Системы мониторинга состояния зданий и сооружений представляют собой комплекс технических средств и программных инструментов, которые используются для наблюдения, сбора и анализа данных об изменениях в состоянии строительных объектов. В таких системах обычно используются различные типы датчиков, которые фиксируют деформации конструктивных элементов, измеряют усилия в колоннах, крены опорных конструкций и фундаментов и другие параметры.
Автоматизированная система мониторинга необходима для отслеживания динамики технического состояния здания, на которую воздействует сразу несколько факторов, среди которых окружающая среда и изменение гидрогеологических условий. Система мониторинга позволяет оперативно выявлять потенциальные проблемы и своевременно устранять их.
Системы мониторинга могут использоваться в различных отраслях, включая строительство, промышленность, энергетику и транспорт. Такие системы обеспечивают безопасность и снижают затраты на ремонт и обслуживание объектов.
Сколько стоит система мониторинга состояния зданий и сооружений?
При расчёте стоимости системы мониторинга состояния зданий и сооружений учитывается несколько факторов:
- размер и сложность здания или сооружения;
- количество и тип датчиков, которые нужно установить для сбора данных;
- требуемый уровень точности и частота сбора данных;
- сложность анализа данных и выдачи рекомендаций по обслуживанию и ремонту.
Поэтому точную стоимость невозможно назвать без дополнительной информации о конкретном проекте. Стоимость системы мониторинга может варьироваться от нескольких сот тысяч рублей до десятков или даже сотен миллионов, в зависимости от сложности и объёма работ.
Важно понимать, что система мониторинга состояния зданий и сооружений является инвестицией, которая может помочь предотвратить потенциальные проблемы и сэкономить деньги на ремонте и обслуживании зданий и сооружений в будущем.
Экономические выгоды от использования системы мониторинга
Положительный экономический эффект от внедрения системы мониторинга зданий и сооружений:
- Предотвращение дорогостоящих ремонтов.
Система мониторинга может помочь выявить потенциальные проблемы на ранних этапах и избежать затрат на ремонт. - Увеличение срока службы зданий и сооружений.
Система мониторинга может помочь выявить проблемы, которые могут привести к повреждению здания или сооружения, и предотвратить их. Это приведёт к увеличению срока службы зданий и сооружений и поможет избежать необходимости в замене дорогостоящих компонентов. - Снижение стоимости страховки.
Компании могут получить скидки на страховые премии за использование системы мониторинга состояния зданий и сооружений, так как это показывает, что компания заботится о безопасности своих зданий и сооружений. - Улучшение качества жизни жильцов и сотрудников строительных / эксплуатирующих компаний.
Система мониторинга может помочь выявить проблемы, которые могут повлиять на здоровье и безопасность жильцов и сотрудников, и предотвратить их. Это повышает качество жизни и рабочие условия, что в свою очередь приводит к улучшению производительности. - Улучшение привлекательности объекта.
Использование системы мониторинга повышает привлекательность объекта для потенциальных арендаторов, инвесторов или покупателей. - Оптимизация расходов на обслуживание.
Применение системы мониторинга помогает оптимизировать расходы на обслуживание зданий и сооружений за счёт сокращения затрат на персонал и материалы. Это достигается путём определения фактических режимов работы сооружения, мест, где возможна экономия, и выявления неэффективного использования ресурсов.
Что выгоднее: автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений или ручные замеры и визуальные осмотры?
Автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений обычно является более выгодной в долгосрочной перспективе, поскольку она может предоставить более точную и надёжную информацию о состоянии зданий и сооружений, а также позволяет производить непрерывный мониторинг.
В отличие от ручных замеров и визуальных осмотров, автоматизированная система мониторинга может обнаруживать и записывать данные на постоянной основе, что позволяет выявлять изменения в состоянии здания или сооружения раньше и более эффективно, чем при ручных замерах. Кроме того, автоматизированная система мониторинга может анализировать данные с использованием цифровых двойников и других технологий, что позволяет выявлять скрытые проблемы и предоставлять дополнительную информацию о состоянии здания или сооружения.
В то время как ручные замеры и визуальные осмотры могут быть полезны в качестве дополнительных методов контроля, они обычно не могут обеспечить такой уровень точности и полноты информации, как автоматизированная система мониторинга. Кроме того, ручные замеры и визуальные осмотры могут быть дороже в долгосрочной перспективе, поскольку они требуют больших затрат на обучение персонала и выполнение работы.
Таким образом, автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений обычно предпочтительнее, так как она обеспечивает более точную и надёжную информацию о состоянии здания или сооружения, а также может быть более экономически эффективной в долгосрочной перспективе.
Сколько стоит датчик системы автоматизированного мониторинга?
Стоимость датчиков системы автоматизированного мониторинга может сильно варьироваться в зависимости от типа датчика, его характеристик и производителя. Например, цена на датчики для мониторинга температуры или влажности может начинаться от нескольких тысяч рублей, тогда как цена на датчики для мониторинга перемещений бортов карьеров может составлять десятки миллионов рублей.
