Л. Ю. Крылышкова техническая эксплуатация зданий и сооружений

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волжский государственный инженерно-педагогический университет»

Профессионально-педагогический институт

Кафедра строительства и сварочных технологий

Л.Ю. КРЫЛЫШКОВА

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Учебно-методическое пособие для практических работ

Нижний Новгород

2011

ББК 38.7 - 08

К 85

Рецензенты:

Кочетова Э.Ф. – кандидат технических наук, доцент

Кутепова Л.И. – кандидат технических наук, доцент

Крылышкова Л.Ю. Техническая эксплуатация зданий и сооружений: Учебно-методическое пособие для практических работ / Крылышкова Л.Ю. - Н.Новгород: ВГИПУ, 2011. – 59 с.

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения практических занятий по дисциплине «Техническая эксплуатация зданий и сооружений», соответствует государственному образовательному стандарту, составлено в соответствии с учебной программой дисциплины. Может быть использовано студентами строительного профиля всех форм обучения. В учебно-методическом пособии изложены теоретические вопросы технической эксплуатации зданий и предпосылки определения физического износа зданий, даны указания по определению процента износа зданий, приведены примеры определения физического износа различных конструктивных элементов жилых зданий.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………….4

Эксплуатационные требования к гражданским зданиям………………………..5
Техническая эксплуатация гражданских зданий……...…………………………9
1. Общие положения технической эксплуатации зданий.……………..............9
2. Оценка технического состояния гражданских зданий..……………...........11
Правила оценки физического износа зданий……………………………….…..16
Примеры определения физического износа зданий, их

конструктивных элементов и систем………………………………………………...21

Определение физического износа фундаментов……………………....…....21
Определение физического износа стен здания……………………………..23
Определение физического износа отдельных участков полов……………28
Определение физического износа крыш………………………………........30
Определение физического износа внутренних инженерных систем и оборудования………………………………………………………………….31
Определение физического износа здания в целом………………………....33

Заключение………………………………………………………………………….......35

Список литературы……………………………………………………………..............36

Приложения……………………………………………………………………..............37

Введение

Жилищный фонд нуждается в постоянном контроле за его состоянием, техническом обслуживании и ремонте. Эти мероприятия имеют важнейшее значение для сохранения существующего жилищного фонда.

Дисциплина «Техническая эксплуатация зданий и сооружений», для студентов, обучающихся по специальности 051001.52 Профессиональное обучение (по отраслям), специализации Строительство и эксплуатация зданий и сооружений включает в себя вопросы содержания, обслуживания и проведения ремонтов жилых зданий и инженерно-технических систем, вопросы определения и повышения эксплуатационных показателей всех элементов и систем зданий, а также вопросы экспертизы и диагностики их состояния.

Для закрепления студентами полученных теоретических знаний в изучении дисциплины предусмотрено выполнение практических работ, связанных с определением физического износа зданий и их отдельных конструктивных элементов.

Предлагаемое учебно-методическое пособие содержит все необходимые теоретические и справочные материалы для успешного выполнения практических работ. Основной своей частью оно ориентирует студентов на работу с нормативной, учебной, справочной, научной литературой, соответствующей тематике дисциплины.

Эксплуатационные требования к гражданским зданиям

Жилищный фонд, находящийся в различных видах собственности, отличается разнообразием зданий. Все они различаются по функциональному назначению, конструктивным особенностям, материалам основных строительных конструкций и другим признакам. Однако каждое из них должно удовлетворять заданным при проектировании требованиям.

При проектировании зданий учитывают технические, экономические факторы, архитектурно-художественные и эксплуатационные требования. Это означает, что технические решения должны быть экономичными в плане выбора материала конструкций здания, обеспечивать наименьшую трудоемкость его возведения, причем немаловажным остается факт гармоничного соответствия внешнего облика здания с уже существующей застройкой населенного пункта. Кроме того, объемно-планировочное решение проектируемого здания должно быть эргономичным, то есть в зависимости от назначения здания должны быть комфортными и максимально благоприятным в плане условий проживания или работы в нем. Эксплуатационные требования к зданиям заключаются в основном в выборе конструкций и объемно-планировочных решений, обеспечивающих наименьшие затраты для поддержания здания в исправном состоянии, то есть затраты на его обслуживание и ремонт.

