Учет влияния климатических факторов при монтаже зданий из крупногабаритных модулей

Събева Юлия Александрова; Амбарцумян Сергей Александрович

doi:doi:10.29039/2658-5340-2026-2-CP0070

Учет влияния климатических факторов при монтаже зданий из крупногабаритных модулей

Отправить рукопись

Цитировать

Цитирований:

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ МОНТАЖЕ ЗДАНИЙ ИЗ КРУПНОГАБАРИТНЫХ МОДУЛЕЙ

Журнал: СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО № 2 , 2026

Рубрики: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ВАК 2.1.7 Технология и организация строительства

УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы

Събева Юлия Александрова ¹

Амбарцумян Сергей Александрович ²

Информация об авторах и публикации

Авторы:

1. Московский государственный строительный университет (кафедра технологий и организации строительного производства, аспирант)

Россия

2. Московский государственный строительный университет (кафедра технологий и организации строительного производства, профессор)

ООО «Группа Компаний «Монарх» (генеральный директор)

Россия

Тип:

Статья

DOI:

https://doi.org/10.29039/2658-5340-2026-2-CP0070

Номер статьи :

CP0070

Статус:

Опубликован

Получено:

17.06.2026

Одобрено:

20.06.2026

Опубликовано:

25.06.2026

Классификаторы:

ВАК 2.1.7 Технология и организация строительства
УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы

Язык материала:

русский

Ключевые слова:

крупномодульное строительство, влияние климатических факторов, крупногабаритные модули, монтаж крупногабаритных модулей, возведение модульных зданий, выбор организационно-технологических решений, регрессионное моделирование

Аннотация и ключевые слова

Аннотация:
Существующие методологические подходы к организационно-технологическому планированию монтажа классических модулей требуют развития в части прогнозирования продолжительности монтажа при возведении зданий из крупногабаритных модулей за счёт учёта влияния климатических факторов и их связи с выбором организационно-технологических решений, на что нацелена настоящая работа. Применение методов хронометражных наблюдений, математического моделирования, регрессионного анализа и статистической обработки данных позволило формализовать влияние климатических факторов на продолжительность монтажа зданий из крупногабаритных железобетонных модулей и получить математическую модель для практического выбора организационно-технологических решений по предотвращению влияния климатических условий при монтаже зданий из крупногабаритных модулей. Для построения математической модели использовались такие показатели, как: температуры наружного воздуха, наличие или отсутствие атмосферных осадков, а также скорость ветра. На примере одного из объектов наблюдения по результатам применения предложенной методики установлено, что для компенсации неблагоприятных климатических факторов и не превышения допустимой продолжительности одного монтажного цикла требуются дополнительные организационно-технологические решения по предотвращению влияния климатических условий на продолжительность монтажа модулей. Рекомендуется использование защитного покрытия модулей с защитой монтажного горизонта от действия неблагоприятных климатических факторов.

Ключевые слова:
крупномодульное строительство, влияние климатических факторов, крупногабаритные модули, монтаж крупногабаритных модулей, возведение модульных зданий, выбор организационно-технологических решений, регрессионное моделирование

Текст

Введение

В настоящее время актуальным является повышение производительности труда и развитие высокотехнологичных методов строительства. [1] Наиболее эффективно это достигается в модульном строительстве [2-7] Существенное сокращение продолжительности возведения зданий в сравнении с -традиционными способами строительства достигается при крупномодульного строительстве за счет применения крупногабаритных железобетонных модулей высокой заводской готовности. [8-13] Монтаж модулей выполняется ритмично. При этом, на выбор организационно-технологических решений монтажа модулей значительно влияют климатические условия. Так, для защиты строящегося здания от негативного воздействия атмосферных осадков разработан способ, описанный в патенте [14]. Существующие методологические подходы к организационно-технологическому планированию монтажа классических модулей требуют развития в части учёта влияния климатических факторов и их связи с выбором организационно-технологических решений, на что нацелена настоящая работа.

