Projekty a granty

Optimalizace provozu vybraných kritických infrastruktur s využitím facility managementu

SP2016/117

Projekt je zaměřen na průzkum, vyhodnocení a následnou optimalizaci provozních částí vybraných kritických infrastruktur, zejména se zaměřením na vodohospodářské stavby. Tyto stavby budou prověřeny po stránce nastavení jejich plánované údržby, kontrol, oprav a revizí a následně budou provedena zhodnocení těchto opatření. V další části bude řešena optimalizace provozních opatření vedoucích k jejich spolehlivému provozu. Provozování prakticky čehokoliv je obecně klasifikováno do provozních situací, z nichž některé již byly řešeny v předcházejících projektech SP2014/140 a SP2015/161, kde jsme se věnovali zejména mimořádným událostem. Tento projekt má za úkol navázat na předchozí výzkum a pokračovat v řešení těchto provozních situací z pohledu facility manažera, který klade důraz na jakost provozu za jakýchkoliv provozních situací. K zajištění jakosti provozu existují provozní řády (pravidla provozování zmiňující zásahy obsluhy a údržby při provozování). S provozními řády souvisí oblast údržby, která je klasifikována na: 1. Havarijní (reaktivní) 2. Preventivní – plánování zásahů údržby do zařízení bez ohledu na současný stav. Perioda zásahů se plánuje dle předpokládané životnosti. 3. Prediktivní – plánování zásahů údržby na základě diagnostiky současného fyzického stavu a míry opotřebení. K realizaci nutné aplikovat diagnostické zařízení (čidla, kamerové zkoušky,…) pro sledování a vyhodnocení míry opotřebení a způsobilosti plnit svou funkci. 4. Údržba orientovaná na spolehlivost – cílem je snaha o zvyšování bezpečnosti při nákladově efektivní činnosti údržby. Přičemž body 2. a 3. směřují k minimalizaci negativních výpadků provozu a vzniku mimořádných provozních situací. V rámci řešení projektu budou řešeny následující dva hlavní cíle: A) Analýza současného stavu správy a údržby kritických infrastruktur v ČR Jak je v současnosti nastavena správa a údržba staveb technického vybavení? Využívání softwarových nástrojů při správě a údržbě staveb technické infrastruktury. B) Definování návrhů zlepšení pro optimalizaci a efektivní zajištění provozu kritických infrastruktur pomocí facility managementu Pasportizace objektů technické infrastruktury, zejména staveb pro zásobování vodou a odkanalizování území. Tvorby provozních plánů / provozních řádů pro stavby TI (v současnosti existují provozní řády vybraných staveb TI – úpravny pitných vod, čistírny odpadních vod apod.) → aplikace provozních řádu do provozu ostatních staveb TI jako jsou jednotlivé trasy, přivaděče, hlavní distribuční trasy i uliční rozvody v rámci obce. Výsledné návrhy budou chápány jako soupis pracovních postupů, činností a kontrol, tedy aplikace nástrojů facility managementu do provozu technické infrastruktury. Návrhy budou rovněž zahrnovat problematiku údržby z pohledu havarijního (reaktivního), prediktivního i preventivního. Bude provedena pasportizace kritické infrastruktury na reálném území obce Žabeň, kde se budeme věnovat i aplikaci dalších nástrojů facility managementu. V rámci návrhu nových opatření bude řešeno zkoumání různých provozních situací, jež mohou nastat v rámci distribuce pitných vod a v odkanalizování urbanizovaného území, přičemž se v rámci projektu budeme zabývat i vznikem mimořádných událostí a jejich vazbou na provozní řády a krizové plány jednotlivých stavebních objektů TI. Z tohoto pohledu budou řešeny možné situace, které ohrožují nepřetržitý provoz těchto staveb, respektive bude vytipováno, jaké postupy by měly být obsaženy v provozních řádech a krizových plánech, např. lze uvést postupy při událostech jako: • Blackout – výpadek el. energie – omezení provozu vybraných objektů technické infrastruktury • Netěsnost stok a vodovodních řádů – infiltrace a exfiltrace, tj. balastní vody a ztráty vody • Poklesy vlivem poddolování, půdní sesuvy – změna spádu jednotlivých stok, lomy a jiné destruktivní narušení trubních tras • Odstávka ČOV – co s odpadními vodami. • Odstávka trasy (neprůchodnost profilu / jeho přerušení, narušení) Rozbor stavu problematiky v ČR a ve světě V současné době není problematika provozování technické infrastruktury z pohledu facility managementu komplexně řešena. V posledních letech se stále častěji