Содержание к диссертации
Введение
Часть I.
Наблюдения и закономерности эксплутационного износа жилых зданий 13
Глава 1.
Среда обитания человека
1.1. Развитие среды обитания 13
1.2. Включение человека в среду обитания 18
1.3. Значение и актуальность проблемы 20
1.4. Основные понятия и положения системы обеспечения сохранности эксплуатируемых зданий 28
1.5. Система мониторинга эксплуатационного износа жилых зданий и соответствия их требованиям социальной среды 44
1.6. Постановка проблемы и методы ее решения 50
Выводы 57
Глава 2.
Принципы формирования системы планово-предупредительных ремонтов жилых зданий
2.1. Система текущих профилактических ремонтов 66
2.2. Капитальные ремонты 71
2.3. Система планово-предупредительных ремонтов 75
Выводы 79
Глава 3.
Статистические методы определения эксплуатационного износа по отказам элементов жилых зданий
3.1. Теоретические методы расчета потока отказов при эксплуатационном износе 82
3.2. Статистическая обработка результатов анализа 90
3.2.1. Закономерности возникновения отказов по отдельным элементам зданий 102
3.2.2. Эксплуатационный износ рулонной и безрулонной кровли 104
3.2.3. Исследование распространения и распределения отказов под влиянием увлажнения элементов зданий 127
3.2.4. Эксплуатационный износ ограждающих конструкций 130
Выводы 142
Глава 4.
Система гарантий и компенсаций на период приработки элементов жилых зданий в зависимости от качества строительно-монтажных работ
4.1. Характер эксплуатационного износа элементов жилых зданий... 145
4.2. Начальные эксплуатационные отказы 151
4.3. Объемы и виды ремонтных работ в период приработки зданий... 159
4.4. Законы распределения отказов под воздействием эксплуатационного износа элементов жилых зданий 170
Выводы 178
Часть II.
Мониторинг соответствия качества жилища условиям среды обитания человека
Глава 5 182
Мониторинг: терминология и классификация
5.1. Классификация систем мониторинга 184
5.2. Синтез исследуемых факторов 192
5.3. Идеология мониторинга эксплуатационного состояния жилищного фонда г.Москвы 196
Выводы 206
Глава 6.
Организация натурных наблюдений при первичном обследовании состояния жилья и методы аналитической обработки
6.1. Система обследования технического состояния объекта 209
6.2. Информационные системы 215
6.3. Методы обработки диагностических данных 221
6.4. Автоматизированные системы и программные комплексы мониторинга 224
6.5. Методы анализа информации и подготовка решений 227
6.6. Закономерности эксплуатационного износа элементов жилых зданий и инженерных сетей 240
6.6.1. Особенности изменения прочностных свойств конструкций 244
6.6.2. Изменения эксплуатационных свойств ограждающих конструкций 251
6.6.3. Мониторинг эффективности восстановительных ремонтов 254
6.6.4. Мониторинг ремонтопригодности элементов зданий 259
6.6.5. Анализ влияния организации и технологии ремонтных работ на их стоимость и трудоемкость 270
6.6.6. Результаты мониторинга физического состояния жилищного фонда 274
6.6.7. Лаги отставания времени восстановления отказов элементов жилых зданий от системы планово-предупредительных ремонтов 294
Выводы 301
Глава 7 305
Экономическая эффективность разработки и внедрения системы мониторинга состояния эксплуатационного износа элементов жилых зданий
7.1. Использование статистических моделей, учитывающих пользу и стоимость проведения мониторинга, проведения исследования - наблюдения 308
7.1.1. Определение вероятностей нормального закона распределения отказов 309
7.1.2. Построение статистических контрольных диаграмм 311
7.1.3. Определение вероятностей, не подчиняющихся закону нормального распределения 314
7.2. Моделирование стоимости мониторинга и величины пользы от его проведения 317
7.2.1. Стоимость и выгоды от сплошного наблюдения эксплуатационного износа (мониторинг) 318
7.2.2. Определение вероятности отклонения фактического износа элемента от нормативного 319
7.3. Экономическая эффективность внедрения адресных ремонтов (мониторинга) 332
Выводы 344
Общие выводы 346
Список литературы
- Включение человека в среду обитания
- Система планово-предупредительных ремонтов
- Эксплуатационный износ рулонной и безрулонной кровли
- Объемы и виды ремонтных работ в период приработки зданий...
