Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния современных технологий быстровозводимых модульных зданий и методов их технической диагностики и мониторинга при строительстве и эксплуатации 12
1.1. Обзор состояния конструктивных систем быстровозводимых модульных зданий (БМЗ) и их соответствие показателям безопасности и качества 12
1.2. Технологические особенности реализации основных проектов БМЗ 31
1.3. Опыт технической диагностики и мониторинга строительства и эксплуатации БМЗ в России и за рубежом 38
Выводы по главе 77
Глава 2. Обоснование оптимальных организационно- технологических решений при строительстве и эксплуатации быстровозводимых малоэтажных зданий с учетом критериев безопасности и качества 80
2.1. Критерии оценки эффективности организационно -технологических решений строительства и эксплуатации БМЗ и требования к обследованию и мониторингу их технического состояния 80
2.2. Обоснование главных факторов, влияющих на качество, безопасность и надежность строительства и эксплуатации БМЗ 85
2.3. Исследование влияния теплотехнических и конструктивных
характеристик модулей на технологические параметры процессов строительства и эксплуатации БМЗ 89
Выводы по главе 109
Глава 3. Методы технической диагностики и мониторинга строительства и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества 111
3.1. Критерии безопасности и качества диагностики зданий и строительных конструкций 111
3.2. Методы технической диагностики эксплуатации. Методика определения остаточного срока службы с учетом физического и морального износа строительных конструкций БМЗ 121
3.3. Система интегрированного наблюдения и непрерывного мониторинга состояния строительных конструкций БМЗ 135
Выводы по главе 144
Глава 4. Современные технологии проведения обследовательских работ при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий в России 146
4.1. Результаты обследования технического состояния БМЗ, построенных по технологии фирмы «БУК» (Германия) 146
4.2. Результаты исследований теплозащитных свойств и долговечности многослойных ограждающих конструкций жилых домов 161
4.3. Оценка риска и прогноз безопасности БМЗ, построенных в России 175
4.4. Результаты обследований, диагностики и постоянного мониторинга строительных работ при реконструкции БМЗ. Рекомендации по безопасной эксплуатации объектов 190
Выводы по главе 197
Глава 5. Обоснование рациональных технологических решений строительства быстровозводимых модульных зданий 201
5.1. Многофакторная модель системы технико - экономических показателей БМЗ 201
5.2. Выбор целесообразных методов транспортирования модулей к месту строительства с учетом их комплектации, оснастки и дорожных условий 203
5.3. Обоснования рациональных вариантов технологии монтажа БМЗ в различных условиях производства работ 209
Выводы по главе 228
Глава 6. Результаты практического применения теории технической диагностики и мониторинга при строительстве и эксплуатации БМЗ 230
6.1. Методы и оценка уровня технологичности строительства БМЗ 230
6.2. Технико-экономическая и социальная эффективность методов технической диагностики и мониторинга строительства и эксплуатации БМЗ 244
6.3. Рекомендации по внедрению современных технологий строительства и эксплуатации БМЗ с использованием методов технической диагностики мониторинга 250
Выводы по главе 254
Основные выводы по работе 256
Список использованной литературы 259
Приложения 278
Справки о внедрении 343
- Технологические особенности реализации основных проектов БМЗ
- Обоснование главных факторов, влияющих на качество, безопасность и надежность строительства и эксплуатации БМЗ
- Методы технической диагностики эксплуатации. Методика определения остаточного срока службы с учетом физического и морального износа строительных конструкций БМЗ
- Результаты исследований теплозащитных свойств и долговечности многослойных ограждающих конструкций жилых домов
Введение к работе
Актуальность темы. Развитие индустриального малоэтажного строительства в современных условиях обусловлено потребностью в доступном жилье в загородных зонах больших и малых городов России, необходимостью возведения в короткие сроки зданий различного назначения, жилых городков для военнослужащих и жителей районов, находящихся в особых и экстремальных условиях. Эта актуальная проблема может быть успешно решена путем строительства полносборных зданий высокой заводской готовности модульного типа с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными характеристиками.
Быстровозводимые модульные здания (БМЗ) - это сооружения, монтируемые из объемных унифицированных элементов - блок-модулей заводского изготовления. Они включают системы внутреннего инженерного оборудования, обеспечивающие надежность, безопасность и высокое качество возведения и эксплуатации БМЗ, а также заданные физико-механические свойства конструкций, устойчивость, жесткость, прочность, неизменяемость геометрических размеров модулей при транспортировке, монтаже и эксплуатации.
