БЕСПРЕССОВЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учет экономических факторов при разработке и внед­рении новых материалов и конструкций на их основе может дать реальную картину экономической эффектив­ности лишь при условии, что он опирается на достаточно обоснованные закономерности, отражающие реальную взаимосвязь между затратами труда и материалов и сто­имостью конечного продукта.

До недавнего времени вопросам конкретной экономи­ки в строительстве пе уделялось должного внимания, и это во многих случаях приводило к тому, что действую­щие цены не отражали фактических - затрат труда на производство того или иного изделия. Следовательно, такие цены не могли быть положены в основу строгого экономического расчета или анализа.

Существующая методология ценообразования, учи­тывающая лишь затраты труда при изготовлении изде­лия и принимающая заключенный в оборудовании труд овеществленным, т. е. бесплатным, зачастую приводит к серьезным ошибкам. Такая методология порождает ряд экономических противоречии между интересами пред­приятий и обществом.

Сущность этих противоречии можно показать на сле­дующем примере. Переход па вспенивание пенопластов В полости конструкций помимо многих положительных свойств приводит к значительному повышению качества изделий. Однако этот эффект в большинстве случаев не представляет интереса для предприятия, поскольку дей­ствующая система ценообразования не предусматривает дифференциации цен в зависимости от качества про­дукции.

Намеченный в 1967 г. перевод многих отраслей про­мышленности на работу в условиях повой системы пла­нирования и экономического стимулирования требует в каждом конкретном случае определять технико-эконо­мические показатели предприятий в строгом соответствии с экономическими закономерностями.

Мы остановились на этих вопросах потому, что при дальнейшем экономическом анализе нам придется столк­нуться с недостаточно обоснованными иенами на исход­ные материалы и калькуляциями заводской себестоимос­ти, которые составлены с учетом интересов только дан­ного предприятия, но не всего народного хозяйства в целом.

Рассматривая экономическую эффективность примене­ния различных пенопластов в качестве утеплителя в л<е - лезобетоипых и других панелях и конструкциях, мы долж­ны выделить следующую особенность. Применение новых теплоизоляционных материалов практически не изменяет существующей технологии изготовления этих конструк­ций. Таким образом, изменение стоимости этих конструк­ций может быть связано только с изменением стоимости исходных материалов. Так, например, стоимость утепле­ния 1 м2 покрытия кинотеатра «Ракета», выполненного из отходов пенопласта ПСБ (табл. 30), составляет примерно 90 коп., в то время как стоимость 1 м2 предусмотренного первоначальным проектом пеностекла равна 6 руб. Общая экономия на всем покрытии составила около 6 тыс. руб.

Вес 1 м2 покрытия жилого дома (см. рис. 50) состав­ляет 280 кг, а стоимость его — около 20 руб., в том числе стоимость слоя утеплителя из пенопласта ПСБ — 8 руб. (табл. 29). Вес 1 м2 покрытия типовых жилых домов, построенных в Москве без применения пенопластов, сос­тавляет 600 кг, а стоимость его — 28 руб.

Выбор в качестве утеплителя полистирольного пено­пласта обусловлен не только его высокими теплотехни­ческими свойствами, но и сравнительно небольшой стои-

Таблица ®

Мостыо. Ч Tcn. iQiPWwwunwuiux мя герпалов (габл. ЗЭ) панболее'дешевымм являются полнстирольные пенопл*ю - ты и заливочные фенолсч1юрмальдегпдные пено­

Пласты ФРП. Так, например, пенопласт ПСБ в 10 раз легче. пееИНда, имеет в 3 ра-за меньший коэффициент теплопроводности и более чем в 2. раза меньшую стои­мость (в ценах 1966 г.).

Таким образом, в сглучае применения пепопластов в качестве утеплителен железобетонных и подобных кон­струкции экономический эффект определяют в основном как рязэость зйидаденпх себестеимо'етен, приведенных к количеству выпущенных конструкции или годовой про­грамме.

Тсхпологнчеакпп прогЩсс изготовления многослойных ограждающих конструкций *о настоящего времени недо­статочно широно внедрен в промышленность и в зависи­мости от типа производства, вида применяемых материа­лов и наличия необходимого оборудования может иметь

Различные варианты Поэтому при организации произ­водства и разработке технологии исходя из реальных ус­ловий необходимо выбрать такой процесс, который будет обеспечивать необходимую производительность прп наи­меньшей себестоимости и высоком качестве выпускаемой продукции.

