Вопросы надежности и долговечности ограждающих конструкций с учетом строительных норм

Аннотация. В статье рассмотрены основные вопросы обеспечения надежности и долговечности жилых зданий. Затронуты проблемы оценки технического состояния несущих ограждающих конструкций, представлена комплексная методика обследования зданий. Озвучены вопросы физического и морального износа несущих ограждающих  конструкций. 

В процессе многолетней эксплуатации конструктивные элементы  (ограждающие конструкции) под воздействием внешних и внутренних факторов изнашиваются, снижаются их механические, эксплуатационные качества, появляются различные неисправности. Критерием оценки технического состояния здания в целом, его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ. Физический износ – это частичная или полная потеря элементами здания своих первоначальных технических и эксплуатационных качеств.

Нормативно-методические документы РДС РК 1.04-07-2002 «Правила оценки физического износа зданий и сооружений» и СН РК 1.04-04.2002 «Обследование и оценка технического состояния зданий и сооружений» регламентируют общий порядок организации и проведения обследований зданий, сооружений и их конструкций, а также правила оценки технического состояния зданий.

Рассмотрим элементы, которые формируют степень надежности и долговечности во времени: условия эксплуатации, условия изготовления деталей и монтажа, принятые расчетные схемы и модели, а также общенормативные положения, согласно которым велось проектирование объекта. Как видно из рисунка 1, надежность является превалирующим показателем качества строительной продукции [1]. 

       

Рисунок 1 – Схема свойств ограждающих конструкций, определяющих их качество

Надежность – это свойство (способность) зданий и сооружений, а также их несущих и ограждающих конструкций выполнять заданные функции в период эксплуатации.

Применительно к ограждающим и несущим конструкциям зданий надежность – это свойство, обеспечивающеенормативныйтемпературно-влажностныйикомфортныйрежимпомещений, сохраняющее при этом эксплуатационные показатели (тепло-, влаго-, воздухо-, звукозащиту) в заданных нормативных пределах, а для архитектурно-конструктивного элемента здания еще и прочность, и декоративные функции в течение заданного срока эксплуатации. При этом предполагается обеспечение для здания в целом (точнее, для всех его помещений) безотказности и долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Надежность строительного объекта формируется с момента проектирования до завершения эксплуатации. На каждом этапе в формировании надежности объекта участвует множество факторов, основные из которых приведены на рисунке 2 [2].

 Совокупность факторов, влияющих на надежность здания

Рисунок 2 – Совокупность факторов, влияющих на надежность здания 

Надежность системы в комплексе зависит от надежности составляющих ее элементов. Надежность конструкций обусловливается изменчивостью во времени, внутренними свойствами (материалов) и внешними условиями (нагрузки и воздействия). Характеристики и показатели этих факторов к моменту окончания монтажа здания определяют начальную его надежность, которая с первого дня эксплуатации постепенно снижается (рисунок 3).

Изменение надежности за период эксплуатации здания

Рисунок 3 – Изменение надежности за период эксплуатации здания

Если задаться минимально допустимым уровнем надежности на период расчетного срока службы Nmin, то можно за счет удорожания изделия достичь высокого уровня начальной надежности N0 с учетом ее снижения во времени за период Tp до уровня Nmin.. Это значение несколько условно можно назвать начальным резервированием. Однако можно предположить систему без начального резервирования, но с такой последовательностью ремонтов (кривая 2), которые бы поддерживали надежность на уровне не ниже Nmin на всех этапах эксплуатации.

Основное свойство надежности объекта – безотказность. Это свойство объекта выполнения своих функций в течение заданного промежутка времени без перерывов на восстановление согласно нормативной документации на возведение строительства. На рисунке 4 представлена U-образная кривая изменения интенсивности отказов [3].

В реальных условиях безотказность объекта изменяется в течение времени его эксплуатации. При этом форма кривой графика одинакова, но временная характеристика для групп объекта строительства разная.

 График изменения интенсивности отказов объекта во времени

Рисунок 4 – График изменения интенсивности отказов объекта во времени 

Установлено [4], что 42 % всех повреждений возникают до начала  проведения  строительных работ (из-за недостаточных предварительных изысканий или ошибок в проектировании); 58 % всех повреждений возникают во время возведения (неудовлетворительный монтаж и нарушение технологии производства строительных работ 26 %; отсутствием увязки инженерных сетей с рабочим проектом 11 %; по другим возможным причинам, к которым можно отнести несогласованность действий генерального проектировщика и подрядных организаций, использование непроектных материалов и материалов с большой неоднородностью физико-механических свойств  21 %).  После  завершения строительных работ 80 % возможных первоначальных повреждений на новых зданиях возникают примерно в течение первых пяти лет, остальные 20 % повреждений возникают по прошествии пяти лет с момента завершения строительства. Для устранения вышеперечисленных причин необходима разработка мероприятий по обеспечению надежности зданий и сооружений.

Анализ причин повреждений в различные периоды времени строительства объекта от начала проектирования до ввода в эксплуатацию позволяет предположить множество вариантов обеспечения надежности.

