ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕКУЩЕГО И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ПОКАЗАТЕЛИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЖИЛИЩНОГО ФОНДА ФИЗИЧЕСКИЙ ИЗНОС ЗДАНИЙ.
Критерием оценки технического состояния здания в целом и его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ — это утрата ими первоначальных технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия природно-климатических факторов и жизнедеятельности человека.
В процессе многолетней эксплуатации конструктивные элементы и инженерное оборудование под воздействием физико-механических и химических факторов постоянно утрачивают свои эксплуатационные качества. Под утратой технико-эксплуатационных качеств понимается снижение конструктивными элементами зданий прочности, жесткости, стойкости под влиянием разрушающих воздействий окружающей среды. Вследствие снижения этих качеств, здания со временем подвергаются старению и разрушению. Кроме множества разрушающих факторов старение, износ жилых зданий и их конструкций зависят также от различных местных условий соблюдения требований по эксплуатации и содержанию зданий, системы технического обслуживания и ремонтов как здания в целом, так и различных элементов конструкций.
В теории различают две стадии физического износа здания: устранимый и неустранимый. Первая стадия физического износа характеризуется ухудшением технико-экономических показателей эксплуатации здания. На этой стадии снижение потребительских качеств является следствием увеличения потока отказов в работе конструктивных элементов и инженерных систем здания, в результате этого сокращается срок эксплуатации объекта, увеличиваются эксплутационные затраты (затраты на техническое обслуживание, текущий ремонт и т.д.). Признаком неустранимого физического износа является то, что дальнейшая эксплуатация здания становится недопустимой по условиям обеспечения требований безопасной эксплуатации объектов жилищного фонда. Следует отметить, что существуют методики нелинейного расчета неустранимого физического износа, причем степень нелинейности часто является функцией качества эксплуатации.
При эксплуатации сооружений различают силовое воздействие нагрузок, вызывающее объемное напряженное состояние, и агрессивное воздействие окружающей среды, в результате чего сооружения быстро изнашиваются и выходят из строя.
Агрессивной является среда, под воздействием которой изменяются структура и свойства материалов. Это приводит к непрерывному снижению прочности и разрушению структуры: такое разрушение называется коррозией.
Вещества и явления, способствующие разрушению и коррозии, называются стимуляторами или факторами, содействующими коррозии. Вещества и явления, затрудняющие и замедляющие разрушение и коррозию, называются пассиваторами, или ингибиторами коррозии.
Агрессивность или пассивность среды не имеют универсального характера, т. е. они могут меняться ролями: в одних условиях определенная среда агрессивна, в других — она же пассивна. Так, теплый влажный воздух весьма агрессивен по отношению к стали, а бетон он упрочняет.
Разрушение строительных материалов носит весьма разнообразный характер: химический, электрохимический, физический, физико-химический. Классификация агрессивности сред и их воздействия приведена в СНиПе 2.03.11-85. Агрессивные среды делятся на газовые, жидкие и твердые.
Газовые среды — это такие соединения, как сероуглерод (CS2), углекислый газ (СО2), сернистый газ (SО2) и др. Их агрессивность характеризуют три главных показателя: вид и концентрация газов, их растворимость в воде, влажность и температура газов.
Жидкие среды — это растворы кислот, щелочей и солей, а также масла, нефть, растворители и др. Агрессивность таких сред определяется тремя показателями: концентрацией агрессивных агентов, их температурой, скоростью движения или величиной напора у поверхности конструкции. Коррозионные процессы протекают более интенсивно в жидких агрессивных средах.
Твердые среды — это пыль, грунты и т. п. Их агрессивность оценивается четырьмя показателями: дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окружающей среды. Особенно активную роль в твердых средах играет влага.
Разнообразные климатические и гидрогеологические условия строительства в нашей стране, а также внутренние воздействия, вызванные происходящими в сооружениях процессами, не всегда позволяют найти оптимальные решения, учитывающие все виды воздействия на долговечность, экономичность и другие показатели. Поэтому весьма важно, чтобы персонал эксплуатационной службы учитывал и анализировал специфические воздействия на сооружения, что содействует обеспечению их заданной долговечности.