Расчеты экономической оценки вариантов технологи­ческих процессов сводятся к определению себестоимости изделий по каждому варианту, а затем к их сопоставле­нию. В современном производстве наибольшее распрост­ранение получает метод сопоставления себестоимости выпуска основной партии или годового выпуска изделии на каждой операции [44]. В этом случае годовую себе­стоимость определяют по формуле

С = Рг + Рг, (32)

Где Р — сумма переменных затрат, зависящая от годовой програм­мы; Р2 — сумма постоянных расходов.

Сумму переменных затрат находят из формулы

Р1 = (М + 3 + И + А + Э) N, (33)

Где М — стоимость материала; 3 — заработная плата производствен­ного рабочего с учетом прямых накладных расходов; И — накладные расходы; Л — амортизационные отчисления; Э — стоимость электро­энергии; N — годовая программа в штуках.

Сумму постоянных расходов определяют по формуле Р2 = Н + Я, (34)

Где Н — стоимость наладки оборудования и приспособлений; П — Стоимость специальных приспособлений.

Рассчитывая но этим формулам и сопоставляя вари­анты технологического процесса по их себестоимости на каждой операции, выбирают оптимальный технологичес­кий процесс для данной программы. В зависимости от конкретного вида выбранной конструкции стоимость ее изготовления может значительно изменяться в ту или иную сторону. На примере изготовления алюминиевых панелей рассмотрим элементы затрат и пути их умень­шения

Анализом стоимости основных материалов, применя­емых для изготовления многослойных конструкций, и тру­доемкости изготовления было установлено, что по суще­ствующим ценам наиболее дорогими являются трехслой-

1 па пые панели с обшивками из листового алюминия и сред­ним слоем из пенопластов. Это объясняется довольно вы­сокими ценами на алюминий, пенопласт и синтетические клеи. В табл. 31 приведена заводская стоимость алюми­ниевых панелей, изготавливаемых на механическом заво­де Министерства связи СССР, из которой видно, что стои­мость материалов составляет около 60%, из них около 35% составляет стоимость пенопласта, герметика и син­тетического клея,

Т а о л и ц а 31

Дальнейшее развитие химической промышленности обусловливает постоянную тенденцию к значительному снижению стоимости пластмассовых материалов, в том числе и пенопластов, поэтому снижение стоимости алю­миниевых панелей произойдет за счет снижения стоимос­ти исходных материалов.

Стоимость трудовых затрат составляет около 40% се­бестоимости этих панелей, и соответствующее снижение трудоемкости имеет немаловажное значение. Например, применение более прогрессивного оборудования и замена эпоксидных клеев дешевыми и технологичными каучуко­выми клеями позволяют значительно снизить трудоем­кость. В связи с этим представляет интерес техпико-эко иомическое сравнение технологического процесса склеи­вания алюминиевых панелей различными клеями и на различном оборудовании.

Для склеивания алюминиевых панелей могут быть применены три вида клеев: эпоксидные, феноло-формаль­дегидные (с нанесением на алюминий поделю я БФ-S) и каучуковые. Во вста трех случаях приняты цдептич]1ые у%г®вия, по которым срсднни алой в виде склеенных бло­ков пенопласта поступает па сборку, а обрамление мон­тируют после склеивания среднего Длоя с обшивкой. При использовании эпоксидного и феноло-формальдегидпого жтеев панелн необходимо запре*оовывать в прессе с на­гревательными плитами. Каучуковые клен относятся к клеям контактного тпаа., поэтому сяпепвать панели мож­но в йюлес производительных валковых прессах.

Обшая трудйе. мкость операции шлеивапия алюминие­вых панелей прп испальзованип феиоло-формвльдегидных меев поставляет около 2,5 чжт.-часа, а в случае приме­нения кавунового клея — около 1 чел.-часа, т. е. в два с пштовииой раза меньше. Таким образом, применение бо­лее эффективных технологии и йСфрудованпя хотя и по­зволит снизить себестоимость панелей примерно на 8— но не может изменить стоимость панели таким об­разом, чтЗбы она могла конкурировать со стоимостью обычных строительных конструкций. Только принципи­альное ивм#*дание првцесса изготовления среднего слоя может дать весьма ощутимые результаты. Ниже, на при­мер» двух вариантов технологического процесса,- принято­го на Иркутском ремоптно-мехаппчш$«)м заводе и пред­ложенного ЦНИИСК. поклеены пути существенного сни­жения себестоимости трехслойны* панелей с алюминие­выми обшивками

Рассматривая схему основных операнд» двух пронес-' сов, мы цпднм, что во втором варианте вместо операции раскроя и механичщвюн обработки плиточное пеноплас­та и операции с**еивання мелких плит вмпочепа новая операция — вспенивание пенопласта в единый блок на размер панели.