Система БМЗ - это качественно новая, разработанная автором концепция модульного быстровозводимого полносборного строительства малоэтажных жилых домов высотой до 3-х этажей, а также зданий производственного назначения из объемно-пространственных блок-модулей. Научное исследование по совершенствованию технологии возведения БМЗ выполнено в 1990-2005 г.г. по долгосрочной международной научно-технической программе «Конверсия» (подпрограмма «Модуль») по строительству в РФ жилья для военнослужащих, выведенных из Германии, прибалтийских стран и других зарубежных регионов. Основой исследования явилось осуществление непрерывного мониторинга БМЗ на различных стадиях их жизненного цикла.
Развитие данного направления строительства сдерживается недостаточной изученностью проблемы безопасности, качества возведения и эксплуатации БМЗ, а также отсутствием соответствующей системы технологического обеспечения. Внедрение новых технологий строительства требует выполнения условий международной системы сертификации и ставит задачи в части повышения качества, полноты и оперативности технического освидетельствования фактического состояния каждого здания. Выполнение этих задач возможно только с применением современных технических средств, контрольно-измерительной аппаратуры, программно-технических систем диагностики и непрерывного мониторшіга. Актуальность проблемы многократно возрастает при повышении требований качества, надежности и безопасности монтажа, демонтажа, транспортировки и эксплуатации быстровозводимых блочных зданий различного назначения.
Целью работы является совершенствование технологии строительства малоэтажных зданий из блок-модулей индустриального изготовления, обеспечивающих сокращение трудозатрат и сроков выполнения строительных работ, на основе разработки рациональных методов технической диагностики и непрерывного мониторинга быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества их монтажа, демонтажа и эксплуатации. Задачи исследования:
- обобщение и анализ существующих конструкций и технологий строительства объемно-модульных быстровозводимых малоэтажных зданий с применением современных методов обследования и технической диагностики при их возведении и эксплуатации;
- выбор наиболее рациональных конструктивно-технологических решений, основанных на применении быстрособираемых блок-модулей полной заводской готовности, для малоэтажных зданий различного назначения, технологичных при транспортировании, монтаже и демонтаже модулей;
- разработка теоретических основ оценки безопасности, обеспечения надлежащего качества строительства быстровозводимых модульных зданий и проведения сравнительной оценки технологичности различных вариантов конструкций блок-модулей, их транспортировки и монтажа;
- выявление основных факторов, влияющих на качество и безопасность эксплуатации БМЗ, разработка методов технической диагностики и мони -торинга их возведения и эксплуатации на основе критериев качества и безопасности;
- исследование параметров технологических режимов на всех этапах возведения БМЗ и разработка рекомендаций по внедрению блок-модульных быстровозводимых малоэтажных зданий в практику строительства с учётом опыта фирмы «БУК» и реализации программы «Модуль». Методика исследований заключается:
- в выявлении основных факторов и критериев безопасности и качества при диагностике зданий и строительных конструкций;
- разработке методов и классификации технической диагностики и мониторинга возведения и эксплуатации БМЗ;
- определении исходных данных для расчёта уровня технологичности конструктивных схем многофункциональных малоэтажных зданий из блок-модулей различных типов;
- разработке системы интегрированного наблюдения и непрерывного мониторинга комплексов БМЗ жизненно важного назначения в режиме реального времени;
- сопоставление расчетных технико-экономических показателей с фактическими данными реального строительства объектов и комплексов БМЗ по всем этапам технологического цикла с оценкой риска и прогноза безопасной эксплуатации жилых малоэтажных домов, возведенных по технологии фирмы «БУК» и других производителей блок-модулей.
Достоверность полученных результатов подтверждается сходимостью результатов оценки надежности возведенных БМЗ по различным методикам с использованием теоретических и экспериментальных данных, а также достаточным количеством расчетных (нормативных) и фактических (стати стических) данных, выявленных в результате обследования 465 зданий, построенных в России с 1993 г. по 2000 г.
Практическая значимость результатов исследования состоит в повышении безопасности, надежности и качества комплекса работ по строительству модульных быстровозводимых объектов различного назначения.
