Введение в специальность («комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений») - Архитектура - Скачать бесплатно
Министерство образования и науки Российской Федерации
Южно-Уральский Государственный Университет
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра градостроительства
РЕФЕРАТ
по курсу: «введение в специальность» для специальности 290503
«комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений»
Выполнил: студент
группы АС-107
Курдин И.В.
Проверил: зав. Кафедры
«Градостроительства»
Кузьмин Е.Ф.
Челябинск
2004 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………2
2. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОС ЗДАНИЙ…………………………………........5
1. Причины и механизм износа…………………………………………………….5
2. Физический износ и моральное старение……………………………………...8
3. Классификация повреждений зданий и её практическое использование...10
3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...12
1. ВВЕДЕНИЕ
Здания и сооружения играют важную роль в жизни современного общества.
Можно утверждать, что уровень цивилизации, развитие науки, культуры и
производства в значительной мере определяются количеством и качеством
построенных зданий и сооружений.
Жизнь и быт советских людей обусловливаются наличием необходимых зданий и
сооружений, их соответствием своему назначению, техническим состоянием.
Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют постоянное
внимание строительству, реализуя таким образом свою главную заботу о
повышении материального и духовного уровня жизни советских людей.
Строительство в нашей стране ведется в очень больших масштабах. Только
жилых зданий в Советском Союзе возводится больше, чем во всех странах
Западной Европы вместе взятых. Ежегодно у нас сдается в эксплуатацию 2,1
млн. квартир и более 10 млн. советских граждан улучшают свои жилищные
условия, на карте нашей Родины появляются десятки новых городов. Именно
поэтому строительство в нашей стране является третьей по масштабам после
промышленности и сельского хозяйства отраслью народного хозяйства.
За годы Советской власти в СССР построено более 1200 городов и введено в
эксплуатацию более 3,8 млрд. м2 жилой площади. В настоящее время в
эксплуатации находится около 65 млн. квартир, причем более 80 % семей
проживают в отдельных квартирах. Столь широкие масштабы строительства
являются характерной чертой развитого социалистического общества.
Составные части строительства как отрасли народного хозяйства, его цели,
база, критерии оценки качества и задачи строительной науки в обобщенном
виде сформулированы в табл. В.1.
Каждое здание или сооружение представляет собой сложный и дорогостоящий
объект, состоящий из многих конструктивных элементов, систем инженерного
оборудования, выполняющих вполне определенные функции и обладающих
установленными эксплуатационными качествами.
Строительство в нашей стране характеризуется не только высокими
количественными показателями, но изменяется и качественно, структурно:
улучшается планировка квартир, совершенствуются строительные конструкции,
системы инженерного оборудования, повышается комфортность жилищного фонда.
Достаточно сказать, что на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
городов расходуется '/б всех видов топливно-энергетических ресурсов.
Экономия только 1 % этих ресурсов сбережет ежегодно около 2 млрд. руб.
эксплуатационных расходов и капитальных вложений. Практика эксплуатации
зданий показывает, что автоматические методы регулирования расходования
тепла позволяют довести экономию до 10%.
Следует также учитывать, что здания, строящиеся в настоящее время,
будут служить в XXI веке, когда уровень комфорта станет еще выше.
Проектируемые и возводимые здания, согласно определяющим эксплуатационным
требованиям, должны:
обладать высокой надежностью, т. е. выполнять заданные им функции в
определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени, при
сохранении значений своих основных пара мстроп в установленных пределах;
быть удобными и безопасными в эксплуатации, что достигается рациональными
планировкой помещений и расположением входов, лестниц, лифтов, средств
пожаротушения, причем для ремонта и замены крупногабаритного
технологического оборудования в зданиях должны быть предусмотрены люки,
проемы и крепления;
быть удобными и простыми в техническом обслуживании и ремонте, т. е.