Введение к работе
Актуальность проблемы. Самосохранение человека и общества зависит как от его внутреннего состояния, так и от внешней среды обитания. На современном этапе остро стоит проблема обеспечения равновесия между противоречивыми тенденциями: необходимости повышения качества артеприродной среды, с другой стороны искусственный мир, в виде зданий, сооружений и инженерных систем, теряет это качество за счет естественного физического и морального износа. Одновременно рост объёмов жилищного строительства и, как следствие, увеличение жилищного фонда всё более настойчиво ставит задачу необходимости поддерживать и повышать качество жилых зданий путем проведения текущих, капитальных ремонтов, модернизации и реконструкции.
При этом возникают новые проблемы. С одной стороны - для снижения затрат на восстановление искусственной среды следует добиваться максимально долгой эксплуатации элементов жилых зданий и инженерных систем, максимально вырабатывая их эксплуатационный ресурс. С другой стороны, для определения значений допустимых пределов износа, которые естественно будут колебаться в значительных пределах для адекватных элементов и зданий под влиянием условий эксплуатации и параметров окружающей среды, необходима организация системы сплошного наблюдения их состояний, т.е. необходима организация системы мониторинга качества жилого фонда. Таким образом, актуальным следует считать исследования эксплуатационного износа жилых зданий и инженерных систем, особенно в крупных городах, где состояние окружающей среды в различных районах вызывают значительные колебания параметров длительности безотказной работы единичных элементов и узлов. Разброс в лагах эксплуатационного износа достигает значительных величин, что становит в современных условиях экономически неэффективным использование единой системы планово-
предупредительных ремонтов. При этом представляется целесообразным переход на установление сроков восстановления отказов по фактическому износу конкретных зданий, элементов, систем. Эффект их восстановления по фактическому отказу требует научно-обоснованного исследования и выработки принципов организации мониторинга по сплошному наблюдению состояния жилищного фонда, выявлению закономерностей потоков отказов и практической реализации рациональной схемы их восстановления.
Целью работы является разработка концепции и научно обоснованных методов предупреждения и восстановления отказов конструкций, элементов и систем жилых зданий для обеспечения качества их эксплуатации в соответствии с действующими нормативно-техническими требованиям при минимальных затратах ресурсов.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
разработка концепции достижения равновесного состояния между искусственной средой и окружающей средой обитания человека;
исследование существующей системы эксплуатации жилищного фонда и представление её параметров в виде экономико-технических моделей, адекватно описывающих систему эксплуатации;
выявление и классификация показателей и критериев, используемых для оценки работоспособности жилых зданий и инженерных систем с учетом соответствия искусственной среды и естественной среды обитания человека;
анализ и количественная оценка эксплуатационного (физического и морального) износа жилых зданий с установлением потока отказов их элементов в различных условиях эксплуатации;
исследование лагов опережения и отклонения показателей физического и морального износа жилых зданий и инженерных систем по отношению к системе планово-предупредительных ремонтов;
разработка и внедрение принципов, методов, алгоритмов, организационных и технических схем мониторинга для наблюдения, прогнозирования и экономической оценки вероятности отказов элементов жилых зданий в зависимости от условий эксплуатации в мегаполисах;
разработка методов экономической оценки адресного предупреждения и восстановления отказов жилых зданий (текущие и капитальные ремонты, модернизация, реконструкция) для приведения их в соответствие с современными требованиями искусственной среды. Проведение апробации системы мониторинга качества жилого фонда в г.Москве на протяжении 5-7 лет.
