Вопросы надежности и долговечности ограждающих конструкций с учетом строительных норм

Вопросы надежности и долговечности ограждающих конструкций с учетом строительных норм

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. жилой несущий здание 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].

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).

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.

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.

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].

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; воздухои 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 характеризует 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.

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.

• 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.