setkáváme s rostoucím vývojem správy, údržby a provozu zejména v oblasti TZB a stavebních objektů, nicméně na technickou infrastrukturu se zatím zapomíná. Facility management částečně využívají samotní správci jednotlivých segmentů technické infrastruktury, avšak jen na velmi nízké úrovni, zpravidla jen jako pokus o základní pasportizaci. Bohužel rozsah těchto podkladů zpravidla není kompletní, což je způsobeno tím, že stále ještě velká část inženýrských sítí je již staršího data. Dalším znepřesňujícím faktorem jsou pak častá improvizovaná řešení při havarijních opravách těchto sítí. Uplatnění přístupů facility managementu pro technickou infrastrukturu pak částečně také řeší autoři uvedení dále v citacích cizích prací, kteří se ve svých pracích často zmiňují o využití pasportizace ve spojení s GIS technologiemi. Konkrétně v publikaci „Programová obnova technické infrastruktury“ (Proske, Šrytr, 2012) je zmíněna možnost zpracování obsáhlé databáze zásahů při opravách a rekonstrukcích s pomocí aplikací GIS technologií. Na toto pak navazují i autoři publikace „Odvodňování malých obcí a okrajových částí měst“ (Caha, Mikulinec, 2011), kteří tuto problematiku doplňují o možnost aplikace plánů údržby a zásahů. Autor článku „Moderní metody facility managementu“ (Eminger, 2015) ve svém příspěvku hovoří o možnosti využití moderních metod FM v prostředí TZB s možností aplikace i na veřejné inženýrské sítě. Další část pak tvoří aplikace provozních řádů do provozu některých vybraných specifických staveb, kde je potřeba důsledněji korigovat provozování těchto stavebních objektů, jedná se zejména o úpravny vod, kompresorové stanice, přečerpávací stanice a podobně. Autor příspěvku „Veřejný prostor sídel zasažený povodní“ (Šrytr, 2013) obecně nastiňuje absenci řešení významných, základních mimořádných událostí v provozních řádech vybraných objektů technické infrastruktury. Citace cizích prací • PROSKE, Zbyněk a Petr ŠRYTR. Programová obnova technické infrastruktury. 1. vyd. Praha: Professional Publishing, 2012, 94 s. ISBN 978-80-7431-113-0. • CAHA, Jan a František MIKULINEC. Odvodňování malých obcí a okrajových částí měst: 1. vyd. Praha: Professional Publishing, 2011, 68 s. ISBN 978-80-7431-076-8. • ŠRYTR, Petr. Veřejný prostor sídel zasažený povodní. In: Městské inženýrství Karlovy Vary 2013: 18. mezinárodní konference, téma: povodeň a město. 7. červen 2013, Praha: Informační centrum ČKAIT. ISBN 978-80-87438-37-42013. • Provozní řády velkých úpraven vod, velkých kompresních stanic, velkých transformoven a rozvoden, … • ČSN 73 6005. Prostorové uspořádání sítí technického vybavení. Praha: Český normalizační institut, 1994. • EMINGER, Lukáš. Moderní metody facility managementu. Časopis Vytápění, větrání, instalace, 5/2015, Společnost pro techniku prostředí, Praha, 2014, ISSN 1210-1389. Přehled použitých metod Při řešení projektu budou uplatněny následující metody: • Kritická analýza - uplatnění při vyhodnocení současného stavu řešení údržby, • Vícekriteriální analýza – hodnotová analýza – uplatnění při vyhodnocení údržby pro jednotlivé typy technického vybavení, • SW SiteFlow – uplatnění k prověření funkčnosti vodovodu a kanalizace v obci Žabeň, v případě různých provozních podmínek, apod. • Metoda FMEA – analýza selhání a jejich dopadů – uplatnění na daném úseku technického vybavení obce Žabeň – identifikace dopadů vzniklých selháním • Metoda FTA - Analýza stromu poruch – uplatnění na daném úseku technického vybavení obce Žabeň - hledání příčiny selhání • Metoda What – If Analysis – Analýza toho co se stane, když – aplikace na obecné provozní situace, které mohou vést k selhání - zkoumání dopadů, možnost aplikace do provozních řádů. • Další metody, jako základní ekonomické bilancování a hodnocení apod. Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu • Ing. Marek Teichmann – student, hlavní řešitel projektu • Ing. Natálie Szeligová – studentka, vlastní řešení projetu SGS • Bc. Nikola Hajná – studentka, vlastní řešení projetu SGS • Bc. Michaela Schmiedová – studentka, vlastní řešení projetu SGS • Ing. Eva Wernerová, Ph.D. – metodické vedení v problematice facility managementu • prof. Ing. Radim Briš, CSc. – školitel hlavního řešitele projektu Předchozí dosažené výsledky členů týmu - studentů • TEICHMANN, Marek a František KUDA. Možnosti využití odpadních vod v domech, bytech a v průmyslu. Časopis Vytápění, větrání, instalace, 3/2014, strany72-75, Společnost pro techniku prostředí, Praha, 2014, ISSN 1210-1389. (publikace Jsc) • TEICHMANN, Marek, SZELIGOVA, Natalie, SRYTR, Petr and Frantisek KUDA. Water Construction in Undermining or Otherwise by Urbanization adversely Affected Environment. Perspectives in Science Journal. New York, USA: Elsevier B. V. ISSN 2213-0209. In Press. (publikace Jsc) • TEICHMANN, Marek and Jiri KUCERA. The issue of brownfields on the example of the use the area of the old sewage treatment plant Ostrava -Privoz. FURDIK, Juraj, Rostislav ONDRUS et al.MobEx 2013-2014 -water and city -brownfields. 1st ed. Cracow: Towarzystwo Słowaków w Polsce, 2014, pp 111-117. ISBN 978-83-7490-767-5. (kapitola v knize C) • TEICHMANN, Marek, SZELIGOVA, Natalie and Stanislav ENDEL. Regeneration of Technical Installation in Brownfields. In: International Conference on Applied Engineering and Materials 2016, Weihai, China. In Press. (publikace D) • TEICHMANN, Marek, KUDA, Frantisek and Zbynek PROSKE.Emergency Supply of drinking water. Applied Mechanics and Materials.Stafa -Zurich, Switzerland: Trans Tech Publications Ltd., Vols. 580-583 (2014): pp 2346-2349. ISSN: 16609336. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.580-583.2346 (publikace D) • TEICHMANN, Marek and Frantisek KUDA. Risk Analysis in Water Management. Applied Mechanics and Materials.Stafa -Zurich, Switzerland: Trans Tech Publication Ltd., Vol. 737 (2015): pp 668-671. ISSN: 16609336. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.737.668 (publikace D) • TEICHMANN, Marek, SZELIGOVA, Natalie and Stanislav ENDEL. Identification of Technical Installations in Brownfields Depending on Type of Brownfields. In: International Conference on Applied Engineering and Materials 2016, Weihai, China. In Press (publikace D) • TEICHMANN, Marek, BESSONOV, Alexey and Frantisek KUDA. Methods of recovery technical equipment of the city by using new trends.Eko-Potentsial. Yekaterinburg, Russia: Izdateľstvo UMTS UPI,Vol. 4(2014): pp 76-80. ISSN 2310-2888. • SZELIGOVA, Natalie, TEICHMANN, Marek and Frantisek KUDA. The Possibilities of New Utilization of Brownfields, with a Focus on Technical Infrastructure. In: International Conference on Applied Engineering and Materials 2016, Weihai, China. In Press. (publikace D) • SZELIGOVA, Natalie, Eva WERNEROVA und Marek TEICHMANN. Bekannte und unbekannte Sakralbauten in Karvina. In: Stadttechnik Karlovy Vary 2015 – Thema: Kirchenbauten und Stadt: am 5. Juni 2015. Sammelband der Referate von der 20. internationalen Konferenz. Karlovy Vary: Informacni centrum CKAIT, s.r.o., 2015, Seite 109-115. ISBN 978-80-87438-62-6. • SZELIGOVA, Natalie and Marek TEICHMANN. Weaknesses of Buildings for Water Supply. In: Construction Maeconomics Conference 2015, Prague, Czech Republic. In Press. Problematika řešení kritických infrastruktur s pomocí facility managementu navazuje na téma disertační práce hlavního řešitele projektu Ing. Marka Teichmanna – téma disertační práce je „Modelování a optimalizace spolehlivosti vybraných městských kritických infrastruktur“, který se věnuje zejména zajištění spolehlivosti dodávky pitné vody, spolehlivosti odvádění odpadních vod a spolehlivosti dalších médií v urbanizovaném území. Tato problematika bude v navrhovaném projektu řešena a následně dále využita při zpracování tézí a samotné disertační práce. Tematicky navrhovaný projekt navazuje i na téma disertační práce spoluřešitelky Ing. Natálie Szeligové – téma „Výzkum disparit v procesu revitalizace brownfields v malých obcích a městech“, která se v rámci řešení problematiky brownfieldů zabývá řešením technické obsluhy v území a dále se v rámci zajištění výuky na katedře městského inženýrství věnuje problematice facility managementu. K řešení projektu byly dále přizvány dvě studentky 1. ročníku navazujícího magisterského studia oboru Městské stavitelství a inženýrství (Bc. Nikola Hajná a Bc. Michaela Schmiedová), které se zabývají facility managementem a jejich diplomové práce budou směřovány na facility management a technickou infrastrukturu, potažmo problematiku tohoto projektu.

2016

2016

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Teichmann Marek Ing., Ph.D. Paed.IGIP