Воздействие воздушной среды на здания и сооружения
Загрязненный воздух, особенно в сочетании с влагой, приводит к преждевременному износу, коррозии, растрескиванию и разрушению строительных конструкций. Вместе с тем в чистой и сухой атмосфере камни, бетон и даже металлы могут сохраняться сотни и тысячи лет, что свидетельствует о слабой агрессивности (или ее полном отсутствии) такой воздушной среды.
Наиболее интенсивными загрязнителями воздуха являются продукты сгорания различных видов топлива. Поэтому в городах и промышленных центрах металлы коррозируют в 2—4 раза быстрее, чем в сельской местности, где сжигается меньше угля и нефтепродуктов.
К основным продуктам сгорания большинства видов топлива относятся углекислый (СО2) и сернистый (SО2) газы. При растворении углекислого газа в воде образуется углекислота — конечный продукт сгорания многих видов топлива: она разрушающе воздействует на бетон и другие строительные материалы. При растворении сернистого газа в воде образуется серная кислота, также разрушающая бетон.
Воздействие грунтовой воды на здания и сооружения.
Имеющаяся в природе грунтовая вода может быть: связанной (химически, гидроскопически), свободной, парообразной.
Грунтовая вода взаимодействует физически и химически с минеральными и органическими частицами грунта и представляет собой раствор с изменяющимися концентрацией и химическим составом, что отражается на степени ее агрессивности, повышающейся или снижающейся с течением времени возле подземных частей сооружений.
Грунтовая вода по капиллярам перемещается вверх на значительную высоту и обводняет верхние слои грунта. В некоторых условиях капиллярные и грунтовые воды могут сливаться и устойчиво обводнять подземные части сооружений, в результате чего усиливается коррозия конструкций, снижается прочность оснований.
Известно много разновидностей агрессивности грунтовых вод; из них чаще всего выделяют общекислотную, выщелачивающую, сульфатную, магнезиальную и углекислотную — в зависимости от содержания в воде соответствующих примесей и их концентрации, указанных в СНиП 2.03.11-85.
Воздействие отрицательной температуры на здания и сооружения.
Некоторые конструкции, например, цоколь, находятся в зоне переменного увлажнения и периодического замораживания. Отрицательная температура (если она ниже расчетной или не приняты специальные меры для защиты конструкций от увлажнения), приводящая к замерзанию влаги в конструкциях и грунтах оснований, разрушающе воздействует на здания.
Эксплуатационникам следует знать, что повреждения здания из-за промерзаний и выпучивания оснований могут произойти и происходят после многих лет эксплуатации, если допущены срезка грунта вблизи фундаментов, увлажнение основания, а также под воздействием других факторов, способствующих промерзанию.
Износ здания с учетом выполнения мероприятий по ремонту, наладке и обслуживанию инженерных систем и конструкций называют нормальным физическим износом и в соответствии с ним назначают нормативный срок службы здания. В частности, для жилых зданий нормативные сроки службы определяет группа капитальности здания
Величина физического износа — это количественная оценка технического состояния элементов здания, показывающая долю ущерба, потерю ими первоначальных физических характеристик, удовлетворяющих эксп-лутационным требованиям. В соответствии с действующей в настоящее время методикой физический износ здания в целом определяется путем сложения величин физического износа отдельных конструктивных элементов (по доле восстановительной стоимости каждого из них в общей стоимости здания). При этом признаки физического износа устанавливаются путем осмотра (визуальный способ) и с использованием простейших приспособлений (уровень, отвес, метр и т. п.). Методикой предусматривается в некоторых случаях вскрытие отдельных конструктивных элементов. Точность определения процента физического износа по таблицам методики находится в пределах ±5%.
Признаки износа даны для каждой степени технического состояния конструктивного элемента с определенным интервалом в зависимости от ценности и условий его работы. Так, фундаменты здания работают в лучших условиях по сравнению со стенами, и для них интервал данных принят 20%, причем признаки физического износа указаны для средних значений. Износ более ценных конструктивных элементов указан с интервалом 10%, а признаки даны для крайних значений.