Материалы и методы

В настоящей работе использовались такие методы научного исследования, как методы хронометражных наблюдений, математического моделирования, регрессионного анализа и статистической обработки данных. Применение указанных методов позволило формализовать влияние климатических факторов на продолжительность монтажа зданий из крупногабаритных железобетонных модулей и получить математическую модель для практического выбора организационно-технологических решений по предотвращению влияния климатических условий при монтаже зданий из крупногабаритных модулей.

Задача математического моделирования заключается в получении расчётной зависимости, позволяющей определить продолжительность полного цикла монтажа КГМ при заданных климатических условиях. Организационно-технологические решения на данном этапе в модель не включаются, поскольку они рассматриваются не как внешние факторы, а как компенсирующие воздействия, назначаемые после расчёта климатически обусловленного увеличения времени.

Переход к математическому моделированию в настоящем исследовании обусловлен необходимостью количественного описания влияния климатических факторов на продолжительность монтажа крупногабаритных модулей и формирования на этой основе расчётно обоснованной процедуры выбора организационно-технологических решений.

Объектом математического моделирования принят полный цикл монтажа одного крупногабаритного модуля, включающий строповку, подъём и перемещение, наведение и установку в проектное положение, временную фиксацию, расстроповку и подготовку к следующему циклу. Объектами хронометража (наблюдения) являлись возводимые в г. Москве жилые здания с применением крупногабаритных железобетонных модулей высокой заводской готовности.

Рассматривалось и оценивалось влияние следующих климатических факторов: температура наружного воздуха (t), наличие или отсутствие атмосферных осадков (P), скорость ветра (v), обледенение конструкций и рабочих поверхностей и относительная влажность воздуха. В качестве исходных климатических параметров для построения базовой математической модели выбраны первые три из указанных выше факторов, обладающих высокой значимостью, со следующими показателями: tᵢ — температура наружного воздуха по i-му наблюдению, °C; Pᵢ — наличие или отсутствие атмосферных осадков по i-му наблюдению; Vᵢ — скорость ветра на отметке монтажа по i-му наблюдению, м/с.

Выбор указанных параметров обусловлен их непосредственным технологическим влиянием на операции полного цикла монтажа крупногабаритных модулей. Температура наружного воздуха влияет на состояние монтажных поверхностей, подготовку соединений и выполнение технологически чувствительных операций. Атмосферные осадки ухудшают состояние монтажного горизонта, вызывают необходимость очистки и защиты поверхностей. Скорость ветра влияет на устойчивость модуля в подвесе, точность наведения и продолжительность крановых операций. Для построения регрессионной модели исходные климатические параметры приведены к системе факторных переменных с обозначениями $x_1, x_2 и x_3$ соответственно.

Результаты

Для получения статистически обоснованной зависимости между рассматриваемыми климатическими условиями и продолжительностью монтажного цикла выполнены хронометражные наблюдения монтажа крупногабаритных модулей при возведении жилых зданий, результаты которых сведены в табл.1.

Таблица 1

Сводная таблица результатов хронометражных наблюдений

№	Период	Количество наблюдений	Температура, ̊С	Осадки	Скорость ветра, м/с	Продолжительность полного цикла монтажа, Тц, минут
1	2	3	4	5	6	7
1	Июль 2025	20	+18,9…+29,0	0/1	1,8…6,0	30,8…42,5
2	Октябрь 2025	20	+1,7…+12,0	0/1	2,8…7,4	34,9…50,2
3	Январь 2026	20	-18,0…-1,5	0/1	2,9…9,1	42,7…64,0

Для перехода от физических климатических параметров к факторным переменным математической модели влияния климатических факторов на монтажный цикл крупногабаритных модулей (для отобранных факторов) предлагается использовать следующие выражения:

$x_1=\frac{(t_i-t_0)}{\Delta t}, (1)$

где $x_1$ — нормированное значение температурного фактора;

tᵢ — фактическая температура наружного воздуха по i-му наблюдению, °C;

t₀ — центральное значение температурного диапазона, °C;

Δt — интервал варьирования температурного фактора, °C,

$x_3=\frac{(V_i-V_0)}{\Delta V}, (2)$

где x₃ — нормированное значение ветрового фактора;

Vᵢ — фактическая скорость ветра по i-му наблюдению, м/с;

V₀ — центральное значение диапазона скорости ветра, м/с;

ΔV — интервал варьирования скорости ветра, м/с.

