Андрей Волков: Мы предложили охватить весь жизненный цикл здания
В чем суть предложенного вами нового подхода к процессу строительства?
Андрей Волков: Суть можно сформулировать предельно просто: ответственность за объект не должна быть ограничена этапом его возведения, а охватывать весь жизненный цикл. А это стадии изысканий, проектирования, строительства, эксплуатации, утилизации и вторичного использования отходов. Всех участников должна объединять единая цель, их интересы согласованы и оптимизированы по определенному набору критериев.
Сегодня на каждом этапе свой исполнитель, у него свои критерии успеха, свои интересы. Например, проектировщику часто интереснее, чтобы объект был дороже, ему невыгодно использовать решения, которые удешевят проект. У строителя другие интересы: дешевле и быстрее построить и выгодно продать. Стадия эксплуатации - жилищно-коммунальное хозяйство - это, до последнего времени, совершенно непрозрачный для обычных граждан этап с огромным количеством вопросов к эксплуатирующим организациям. И наконец, отдельная тема - снос зданий и строительные отходы, о которой сегодня, как правило, вообще не задумываются.
Важно подчеркнуть, что сложившаяся ситуация в целом совершенно не мотивирует строительные инновации. Остаются невостребованными огромное количество современных и перспективных технологий, новых строительных материалов и конструкций с уникальными характеристиками, устойчивых асфальтобетонных покрытий и проч.
Итак, предлагается в корне изменить всю схему управления строительством. Надо учесть интерес каждого из участников, и одновременно как-то увязать их на достижение общей цели.
Андрей Волков: Совершенно верно. Это называется задачей оптимизации по многим критериям. Чтобы ее решить, необходимо сначала построить математическую и информационную модель будущего объекта, над которой затем и экспериментировать: моделировать этапы жизненного цикла, устанавливать связи между параметрами, оценивать различные решения и их влияние на общий результат. Такие методы применяются сегодня, скажем, при создании моделей автомобилей, самолетов, атомных реакторов. На моделях "проигрываются" различные режимы работы, аварий и разрушений, в результате находятся лучшие варианты, которые и воплощаются в металле и композитах.
Строительная отрасль здесь пока не среди лидеров. Хотя компьютерное моделирование строительных конструкций уже сегодня соответствует лучшим в промышленности практикам, но по многим другим направлениям такой подход только формируется.
Кроме того, рассматривая организацию всего процесса в целом, необходимо учитывать вероятностный характер и значительную социальную составляющую практически всех этапов строительства, которое происходит не само по себе, а с участием огромного количества разных людей, которых непосредственно касается как сама стройка, так и результаты труда строителей.
В современных автомобилях, самолетах, другой технике есть система внутренней диагностики, которая заранее сообщает о различных неполадках, чтобы человек, а часто и сам технический объект, мог вовремя отреагировать. А что в строительстве?
Андрей Волков: Когда-то мой научный руководитель, профессор Александр Антонович Гусаков предложил: "Давай попробуем посмотреть на строительные объекты, как на живой организм, наделить их свойствами гомеостаза". В природе гомеостаз - это саморегулирование, способность системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния. Техническое воплощение этой модели - гомеостат. Суть в том, чтобы оснастить здание комплексом различных систем, которые диагностируют основные параметры и управляют процессами эксплуатации объекта на новом, говоря образно, "живом" уровне. Именно эта идея пятнадцать лет назад и стала основой моей докторской диссертации, а затем и целого научного направления - кибернетики строительных систем. Сегодня это уже киберфизические строительные системы, впервые теоретически описанные нашей научной школой.
Что входит в такой строительный гомеостат?
Андрей Волков: Гомеостат зданий - это система управления, адаптации. Конкретно - это сегодня как минимум четыре направления. Первое - интеллектуальные инженерные системы и сети, то есть все, что ассоциируется сегодня с понятием "умный город" и "интеллектуальное здание". Второе - "интеллектуальные" строительные конструкции с интегрированной системой автоматического управления устойчивостью объекта. Третье - "интеллектуальные" адаптивные строительные материалы с изменяемыми физико-химическими свойствами (теплопроводности и проч.) и свойствами регенерации и, наконец, четвертое - комплексные системы, функционально объединяющие строительные сооружения и размещенное в них технологическое оборудование (например, гидротехнические сооружения или объекты атомной отрасли).
Итак, на каждом этапе строительства у исполнителей свои интересы, свои критерии, которые могут противоречить друг другу и конечной цели. Поэтому необходимо всех "связать" единой задачей, чтобы они работали, говоря образно, в унисон. Как этого добиться в нынешней системе организации строительства?
Андрей Волков: Все очевидно. Нужен хозяин, который несет полную ответственность не за какой-то этап, а за весь жизненный цикл здания. Конкретный удачный пример - "Росатом". Это госкорпорация и проектирует, и строит, и эксплуатирует, и отвечает за вывод объекта из эксплуатации. Зона ответственности "Росатома" формируется еще до фактического старта проекта и планируется на десятилетия вперед, а не на всего несколько лет, как у некоторых строителей.
То есть и в строительстве надо создавать государственные корпорации?
Андрей Волков: Можно, но необязательно. Понятие "хозяина" в этом смысле, идет ли речь о государстве или о частном инвесторе, скорее - статус, закрепленный на нормативно-правовом и мотивационном уровне. Уже появились традиционные строительные компании, которые готовы самостоятельно эксплуатировать собственные объекты. Меняются технологии, экономика, норма прибыли, а диверсификация деятельности и конкуренция за дополнительный доход делает востребованными технологические инновации. Государству необходимо только тонко подстроить механизмы регулирования, чтобы эта схема реально и масштабно заработала. Она прозрачна и выгодна государству, участникам строительства, нам с вами как потребителям. Наша работа на системном уровне как раз и обозначает эти новые рамки отрасли. Мы предложили, теоретически и практически обосновали системотехнику комплексного перспективного информационного моделирования жизненного цикла объектов строительства, а также целый ряд конкретных методов и моделей оптимизации конструктивных решений, состава и свойств применяемых строительных материалов.
Экономический эффект от внедрения результатов работы составил более 4,5 млрд руб. На их основе построено более 70 комплексов жилых и общественных зданий в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Калининграде, Владикавказе, Саратове. Продолжительность эффективного жизненного цикла объектов строительства увеличена примерно на 25 процентов, от 15 до 45 процентов снижена стоимость зданий за счет применения оптимальных проектных решений, сокращения расхода металла и цемента, оптимизации инженерной инфраструктуры и сетей, современных автоматизированных систем и эффективных схем управления эксплуатацией зданий.
В получивший престижную премию авторский коллектив вошли также профессора Ю. Баженов, А. Тамразян, Б. Гусев, и Д. Маилян, доктор технических наук А. Иванов, кандидаты технических наук П. Челышков, Ю. Жук, Б. Соколов, В. Симбиркин.