Результаты исследований использованы при составлении нормативно-технических документов по проектированию и строительству, при разработке проектов производства работ, составлении технических условий на приемку в эксплуатацию улучшенных зданий типа «БУК».
Разработанные на основе выполненных исследований рекомендации и технологические регламенты приняты к внедрению: фирмой «БУК», г. Пиннов (ФРГ), благотворительным Фондом «Союз военных строителей», г. Калининград, ООО «Интернациональные строительные технологии», г. Санкт-Петербург, «Завод обьёмно-модульных зданий», г. Переславль-Залесский и 000 «Обьёмно-модульное строительство», г. Санкт-Петербург, а также организациями, эксплуатирующими быстровозводимые модульные здания.
Научная новизна полученных автором результатов заключается в следующем:
- разработаны теоретические основы по оценке безопасности и качества строительства и эксплуатации БМЗ, включающие математические модели при технической диагностике и мониторинге комплексов зданий; применено математическое многоцелевое моделирование состояния БМЗ при технической диагностике и непрерывном мониторинге строительной системы с использованием компьютерной техники, контрольно-измерительной аппаратуры и современных средств технического контроля; разработана методика сравнительного анализа и выбора рациональной технологии монтажа модульных полносборных малоэтажных зданий на основе системы показателей комплексной оценки надежности и качества выполнения всех этапов технологического цикла в заданные сроки;
разработаны методы монтажа БМЗ, принципы выбора средств монтажного оснащения, рациональные способы фиксации и закрепления блок-модулей при транспортировкой монтаже; предложен алгоритм определения оптимальных параметров монтажного крана, разработано программно-информационное обеспечение по возведению БМЗ; выявлена область эффективного применения манипуляторов и робототех-нических средств при заводском изготовлении объемных модулей и при транспортировке, монтаже, демонтаже быстрособираемых шарнирно-сочленённых конструкций механизмов;
предложена принципиальная схема,использования дирижабля типа «летающий кран» для транспортировки и монтажа блок-модулей БМЗ; выявлены зависимости параметров производственных процессов (трудоемкости работ, продолжительности операций, затраты машинного времени и ручного труда, точности монтажа) от конструктивно-технологических характеристик блок-модулей и монтажного оборудования;
установлено, что применение координатно-шагового механизма для пространственного ориентирования блок-модулей, оснащенных фиксирующими устройствами узлами соединений заводского изготовления, повышает точность наведения и монтажа по сравнению со свободным монтажом в несколько раз; автоматическое позицирование блок-модулей при их монтаже с помощью манипуляторов и жестких траверс позволяет сократить время монтажного цикла и увеличить производительность крана на 40-60%, точность позицирования до 10-15 мм без применения дорогостоящего монтажного оснащения и робототехники с автоматической системой сопровождения и контроля качества работ;
разработана комплексная система показателей оценки заводской, транспортной и монтажной технологичности возведения БМЗ на основе дифференциальных, обобщенных и интегральных технико-экономических показателей производственных процессов с учетом критериев на дежности, безопасности и качества блок-модульного строительства, позволяющая выявлять резервы повышения эффективности полносборного объемно-блочного строительства.
Практическое значение научных положений, выносимых на защиту, подтверждается экспертизами Восточно-Европейского Союза Экспертов (Германия), Общества Стройнадзора Берлин-Бранденбург (Германия), НИИСФ РААСН и б. ГЛАВГОСЭКСПЕРТИЗЫ Росстроя ; применением рекомендаций автора строительными и эксплуатационными организациями.