Фактор осадков предлагается учитывать как линейную бинарную переменную x₂ и как участник парных взаимодействий с другими климатическими факторами (x₂ = 0, если осадки отсутствуют; x₂ = 1, если осадки присутствуют).

Для описания относительной продолжительности полного цикла монтажа крупногабаритного модуля общая форма регрессионной зависимости может быть представлена следующим образом:

$I_{кл}=a_0+a_1X_1+a_2X_2+a_3X_3+a_{11}X_1^2+a_{33}X_3^2+a_{12}X_1X_2+a_{13}X_1X_3+a_{23}X_2X_3, (3)$

где $a_0$ — свободный член уравнения;

$a_1, a_2, a_3$ — коэффициенты линейных членов;

$a_{11}, a_{33}$ — коэффициенты квадратичных членов;

$a_{12}, a_{13}, a_{23}$ — коэффициенты взаимодействия факторов.

В результате решения системы нормальных уравнений получены коэффициенты безразмерной регрессионной модели (табл.2).

Таблица 2

Коэффициенты безразмерной регрессионной модели

№	Коэффициент	Значение	Член модели	Интерпретация
1	2	3	4	5
1	$a_0$	1,1041	свободный член	базовый уровень безразмерного состояния монтажного цикла
2	$a_1$	−0,1661	$x_1$	влияние температурного фактора
3	$a_2$	0,2029	$x_2$	влияние наличия атмосферных осадков
4	$a_3$	0,1203	$x_3$	влияние ветрового фактора
5	$a_{11}$	0,0927	$x_1^2$	нелинейное влияние температурного фактора
6	$a_{33}$	−0,0386	$x_3^2$	нелинейное влияние ветрового фактора
7	$a_{12}$	0,0054	$x_1x_2$	совместное влияние температуры и осадков
8	$a_{13}$	−0,1063	$x_1x_3$	совместное влияние температуры и ветра
9	$a_{23}$	−0,0115	$x_2x_3$	совместное влияние осадков и ветра

С учётом полученных коэффициентов безразмерная регрессионная модель принимает следующий вид:

$I_{к л} = 1, 1041 - 0, 1661 x_{1} + 0, 2029 x_{2} + 0, 1203 х_{3} + 0, 0927 х_{1}^{2} - 0, 0386 x_{3}^{2} +$

$I_{кл} = 1,1041-0,1661x_1+0,2029x_2+0,1203х_3+0,0927х_1^2-0,0386x_3^2+0,0054x_1x_2-0,1063x_1x_3-0,0115x_2x_3$

Математический смысл построения регрессионной модели второго порядка в настоящем исследовании заключается в формировании аналитической основы для перехода от качественного описания климатических ограничений к количественной оценке их влияния на продолжительность монтажа. Практический смысл данной модели состоит в том, что она позволяет:

прогнозировать изменение продолжительности полного цикла монтажа при заданных климатических условиях;
выявлять сочетания факторов, наиболее неблагоприятные для устойчивости монтажного процесса;
определять моменты, при которых базовая технология перестаёт обеспечивать допустимую продолжительность цикла;
формировать исходную расчётную основу для выбора организационно-технологических решений.

Допустимый индекс состояния монтажного цикла определяется выражением:

$I_{доп}= \frac{Tдоп}{T0}, (4)$

где $T_{доп}$ — допустимая продолжительность монтажного цикла, определяемая с учётом календарного графика производства работ;

$T_0$ — базовая продолжительность полного цикла монтажа в благоприятных условиях.