позволять осуществлять его на возможно большем числе участков, иметь
удобные подходы к конструкциям, вводам инженерных сетей без демонтажа и
разборки для осмотров и обслуживания с предельно низкими затратами на
вспомогательные операции, должны позволять применять передовые методы
труда, современные средства автоматизации и механизации, сборно-разборные
устройства для обслуживания труднодоступных конструкций, а также иметь
приспособления для крепления люлек, источники тока и др.;
быть ремонтопригодными, т. е. их конструкции должны быть приспособлены к
выполнению всех видов технического обслуживания и ремонта без разрушения
смежных элементов и с минимальными затратами труда, времени, материалов;
иметь максимально возможный и близкий эквивалентный для всех конструкций
межремонтный срок службы;
быть экономичными в процессе эксплуатации, что достигается применением
материалов и конструкций с повышенным сроком службы, а также минимальными
затратами на отопление, вентиляцию, кондиционирование, освещение и
водоснабжение;
иметь внешний архитектурный облик, соответствующий их назначению,
расположению в застройке, а также приятный для обозрения, причем внутренняя
покраска зданий не должна утомлять людей, по возможности не загрязняться и
легко поддаваться очистке, восстановлению.
В зависимости от назначения здания в его проекте соответственно нормам
предусматривают необходимые размеры, прочность, герметичность,
теплозащитные и другие эксплуатационные качества, которые потом
материализуют в ходе строительства и поддерживают в процессе эксплуатации.
Использование зданий по их назначению принято называть технологической
эксплуатацией. Чтобы здания можно было эффективно использовать, они
должны находиться в исправном состоянии, т. е. стены, покрытия и прочие
элементы совместно с системами отопления, вентиляции и другими системами
должны позволять поддерживать в помещениях требуемый температурно-
влажностный режим, а системы водоснабжения и канализации, освещения и
кондиционирования — обеспечивать заданную комфортность. Процессы,
связанные с поддержанием зданий в исправном состоянии, называются
техническим обслуживанием и ремонтом или технической эксплуатацией; они то
и являются предметом нашего рассмотрения.
Построенные и принятые в эксплуатацию здания подвергаются различным
внешним (главным образом природным) и внутренним (технологическим или
функциональным) воздействиям. Конструкции изнашиваются, стареют,
разрушаются, вследствие чего эксплуатационные качества зданий ухудшаются, и
с течением времени они перестают отвечать своему назначению. Однако
преждевременный износ недопустим, ибо нарушает условия труда и быта людей,
использующих эти здания. Кроме того, здания представляют собой большую
материальную ценность, которую необходимо всемерно беречь.
Техническое обслуживание и ремонт (техническая эксплуатация) зданий
представляют собой непрерывный динамичный процесс, реализацию определенного
комплекса организационных и технических мер по надзору, уходу и всем видам
ремонта для поддержания их в исправном, пригодном к использованию по
назначению состоянии в течение заданного срока службы.
По характеру задач и методам их решения техническое обслуживание и ремонт
существенно отличаются от проектирования и возведения, хотя и входят в
состав строительной отрасли, так как они:
осуществляются весьма длительное время по сравнению с продолжительностью
проектирования и возведения — десятки, сотни лет, что требует четкого
предвидения перспективы и преемственности в деятельности эксплуатационной
службы;
имеют циклический характер с периодичностью разных мероприятий от
одного года до трех лет для текущего ремонта и от шести до тридцати лет для
капитального, что осложняет планирование и производство работ;
носят (в частности, ремонт) во многом случайный, вероятностный характер
по месту, объему и времени выполнения работ, что затрудняет их
планирование, требует от руководителей и исполнителей оперативности при
корректировке планов в ходе их производства;
затрагивают интересы всего населения и каждого человека в отдельности у
себя дома и на службе, требуют их участия в ремонте (внутри квартир), т. е.