Апробация результатов работы. В период 1998 - 2005 гг. основные положения и работа в целом докладывались на международных конференциях в г. Пиннов (Германия) в августе 1998 г. и 1999 г.; на семинарах в городах Лейпциг, Берлин и Мюнхен в апреле 2000г.; на международной научно-практической конференции «Строительные конструкции 21 века» в Московском государственном строительном университете в ноябре 2000 г., г. Москва; на 58-ой, 59-ой, 60-ой, 61-ой и 62-ой научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ в период 2001- 2005гг., г. Санкт-Петербург; на международной научно-практической конференции «Постсоветское градостроительство» в ГУП НИИПГрадостроительства Госстроя РФ в апреле 2001г., г. Санкт-Петербург; на 55-ой, 56-ой и 57-ой международных конференциях молодых учёных СПбГАСУ «Актуальные проблемы современного строительства» в период с 2001- 2004 гг., г. Санкт-Петербург; на XIII конференции «Москва - энергоэффективный город» в мае - июне 2000 г., г. Москва; международной научно-практической конференции «Реконструкция Санкт-Петербурга-2003» в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете, 2002 г., г. Санкт-Петербург; на «Международной строительной Ярмарке» в ноябре 2002 г., в г. Лейпциге (Германия); на международной конференции «Будущее строительства» в октябре 2003 г., в г. Рига (Латвия); на научно-методической конференции «Проблемы строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений на железнодорожном транспорте» в Петербургском государственном университете путей сообщения, в 2003 г.; на конференции «Интеллектуальные здания и их безопасность», в октябре 2003 г., г. Санкт-Петербург; на III Международном инвестиционном форуме «Юг России - 2003», в октябре 2003 г., на Международной конференции в рамках Лейпцигской строительной ярмарки «BAUFACH 2003», в ноябре 2003 г., г. Лейпциг (Германия); на международной конференции «Education» в ноябре 2003 г., г. Берлин (Германия); на международной научно-практической конференции «Реконструкция Санкт-Петербурга-2005» в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете, в октябре 2005 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликована 31 работа, в том числе основные научные положения диссертации опубликованы в монографиях и изданиях, рекомендованных ВАК России.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений. Объем работы 346 стр., в том числе основной текст 277 стр., 102 рисунка, 50 таблиц, библиография из 200 наименований и приложения на 69 стр.
Технологические особенности реализации основных проектов БМЗ
Выполненный анализ позволил автору установить наличие значительного количества систем мобильных быстровозводимых зданий сборно-разборного типа со сроком эксплуатации 10-15 лет, которые не могут быть рекомендованы при строительстве стационарных БМЗ в полносборном варианте для постоянного проживания людей с гарантированным сроком службы 55-60 лет. К числу таких БМЗ относятся жилые дома фирмы «БУК»-10ММ, реализованные по программе «Модуль».
В дальнейшем в диссертации не рассматриваются мобильные здания и сооружения модульного типа, которые являются временными сооружениями, могут демонтироваться и передислоцироваться в другое место. Это является границами нашего исследования.
Технология возведения домов фирмы «БУК»-10ММ применительно к конкретным условиям строительства обоснована требованиями заказчика и формой финансирования, которые являются основными критериями выбора и совершенствования технологического процесса изготовления модулей, их дос тавки на место строительства и монтажа.
При участии автора технология возведения домов фирмы «БУК» по программе «Модуль» постоянно совершенствовалась в течение 9 лет их применения (с 1993 по 2002 гг.) в России, нашла свое отражения в разработанных документах по транспортированию и временному складированию модулей, монтажу и эксплуатации домов различных типов и модификаций.
Настоящее диссертационное исследование отражает динамику развития и совершенствования системы зданий «БУК» как по конструктивным, так и технологическим показателям на основе принципа достижения наименьших трудозатрат и обеспечения эффективного энергосбережения.
Данные таблицы 1.7 свидетельствуют о большом разнообразии типов и видов модулей БМЗ. Наиболее известными системами являются: «Модуль-1», «Модуль-2», «Сокол», «Бук»-10ММ, «ЦУБ», «Нева», «Днепр».
Рассматривая различные технологии возведения малоэтажных зданий из модульных систем, необходимо отметить неразрывную связь звеньев технологической цепочки производственного цикла: завод-изготовитель модулей, процесс транспортирования, объект строительства.
В зависимости от конкретных условий строительства имеются различные варианты возведения БМЗ. При наличии надежного технологического транспорта не исключается быстрый монтаж «с колес», который успешно применялся в практике крупнопанельного строительства [S3]. Монтаж БМЗ может производиться следующими методами: средствами малой механизации, одним или несколькими кранами (стреловыми, козловыми, башенными, мачтово-стреловыми), вертолетом. Доставка модулей может осуществляться: автотранспортом, по железной дороге, водным или воздушным путем (вертолетом, дирижаблем) и комбинированными способами - смешанными перевозками, например, автотранспорт - паром - доставка по железной дороге - автотранспорт. Выбор той или иной транспортной схемы зависит от многих факторов, и решения принимаются на стадии технологического проектирования и технико-экономического обоснования объекта. В табл. 1.8 приведены результаты сравнения различных вариантов БМЗ по различным конструктивно-технологическим и технико-экономическим показателям.
