Организация ремонта исторических зданий с помощью систем автоматизированного мониторинга

Основная проблема –
Непрерывный цикл капитальных ремонтов на поздних стадиях поврежденности
Риск аварийности
Увеличение стоимости
Неизбежная утрата исторических объектов
Мониторинг отклонений от нормы
Основные виды повреждений
Связь с BIM-моделью здания
Рационализация текущего ремонта
Отсутствие необходимости
капитального ремонта
Объект исследования – автоматизированный способ мониторинга конструкций зданий
Актуальность

Предмет исследования - организационные схемы ремонта конструкций исторических зданий, основанные на автоматизированном мониторинге
Основные компоненты и проблемы систем мониторинга конструкций
Исторические здания
1. Определение показателей производительности и состояния конструкций
2. Датчики и сеть сбора данных
3. Сбор данных, анализ и управление информацией
4. Инструмент данных в реальном времени для ручной, полу- или полностью автоматической оценки
5. Принятие решений
6. Критерии результативности
Потребность в опытных данных
Технологические потребности
Организационно-социальные вопросы
Актуальность

Сферы применения
Актуальность
Сейсмика
Высотные конструкции
Большепролетные конструкции
Исторические здания
Эксплуатационные воздействия и повреждения

Цели и задачи
Цель работы
Задачи
Разработка организационных принципов применения системы автоматизированного мониторинга конструкций исторических зданий
Определить оптимальную конфигурацию системы автоматизированного мониторинга с учетом текущей производственной практики;
Выполнить технико-экономические расчеты ключевых показателей, оценить сроки окупаемости внедрения систем автоматизированного мониторинга;
Дать рекомендации к применению систем и организации ремонта исторических зданий, определить направления дальнейших научно-практических исследований в области совершенствования таких систем

Анализ поврежденности фасадов
Материалы обследований 70 жилых домов исторического центра Санкт-Петербурга
5 наиболее часто встречающихся дефектов:
Трещины;
Деструкция штукатурки;
Увлажнение и биопоражение;
Загрязнения, вандализм, заплатки,
Оголение и эрозия кладки

Анализ поврежденности фасадов
Материалы обследований 70 жилых домов исторического центра Санкт-Петербурга
5 наиболее часто встречающихся дефектов:
Трещины;
Деструкция штукатурки;
Увлажнение и биопоражение;
Загрязнения, вандализм, заплатки,
Оголение и эрозия кладки

Анализ поврежденности фасадов
Материалы обследований 70 жилых домов исторического центра Санкт-Петербурга
5 наиболее часто встречающихся дефектов:
Трещины;
Деструкция штукатурки;
Увлажнение и биопоражение;
Загрязнения, вандализм, заплатки,
Оголение и эрозия кладки

Анализ поврежденности фасадов
Деструкция
отделочных слоев
Трещины
Увлажнение
и биопоражение

Анализ поврежденности фасадов
1 – увлажнение, биопоражение;
2 – замачивание, загрязнение, биопоражение;
3 – появление деформаций, трещин, а также биопоражения;
4 – увлажнение, биопоражение, деструкция отделки;
5 – деформации основания, биопоражение, отлуп и сколы отдельных плиток облицовки;
6 – несущие конструкции балконов – появление деформаций, трещин, биопоражение;
7 – декоративные элементы: потеря целостности, увлажнение, загрязнение;
8 – деформации и трещины;
9 –вандализм, загрязнение, увлажнение.

Конфигурация системы
Основа системы – сеть датчиков на границе отделочных слоев и несущей конструкции
Сгущение на ожидаемых участках появления дефектов
Разрежение на участках наименее вероятного появления дефектов
Общий принцип работы системы – каждый сенсор независимо от других фиксирует состояние, затем передает данные в BIM-модель
Предположительно наиболее эффективна система с сенсорами и сетью на основе графеновых волокон
Стоимость системы мониторинга в дальнейшем анализе была назначена исходя из стоимости графена и систем аналогов

Сценарии применения системы
I. Локальные сценарии

Сценарии применения системы
II. Глобальные сценарии

Экономический анализ
Относительная окупаемость уже после 1 цикла капитального ремонта фасадов
Есть возможность дополнительного снижения затрат за счет оптимизации расположения сенсоров
I. Предварительный расчет
Данные о стоимости капитального и текущих ремонтов основаны на усредненной стоимости на 1 м2 по сметным расчетам проектов ОКН

Экономический анализ
II. Локальный сценарий с капитальным ремонтом
Данные о стоимости капитального и текущих ремонтов основаны на усредненной стоимости на 1 м2 по сметным расчетам проектов ОКН

Экономический анализ
III. Локальный сценарий с текущими ремонтами
Данные о стоимости капитального и текущих ремонтов основаны на усредненной стоимости на 1 м2 по сметным расчетам проектов ОКН

Экономический анализ
IV. Локальный сценарий с предупреждением повреждений и капитальным ремонтом
Данные о стоимости капитального и текущих ремонтов основаны на усредненной стоимости на 1 м2 по сметным расчетам проектов ОКН

Экономический анализ
V. Локальный сценарий с предупреждением повреждений и отсутствием любого ремонта
Данные о стоимости капитального и текущих ремонтов основаны на усредненной стоимости на 1 м2 по сметным расчетам проектов ОКН

Экономический анализ
VI. Глобальный сценарий
независимого обслуживания зданий

Экономический анализ
VII. Глобальный сценарий организованного обслуживания группы зданий

Экономический анализ
VIII. Глобальный сценарий организованного обслуживания группы зданий с принятием системных решений

Оптимальная конфигурация системы автоматизированного мониторинга – сеть датчиков на основе графена, связанная с BIM-моделью здания и работающая по заданным сценариям, с расположением сенсоров в ожидаемых местах появления повреждений
Относительная окупаемость – 1 цикл капитального ремонта,10-15 лет, в зависимости от выбранной схемы обслуживания здания
Рекомендуется при применении системы автоматизированного мониторинга:
Для многоквартирных жилых домов – сценарий с полным предупреждением повреждений;
Для коммерческих объектов и для общественных зданий – сценарий предупреждения повреждений с капитальным ремонтом по необходимости;
Для административных и государственных объектов – сценарий плановых капитальных ремонтов
Заключение