Важнейшим показателем любого здания является его надежность.

Надежность – способность здания сохранять свои эксплуатационные качества в течение всего срока службы. Главным показателем надежности здания является его безаварийная работа под действием внешних нагрузок и различных воздействий, возникающих при эксплуатации.

Надежность характеризуется следующими основными свойствами:

ремонтопригодность – приспособленность элементов здания к техническому обслуживанию и ремонту;
сохраняемость – способность отдельных элементов противостоять отрицательному влиянию неудовлетворительного хранения, транспортировки, старению до монтажа, а также здания в целом до ввода в эксплуатацию;
долговечность - сохранение работоспособности до наступления предельного состояния с перерывами для ремонтно-наладочных работ и устранения внезапно возникающих неисправностей;
безотказность – сохранение работоспособности без вынужденных перерывов в течение заданного времени до появления первого очередного отказа.

Не менее важными являются такие свойства зданий и их отдельных конструкций как прочность, устойчивость, долговечность, огнестойкость и другие.

Все конструкции здания подвергаются воздействию нагрузок различного характера. Конструктивные элементы зданий и основные виды нагрузок и воздействий влияющих на них изображены на рисунке 1.

Каждый элемент здания имеет свой срок службы и определяет срок службы здания в целом. Срок службы отдельной конструкции здания зависит от вида материала из которого она изготовлена.

Под сроком службы здания понимают продолжительность безотказной работы его элементов (стен, каркаса, фундамента, перекрытий, покрытий, инженерных систем и др.). Из-за большого количества конструктивных элементов зданий, особенностей их работы и эксплуатации, различий в их физико-механических свойствах, сроки их службы могут значительно отличаться. Это затрудняет установление нормативного срока службы здания в целом, поэтому для его установления принимают средний срок службы основных конструктивных элементов - фундаментов и стен. Именно поэтому срок службы остальных элементов здания может быть меньше нормативного срока службы здания в целом, что вызывает необходимость их периодического ремонта и замены.

Рис. 1. Конструктивные элементы здания

1 – подошва фундамента; 2 – подвальное перекрытие; 3 – фундамент;

4 – потолок подвального помещения; 5 – нижнее перекрытие; 6 – подполье;

7 – перегородка; 8 – нагрузка от веса людей и оборудования; 9 – междуэтажное перекрытие; 10 – продольная внутренняя стена; 11 – наружная стена;12 – оконный проем; 13 – карниз; 14 – чердачное перекрытие; 15 – пространство чердака; 16 – стропильная балка; 17 – кровля; 18 – дымовая труба; 19 – зонт; 20 – коньковый прогон; 21 – подкос; 22 – стойка; 23 – конек; 24 – слуховое окно; 25 – снег; 26 – карниз; 27 – мауэрлат; 28 – оконный переплет; 29 – дверное полотно; 30 – крыльцо; 31 – цоколь; 32 – помещение подвала; 33 – грунтовые воды.

Нормативный срок службы здания – установленная продолжительность эксплуатации здания при соблюдении правил и сроков технического обслуживания и ремонта.

Главной задачей технической эксплуатации зданий является сохранение работоспособности и обеспечение безотказной работы конструкций здания в течение его срока службы.

Работоспособность – состояние, при котором здание нормально функционирует в заданном режиме.

Продолжительность безотказной работы конструкций и систем зданий различна и зависит от многих факторов, основным из которых является их нормативный срок службы. Использование конструкций, нормативный срок службы которых истек, повышает вероятность массовых отказов. Поэтому необходим ремонт, либо замена таких конструкций. Однако, безотказность конструкций определяется не только сроком их эксплуатации, а во многом зависит от качества проведения мероприятий по технической эксплуатации.