Динамика физического износа, то есть характер его количественных изменений во времени, в зависимости от фактического срока эксплуатации, имеет большое значение при эксплуатации жилищного фонда.
Разрушающие и прочие факторы по-разному влияют на износ материалов и конструктивных элементов зданий. Срок службы здания в целом зависит от долговечности его конструкции. Элементы зданий по прочности неравнозначны, и сроки службы у них разные. Следует также учитывать и объективные различия разрушающих воздействий на те или иные конструктивные элементы (внутренние лестничные марши и наружные стены при сравнимых прочностных характеристиках в процессе эксплуатации испытывают совершенно разные нагрузки и т. д.).
Таким образом, существует непосредственная взаимосвязь между величиной физического износа и временными факторами. Под временными факторами понимаются две характеристики — фактический возраст здания (срок эксплуатации) и его долговечность (предельный срок службы). В свою очередь, предельный срок службы определяется по продолжительности времени, в течение которого несущие конструктивные элементы жилищного здания утрачивают свою прочность. Как правило, предельный срок службы здания численно равен значению нормативного срока службы, в соответствии с группами капитальности зданий.
Физический износ здания, достигшего нормативного срока службы, соответствует уровню 75-80%, при условии осуществления в этот период текущих ремонтов, обеспечивающих поддержание нормального эксплуатационного состояния, и капитальных ремонтов, непосредственно связанных с возмещением физического износа.
Очевидно, что проведение мероприятий по простому воспроизводству (проведение текущих и капитальных ремонтных работ) существенно изменяет динамику физического износа, «приглушает» ее. Для определения эффективности деятельности эксплуатирующей организации учитываем то, что при нормальной эксплуатации объектов жилищного фонда значения их физического износа, определяемые при проведении обследования, не должны превышать значений физического износа, рассчитанных с использованием нормативных документов. Под нормальной эксплуатацией понимается такая эксплуатация объектов жилищного фонда, при которой эксплуатирующая организация производит полный комплекс работ по технической эксплуатации, т. е. проводит работы по текущему содержанию объектов, своевременный текущий и капитальный ремонт.
Анализируя графики изменения физического износа отдельных конструктивных элементов здания, которые приводятся в ВСН 53-86р [4], можно предположить, что закономерность нарастания физического износа является общей величиной для всех конструктивных элементов и динамика физического износа является функцией от периода эксплуатации конструктивного элемента.
Как отмечалось ранее, для определения физического износа всего здания по износу отдельных элементов используют формулу, а физический износ здания в целом определяют путем сложения величин физического износа отдельных конструктивных элементов (по доле восстановительной стоимости каждого из них в общей стоимости здания). Тогда для объекта можно получить график изменения физического износа, характеризующий его техническое состояние в течение всего периода эксплуатации.
Снижение физического износа в различные периоды эксплуатации характеризуется своевременным проведением капитальных ремонтов здания, а также полной заменой отдельных сменяемых конструктивных элементов в случае окончания их срока службы.
Анализируя данные изменения физического износа здания в течение всего периода эксплуатации, можно выделить области, соответствующие минимальным и максимальным значениям физического износа для различных периодов службы здания при следующих режимах эксплуатации:
— зана нормальной эксплуатации, при своевременном проведении капитальных ремонтов и замене элементов;
— зона предельных отклонений, при своевременном проведении ремонтных работ на основных конструктивных элементах (кровля, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение, канализация, отопление, разные элементы);
— зона неудовлетворительной эксплуатации, при своевременном проведении ремонтных работ на двух из основных конструктивных элементах;
— зона недопустимой эксплуатации, без проведения каких-либо ремонтов и замен элементов.
В частности, для 5-этажного здания:
— при своевременном проведении ремонтных работ только на основных конструктивных элементах (кровля, холодное водоснабжение, горячее водоснабжение, канализация, отопление, разные элементы) нормативный срок службы здания уменьшается на 10%;
— при своевременном проведении ремонтных работ только на двух конструктивных элементах нормативный срок службы здания уменьшается на 21%;
— при естественном старении (без ремонтов и замен элементов) нормативный срок службы здания уменьшается на 40%.