Научная новизна работы заключается в следующем:
осуществлена разработка и практическая реализация концепции
и методов достижения соответствия во времени требований искусствен
ной среды обитания человека в жилых зданиях и требований возрас
тающих параметров социальной среды (создание комфорта, культурно-
психологического климата, благоприятного биопсихологического состоя
ния) путем создания научно обоснованной системы мониторинга экс
плуатационного износа элементов зданий и инженерных систем, прогно
зирования и выбора времени их адресного восстановления (ремонт, мо
дернизация, реконструкция);
проведено выявление и классификация критериев и показателей, характеризующих признаки качества среды обитания человека и эксплуатационного (физический и моральный) износа элементов жилых зданий, эксплуатируемых в различных условиях;
установлены закономерности эксплуатационного износа элементов жилых зданий и инженерных систем в различных условиях эксплуатации;
разработаны алгоритмы определения лагов опережения фактического эксплуатационного износа элементов зданий в отличие от системы их планово-предупредительных ремонтов;
методы системного обследования эксплуатационного износа
элементов жилых зданий и инженерных систем с описанием законов их
изменения во времени и отклонениям в системе планово-
предупредительных ремонтов;
разработана методология прогнозирования качества социальной среды обитания человека для различных условий проживания;
выявлены тенденции в изменении состояния ресурсов (технологий, организации, инвестиций, качества конструктивных элементов) в зависимости от времени адресного восстановления отказов эксплуатационного их износа;
создана система организации мониторинга за состоянием эксплуатационного износа элементов жилых зданий и инженерных систем во времени;
разработаны алгоритмы принятия решений, направленных на достижение соответствия между эксплуатационным износом, его адресным восстановлением до уровня нормативных требований с минимальными затратами ресурсов.
Вышеперечисленные научные результаты автор выносит на защи-
Достоверность результатов исследования обусловлена применением обоснованных методов теоретических и экспериментальных исследований, приемлемой сходимостью полученных данных, а также результатами производственных испытаний и успешным их внедрением в практику эксплуатации жилищного фонда.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработаны и практически реализованы научно обоснованные рекомендации по организации системы мониторинга состояния эксплуатационного износа во времени элементов жилых зданий, позволяющие обеспечить их эксплуатацию на уровне современных требований с минимальными затратами ресурсов.
Реализация результатов исследований имеет многоплановый характер, и подтверждается официальными документами о внедрении. На основе проведенных исследований:
разработана и внедрена система мониторинга качества жилищ
ного фонда г.Москвы (Закон г.Москвы от 13.11.96 № 30 «Об ус
тановлении нормативов по эксплуатации жилищного фонда Мо
сквы и контроле за их исполнением»;
разработана программа мониторинга технического состояния
жилищного фонда г.Москвы, 2000 г.;
внедрена автоматизированная информационная система учета и управления имуществом (АИС «Мосжилинспекция») 2001 г.;
созданы тесты физического износа жилых зданий и инженерных систем по их отдельным элементам, 2002 г.;
составлена система анкет - оценки качества жилищного фонда, 2001 г., указанные документы внедрены в практику оценки технического состояния жилищного фонда г.Москвы.
разработан закон города Москвы «Об установлении нормативов по эксплуатации жилищного фонда города Москвы и контроле за их соблюдении ем». Принят Мосгордумой 13.11.96 №30.
разработан Закон города Москвы «Об ответственности за нарушение нормативов и жилищных стандартов по использованию, сохранности и эксплуатации жилищного фонда г.Москвы». Принят Мосгордумой 09.07.1997г. № 29.
разработан закон города Москвы «О порядке переустройства помещений в жилищном фонде г.Москвы». Принят Мосгордумой 29.07.1999г. №34
разработана «Концепция капитального ремонта жилищнного фонда». Постановление Правительства Москвы от 21 янва-ря2003г. №28ПП.
Апробация работы. Настоящее диссертационное исследование
проводилось в Московском институте коммунального хозяйства и строительства, а также в научном центре при Государственной жилищной инспекции Москвы - «Жилище-XI». Результаты диссертационной работы заслушивались, обсуждались и получили одобрение на заседаниях кафедр института, на международных и российских конференциях и симпозиумах в течение 1990-2002 годов: Международный семинар «Жилищное законодательство и жилищные инспекции» США, Вашингтон, 13-20 июня 1994 г.; Международный научно-практический семинар «Организация эксплуатации жилищного фонда в крупных городах». Москва, 3-7 апреля 1995 г.; Международный семинар «Управление жилым фондом». США. Вашингтон, 23-31 января 1996 г.; Доклад на международной встрече. Германия. Дюссельдорф, 3-6 июня 1996 г.; Доклад на научно-практическом семинаре «Основные направления развития жилищно-коммунального хозяйства г.Москвы». Москва, июнь 1997 г.; Доклад на