Также стоимость датчиков зависит от технологий, используемых в системе мониторинга. Например, использование беспроводных технологий может снизить затраты на установку и наладку системы, но может увеличить стоимость датчиков. Кроме того, на стоимость датчиков системы мониторинга сильно влияет необходимость проведения сертификационных процедур. Например, для мониторинга крена фундамента жилого дома будет достаточно получить стандартное свидетельство о калибровке датчика, а для организации такого же мониторинга основания резервуара с топливом потребуется провести сертификацию датчика на взрывобезопасность.
В целом, для получения более точной информации о стоимости датчиков для системы автоматизированного мониторинга, рекомендуется обратиться к производителям или поставщикам оборудования и получить индивидуальную оценку стоимости в зависимости от ваших конкретных потребностей и характеристик системы мониторинга.
Какие экономические параметры можно использовать для сравнения экономической эффективности ручного и автоматизированного мониторинга зданий и сооружений?
Для сравнения экономической эффективности ручного и автоматизированного мониторинга зданий и сооружений можно использовать следующие экономические параметры:
- Затраты на установку и наладку системы мониторинга: затраты на установку и наладку автоматизированной системы мониторинга зданий и сооружений могут быть дороже, чем затраты на обучение персонала и выполнение ручных замеров и визуальных осмотров. Однако в долгосрочной перспективе, затраты на автоматизированную систему мониторинга могут быть оправданы из-за её более высокой точности и надёжности, а также возможности производить непрерывный мониторинг.
- Затраты на эксплуатацию: автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений может быть более экономически эффективной в долгосрочной перспективе из-за более низких затрат на эксплуатацию. Ручные замеры и визуальные осмотры требуют более высоких затрат на обучение персонала, выполнение работы и поддержание инструментов и оборудования.
- Уменьшение риска повреждений и аварий: автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений может помочь уменьшить риск повреждений и аварий, что может существенно снизить затраты на ремонт и замену оборудования, а также уменьшить потери производительности.
- Увеличение срока эксплуатации здания или сооружения: использование автоматизированной системы мониторинга зданий и сооружений может помочь увеличить срок эксплуатации здания или сооружения.
- Увеличение эффективности производственных процессов: автоматизированная система мониторинга зданий и сооружений помогает увеличить эффективность производственных процессов, что может привести к уменьшению затрат на производство и увеличению прибыли.
Как посчитать экономическую эффективность автоматизированной системы мониторинга для моего объекта?
Для расчёта экономической эффективности системы мониторинга для конкретного объекта не существует какой-то единой общепризнанной методики. Прежде всего, это связано с тем, что автоматизированные системы мониторинга применяются в разных условиях, на разных объектах и в разных режимах правового регулирования. В целом большинство методик опирается на оценку стоимости риска и соотнесение её со стоимостью внедрения системы мониторинга.
Согласно положению ФЗ «О техническом регулировании» риск — это функция двух переменных — вероятность причинения вреда и значение тяжести вреда.
Приведём пример расчёта экономической эффективности внедрения системы риска для уникального сооружения. Значение риска R определяется как произведение вероятности события Р (вероятности причинения вреда) на величину его последствий П (ущерб):
R = P × П,
где: Р — вероятность события (вероятность причинения вреда); П — величина последствий наступления события (ущерб).
По статистике 42 % аварийных ситуаций возникает по причине использования дефектных материалов, 36 % из-за ошибок при монтаже, 32 % из-за ошибок или недостаточности знаний в проектировании.
По уникальным спортивным объектам наибольшая вероятность аварии возникает по причинам отказа основных элементов большепролётных конструкций покрытия и поэтому принимаем за условную вероятность ошибки при их проектировании, которая устраняется установкой системы мониторинга механической безопасности Р = 0,32. При фактической частоте повторения аварий на большепролётных объектах за 30 лет, по данным Межведомственной антитеррористической комиссии Департамента строительства Москвы (обследовались более 100 объектов), равной 3 %, вероятность аварии несущих конструкций составляет Р = 0,32 × 0,03 = 9,6 × 10−3
Оценка последствий аварии включает анализ возможных воздействий на людей, имущество и (или) окружающую природную среду. Величину последствий принимаем согласно договорам страхования объектов. Ущерб от аварии определяется по формуле:
По = Ппп + Пк+ Пл,
где
По — полный ущерб, руб.;
Ппп — прямые потери, руб.;
Пк — косвенный ущерб, руб.;
Пл — выплаты пострадавшим, руб.