Однако, наиболее объективным служит комплексный подход к обследованию зданий и сооружений, представленный на рисунке 5, который состоит из следующих основных этапов:

  • обследование здания и диагностирование дефектов и повреждений;
  • предварительная оценка технического состояния объекта и разработка при необходимости рекомендаций по восстановлению эксплуатационной пригодности;
  • оценка технического состояния объекта после выполнения мер по восстановлению эксплуатационной пригодности.
  • оценка технического состояния объекта и разработка при необходимости рекомендаций по адаптивному (приспосабливающемуся) усилению;
  • заключительная оценка технического состояния и выдача сертификата надежности объекта.

 Комплексная методика обследования зданий и сооружений

Рисунок 5 – Комплексная методика обследования зданий и сооружений

Состояния ограждающих несущих конструкций оценивается:

  • на основе наличия дефектов и повреждений;
  • на основе необходимости ремонта;
  • по проценту физического износа;
  • на основе внутренней системы оценок;
  • на основе категорий технического состояния. 

В соответствии с РДС РК 1.04-07-2002 «Правила оценки физического износа зданий и сооружений» оценка физического износа стен несущих панелей производится  на  этапе  общего обследования (таблица 1) [5].

Таблица 1 – Оценка физического износа стен несущих панелей

 Оценка физического износа стен несущих панелей

Количественные и качественные значения параметров критериев оценки технического состояния ограждающих конструкций сравниваются с установленными в проектной документации значениями с учетом пределов их изменения, указанными в нормативных документах.

Долговечность зданий определяется сроком службы без потери требуемых эксплуатационных качеств (температурно-влажностный режим в зданиях и их помещениях; теплоустойчивость и сопротивление теплоотдаче ограждающих конструкций; воздухо- и паропроницаемость конструкций; огнестойкость строительных конструкций и пожаробезопасность; освещенность; уровень шума; кратность воздухообмена).

Основные факторы, влияющие на эксплуатационную пригодность несущих ограждающих конструкций, представлены на рисунке 6. Физический износ характеризуюет потерю эксплуатационных качеств во времени, в то время как повреждения и дефекты характеризуют ухудшение свойств объекта под действием внешних воздействий. Кроме того, на эксплуатационную пригодность несущих ограждающих конструкций также оказывают влияние моральный износ и изменение требований к конструкциям.

Моральный износ наступает независимо от физического материального износа и представляет собой снижение и утрату эксплуатационных качеств зданий, вызываемую изменением нормативных требований к их планировке, благоустройству, комфортности. Таким образом, моральный износ оказывает влияние на эксплуатационную пригодность и, как следствие, на долговечность несущих ограждающих конструкций.

  Факторы, влияющие на эксплуатационную пригодность

Рисунок 6 – Факторы, влияющие на эксплуатационную пригодность 

Рекомендации для увеличения срока эксплуатации ограждающих конструкций:

  1. Культура производства ограждающих конструкций с учетом формирования внутреннего строения материала для восприятия действия окружающей среды.
  2. Возможность устройства отделочных (декоративных) покрытий, способных без разрушения и изменения декоративности воспринимать действия окружающей среды.
  3. Изменение конструктивных особенностей производства ограждающих конструкций;
  4. Предусмотрение ликвидации отказов в работе ограждающих элементов с использованием современных отделочных материалов хорошо воспринимающие увлажнение и морозостойкость без снижения работоспособности (использование пенетронных и кольмотационных составов).

При обеспечении надежности работы ограждающих конструкций поддержание комфортных условий внутри помещения становится менее затратными.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Сазыкин И.А. Обследования и испытания сооружений: учебное пособие. - М.: РГОТУПС, 
  2. Козачек В.Г., Нечаев Н.В., Нотенко С.Н. и др. Обследование и испытание зданий и сооружений:учебное издание. – М.: Высшая школа, 2004. – 447 c.
  3. Калинин В.М., Сокова С.Д. Оценка технического состояния зданий: учебник. – М.: ИНФРА-М.– 268 с.
  4. Нугужинов Ж.С., Ережепов Б.Б. Комплексный подход к мониторингу технического состояния зданий и сооружений повышенного уровня ответственности (на примере города Астаны) // Промышленное и гражданское строительство. – 2012. – №12. – С. 93-95
  5. РДС РК 1.04-07-2002 «Правила оценки физического износа зданий и сооружений».
  6. Ремнев В.В., Морозов А.С., Тонких Г.П. Обследование технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений: учебное пособие. – М.: Маршрут, – 196 с.
  7. Алексеев В.К., Гроздов В. Т., Тарасов В.А. Дефекты несущих конструкций зданий и сооружений, способы их устранения. – М.: Стройиздат, – 78 с.
  8. Гроздов В.Т. Признаки аварийного состояния несущих зданий и сооружений. – СПб.: Центр качества строительства, 1999. – 41 с.
Фамилия автора: П.В. Корниенко, А.А. Катенбаева, A.К. Канапьянов
Год: 2014
Город: Павлодар
Яндекс.Метрика