Допустимая продолжительность монтажного цикла Tдоп определяется по следующему выражению:

$T_{доп} = \frac{T_{см}^{эф}}{nц}, (5)$

где $T_{см}^{эф}$ – эффективный сменный фонд времени, мин.;

nц – требуемое количество монтажных циклов за смену.

Для количественной оценки необходимого уровня воздействия организационно-технологических решений вводится показатель требуемой степени компенсации климатически обусловленного увеличения продолжительности монтажного цикла:

$K_{тр} = \frac{I_{кл}-I_{доп}}{{I_{кл} -1}}, (6)$

где $K_{тр}$ — требуемая степень компенсации климатически обусловленного увеличения продолжительности монтажного цикла;

$I_{кл} − 1$ — общее климатически обусловленное увеличение продолжительности монтажного цикла в безразмерной форме;

$I_{кл} − I_{доп}$ — часть климатически обусловленного увеличения, подлежащая компенсации.

По значению $K_{тр}$ устанавливается зона климатического воздействия и необходимость в выборе и применении дополнительных организационно-технологических решений (табл.3).

Таблица 3

К определению зоны климатического воздействия

№	Зона	Условие	Оценка состояния по шкале Харрингтона	Обязательность организационно-технологических решений
1	2	3	4	5
1	I. Благоприятная зона	$I_{кл} ≤ I_{доп}$ ; P = 0; $V < V_{огр}$	хорошо / очень хорошо	не требуется
2	II. Осадки без нарушения ритма	$I_{кл} ≤ I_{доп}$ ; P = 1	удовлетворительно	требуется технологическая защита
3	III. Незначительное ухудшение	$I_{кл} > I_{доп}$ ; $K_{тр}$ ≤ 0,30	удовлетворительно	требуется
4	IV. Умеренное ухудшение	0,30 < Kтр ≤ 0,55	плохо	требуется
5	V. Существенное ухудшение	0,55 < $K_{тр}$ ≤ 0,75	плохо	требуется
6	VI. Высокое ухудшение	0,75 < $K_{тр}$ ≤ 0,90	очень плохо	требуется
7	VII. Критическая зона	$K_{тр}$ > 0,90 или V ≥ $V_{огр}$	недопустимо	обязательно ограничение работ

Для последнего из объектов наблюдения допустимая продолжительность одного цикла $T_{доп}$ при 8-часовой рабочей смене (с исключением подготовительно-заключительного времени, организационных перерывов и технологических потерь) составила 52,5 минут. При этом, требуемое количество монтажных циклов за смену nц составило 8 крупногабаритных модулей. При базовой продолжительности полного цикла монтажа в благоприятных условиях 31,2 мин. $I_{доп}$ составил 1,68. Применив регрессионную зависимость (3), значение безразмерного индекса состояния монтажного цикла при заданных климатических условиях $I_{кл}$ составило 2,02.
Подставив полученные значения в выражение (6) получен показатель требуемой степени компенсации климатически обусловленного увеличения продолжительности монтажного цикла $K_{тр}$ =0,33, соответствующий зоне умеренного ухудшения (по табл.3).
Следовательно, требуются дополнительные организационно-технологические решения по предотвращению влияния климатических условий на продолжительность монтажа модулей. Для этого рекомендуется использование защитного покрытия модулей с защитой монтажного горизонта от действия неблагоприятных климатических факторов.

Обсуждение

Установлено, что основные климатические факторы — температурный режим, наличие осадков и ветровой режим — статистически значимо влияют на безразмерный индекс состояния монтажного цикла. Также статистически значимым является нелинейное влияние температурного фактора и взаимодействие температуры с ветровым режимом. Это подтверждает необходимость учёта не только отдельных климатических факторов, но и их совместного влияния при моделировании состояния монтажного цикла крупногабаритных модулей.

Сформирована рабочая безразмерная регрессионная зависимость для расчёта индекса состояния монтажного цикла крупногабаритных модулей. Полученная зависимость является полной рабочей формой модели, поскольку для неё выполнены оценка коэффициентов, проверка статистической значимости и проверка адекватности модели в целом.