Важнейшее значение в эксплуатации зданий является своевременное выявление и устранение неисправностей. Для этого необходим систематический контроль за техническим состоянием конструктивных элементов и систем зданий. Во время выявленная неисправность позволяет провести профилактические мероприятия, что предотвращает преждевременный износ конструкций и здания в целом.

Техническая эксплуатация гражданских зданий
1. Общие положения технической эксплуатации зданий

Техническая эксплуатация зданий

Техническое обслуживание зданий

Система ремонтов

Санитарное содержание зданий

Текущий ремонт

Капитальный ремонт

Техническая эксплуатация зданий представляет собой комплекс взаимосвязанных организационно - технических мероприятий, направленных на обеспечение безотказной работы зданий (их элементов и систем) в течение нормативного срока службы. Как показано на схеме 1 техническая эксплуатация зданий состоит из технического обслуживания, ремонтных мероприятий и санитарного содержания.

Схема 1. Система технической эксплуатации зданий

Система технического обслуживания здания включает в себя мероприятия по контролю технического состояния, поддержанию работоспособности или исправности, наладке и регулировке, подготовке к сезонной эксплуатации зданий, мероприятия по обеспечению санитарно-гигиенических требований к помещениям и прилегающей территории.

Со временем конструкции и элементы здания теряют свои первоначальные качества не зависимо от проводимых мероприятий по их техническому обслуживанию и соблюдению правил эксплуатации зданий, что ведет к их износу, старению и в худшем случае может быть причиной потери несущей способности здания. Поэтому крайне важны ремонтные работы, которые позволяют поддерживать здание в работоспособном состоянии.

Под ремонтом здания понимается комплекс строительнно-восстановительных работ и организационно-технических мероприятий по устранению износа конструкций здания.

Система ремонтов зданий состоит из текущего и капитального ремонтов.

Текущий ремонт здания – ремонт, проводимый с целью восстановления исправности конструкций и инженерных систем здания, а также для поддержания эксплуатационных показателей здания. Текущий ремонт проводиться с целью обеспечения нормальной эксплуатации здания с момента ввода его в эксплуатацию до очередного капитального ремонта, либо с момента завершения капитального ремонта до постановки на очередной капитальный ремонт.

Капитальный ремонт здания – ремонт, проводимый с целью восстановления ресурса здания, с возможной заменой конструктивных элементов и систем здания, мероприятий по улучшению эксплуатационных показателей здания. В состав работ по капитальному ремонту могут входить следующие ремонтно-восстановительные работы: устранение неисправностей элементов вышедших из строя; замена полностью изношенных элементов (кроме фундаментов, несущих каркасов и стен). Также может осуществляться экономически целесообразная модернизация здания – улучшение планировки, оснащение недостающими видами инженерного оборудования, благоустройство прилежащей территории к зданию.

Немаловажным содержательным элементом технической эксплуатации зданий является их санитарное содержание, которое заключается в уборке помещений здания, его придомовой территории, сборе и вывозе бытовых мусора

Таким образом, основными задачами технической эксплуатации зданий являются:

-обеспечение эксплуатационной надежности, безопасности и долговечности конструктивных элементов и систем зданий и сооружений;

-поддержание качественного состояния зданий и сооружений, а также их элементов и систем;

-предупреждение преждевременного износа и обеспечение надежного функционирования зданий и сооружений в течение всего периода использования по назначению;

-продление нормативных сроков эксплуатации зданий и сооружений.

Сроки проведения и объем ремонтных работ в зданиях должны определяться на основе оценки их технического состояния. Периодичность проведения ремонтных работ может приниматься в соответствии с ВСН 58-88(р) «Положение об организации, проведения реконструкции, ремонта и технического обслуживания жилых домов, объектов коммунального хозяйства и социально-культурного назначения».

Оценка технического состояния гражданских зданий

Общее техническое состояние зданий и сооружений напрямую зависит от технического состояния отдельных конструктивных элементов, инженерно-технических систем и оборудования. Поэтому особенно важно поддерживать надлежащее техническое состояние всех конструктивных элементов и систем зданий.