Стоимость строительства семи Олимпийских объектов Сочи с площадью застройки более 140 тыс. квадратных метров и вместимостью 91 тыс. зрителей оценивается суммой 56,4 млрд руб. Принимаем страховую сумму по договорам страхования (с Госстрахом, СОГАЗ, ВСК) Со = 56,4 × 109. Величина риска составляет:
R = 9,6 × 10-3 × Со
Косвенный ущерб может быть определён, как убытки из-за недополучения прибыли во время закрытия объекта для проведения обследования и уточнения потенциально опасного или ремонта действительно аварийного места традиционными методами. Годовая прибыль 7 объектов по аналогии с подобными объектами в Москве составляет не менее 76 331 760 × 7 = 53 432 232 руб., ежемесячная прибыль составляет в среднем 4 452 686 руб. Принимаем за n число месяцев простоя объектов из-за обследования или ремонта. Принимая по аналогии с известными объектами (Ледовый дворец, ККЦ) n = 18, получим Пк = 4 452 686 × 18 = 80 148 348 руб.
Результаты расчёта прямых имущественных потерь (ущерба) Ппп приведены в табл. 4.
Табл. 4. Обобщение оценок риска и ранжирование причин аварии по степени риска реализации угроз, определённых методом анализа «дерева событий»
Учитывая правила страхования строительных рисков от неравномерной осадки опор и особых климатических воздействий на несущие конструкции, прямые потери по позиции 1 могут составить: 4 Ппп = 9,6 × 10-3 × Со = 541,4 млн руб. Лимит страхования по смете строительства составляет 1 % или 564 млн руб.
Возможное число пострадавших оценивается согласно разделу ИТМ ГО проекта БСА (100 человек на 12 000 зрителей), людские потери на 7 объектах принимаем пропорционально площади большепролётного покрытия по аналогии с авариями Трансвааль-парка и Бауманского рынка в Москве (в среднем в количестве 240 человек). Тогда выплаты пострадавшим семьям могут составить до Пл = 240 млн руб.
Полный предотвращённый ущерб составляет:
По = 541,4 + 80,1 + 240 млн = 861,9 млн руб.Общая стоимость мероприятий по обеспечению механической безопасности конструкций покрытия составляет К = 98 млн руб.
Сопоставим расчётные данные по вышеуказанной методике с фактическими данными ущерба по ликвидации аварии на Крытом конькобежном центре (ККЦ) в Крылатском. Полный фактический ущерб составил 679 999 930 руб., что сопоставимо по величине с рассчитанными при оценке проектных рисков вероятными потерями, которые при стоимости объекта Со = 8,12 × 109 составляют 725 928 000 руб. Расхождение составляет 6 %.
Таким образом, представленная методика и результаты расчётов эффективности системы мониторинга являются достоверными.
Другой подход к расчёту эффективности внедрения автоматизированной системы мониторинга можно увидеть в диссертации Д. П. Никулиной из Губкинского университета, посвящённой системам мониторинга площадных объектов газопроводов. На основе многолетней статистики автор рассчитал экономически эффективную стоимость системы мониторинга для типовых объектов газовой инфраструктуры на примере топливного резервуара РВС-30000. В данной модели учитывается не только стоимость внедрения системы, но и стоимость обслуживания системы в течение срока эксплуатации. Кроме того, вместо полной стоимости реализации риска в расчёт берётся совокупное снижение риска (цитируется по диссертации Д. П. Никулиной «Cовершенствование системы комплексного мониторинга технического состояния площадных объектов магистральных газопроводов», Москва 2022 г.).
Другой вариант расчёта эффективности автоматизированной системы мониторинга предлагают авторы из Казахстана в своей работе, посвящённой сравнению различных методов мониторинга для типовых мостов. (Тулеушова Р., Наурызбаев М. К. «Оценка эффективности системы мониторинга мостового сооружения» // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ», том 7, № 2 (2015). В приведённой авторами методике применён вероятностный подход к выявлению риска с учётом реальной работы мостовых конструкций и способности различных датчиков выявить проблему. Кроме того, в расчёт берётся так называемая «полнота» системы, то есть какое количество датчиков, использованое для мониторинга, по сравнению с необходимым.
Рисунок 1. Схема расчёта статистической эффективности системы мониторинга, согласно Тулеушовой Р., Наурызбаеву М. К., 2015 г.
Следует отметить, что приведённые выше методики расчётов основаны на статистических данных по аварийным ситуациям для определённых типов объектов. При этом возникает сложность определения веса различных факторов в общем результате. Разрушение моста, топливного резервуара или другого объекта может проходить по различным сценариям, часть из которых нельзя выявить современными системами автоматизированного мониторинга.
Определение вероятности этих сценариев с учётом реальных условий эксплуатации — это задача экспертов в области работы строительных конструкций: конструкторов, специалистов по промышленной безопасности. Оценка возможности выявления предвестника аварийной ситуации системой мониторинга — это задача экспертов в области измерений, которые учитывают при проектировании не только технические характеристики датчиков, но и их стоимость, реальные условия строительства и эксплуатации.
Таким образом, в создании экономически эффективной системы мониторинга должны принимать участие эксперты из области автоматизированного мониторинга, обладающие опытом внедрения и знающими экономические реалии рынка.
Использование проектных решений, взятых под копирку с другого объекта, без анализа рисков и опыта применения на других объектах, снижает экономическую эффективность внедрения автоматизированных систем мониторинга.