Заключение

Определены наиболее значимые климатические факторы, влияющие на продолжительность полного цикла монтажа зданий из крупногабаритных модулей. Разработана математическая модель, описывающая зависимость продолжительности монтажа от наиболее значимых климатических факторов и их сочетаний.

Список литературы

1. Стратегия развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года // Правительство Российской Федерации. – URL: http://static.government.ru/media/files/AdmXczBBUGfGNM8tz16r7RkQcsgP3LAm.pdf.

2. Самсонова М.Г., Семёнова Э.Е. История и тенденции развития объемно-блочного домостроения в России и за рубежом // Высокие технологии в строительном комплексе / Воронежский государственный технический университет. – Воронеж, 2019. – № 2. – С. 37– 43.

3. Лукьянько Л. А. Модульное строительство как современное направление возведения доступного жилья / Л. А. Лукьянько, Ю. В. Артемьева, Н. И. Шайбакова // Социально-экономическое управление: теория и практика / Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова. – Ижевск, 2018. – № 2 (33). – С. 102–106.

4. Захарова М.В., Пономарев А.Б. Опыт строительства зданий и сооружений по модульной технологии // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2017. №1. – С. 148-155. – URL: https://doi.org/10.15593/2224-9826/2017.1.13.

5. Лапидус А. А. Исследование комплексного показателя качества выполнения работ при возведении строительного объекта / А. А. Лапидус, Я. В. Шестерикова // Современная наука и инновации. – 2017. – № 3. – С. 161–167.

6. Андрыш М.А. Модульное строительство // Colloquium-journal. – 2022. – №17 (140). – С. 6-7. – URL: https://doi.org/10.244123/2520-6990-2022-17140-4-5.

7. Заятдинов Г.В., Модульное строительство в России // Colloquium-journal. – 2021. – №15 (102). – С. 4-5. – URL: https://doi.org/10.244123/2520-6990-2021-15102-4-5.

8. Пахомова Л.А., Олейник П.П. Комфортное жилье нового индустриального поколения. – Текст : электронный // Научно-технический журнал «Строительное производство». – 2020. – №2. – С. 23-28. DOI: https://doi.org/10.54950/26585340_2020_2_23

9. Амбарцумян С.А., Мочалин Д.Е., Аветисян Р.Т., Събева Ю.А. Анализ рисков, возникающих на этапах производства, транспортировки, монтажа крупногабаритных модулей в проектное положение // Известия вузов. Строительство. – 2023. – №1(769). – С. 84-94. – DOI:https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-769-1-84-94

10. Горбачевский В.П., Пахомова Л.А. Особенности монтажа крупногабаритных железобетонных модулей многоэтажного здания // Вестник гражданских инженеров. – 2025. – № 2(109). – С. 55–63. – DOI:https://doi.org/10.23968/1999-5571-2025-22-2-55-63.

11. Лапидус А.А., Акимова Е.А., Магаев А.С., Реасова К.А. Определение факторов, влияющих на организацию строительного контроля при строительстве объектов из крупногабаритных модулей // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2024. – №9. – С.434-435. – DOI:https://doi.org/10.24412/2071-6168-2024-9-434-435

12. Мочалин Д. Е. Анализ продолжительности монтажа здания из крупногабаритных модулей // Жилищное строительство. – 2025. – №10. – С. 16-19. – DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2025-10-16-19.

13. Пахомова Л.А., Горбачевский В.П. Аспекты развития крупномодульного домостроения // Строительные материалы. – 2026. – №5. – С. 64–67. – DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2026-846-5-64-67.

14. Амбарцумян С.А., Мартиросян А.С. Способ защиты секций здания при выполнении монтажа здания из готовых крупногабаритных объемных модулей (варианты)/ Патент на изобретение № 2803606 от 18.09.2023. – М.: Роспатент, 2023.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International

Отправить рукопись JATS XML