Критерием оценки технического состояния здания является физический износ – величина, характеризующая степень утраты зданием первоначальных технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия различных факторов (природно-климатических, технологических, эксплуатационных и других).

Потеря зданием первоначальных технико-эксплуатационных качеств может быть связана со снижением прочности, жесткости, стойкости конструкций, снижением тепло и звукоизоляционных свойств материалов, водо и воздухонепроницаемости.

Причинами этого могут быть:

отсутствие своевременных инженерно-геологических изысканий на площадке строительства;
ошибки и недочеты при проектировании зданий;
нарушение технологии строительно-монтажных работ;
неправильная эксплуатация зданий;
природно-климатические условия.

Физический износ иногда называют материальным износом, поскольку он отражает стоимость восстановления здания. Чем больше физический износ конструкций, тем больше средств необходимо затратить на ремонтно-восстановительные работы (если они являются экономически эффективными). При выполнении ремонтных работ физический износ частично ликвидируется.

Для определения износа зданий и производят оценку технического состояния его элементов и систем.

Под оценкой технического состояния понимается установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и сооружений в целом на основе сопоставления фактических значений количественно оцениваемых признаков со значениями этих же признаков, установленных проектом или нормативным документом.

Для определения действительного технического состояния здания необходимо комплексное обследование здания – техническое обследование.

Работы по обследованию зданий и сооружений выполняют организации, оснащенные необходимой приборной и инструментальной базой, имеющие кадровый потенциал соответствующей квалификации и профиля.

Необходимость проведения обследовательских работ, их объем, состав и характер зависят от поставленных конкретных задач. Основанием для обследования может быть не только определение необходимости и объёма ремонтных работ, но и следующие причины:

наличие дефектов и повреждений конструкций (например, вследствие силовых, коррозионных, температурных или иных воздействий, в том числе неравномерных просадок фундаментов), которые могут снизить прочностные, деформативные характеристики конструкций и ухудшить эксплуатационное состояние здания в целом;
увеличение эксплуатационных нагрузок и воздействий на конструкции при перепланировке, модернизации и увеличении этажности здания;
реконструкция зданий даже в случаях, не сопровождающихся увеличением нагрузок;
выявление отступлений от проекта, снижающих несущую способность и эксплуатационные качества конструкций;
отсутствие проектно-технической и исполнительной документации;
изменение функционального назначения зданий и сооружений;
возобновление прерванного строительства зданий и сооружений при отсутствии консервации или по истечении трех лет после прекращения строительства при выполнении консервации;
деформации грунтовых оснований;
необходимость контроля и оценки состояния конструкций зданий, расположенных вблизи от вновь строящихся сооружений;
необходимость оценки состояния строительных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, стихийных бедствий природного характера или техногенных аварий;
необходимость определения пригодности производственных и общественных зданий для нормальной эксплуатации, а также жилых зданий для проживания в них.

Техническое обследование конструкций и систем зданий проводится, как правило, в четыре связанных между собой этапа:

подготовительный этап;
общее обследование зданий;
детальное (инструментальное) обследование зданий;
техническое заключение.

Подготовительный этап подразумевает изучение архивных материалов, норм, проектов, сбор исходных данных и иллюстрационных материалов объекта обследования.

В процессе общего обследования происходит предварительное ознакомление со зданием и составляется план его детального обследования на основании следующих собранных материалов и сведений:

-конструктивной схемы здания и особенностей его несущих конструктивных элементов;

-анализа планировки здания;

-осмотра крыши, дверных, оконных блоков, лестниц, несущих конструкций, фасада здания;

-определения мест вскрытий, зондирования или детального инструментального обследования;

-особенностей геологического состояния территории, прилежащей к зданию;

-состояние вертикальной планировки территории на которой находиться здание;

-состояние благоустройства осматриваемого участка;

Детальное обследование проводиться для получения более точных сведений о состоянии конструкций, уточнения конструктивной схемы здания (при выявлении визуального несоответствия с проектом или его утратой), уточнения действительных размеров конструктивных элементов.