научно-практическом семинаре руководителей муниципальных районов Москвы «Вопросы и проблемы совершенствования организации эксплуатации жилищного фонда Москвы». Москва, июнь 1997 г.; Доклад на всероссийском семинаре «Концепция развития реформы в жилищно-коммунальном хозяйстве». Самара, май 1997 г.; «Совершенствование нормативно-правового обеспечения и задачи органов Государственной жилищной инспекции». Доклад на коллегии Госстроя РФ, 24.09.97 г.; Международный научно-практический семинар «Эксплуатация и управление жилыми зданиями». Москва, 22-25 ноября 2000 г.; Доклад на международной встрече. Китай. Пекин, 17-21 декабря 1998 г.; Международный научно-практический семинар «Эксплуатация и управление жилыми зданиями». Германия. Берлин. 4-14 ноября 1998 г.; Доклад на международной встрече. Франция. Париж, 24-28 ноября 1998 г.; Международный семинар «Организация эксплуатации, ремонта и новые формы управления в жилом секторе города». Москва, 2-5 декабря 1998 г.; Доклад на за-
седании Комитета по сотрудничеству Москва-Берлин. Германия. Берлин, 29 мая - 2 июня 1999 г.; Международный семинар «Опыт в области организации административной реформы в Берлине и Москве». Германия. Берлин, 12-22 марта 2000 г. Доклад на международной встрече. Бельгия. Брюссель, 27 ноября - 3 декабря 2000 г.; Доклад на международной встрече. Южная Корея. Сеул, 18-25 апреля 2001 г., а также на конференциях Московского института коммунального хозяйства и строительства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 376 страницах, сопровождается 126 рисунками и 59 таблицами.
Часть I
* Наблюдения и закономерности
эксплутационного износа жилых зданий
Включение человека в среду обитания
Человек и общество вписаны в среду обитания (например, в городе) -природную, агротехническую и артеприродную - посредством региональных ландшафтов [4, 10, 237].
Обычно классификацию ландшафтов (как видов местности) определяют на основе следующих принципов [16, 54]: градостроительного размещения в структуре города (в историческом центре, в современной застройке, «на пороге города», в пригородной зоне); функционального использования (ландшафт жилой застройки, общественных центров, ландшафт промзон, сельскохозяйственный ландшафт, парковый ландшафт); природной топооснове (ландшафт равнинный, пойменный, террасный, горный, луговой, лесной, водный).
Человеческое поведение в городской среде не сводится к набору простейших видов утилитарной деятельности. Отсюда и потребности к качеству среды обитания чрезвычайно разнообразны. Человек не может в одном месте только делать покупки, а в другом - только отдыхать. Встречи, ожидания, беседы, кратковременный отдых, рассматривание города, восприятие городского шума тесно переплетено с деловыми передвижениями. Для разнообразия городской среды предлагаются различные идеи Ахмедова А.Е. [9] приемами ландшафтного дизайна создает пластику городского рельефа, с такими компонентами, как мощение, озеленение, малые архитектурные формы, суперграфика, водоемы; пластика стен рассматривается как граница пространства.
Каждому элементу присущ только ему характерный способ выделения в пространство, определена значимость элементов общей структуре, в направлении связей с функциональным назначением пространства.
Эстетическая стуктура городского ландшафта формируется различными приемами, в которые входит: Наложение - графическое наложение ареалов однородных сред города либо разнородных каркасов как устойчивых узлов; Включение - графическое выражение зависимости простой формы от более сложной; Усиление темы - природная топооснова - поле, на котором обыграны композиционные конфликты, что дает повод для воображения;
Универсализация - создание ландшафтно-экологического каркаса города для выражения идеи универсальности городской среды, многофункциональности его использования. Стремление к универсализации пространства имеет древнюю историю в практике формирования городского ландшафта. Переход от идей монофункционального городского ландшафта к более гибкому, полифункциональному, универсальному -объективная закономерность в развитии современного города и его ландшафта;
Морфологизация, или мифотворчество - воспроизведение в новом ландшафтно-экологическом каркасе легенд и мифов города, сохранение облика исторических типов промышленных предприятий, которые служили и служат градообразующей базой, показ их в контексте исторических пластов города. Трудно создать достойный ландшафт города и его микрорайонов, но еще труднее поддерживать его в первозданном виде, так как на ландшафт оказывает давление урбанизация, вызывая его деградацию - экологическую, функциональную, композиционную [9, 232].
Экологическая деградация - это значительные загрязнения воздушной и водной среды города, почвенного покрова, т.е. причины техногенного характера, вызванные агрессивным характером промышленного производства. Значительные антропогенные нагрузки на ландшафт, вызванные рекреационным бумом в отношении как городских, так и загородных ландшафтов, превышающим способность ландшафта к самовосстановлению [237, 235].