11м первый ввглцд, во ЩЩром варианте технологический процесс изменился очень незначительно. По если провес­ти £®лес тщательный техшпю-экономшищкпй анализ, то тчкос изменение приводит к значительному сокращению расхода пенопласта п синтетических клеев. По технологи­ческому процессу, разработанному Куйбышевским Орг - энергостроем и принятому в 1964—1967 гг. Иркутсжим ремонтно-механическим заводом, средний слои панелей изготовляют из маломерных плит полистирольного пено­пласта ПСБ, выпускаемого Мытишинским комбинатом стройпластмасс. При перевозке из Москвы в Иркутск го­тового пенопласта использование грузоподъемности ваго­нов составляет около 10%. Потери пенопласта во время раскроя и механической обработки составляют около

Схемы двух технологических процессов изготовления трехслойных алюминиевых панелей

Приготовление синтетических клеев

____________________ I___________________

Раскрои, обработка и поузловая сборка обшивок и обрамляющих элементов

Таблица Эв

Сравнение стоимости материалов и транспортных расходов при изготовлении трехслой ных панелей с обшивками из алюминия для обогатительном фабрики в Мирном по двум вариантам технологиче ского процесса

.30%. Для склеивания мелких плит пенопласта в единый Йлок требуется дополнительный расход синтетического

Клчю.

Более рациональным является использование грану- ли|»ваинс£о по шстлрола, объемный вес которого состав­ляет 500 кг/мъ, и ивготовладив на маете пустотелых бло­ков па размер панели, при этом за счет пустот экономит­ся еще о-шло 30% пенопласта. Пшопласт получается с более высокими физико-механическими свойствами.

Сравнение стоимости материалов и транспортных рас­ходов прп изготовлении 30 тыс. м3 ограждающих панелей для третьей обогатительной фабрики в Мирном (табл. 32) показывает, что по второму варианту только па стоимости материалов экономия составляет окер® 320 тыс руб.[8] Дополнительная экономия от снижения трудоемкости изготовления панелей в этом случае скла - дываетия в результате исклю'кйпы операций.

А) обработки плиточного пенопласта на необходимые размеры, трудоемкость которой составляет 0.5 чел.-часа па 1 м2панели:

0,5-0,48 = 0,24 руб.;

Б) склеивания мелких плит в единый" блок среднего слоя — 2 чел.-часа на 1 м2 пагтели:

2-0,48 = 0,96 руб.

Общая экономия на 1 м2 панели с учетом накладных расходов (150%)

(0,24 + 0,96) 1,5 = 1,8 руб.

Трудоемкость вспенивания 1 м2 блока пенопласта сос­тавляет 0,2 чел.-часа:

0,2-0,48 = 0,096 руб.

Полная экономия по трудоемкости на всю программу составит

1,8-30 000 — 0,096-30 000 = 51 120 руб.

Таким образом, общая экоцомия по всем показателям •удет равна

320 000 + 51120 = 371 120 руб.

В приведенном технико-экономическом расчете не уч­тены затраты, связанные с организацией изготовления блоков пенопласта с пустотами на заводе-изготовителе.

Известно, что для конкретного цеха или предприятия, приступающего к выпуску новой продукции, в данном случае двух - или трехслойных конструкций, организация производства начинается с проведения необходимых на­учно-исследовательских работ, проектирования комплекса автоматизированного оборудования, его изготовления, на­ладки и завершающей стадии—пуска цеха. Для опреде­ления экономической эффективности и целесообразности всех произведенных затрат можно воспользоваться мето­дикой расчета, предложенной АН СССР и акад. В. А. Тра­пезниковым [46]. Для правильного использования этой методики применительно к нашим конкретным случаям необходимо остановиться па основных положениях и предпосылках, которые заключаются в следующем.

Экономический эффект от внедрения нового прогрес­сивного оборудования обусловлен несколькими источни­ками. Их следует рассматривать как с точки зрения ин­тересов предприятия, так и с точки зрения интересов все­го народного хозяйства.

Первым источником экономии является увеличение производительности предприятия. Дополнительный эф­фект от этого источника получит и народное хозяйство, поскольку увеличение производительности предприятия эквивалентно строительству добавочной производственной мощности.

Вторым источником эффективности является экономия материалов и энергии. Кроме экономии, получаемой пред­приятием, народное хозяйство также получает дополни­тельный эффект, так как уменьшение потребления мате­риалов и энергии эквивалентно строительству новых про­изводственных мощностей, производящих материалы и энергию.

Третьим источником экономии является экономия ра­бочей силы, которая особенно ощутима в районах Край­него Севера.