Обоснование главных факторов, влияющих на качество, безопасность и надежность строительства и эксплуатации БМЗ
Процесс заводского изготовления блок-модулей играет решающую роль в достижении технологических параметров и эксплуатационных качеств БМЗ.
Методом функционально - стоимостного анализа и экспертным методом в процессе научных исследований автором были выявлены следующие главные факторы, определяющие эффективность объемно-модульного строительства и влияющие на принятые в п.2.1 критерии качества, безопасности и надежности БМЗ.
1 фактор: Влияние конструктивно-планировочных решений на выбор типа здания, технологические параметры изготовления, транспортирования и монтажа блок-модулей. Конструктивное решение модуля и тип здания определяет архитектор на основе данных о площади участка застройки.
2 фактор: Влияние используемых материалов на физико-механические (теплотехнические) и эксплуатационные свойства блок-модулей БМЗ, определяющие их долговечность, прочность, огнестойкость, морозостойкость и другие эксплуатационные показатели. Выбор применяемых материалов тесно связан с конструктивными параметрами объемных модулей и во многом определяет срок службы конструкций и всего объекта БМЗ, который должен составлять не менее 60 лет.
3 фактор: Влияние технологии изготовления блок-модулей на функциональные свойства БМЗ. При этом решающую роль играют следующие технологические операции, от которых зависит качество и надежность возведения объектов БМЗ на различных стадиях производственного цикла: - горячее цинкование металлических деталей несущих конструкций; - пропитка антисептиками деревянных деталей конструкции каркаса; - технологичность соединения металлических деталей блок-модулей; - надежность соединения деревянных и металлических деталей не сущей конструкции каркаса блок-модуля; - установка внутренней пароизоляции модуля; - внутренняя обшивка стен, потолка и пола блок-модуля; - устройство электрической разводки модуля; - монтаж инженерных сетей (водоснабжение, отопление, канализация, вентиляция); - установка и надежное закрепление утеплителя (минеральная вата) на внутреннюю сторону модуля между стойками деревянной и металлической конструкции каркаса; - обшивка внешней стороны модуля с приклеиванием на утеплитель и жестким соединением деревянных элементов каркаса шурупами; - монтаж оконных блоков, дверей и внутреннего оборудования; - заполнение всех внутренних и наружных швов.
4 фактор: Влияние качества используемых материалов и технологии изготовления блок-модулей на долговечность и качество БМЗ, что обеспечивается строгим контролем качества применяемых материалов и соблюдением технологических режимов процессов заводского изготовления объемных блоков.
5 фактор: Влияние качества подготовки производства и материальной заинтересованности участников строительства в эффективности и качестве возведения БМЗ, что достигается обучением рабочих, ИТР и руководящего состава до начала работ с целью достижения высокого качества, безопасности и надежности строительства БМЗ.
Сравнительный анализ конструктивных и технологических решений БМЗ по критериям технологичности весьма важен, так как позволяет обосновать применяемые конструкции, технологические приемы и режимы рабочих процессов, обеспечивающие строительство БМЗ при минимальных затратах труда, средств и времени. Если рассматривать возведение БМЗ по отдельным конструктивным элементам модульного строительства, то, используя многофакторные модели, можно установить взаимосвязь конструктивных (объемно-пара метрических) характеристик со следующими показателями: Q -трудоемкость работ, С - стоимость, Т - продолжительность строительства.
По данным РААСН [19] в условиях дискомфорта проживает 35-40 % населения России. Экологический дискомфорт в помещениях жилого дома создается различными внешними и внутренними физико-химическими воздействиями. Существует понятие «экологически чистый жилой дом» — это здание, в котором созданы условия безопасного проживания граждан, благоприятный бытовой комфорт и санитарно-гигиенический внутренний микроклимат: температурный и влажностныи режим воздуха, допустимые уровни шума и вибрации, концентрации вредных химических веществ в конструкциях и в воздухе, освещенности, инсоляции, электромагнитного и ионообразующего излучения, электростатического и других видов воздействия на человека. Особенно важным является изучение поставленных вопросов применительно к жилым БМЗ. Задача обеспечения в помещениях определенного теплового режима представляет собой организацию взаимодействующих тепловых потоков в архитектурно-конструктивной системе с многообразием составляющих ее элементов ограждающих конструкций и инженерного оборудования.