Функциональная деградация - это эксплуатационный износ зданий и сооружений, нарушение функционального использования ландшафта, отсутствие надлежащего ухода за территорией, нерациональные сроки восстановления износа.
Композиционная деградация вызвана градостроительными решениями вопреки природным экологическим и композиционным закономерностям. Эти решения нарушают биологическое равновесие ландшафта и эксплуатационный износ; в этот вид деградации входит и непродуманная реконструкция, искажающая первоначальный ландшафт, облик зданий и сооружений.
Система планово-предупредительных ремонтов
По технической сути капитальный ремонт может выполняться в двух случаях: при наступлении полного отказа; при необходимости его предупреждения.
На основании изучения безотказности конструкций и сроков их службы можно разработать такую систему профилактических мероприятий, которая обеспечит бездефектное содержание помещений в течение заданного (планового) промежутка времени.
Для проведения капитального ремонта необходимо провести обследование здания или системы с дальнейшей разработкой проекта ремонта или реконструкции.
Многоообразие планировочных и конструктивных схем зданий, видов их технического состояния, градостроительных и технологических условий окружающей среды и строительных площадок затрудняют в каждом конкретном случае выбор оптимального решения. В этих условиях важной частью технологии проектирования является изучение существующего жилищного фонда; систематизация его архитектурных, конструктивных, градостроительных особенностей; разработка рациональных решений по ремонту; накопление аналогов; разработка методических материалов, пособий, типовых решений и проектов [151].
Такое обследование должно выполняться для каждого района, города, области, республики в целом (эти материалы составляют банк данных АСУ ЖХ). Обследование позволяет разделить жилищный фонд на группы по различным технико-экономико-технологическим факторам и характеристикам [10, 142]. На стадии проектирования ремонта зданий и микрорайонов эти данные уточняются и конкретизируются. Повышение качества проектирования достигается за счет преимуществ, которые дает системный анализ и вычислительная техника, а именно учет большого количества факторов в ходе принятия решений; сравнение множества, или даже всех возможных в данном случае вариантов, объективные методы их оценки и т.д. При этом важным результатом является сокращение сроков проектирования и сокращение или стабилизация численности проектировщиков при увеличивающихся объемах проектных работ. Для проектирования важнейшим условием является классификация всех факторов, характеристик и показателей, используемых при проектировании, и их формализация (рис. 2.6). Эту задачу выполняет классификатор проектных решений по ремонту жилых зданий.
Важной частью классификатора являются установление признаков технического и технологического состава ремонта и замены конструкций, в которых собраны и систематизированы наиболее часто применяемые в практике методы усиления или замены конструкций, восстановления их эксплутационных качеств с использованием современных и традиционных материалов, заводских заготовок. По мере появления новых решений классификатор может быть расширен.
Процесс автоматизированного проектирования включает восприятие, переработку и воспроизведение информации, системный подход к организации процесса проектирования на основе справочно-нормативной и научно-технической информации. Творческая работа проектировщика сочетается с компьютерными технологиями, которые позволяют выявлять из огромного количества технических решений оптимальные варианты (табл. 2.1).
Автоматизация архитектурно- строительного проектирования выдвигает ряд проблем, основные из которых - моделирование процесса и объекта проектирования и взаимодействие человека и машины в процессе проектирования.
Одним из наиболее логически четких этапов проектировочной деятельности, на котором в определенной последовательности выполняются математические операции, является проектирование конструкций, инженерного оборудования и составление смет. Поэтому внедрение ЭВМ в проектировании капитального ремонта начинается с реализации строительных, инженерных и сметных расчетов, которые представляют собой автоматизацию проектирования отдельных задач на основе использования локальных программ.
Один из этапов представляет собой автоматизацию проектирования комплексных задач на основе создания пакетов прикладных программ (ППП).
Далее представляется возможность автоматизации проектирования больших комплексов задач и разделов проекта на основе разработки и внедрения систем автоматизированного проектирвания (САПР).
Обобщение технических решений, оптимизация объемов ремонтно восстановительных работ для разных периодов эксплуатации зданий позволили разработать типовые проекты капитального ремонта жилых зданий, построенных по типовым проектам. Использование проектов-аналогов и привязка типовых проектов ремонта позволяют уже в процессе выбора решений оценить безотказность конструкций, уровень обеспеченности ненаступления отказов в межремонтный период.