носят социальный характер, оказывают влияние на настроение людей; связаны с
большими затратами сил и средств, увеличивающимися с течением времени, что
обусловлено, с одной стороны, старением строительного фонда и все
возрастающими затратами на ремонт, а с другой — ежегодным его пополнением,
что требует привлечения новых сил и средств для его технического
обслуживания и ремонта;
для особо ответственных зданий, сооружений (например, Эрмитаж в
Ленинграде) отличаются жесткой системой профилактики износа, исключающей
выход их из строя в установленный период, что связано с умением
рассчитывать износ и планировать профилактические работы по месту, объему и
времени, обеспечивая их производство материалами, механизмами и трудовыми
ресурсами.
Все это подтверждает важность и сложность задач технического обслуживания
и ремонта зданий и сооружений.
Эксплуатация зданий в масштабе страны регламентирована Положениями о
системах планово-предупредительного ремонта [4 и 5], готовится новая
редакция Положения о техническом обслуживании и ремонте зданий. В них
определены принципы организации эксплуатации основных типов зданий и
сооружений, все они классифицированы по группам и для них установлены
средние сроки службы, виды, периодичность осмотров и ремонтов, а также
работы, относящиеся к текущему и капитальному ремонтам.
Первостепенное значение в эксплуатации зданий имеет своевременный
контроль их технического состояния, проверка исправности строительных
конструкций и инженерного оборудования. Такой регулярный, причем не только
визуальный, но (при необходимости) и инструментальный контроль
предотвращает преждевременный выход зданий из строя, позволяет обоснованно
планировать и проводить профилактические мероприятия по их сбережению.
Каждое здание или сооружение проектируется и возводится для осуществления
в нем определенного процесса и поэтому должно обладать заданными
эксплуатационными качествами. Именно конкретные эксплуатационные качества
отличают жилой дом от столовой, механических мастерских, клуба, гаража и т.
п.
Широкое понятие «строительство зданий» включает их проектирование,
возведение и техническую эксплуатацию. Каждому из этих трех этапов присущ
свой круг задач, но все они имеют общую цель — обеспечение эксплуатационных
качеств конкретного здания. Решение задач на каждом этапе взаимосвязано —
как запроектировано и построено здание, таковы условия и проблемы его
эксплуатации. В свою очередь опыт использования и содержания построенных
зданий, т. е. опыт их эксплуатации, должен быть обязательно изучен для
совершенствования проектирования и строительства новых зданий.
Отметим еще одну важную особенность современного строительства и
эксплуатации зданий: новизна задач и проблем, с которыми встречаются
строители и эксплуатационники в связи с научно-техническим прогрессом,
освоением малоизученных в строительном отношении северных, восточных и
других районов страны с особыми климатическими и гидрогеологическими
условиями, сильно влияющими на характер возведения и эксплуатации зданий.
На рис. В.2, б графически отображено соотношение между затратами и
временем по указанным трем этапам строительства — между проектированием,
возведением и эксплуатацией. Проектирование в современных условиях длится в
зависимости от сложности объекта месяц (или месяцы) и составляет по
затратам примерно 1—2 % от стоимости возведения; строительство здания в
зависимости от его сложности длится обычно месяцы (иногда годы);
эксплуатация, т. е. поддержание здания в исправном состоянии, длится
десятки, а то и сотни лет, причем по затратам она ежегодно составляет 2—3 %
от восстановительной стоимости на строительную часть и 4—5 % — на
содержание инженерного оборудования. Из этого следует, что примерно через
каждые 12—13 лет затраты на эксплуатацию зданий приравниваются затратам на
их возведение. Поэтому важно, чтобы эксплуатационные затраты были возможно
меньшими.
Существенным моментом в повышении эффективности технического обслуживания
и ремонта зданий является перевод их на проектную основу: теперь их решают
на стадии проектирования в специальном разделе проекта и сметы.
Проектирование, возведение и эксплуатацию каждого здания объединяет
применение единых параметров эксплуатационных качеств; они являются
стержнем, вокруг которого ведется вся научная и практическая работа в
области строительства зданий и сооружений.