При детальном обследовании используются специализированные средства экспертизы и диагностики, инструменты, технические средства, приборы и оборудование для испытаний. В процессе детального обследования из тела обследуемой конструкции может извлекаться опытный образец (проба) с целью его изучения (определение физико-механических характеристик материала конструкции) в лабораторных условиях. Использование современных средств диагностики позволяет проводить все необходимые испытания непосредственно на обследуемом объекте, даже без нарушения целостности конструкции.

По результатам комплексного обследования здания составляется техническое заключение, содержащее сведения об истории объекта, описание прилежащей территории и окружающей местности, сведения об общем состоянии здания по внешнему осмотру, количественная оценка физического и морального износа здания, описание конструкций здания, их характеристик и состояния, чертежи конструкций здания с деталями и обмерами, расчеты несущих конструкций по предельным состояниям, обмерные планы и разрезы здания, чертежи вскрытий и отрывки шурфов, фотоматериалы поврежденных конструкций, выводы и рекомендации.

Данные, полученные в результате обследования, должны быть сопоставлены с действующими нормативами.

По материалам технического обследования зданий и сооружений делается вывод об условиях дальнейшей эксплуатации элементов здания, мероприятиях по обеспечению их надежности и долговечности либо замене. Таким образом, на основании такого обследования определяется техническое состояние обследуемого объекта и определяется перечень и объем ремонтных работ.

Правила оценки физического износа зданий

Величина физического износа здания является количественной характеристикой, определяющей долю ущерба и степень утраты зданием эксплуатационных показателей.

Обычно физический износ выражается в процентном выражении. Физический износ на момент его оценки выражается соотношением стоимости объективно необходимых ремонтных мероприятий, устраняющих повреждения конструкции, элемента, системы или здания в целом, и их восстановительной стоимости.

Процент износа зданий определяют двумя основными способами:

по сроку службы здания, с определением остаточного срока службы;
по фактическому состоянию здания (путем выявления повреждений), используя правила оценки физического износа [2].

Определяя физический износ здания первым способом расчеты ведут по следующей формуле:

Ф = (Т_ф/Т_н)100%, где

Ф – физический износ здания, %;

Т_ф – фактический срок службы здания, лет;

Т_н – нормативный срок службы здания, лет.

Однако данный способ не является достаточно точным, поскольку не учитывает явления и процессы, происходящие в здании в действительности (учет случайных явлений в процессе работы конструкций, уровень технической эксплуатации конструкций и др.), что может искажать значение износа элементов. Поэтому данный способ используется лишь для приблизительной оценки физического износа зданий.

Наиболее предпочтительным и точным является второй способ, предполагающий определение физического износа здания путем определения среднего арифметического значения величин физического износа всех конструктивных элементов здания, взвешенных по их удельному весу в общей восстановительной стоимости здания:

где, Фз – физический износ здания, %;

d_i – удельная стоимость одного конструктивного элемента или инженерной системы в общей восстановительной стоимости здания, %;

l_i – установленный износ конструктивного элемента, %.

Доли восстановительной стоимости отдельных конструкций, элементов и систем в общей восстановительной стоимости здания, %, следует принимать по укрупненным показателям восстановительной стоимости жилых зданий, а для конструкций, элементов и систем, не имеющих утвержденных показателей - по их сметной стоимости.

Усредненные доли восстановительной стоимости укрупненных конструктивных элементов здания приведены в Рекомендуемом приложении 2 ВСН 53-86 (р).

Для определения физического износа каждого конструктивного элемента, используют таблицы, приведенные в ВСН 53-86 (р) [2], где установлены признаки износа конструкции, количественная оценка физического износа и примерный состав ремонтно-восстановительных работ.

Прежде чем устанавливать износ конструкции по таблицам, необходимо произвести ее техническое обследование (визуальное или инструментальное). Только после этого приступают к сравнению признаков физического износа, выявленных в результате визуального и инструментального обследования, с их значениями, приведенными в табл.1-71 ВСН 53-86 (р).