Четвертым источником эффективности является улуч­шение качества продукции. Если себестоимость продук­ции непосредственно зависит от качества, то предприятие реально ощущает этот эффект. Однако в большинстве случаев цена продукции от ее качества не зависит. При такой системе предприятие, стремясь к снижению себе-

1С>2

Стоимости продукции, оказывается заинтересованным скорее в ухудшении качества, чем в его улучшении. С по­зиции народного хозяйства качество определеляет цен­ность изделия для потребления, так как улучшение ка­чества увеличивает надежность и срок службы конст­рукции. В конечном итоге качество оказывается эквива­лентным количеству. Взаимную связь количество — ка чество характеризуют коэффициентом качества.

Непременным условием экономической эффективности внедрения нового комплекса оборудования является оп­тимальный срок окупаемости капиталовложений. При правильно выбранном комплексе оборудования срок оку­паемости, как правило, ниже нормативного времени и составляет не более двух-т. рех лет.

При расчете экономической эффективности необходи­мо учитывать также фактор времени, который сказывает­ся в том, что экономия, полученная в разные сроки, неэк­вивалентна: чем позднее получен экономический эффект, гем меньше его ценность. Например, 1 руб., сэкономлен­ный через 10 лет, эквивалентен 39 кои., сэкономленным сегодня, а через 20 лет эквивалентен лишь 15 коп. Чтобы учесть это обстоятельство, необходимо разновременные экономические эффекты привести к одному моменту при помощи функции выгод. В простом случае функцию вы­год определяют по формуле сложных процентов:

0(0 = (1+«)-'. (35)

Методика АН СССР [46] рекомендует брать а = 0,1.

За начало времени отсчета (/ = 0) может быть принят момент пуска оборудования, тогда время T до пуска сис­темы следует принимать с отрицательным знаком. За начало отсчета времени можно считать и момент вложе­ния средств. В этом случае T всегда положительно. Каж­дый из этих способов имеет свои положительные и отри­цательные стороны.

Доходы или расходы могут быть единовременными, пропорциональными времени и со сложной зависимостью от времени.

В первом случае доходы (расходы) равны [R — единовременный доход (расход) при/ = 0].

Второй случай характеризует, например, эксплуатаци­онные издержки. Пусть их экономия составит И руб. в

1G3

Год. Суммарная эваномия издержек за время T, приве­денная к моменту пуска комплекса обруДоввишя:

T

J a (i -}•«)-' dt, ffi)

И

Где г' — текущий доход (расход) в единицу времени п момент I Обозначив т=-у^(I пз (формулы (36} можем пдптп

/ = 'У'г). (37)

Прп 0,11 т= 1,02/ц ^погрешность в пределах ±3%).

Третий алучап характеризуется затратами па создание комптекса оборудования, дрда стоимость оборудования, приведенная к момепт пуска системы С', согласно выра­жению (85), будет

С(Ч-а)' '.У, (3$)

Где, С — обща* стоимость комплекса оборудовании (без учет пр#- цептов).

Расчегг аффектнвностп использования комплекса обо­рудования для получения пустотелых блоков пенопласта удобно характеризовать при помощи Диаграммы эконо­мической эффективности (р»о^54).

Щ

Стелмость первого комплекта оборудования (затраты па его создание и пуск) С = 97 000 руб., срок создания и пуска Ty = 3 года (табл. 33). Приводя затраты на пер­вый комплект оборудования к моменту его пуска, соглас­но формуле (38) и табл. 33, находим

С = С (I + а)" 'у = 97 ООО (1 +0,1Г3 = 129 107 руб. (39

На. диаграмме линия А характеризуй затраты, свя­занные с созданием и пуском оборудования. С момента ввода а эксплуатацию оборудования оно начинает давать опредезднный экономический эффект, который на диа­грамме показан линией Д. Одновременно с этим предпри­ятие начинает нести расходы на содержание (обслужива­ние, ремонт и амортизацию), показанные линие1 Б, кото­рые в нашем случае составляют около 7000 руб. в год. Ли­ния В изображает капитальные затраты на оборудование Сложив линии Б и В, мы получим линию Г, которая ха­рактеризует общие затраты на оборудование Исключив расходы па содержание оборудования из соответствую­щих сумм экономического эффекта, определяют экономию эксплуатационных издержек — линия И. Эта линия пол- чается в результате «вычитания» линии Б из линии Д.