При проектировании здания эксплуатационные качества определяются выбором
материалов, расчетом конструкций, объемно-планировочным решением,
инженерным оборудованием в соответствии с назначением здания, Строительными
нормами и правилами (СНиП) и выделенными ассигнованиями.
При возведении зданий принятые в проекте значения параметров
эксплуатационных качеств материализуются, их достоверность проверяется
приборами и по их числовым значениям здания принимаются в эксплуатацию.
Именно таким путем можно подтвердить, что построенное здание отвечает
задуманному в проекте.
При эксплуатации зданий главная задача состоит в поддержании
предусмотренных проектом и материализованных при строительстве
эксплуатационных качеств на заданном уровне. Они должны полностью
соответствовать назначению здания (например, в механических мастерских
температура воздуха должна быть 12 °С, а в здании детского сада — 20— 22
°С), что обеспечивается определенными строительными конструкциями и
инженерным оборудованием.
Таким образом, установлением значений параметров эксплуатационных качеств
(ПЭК) и разработкой инструкции по технической эксплуатации завершается
проектирование зданий, с помощью выработанных в проекте ПЭК контролируется
их возведение; по соответствию фактических значений ПЭК проектным здания
принимаются в эксплуатацию и путем поддержания ПЭК на заданном уровне
осуществляется техническая их эксплуатация в течение установленного срока
службы.
Если все работы в ходе эксплуатации ведутся на базе сравнения фактических
значений ПЭК с нормативными или расчетными, то такая эксплуатация научно
обоснована. К сожалению, зачастую еще осуществляется субъективный (только
визуальный) контроль технического состояния сооружений и, исходя из этого,
определяется время, место и объем работ по поддержанию зданий в исправном
состоянии. Естественно, в таких случаях объемы работ принимаются с большим
запасом, что исключает возможность ведения очередных работ на других
объектах, так как имеющиеся силы и средства уже израсходованы.
На каждом этапе строительства должно уделяться большое внимание к
параметрам эксплуатационных качеств данного здания, что обеспечит
согласованные действия между проектировщиками, строителями и
эксплуатационниками на основе числовых значений ПЭК, т. е. позволит
организовать все строительство на научной основе.
Эффективность эксплуатации и ее экономичность зависят от многих факторов,
в частности в значительной мере от профессиональной подготовки лиц, ее
осуществляющих, от их умения построить эксплуатацию на научной основе.
С ростом городов, возведением многоэтажных и повышенной этажности зданий
усложнилось их инженерное оборудование, возросли расходы на его содержание,
изменилась вся структура эксплуатации жилищного фонда. Потребовалось
объединить и обеспечить автоматизированное управление лифтами, освещением
лестничных клеток, установить контроль за температурой воды в системах
центрального отопления, горячего водоснабжения, за загазованностью
подвалов, за входами в подвалы, на чердаки, другие необитаемые помещения и
т. п.
Затем все управление эксплуатацией зданий свели в объединенные
диспетчерские пункты (ОДП), в объединенную диспетчерскую службу (ОДС) в
масштабе микрорайона или комплексную диспетчерскую службу (КДС) микрорайона
в зависимости от количества аппаратуры, установленной в этих пунктах. Уже
внедрены типовые объекты диспетчеризации жилых массивов, позволяющие
получать информацию о работе лифтов, температуре и давлении в системах
горячего и холодного водоснабжения, отопления, пожаротушения, о напряжении
на электрических вводах, об освещении подъездов, тревожные сигналы о
вскрытии подвалов и других необитаемых помещений. В подъездах установлена
также громкоговорящая связь с диспетчером для срочного вызова специалистов
для устранения неисправностей, в том числе и на строительных конструкциях,
например о протечках кровли и др. На ОДС имеется и телефонная связь.
Во многих городах созданы жилищно-эксплуатационные тресты эксплуатационно-
ремонтные управления, осуществляющие плановый ремонт зданий. В их состав
входит диспетчерская служба с оперативными бригадами для устранения
аварийных ситуаций. Однако большая часть существующей застройки — многие
жилые, все служебные и производственные здания — эксплуатируются
самостоятельными бригадами; это многомиллионная армия специалистов,
обеспечивающая исправное техническое состояние зданий и сооружений.