Признаки износа даны для каждой степени технического состояния конструктивного элемента с определенным интервалом. Интервал износа устанавливается исходя их условий работы элемента здания и его ценности в общей конструкции здания. Например, фундаменты находятся в более благоприятных условиях по сравнению со стенами, поэтому интервал для них принят 20%. Износ других элементов находящихся в более сложных условиях работы и отличающихся особой ответственностью указан с интервалом 10%.

Основные правила использования таблиц 1-71 ВСН 53-86 (р):

если конструкция, элемент, система или их участок имеет все признаки износа, соответствующие определенному интервалу его значений, то физический износ следует принимать равным верхней границе интервала;
если в конструкции, элементе, системе или их участке выявлен только один из нескольких признаков износа, то физический износ следует принимать равным нижней границе интервала;
если в таблице интервалу значений физического износа соответствует только один признак, физический износ конструкции, элемента, системы или их участков следует принимать по интерполяции в зависимости от размеров или характера имеющихся повреждений.

В примерный состав работ по устранению физического износа, приведенный в табл.1-71 ВСН 53-86 (р), не включены сопутствующие и отделочные работы, подлежащие выполнению при ремонте данной конструкции, элемента, системы или их участка.

При обследовании конструкций и систем зданий может быть выявлена не полная или неравномерная степень их поражения (участками определенной площади). В этом случае, физический износ конструкции, элемента или системы, имеющих различную степень износа отдельных участков, определяют по формуле:

, где

Ф_к – физический износ конструкции, элемента или системы, %;

Ф_i – физический износ участка конструкции, элемента или системы, определенный по табл. 1-71, %;

Р_i – размеры (площадь или длина) поврежденного участка, м² или м;

Р_к – размеры всей конструкции, м² или м;

n – число поврежденных участков.

Численные значения физического износа принято округлять:

-для отдельных участков конструкций, элементов и систем - до 10%;

-для конструкций, элементов и систем - до 5%;

- для здания в целом - до 1%.

В зданиях довольно часто используются слоистые конструкции – стены, покрытия. Для них используют системы двойной оценки физического износа: по техническому состоянию и по сроку службы конструкции. За окончательную оценку принимают большее из полученных значений.

Физический износ слоистых конструкций по техническому состоянию определяют по таблицам физического учета.

Физический износ слоистых конструкций по сроку службы определяют по формуле:

где, Фс - физический износ слоистой конструкции;

Ф_i – физический износ материала слоя, определяемый по рисункам 1и 2 ВСН 53-86 (р), в зависимости от срока эксплуатации данной слоистой конструкции, %;

К_i – коэффициент, определяемый как отношение стоимости материала к стоимости всей конструкции (приводятся в рекомендуемом приложении 3 ВСН 53-86 (р));

n – число слоев.

Физический износ внутренних систем инженерного оборудования зданий в целом должен определяться по табл.64 - 71 ВСН 53-86 (р) на основании оценки технического состояния элементов, составляющих эти системы. Если в процессе эксплуатации некоторые элементы системы были заменены новыми, физический износ системы следует уточнить расчетным путем на основании сроков эксплуатации отдельных элементов по графикам, приведенным на рис.3 – 7 ВСН 53-86 (р). За окончательную оценку следует принимать большее из значений.

Физический износ системы должен определяться как сумма средневзвешенного износа элементов.

Внутридомовые водопроводные и водоотводящие системы, отопительное оборудование, арматура и сети отопления, сети горячего водоснабжения, системы вентиляции и кондиционирования подлежат полной замене при физическом износе 61% и более.

Физический износ газового и лифтового оборудования должен определяться в соответствии со специальными нормативными документами.

При оценке физического износа конструкций, элементов и систем, не указанных в ВСН 53-86 (р), следует пользоваться данными наиболее близких аналогов (табл.1 - 71) или соответствующих республиканских нормативных документов.

следующая страница>