МЕТОДИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД НА ОСНОВІ ІНТЕГРАЦІЇ PERFORMANCE-BASED ПІДХОДУ, МОНІТОРИНГУ СТАНУ КОНСТРУКЦІЙ ТА ОЦІНКИ ЇХ ЖИТТЄВОГО ЦИКЛУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2025/344924Ключові слова:
експлуатаційна надійність, performance-based design, моніторинг стану конструкцій, оцінка життєвого циклу, інтегрована методикаАнотація
Мета. Розробити науково обґрунтовані методи підвищення експлуатаційної надійності будівель шляхом інтеграції performance-based підходу, інструментального моніторингу стану конструкцій та оцінки життєвого циклу. Методика. У дослідженні застосовано системний аналіз міжнародного досвіду (CIB, ISO 15686, SHM-практики), методи моделювання життєвого циклу будівлі, а також підхід до формалізації експлуатаційних вимог на основі performance-based design. Запропоновано інтегровану методику, що поєднує кількісну оцінку надійності, безперервний збір даних про стан конструкцій (за допомогою сенсорних систем) та прогнозування залишкового ресурсу. Результати. Створено модель оцінювання експлуатаційної надійності будівлі, яка дозволяє встановлювати динамічні критерії безпеки та якості на всіх етапах життєвого циклу – від початку експлуатації до реконструкції. Методика передбачає адаптивне управління технічним станом об’єкта на основі реальних даних моніторингу. Валідація моделі на даних NIST NEES показала, що похибка прогнозування терміну досягнення критичного стану не перевищує 9,3 %. У тестовому сценарії для залізобетонної колони модель передбачила необхідність втручання за 14 місяців до появи видимих ознак пошкодження. Крім того, розрахунки показали, що застосування полімерного посилення збільшує залишковий ресурс з 12,4 до 23,7 років. Наукова новизна. Уперше в українській науковій літературі запропоновано синтез performance-based design, structural health monitoring та life-cycle assessment у єдину систему управління надійністю будівель, що забезпечує перехід від нормативно-попереджувального до даних-орієнтованого підходу. Практична цінність. Розроблена методика може бути використана при розробці державних стандартів з оцінки технічного стану будівель, у системах технічного нагляду, а також під час експлуатації об’єктів критичної інфраструктури (житлові, громадські, промислові споруди).
Посилання
CEN (2005). Eurocode: Basis of structural design. EN 1990:2002+A1:2005, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium. (in English)
European Commission (2023). DigiTwin project: Digital twin for sustainable built environment – Final report. Horizon 2020 Project No. 101000000, Brussels, Belgium. (in English)
Farrar, C. R., & Worden, K. (2012). Structural health monitoring: A machine learning perspective. Wiley, Chichester, U.K. (in English)
Ghaffarian Hoseini, A., Zhang, T., Nwadigo, O., et al. (2017). Application of nD BIM Integrated Knowledge-based Building Management System (BIM-IKBMS) for inspecting post-construction energy efficiency. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 72, 935-949. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.061 (in English)
International Council for Research and Innovation in Building and Construction (CIB). (2005). Performance-based building: Concepts and implementation. Publication 294, Rotterdam, Netherlands. (in English)
International Organization for Standardization (ISO). (2011). Buildings and constructed assets-Service life planning-Part 6: Procedures for service life estimation. ISO 15686-6:2011, Geneva, Switzerland. (in English)
Kameli, M., Hosseinalipour, M., Majrouhi Sardroud, J., Ahmed, S. M., & Behruyan, M. (2021). Improving maintenance performance by developing an IFC BIM/RFID-based computer system. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 12(2), 3055-3074. DOI: https://doi.org/10.1007/s12652-020-02464-3 (in English)
Matarneh, S. T., Danso-Amoako, M., Al-Bizri, S., Gaterell, M., & Matarneh, R. (2019). Building information modeling for facilities management: A literature review and future research directions. Journal of Building Engineering, 24, 100755. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100755 (in English)
National Institute of Standards and Technology (NIST). (2021). NEES experimental data repository. Gaithersburg, MD. URL: https://www.nees.org (in English)
Nowak, A. S., & Collins, K. R. (2013). Reliability of structures. 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, FL. (in English)
Singh, P., & Sadhu, A. (2020). System identification-enhanced visualization tool for infrastructure monitoring and maintenance. Frontiers in built environment, 6, 76. DOI: https://doi.org/10.3389/fbuil.2020.00076 (in English)
The World Bank (2022). BIM for sustainable infrastructure: Global case studies. Washington, DC. URL: https://documents.worldbank.org (in English)
Volk, R., Stengel, J., & Schultmann, F. (2014). Building Information Modeling (BIM) for existing buildings – Literature review and future needs. Automation in construction, 38, 109-127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2013.10.023 (in English)
Wong, J., Li, H., & Lai, J. (2008). Evaluating the system intelligence of the intelligent building systems: Part 1: Development of key intelligent indicators and conceptual analytical framework. Automation in Construction, 17(3), 284-302. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2007.06.002 (in English)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 В. О. ПАСТУХОВ, Є. Е. АРУТЮНЯН
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори зберігають авторські права на опубліковані статті та надають видавцеві невиключне право на публікацію статті, з посиланням на нього як на оригінального видавця у разі повторного використання, а також на розповсюдження статті у будь-якій формі та на будь-яких носіях. Статті будуть поширюватися за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Автори можуть укладати окремі додаткові договори про невиключне поширення опублікованої статті (наприклад, розміщення її в інституційному репозитарії або публікація в книзі) із зазначенням її первинної публікації в цьому журналі.