В течение определенного времени после пуска обору­дования получаемый доход (экономия издержек) идет на покрытие капитальных затрат. Исключение капитальных затрат пз дохода заставляет переместить основание ли­лии я пз точки 2 в точку У, после чего она займет поло­жение, обозначенное на диаграмме линией Э. Эта линия характеризует окончательный экономический эффект, псыучаемыи предприятием в результате внедрения нового прогрессивного оборудования. Точка 3 ее пересечения с осью времени T характеризует срок окупаемости оборудо­вания для данного предприятия Г0.пр, который может быть определен по формуле

Г0 пр = — = .-121107- = 0,357 года. (40)

Р И 371 120 А ;

Таким й(5разом, для предприятия срок окупаемое»! оборудования составляет 0,357 года, пли 130 дней.

Еще более ощутимые результаты бу&ут получены, ес­ли рассматривать эту систему с позиций народного хозяй­ства в целЛм. В этом случае в большей степени повыша­ется экономия эксплуатационных издержек и шачительно сокращаются сроки окупаемости капитальных затрат.

Ив приведенного технико-экономического расчета вид­но, чго перевод от 1«»готовлсппя среднего слоя пз мвлко - плиточнвгю пенопласта к изготовлению среднего слоя пу­тем вспенивания острым паром пустотелых блоков на размер панели или непосредственное вспенивание в полос­ти жшетрукции позволяет полечить столь значительный экономический эффект, при котором все эвтраты на более прогрессивное технологическое оборудование окупаются менее чаи ва пять месяцев, А стоимдать 1 и2 панели сни­жаемся в 1,5 раза (таЙи. М).

Известно, что ф«юло-формальдобидные заливочные пенопласты изготовляют пз педефицнтных и сравни­тельно, дешевых компонентов. Переработка исходных продуктов в иенепласт и« трвйует сложного оборудова­ния и больших трудовых затрат. В соответствии с этим стоимость 1 м3 феноло-формальдегидного пенопласта лежит в предлах 35—40 руб. при объемном весе 40 ы/м3.

Основной причиной недостаточного внедрения поли>- ретаповых псиопластов в строительстве являются их де­фицитность и сравнительно высокая стоимость (90 руб/м3 При объемном весе 40 кг/лг). По стоимости эти пеноплас­ты пока пе могут конкурировать с фяноло-формальдегид­ными и полистирольнымп пепопластамп.

Т'аким образом, уже в иастоянде время без учета ожидаемого снижения стоимости феиоло-формальдегид - иых и полистирольных пенопластов и синтетических кле­ев конструкции с использованием этих пенопластов в ка­честве утеплитвИей можно и след|ет применять в боль­шинстве районов Советского Союза. Двухслойные кон-

1 ы>

Струкцпп в виде штампованного настила должны пайл! самое широкое применение дли покрытий промышленных здании.

Трехслойные стеновые панели с алгомпнпевыми об - шнзкамп будут применять в первую очередь для про­мышленных н административных зданий отдаленных и труднодоступных районов Крайнего Севера, для которых отсутствие дорог столь значительно повышает транспорт­ные расходы, что применение таких конструкций являет­ся практически единственно возможным вариантом.

Опыт применения трехслойных плпт покрытия для промышленных зданий с малым уклоном кровли пока­зал, что стыки между плитами недостаточно надежны, и в настоящее время применять такие плиты покрытий не­целесообразно.

В более широких масштабах трехслойные ограждаю­щие панели с металлическими обшивками будут приме­нять в районах с повышенной сейсмичностью. Трехслой­ные конструкции с обшивками из стеклопластика в на­стоящее время целесообразно применять в химических и подобных им цехах с агрессивной средой

[1] Алюминиевые сплавы здесь и далее для краткости нмспунитч алюминием

[2] 1|>|ф.'1п0чпын КОЭффнЦПСНТ Е

[3] Технологическая часть проекта разработана 1П1Ж. В. Ф. Ску^ярем (Э*сперпмептальио-конет - рукторское бюро ПНИИСК им. В Л. Кучеренко Госстроя СССР).

[4] Методика определения индукционного периода и кратности вспенивания разработана во ВНИИСС.

[5] Работа проводилась под руководством И. II. Гладченко.

[6] Определение линейной уеадкн в процессе цикловых испытании, л чаинке коэффициентов линейного расширения пепопагтов приводил Г II Псйл'нбаум (11ИПСтройфизика).

[7] Автор проекта С. Б. Ермолов.

[8] Без учета снижения, стоимости полистирольного пенопласта в 1968 г.

[9] Стоимость перевозок авиатранспортом m Иркутска в Мирный составляет О, S3 руб. за кг.

" Стоимость монтажа иакилеН л'тышена более чем в 2 раза за счет большой стоимости машино-смелы крана К1>ГС, уста - новлеиного на сгроительстно.