Техническое обслуживание и особенно ремонт здании, хотя и относятся к
широкой отрасли строительства, обладают специфическими чертами. Особенно
сложен комплексный капитальный ремонт, отличающийся прежде всего
технологией работ- новое строительство начинается с нулевого цикла и обычно
ведется снизу вверх путем монтажа готовых конструкций, а ремонтные работы
производятся в стесненных условиях существующей застройки, когда трудно
разместить подсобные предприятия, краны, склады материалов. Стремление
полнее использовать при ремонте старые материалы и конструкции, сопряжено с
трудоемкой оценкой их технического состояния, ибо в разных частях износ их
различен. Планировать такой ремонт весьма сложно, так как неизвестны итоги
разборки сооружения, полезный выход материалов и пр.
Лица, занятые эксплуатацией и ремонтом зданий, должны хорошо знать их
устройство, условия работы конструкций, технические нормативы на материалы
и конструкции, требуемые для ремонта. Они с помощью приборов, а также по
внешнему виду и признакам должны уметь хотя бы приближенно оценивать
техническое состояние здания и отдельных его конструкций, уметь выявлять
уязвимые места, с которых может начаться его разрушение, выбирать наиболее
эффективные способы и средства его предупреждения и устранения, не нарушая
по возможности, использование здания по назначению.
Решению столь обширного и сложного комплекса вопросов призвана
способствовать теория эксплуатации зданий. Именно она научно обосновывает
необходимость и сроки эксплуатационных мероприятий, так как базируется на:
знании значений параметров эксплуатационных качеств (ПЭК), которые
требуется поддерживать на заданном уровне; установлении закономерностей
воздействия внешних и внутренних факторов, выявлении характерных дефектов,
повреждений и назначении способов их устранения;
выборе способов контроля ПЭК и методов отыскания дефектов, повреждений и
неисправностей;
определении способов и порядка наиболее рационального восстановления ПЭК
зданий; назначении периодичности ремонтов и объемов работ; рациональном
решении вопросов штатной структуры, численности и квалификации
эксплуатационного персонала.
Современные сложные здания и сооружения могут хорошо и эффективно
эксплуатировать только профессионально теоретически и практически
подготовленные специалисты; таким специалистам требуются знания в трех
основных областях:
знание устройства эксплуатируемых зданий и их конструкций, условий их
работы, эксплуатационных требований к ним, их конструкциям соответственно
их назначению, а также назначению и размерам здания; умение находить
уязвимые места, в которых может начаться разрушение конструкций;
понимание механизма износа, коррозии и разрушения строительных
конструкций под воздействием различных факторов и на этой основе
эффективное использование методов и средств рациональной их защиты:
владение практическими приемами и навыками использования различных
материалов и устройств, позволяющих успешно решать каждодневные задачи по
содержанию в исправном состоянии эксплуатируемых зданий.
Исходя из этого книга делится на три раздела, отвечающие упомянутым трем
областям необходимых знаний:
раздел первый — описание особенностей устройства трех основных типов
зданий и сооружений: жилых и общественных, производственных и специальных —
заглубленных, их конструкций, предъявляемых к ним эксплуатационных
требований; определение целей, задач, научных основ и содержания
эксплуатации;
раздел второй — изложение теоретических основ механизма разрушения и
методов защиты строительных конструкций в типичных условиях, т. е. без
акцента на специфичность происходящих в зданиях процессов (так как их
чрезвычайно много), как основы для решения практических задач эксплуатации
и ремонта зданий или сооружений;
раздел третий — рассмотрение примеров восстановления эксплуатационных
качеств трех основных типов зданий и сооружений: гражданских,
производственных и специальных заглубленных с целью накопления знаний и
привития навыков решения практических задач их технического обслуживания и
ремонта.