Методы технической диагностики эксплуатации. Методика определения остаточного срока службы с учетом физического и морального износа строительных конструкций БМЗ
Предлагается новый метод оценки технических показателей надежности строительных конструкций БМЗ, основанный на обработке малого объема экспериментальных данных.
Решение задач по обеспечению безопасности эксплуатируемых зданий и сооружений возможно при широком внедрении мониторинга технического состояния строительных конструкций с выявлением, анализом и прогнозированием процессов изменений проектных параметров в результате силового и несилового (температурного, влажностного и коррозионно-агрессивного) воздействия. Анализ результатов выполненных автором обследований технического состояния железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в условиях агрессивного воздействия несилового разрушения конструкций, показал значительное снижение нормативного срока эксплуатации.
Автор выполнял обследование технического состояния строительных конструкций БМЗ в течение 5 лет. Фиксировались параметры коррозийного повреждения железобетонных конструкций фундаментов: глубина карбонизации бетона защитного слоя, глубина разрушения бетона защитного слоя, ширина раскрытия коррозийных трещин, ориентированных вдоль стержней рабочей арматуры.
Как видно из данных табл.3.3, моделирующая функция подбирается по наименьшему расхождению между теоретическими и выборочными распределениями, то есть по различию собственных индикаторов моделей и исходных статистических индикаторов выборочных данных в пространстве моментов. Аналитические выражения закона распределения изучаемых выборок экспериментальных данных, полученные с использованием метода восстановления закона распределения на основе нормирования статистических данных, позволили получить следующие закономерности распределения измеряемых величин (рис. 3.).
Исходные параметры технического состояния железобетонных конструкций, использованные при построении моделей, представлены временным рядом. На базе полученной модели можно осуществлять мониторинг накапливаемых изменений состояния материала и прогноз будущего поведения случайного процесса, рассчитывая значение показателя для следующих моментов времени.
Общая закономерность изменения параметра глубины коррозийного повреждения говорит о линейном законе нарастания изменений (рис. 3.$), однако, детальное рассмотрение процесса, а именно, построение моделей распределения вероятности измеряемых данных показывает, что даже при трех измерениях можно заметить существенные различия в моделирующих функциях, которые могут свидетельствовать об изменении структурных свойств случайного процесса.
Физический и моральный износ строительных конструкций БМЗ. Долговечность БМЗ взаимосвязана с физическим и моральным износом строительных конструкций.
Физический износ и обратная ей величина - физическая долговечность, зависят от физико-технических характеристик конструкций: прочности, тепло-и звукоизоляции, герметичности, водонепроницаемости и других параметров. Физический износ конструкций характеризует потерю своих первоначальных качеств и может быть определен количественно на любой стадии эксплуатации здания.
Причины разрушения строительных конструкций разнообразные - это воздействия агрессивной окружающей среды, грунтовых вод, отрицательной температуры, резких перепадов температур, влияние отрицательных последствий техногенных процессов и промышленных производств и др.
Как показал мониторинг эксплуатации 241 жилого дома в поселках Сиверский и Касимово, в г.Пушкине и других населенных пунктах за период с 1993г. по 2004г., физический износ строительных конструкций и всего здания может происходить замедленно, равномерно и ускоренно. На рис. 3. изображены кривые физического износа. Физический износ конструкций сопровождается появлением трещин, коррозией арматуры, снижением прочности и разрушением структуры материалов, потерей непроницаемости, теплопроводности, различными деформациями, просадками, осадками, дефектами, потерей несущей способности и разрушениями.
Критерием оценки технического состояния здания в целом и его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ. В процессе многолетней эксплуатации конструктивные элементы и инженерное оборудование под воздействием физико-механических и химических факторов постоянно изнашиваются; снижаются их механические, эксплуатационные качества, появляются различные неисправности. Все это приводит к потере их первоначальной стоимости. Физический износ - это частичная или полная потеря элементами здания своих первоначальных технических и эксплуатационных качеств.
Многие факторы влияют на время достижения зданием предельно-допустимого физического износа, при котором дальнейшая эксплуатация здания практически невозможна. Предельный физический износ здания согласно «Положения о порядке решения вопросов о сносе жилых домов при реконструкции и застройке городов», утвержденному Госстроем РФ, составляет 70 %.