Исследование и обобщение опыта проектирования капитального ремонта [139, 32] позволили разработать республиканские и региональные нормативные документы, регламентирующие организацию проектирования и объем проектно-сметной документации [59, 60, 111].
Эксплуатационный износ рулонной и безрулонной кровли
С целью определения характера и объема ремонтно-восстановительных работ в период эксплуатации была проведена серия исследований распределения отказов элементов в системе здания. Систематизированы и проанализированы наблюдения по 2 149 жилым зданиям. При анализе проведена классификация отказов по следующим направлениям: распространение отказов в здании с подразделением их на общие и локальные; объем распространения отказов по отдельным зданиям, частоте, закону распределения и т.п.; взаимосвязи - первичные (вызванные) и вторичные (переданные). Общие отказы охватывают значительные части здания, локальные же проявляются по отдельным элементам. Значительные повреждения охватывают все или большинство однотипных элементов, а местные отказы охватывают лишь их небольшую часть. Первичные деформации вызываются условиями и схемой работы элемента здания, вторичные - вызываются предыдущими устраненными отказами.
Кроме технической стороны рассмотрены социальные результаты отказов, влияющие на условия среды обитания. С этой целью все жилые здания разделены на три группы: влияющие на условия проживания и ухудшающие функциональную характеристику помещений, нарушающие комфорт; влияющие на внешний вид зданий и помещений; влияющие на безопасность. При этом начальные и конечные значения вероятностей возникновения отказов Р(о) и P{t) принимались в пределах расчета (табл. 3.8). Таблица 3.8 Значение коэффициентов вероятности отказов при эксплуатационном износе элементов здания Элементы здания Р{0) P(t) Несущие и ограждающие элементы, отделочные конструкции (по эксплутационным функциям) 0,95 0,85 Элементы статически неопределимых систем, отказ которых не влечет внезапного разрушения 0,99 0,95 Несущие элементы с постепенными отказами 0,999 0,99 Конструкции с внезапными отказами 0,9999 0,999 В работе [135] эти коэффициенты определяются по результатам последствий: 0,999 - опасно для жизни, 0,95 - большой экономический ущерб; 0,9 - незначительный экономический ущерб. Кроме этого, была принята степень опасности отказов (табл. 3.9). Ремонт элементов зданий в период нормальной эксплуатации преимущественно включает работы по их восстановлению с момента их полного отказа или непосредственного предшествующего отказу. Характер потоков отказов можно проследить по основным элементам жилых зданий: рубероидные кровли, безрулонные кровли, перекрытия, теплоизоляционные покрытия. 104 Таблица 3.9 Распределение отказов элементов зданий в зависимости от их значимости (степени опасности) Отказы элементов Общее количество обследуемых строений,% Влияющие на условия проживания 78 Влияющие на внешний вид зданий и помещений 13 Влияющие на безопасность Полученные данные хорошо согласуются с результатами исследований, проведенных Британским научно-исследовательским центром по строительству [107].
Наблюдения за эксплуатацией кровель и возникновением отказов проведены по 11 отобранным и значимым факторам (табл. 3.10). Было обследовано 120 кровель крупнопанельных жилых домов со сроком эксплуатации 8-12 лет. Результаты наблюдений и информация обработаны по методике, изложенной в работах [50, 57] (см. главу 2). При этом пользовались следующими определениями и понятиями: безотказность - свойство системы (элемента) непрерывно сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации в течение заданного времени; долговечность - свойство системы (элемента) сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации с возможными перерывами на ремонт до разрушения или другого предельного состояния, определяемого, например, экономическими соображениями; ремонтопригодность - свойство системы (элемента), характеризующее приспособленность к восстановлению, исправлению и сохранению заданной технической характеристики в результате предупреждения, выявления и устранения отказов; сохраняемость - свойство системы (элемента) непрерывно сохранять значения установленных показателей качества.
Надежность возведенных зданий и сооружений можно представить как характеристику, складывающуюся на трех этапах: при проектировании, возведении и эксплуатации. Показатели безотказности и долговечности проявляются только в процессе использования зданий и зависят от методов и условий эксплуатации здания, системы его ремонта, методов технического обслуживания такого важнейшего элемента здания, как кровля.
Объемы и виды ремонтных работ в период приработки зданий...