В книге небольшого объема невозможно описать все многообразие
эксплуатируемых зданий и сооружений, раскрыть все особенности
воздействующих на них факторов, все повреждения и способы восстановления
эксплуатационных качеств. Поэтому, разумеется, в каждом разделе изложены
основы, наиболее важные сведения, овладев которыми можно практически решать
задачи эксплуатации зданий, пользуясь (при необходимости) также
литературой, приведенной в конце книги.
2. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОС ЗДАНИЙ
2.1 Причины и механизм износа
Под долговечностью понимается способность зданий и их элементов
сохранять во времени заданные качества в определенных условиях при
установленном режиме эксплуатации без разрушения и деформаций.
Долговечность характеризуется временем, в течение которого в
сооружениях, с перерывами на ремонт, сохраняются эксплуатационные качества
на заданном в проекте (нормами) уровне; она определяется сроком службы не
сменяемых при капитальном ремонте конструкций: фундаментов, стен,
железобетонных перекрытий, колонн — кровля, полы, оконные переплеты,
инженерное оборудование зданий — обычно имеют меньшие сроки службы и
поэтому они, во-первых, периодически защищаются покрытиями и, во-вторых, по
мере износа заменяются или восстанавливаются.
Различают физическую и моральную, или технологическую, долговечность.
Физическая долговечность зависит от физико-технических характеристик
конструкций: прочности, тепло- и звукоизоляции, герметичности и других
параметров.
Моральная долговечность зависит от соответствия здания своему —
назначению по размерам, благоустройству, архитектуре и т. п.
Правильная эксплуатация и заключается в предотвращении преждевременного
физического износа профилактическими мерами и периодическом проведении
капитального ремонта.
Надежность здания (вероятность его безотказной работы), долговечность и
износ могут быть представлены во взаимосвязи графически, как показано на
рис. 1, а.
различают еще оптимальную долговечность, т. е. срок службы здания, в
течение, которого экономически целесообразно его восстанавливать однако
наступает такой срок, когда затраты на восстановление становятся
нецелесообразными, ибо превышают стоимость строительства нового здания.
В период эксплуатации сооружения подвергаются многочисленным природным и
технологическим воздействиям, учитываемым в проекте при выборе материалов,
конструкций и т. п.; однако на практике сочетание характеристик
строительных материалов и конструкций может отличаться от установленных
ГОСТом и вследсвие суммарного воздействия многочисленных факторов может
происходить ускоренный износ сооружений. Он весьма разнообразен и сложен;
на предупреждение ускоренного износа расходуются значительные материальные
средства, ограничиваемые экономическими соображениями; рациональное
эксплуатационное содержание сооружений — задача во многом индивидуальная,
решение которой требует специальной подготовки. I Рассмотрим причины и
механизм износа конструкций и сооружений подробнее.!
В износе конструкций и оборудования можно выделить три участка:
участок I — период приработки, деформаций, повышенного износа; этот
период краток, и на него распространяется гарантия, выданная строителями
сроком на два года; в данный период производиться последовательный ремонт;
Рис. 1. Накопление износа (а) и факторы (внешние и внутренние),
воздействующие на здание (б)
участок II — период нормальной эксплуатации, медленного износа, во время
которого накапливаются необратимые деформации, приводящие к структурным
изменениям материала, медленному его разрушению;
участок III — период ускоренного износа, когда он достигает критического
значения и возникает вопрос о целесообразности ремонта или списания и
разборки сооружения.
В работе конструкций из бетона различают период упрочения — набора
прочности, главным образом вследствие дальнейшей гидратации цемента, и
период разрушения, снижения прочности из-за разрушения скелета материала.
Для строительных конструкций, в частности бетонных, характерен хрупкий вид
разрушения без заметных остаточных деформаций; при этом на величину
разрывного усилия оказывает существенное влияние время, в течение которого
действует усилие, происходит «подготовка» разрушения, «накапливаются»
микротрещины.
, При эксплуатации сооружений различают силовое
|