Результаты исследований теплозащитных свойств и долговечности многослойных ограждающих конструкций жилых домов
Далее, в процессе обследовательских работ и мониторинга, автором выполнено исследование теплозащиты и долговечности многослойных конструкций домов. На первом этапе проведены проверочные расчеты температурных полей в стыках ограждающих конструкций для выявления возможности выпадения конденсата на их внутренней поверхности. Одним из основных исследований при проведении теплотехнической экспертизы проекта здания является определение температуры на внутренней поверхности стыков ограждающих конструкций. Приведенное сопротивление теплопередаче фрагментов ограждений. В исследуемом двухэтажном доме типа I из 24 объемных модулей имеем два различных фасада и две одинаковые торцевые стены.
По уровню теплозащиты в стеновых ограждениях различают 17 видов панелей. На теплопередачу влияют стыки стеновых панелей друг с другом и с перекрытиями, а также наличие и размеры окон. На рис. 4.23 приведены стеновые панели с заштрихованными зонами влияния на температурное поле.
Для Петрозаводска и Костромской области требуемое значение сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия несколько выше приведенного: Поэтому желательно в чердачном перекрытии воздушную прослойку заполнить минераловатными плитами. Далее, на четвертом этапе, автором выполнено математическое моделирование режима узлов ограждения дома из .объемных модулей.
Для основных конструктивных решений наружных стен, перекрытий и узлов их сопряжения, представленных в Паспорте 2-х этажного 10-ти квартирного дома из объемных блоков полной заводской готовности типа «Модуль» (разработка БУК СИСТЕМБЛУ ГмбХ Пиннов, 15.08.1996), путем математического моделирования устанавливалось их температурно-влажностное состояние в годовом цикле для климатических условий средней полосы России. При этом климатические параметры выбирались из СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»,,а характеристики материалов из «Руковод I ства по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий», ЦИИСФ, Москва, 1984 г. и СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», 1995. Фрагменты первой серии расчетов представлены на рис. 4.24. - 4.26. На рис. 4.24 и 4.25 показаны распределения температуры и влажности по толщине верхнего перекрытия для наиболее интенсивного периода влаго-накопления, при этом во втором случае воздушная прослойка представлялась эквивалентным термическим сопротивлением нулевой толщины. Наличие прослойки несколько улучшает влажностное состояние верхней части утеплителя, однако, как в том, так и в другом случае имеет место существенное накопление влаги в активной зоне верхнего перекрытия. Это приводит к снижению теплозащитных свойств утеплителя и конструкции в целом, деструкции ДСП и части утеплителя. Конструктивное решение нуждается в переработке. Заявленная разработчиками долговечность в 60 лет для данной конструкции не обеспечивается.
На рис. 4.26 показаны распределения температуры и влажности по толщине наружного ограждения для наиболее интенсивного периода влагона-копления (декабрь, январь), аналогичные распределения температуры и влажности по толщине получены и для нижнего перекрытия (пола). Однако, относительно благоприятное температурно-влажностное состояние будет выполнятся только при условии строгого соблюдения целостности пароизоляционного слоя.
В дальнейшем целесообразно рассмотреть конструктивные решения наружного ограждения, имеющего дополнительную воздушную прослойку, расположенную у наружной обшивки, что позволит улучшить температурно-вла-жностный режим ограждения и обеспечить естественное удаление избыточной парообразной влаги.
Кроме того, вертикальное расположение утеплителя в наружном ограждении вызывает необходимость дополнительных мероприятий по устранению осадки утеплителя и образования воздушных пазух.
Для устранения негативных явлений, выявленных на первом этапе исследований в конструктивном решении верхнего перекрытия, проводилось математическое моделирование температурно-влажностного состояния различных модификаций этой конструкции и, после анализа, выбиралось наиболее приемлемое решение. Как показывают результаты проведенного моделирования, в предлагаемых модифицированных решениях полностью устранены негативные явления, присущие первоначальным. Новые конструктивные решения узла сопряжения наружного ограждения и верхнего перекрытия, а так же верхнего перекрытия, в целом, обеспечивают естественное удаление избыточной парообразной влаги и поддерживают нормальный влажностный режим в годовом цикле.