Рассматривая конструкции и элементы зданий в процессе эксплуатации, необходимо дефференцировать предельные состояния с учетом опасности их последствий и стоимости восстановления. Так, при нормальном распределении характеристик их отклонение от средних величин в пределах среднеквадратичных (б) может быть допущено для прочностных характеристик, в пределах (26) - для деформативных характеристик и (35) - для комфортных.
Стоимостная оценка восстановительных работ по ликвидации отказов в период приработки зависит от количества отказавших элементов, среднеквадратичной продолжительности сохранения эксплуатационных свойств, количества элементов с различными сроками службы, а в период нормальной эксплуатации еще и от износа материала конструкций, внезапных отказов.
Проведенные исследования эксплуатационных показателей жилых зданий позволили дополнить номенклатуру предельных состояний показателями непригодности к нормальной эксплуатации из-за нарушения комфортных условий проживания. Значительные нарушения эксплуатационных условий помещений связаны с протечками через кровли.
Обследование зданий с различным сроком эксплуатации [204] показало, что наибольшее количество эксплуатационных дефектов имеется в железобетонных совмещенных крышах построечного изготовления с трехслойным рубероидным ковром. Уже после четырех лет эксплуатации более 65% мягкой кровли жилых домов нуждается в частичном или капитальном ремонте.
По сравнению с мягкой кровлей асбестоцементные листы обладают большей долговечностью, однако, недостаточной для требуемого периода нормальной службы. Асбестоцементные кровли получают повреждения в основном из-за неаккуратного ведения работ и небрежной установки телеантенн. После 10-летней эксплуатации на асбестоцемент-ных листах появляются трещины вдоль волны.
Дефекты в покрытиях неизбежно приводят к образованию протечек. При увлажнении утеплителя резко ухудшаются теплотехнические свойства покрытия, начинается интенсивное разрушение чердачного перекрытия и т.д. В табл. 3.20 приведено процентное отношение кровель, находящихся в неудовлетворительном состоянии, по четырем группам сроков эксплуатации. Установлено, что в покрытиях, где использован в качестве утеплителя газобетон, после пяти лет эксплуатации от пароизоляционного слоя остались только отдельные минералы, входящие в состав толя и мастики. После разрушения толя газобетон увлажнился, и теплозащитные свойства покрытия ухудшились.
При исследовании покрытия с утеплителем из цементного фибролита было обнаружено, что цементная стяжка под пароизоляционным слоем вследствие усадки растрескалась, пароизоляционный слой стал неплотным, в результате чего древесноволокнистые листы и цементнофибро-литные плиты увлажнились. Теплотехнический режим покрытия нарушился.
Оказалось, что в течение первых лет эксплуатации влажностный и теплотехнический режимы покрытия соответствуют расчетным. Однако со временем присходит старение рубероида, пароизоляционный слой разрушается и через 12 лет эксплуатации покрытия влажность древесноволокнистых листов по массе достигает 50%. Теплозащитные свойства покрытия значительно ухудшаются.
Собранные французскими бюро "Секюритас" и "Сокогек" данные по трем тысячам дефектных кровель [204] позволяют сделать вывод, что основное влияние на эти повреждения оказывают температурно-усадочные деформации бетона (приблизительно 45% от общего числа повреждений). Среди этих повреждений приблизительно две трети относятся к несущим железобетонным конструкциям верхних этажей зданий с плоскими крышами, тогда как приблизительно одна треть разрушений приходится на конструкции верхних этажей под плохо изолированными и плохо вентелируемыми чердаками. Большая часть этих повреждений объясняется недостаточным количеством продольной арматуры или слишком большим расстоянием между температурными швами. Когда дефект в конструкции уже появился, он распространяется дальше; ухудшение происходит за счет температурных влияний, связанных с колебаниями температуры как в течение дня, так и времен года. Бетонные конструкции без изоляции приобретают при этом усталостные напряжения, которые постоянно приводят к образованию трещин, как бы рассекающих конструкцию. Особенно большой вред такие трещины имеют у парапетов, поскольку в них просачивается вода за слой гидроизоляции.
Проанализируем экспериментальные зависимости изменений во времени состояний стен и кровель некоторых типовых серий домов. Оценка проведена с помощью величины показателя дефектности, который определяется отношением количества дефектных элементов (п) к общему количеству обследованных элементов (N).
