отходят 62 протяженных разветвленных тепломагистрали с максимальным диаметром 1400мм., имеющие большие радиусы (до 23км.) и диаметры на концевых участках (до 500мм.).
Существующая схема теплоснабжения в большинстве случаев позволяет передавать тепловую нагрузку от магистралей ТЭЦ в находящиеся рядом районные тепловые сети (РТС) и наоборот.
Многие магистрали связаны разводящими сетями небольшого диаметра, предназначенными только для резервирования нагрузки горячего водоснабжения при изменении климатических условий.
-15-
Большие радиусы действия и неровный рельеф местности
(разница отметок до 100м.) привели к необходимости сооружения в городе более 30 насосно-перекачивающех станций, эксплуатируемых теплосетью ОАО «Мосэнерго».
Водяные системы ТЭЦ и РТС в городе развиваются как закрытые. Потребитель тепла присоединен к тепловым сетям с помощью тепловых пунктов с преобладанием в районах массовой жилой застройки центральных тепловых пунктов (ЦТП) , а в центре города - индивидуальных тепловых пунктов (ИТП).
Капитальные вложения в• системы централизованного теплоснабжения являются долгосрочными и выгодными в целом для города.
Целесообразность развития централизованного теплоснабжения обосновывается возможностью:
достичь высоких экономических показателей при комбинированном производстве тепловой и электрической энергии на ТЭЦ с применением газотурбинных установок (ГТУ) , парогазовых установок (ПГУ) и других энергоблоков;
дальнейшего повышения КПД котельных агрегатов;
-16-
размещения источников тепла вдали от расположения потребителей;
увеличения установленной мощности путем переустройства и ввода в эксплуатацию оборудования.
Для повышения эффективности и надежности систем централизованного теплоснабжения необходим комплекс технико-экономических мероприятий.
В первую очередь - это сокращение тепловых потерь, возникающих при транспортировке теплоносителя, что достигается путем строительства новых и переустройства физически изношенных тепловых сетей с применением новых теплоизоляционых материалов и конструкций, отличающихся высокими изоляционными свойствами и низкими строительными затратами.
Важным направлением обеспечения конкурентоспособности технологии и организации строительного переустройства коммуникационных систем является применение бесканальной прокладки тепловых сетей в пенополиуретановои изоляции (ППУ) и оболочке из жесткого полиэтилена.
Это позволяет сократить тепло-вые потери в сетях в 2-3 раза по сравнению с имеющейся армопенобетонной и
-17-
битумоперлитной изоляцией, снизить повреждаемость теплопроводов и повысить их долговечность.
Обеспечение устойчивого теплоснабжения города с учетом прироста тепловых нагрузок возможно после осуществления нового строительства, переустройства и технического перевооружения электростанций «Мосэнерго» за период до 2010г. Такие мероприятия намечены в «Энергетической программе развития Московского региона» (разработчик Мосэнергопроект) и Постановлении Правительства Москвы «О проекте размещения жилищного, культурно-бытового, коммунального и других видов строительства в Москве на период 2001-2005гг.» в части строительства объектов теплоснабжения.
Постановление предусмотривает строительство, переустройство и расширение десяти РТС, ввод в эксплуатацию необходимых для теплоснабжения города магистралей (Бабушкинской, Осташковской, Бусиновской и др.) от ТЭЦ-27 и ТЭЦ-21, строительство пяти насосно-перекачивающих станций для создания необходимых гидравлических режимов в тепловых сетях.
Реконструкция, переустройство, расширение и техническое перевооружение существующих ТЭЦ «Мосэнерго» за |
